Indirizzo di Biologia Evoluzionistica e Ambientale
creato da FELISATI DIANA
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ultima modifica
06/08/2010 09:59
COORDINATORE: Prof. Guido Barbujani - Dipartimento Biologia ed Evoluzione- Sezione di Biologia Evolutiva - Via Luigi Borsari, n. 46 - Università degli studi di Ferrara, tel. 0532/45.5312 e-mail bjg@unife.it (SSD BIO/18)
Progetto ed obiettivi del dottorato - L’indirizzo in biologia evoluzionistica e ambientale punta a fornire le competenze necessarie per una profonda comprensione delle basi dell’evoluzione, del comportamento e delle relazioni dei viventi, compreso l’uomo, con l’ambiente. Per questo scopo è indispensabile integrare conoscenze a tutti i livelli, da quello molecolare a quelli dell’organismo, della popolazione e della comunità. Il dottore di ricerca in biologia evoluzionistica e ambientale è un esperto altamente qualificato nell’analisi e interpretazione dei processi biologici e nella gestione delle risorse biologiche, in grado di condurre autonomamente una ricerca sia a livello di descrizione empirica dei fenomeni che di sviluppo di modelli e di elaborazione dei dati. Si propone un percorso formativo che superi la schematica divisione fra scienza pura e applicata. Si intende fornire un impianto culturale e strumenti conoscitivi che costituiscano un eccellente punto di partenza nello sviluppo di programmi innovativi di ricerca di base, e al tempo stesso permettano di rispondere a esigenze concrete nella gestione della fauna, della flora, e del territorio in generale, con potenziali ricadute sulla ricerca industriale e su quella svolta da enti pubblici e da agenzie per l’ ambiente.
Le aree scientifiche in cui i membri del collegio dei docenti sono attivi comprendono la genetica di popolazioni, la genetica della conservazione, la biologia molecolare dello sviluppo, l’evoluzione molecolare, l’etologia, la biologia molecolare, le biotecnologie, la bioinformatica, la fisiologia generale e vegetale, la zoologia, la botanica, l’ecologia animale e vegetale, l’antropologia e la statistica. Attraverso questi campi distinti, il tema comune è il contesto rigoroso e quantitativo in cui tutti questi programmi di ricerca vengono sviluppati.
Tematiche di ricerca
Genetica di popolazioni (BIO/18) - Descrizione della diversità del DNA per geni a trasmissione sia uni- che bi-parentale, in popolazioni umane e di altri vertebrati. Studio del DNA mitocondriale in campioni umani antichi. Studio della variabilità genetica in specie animali a rischio di estinzione e/o che necessitano lo sviluppo di piani gestionali. Analisi statistica della variabilità genetica, sulla base di dati generati dal laboratorio e di risorse bioinformatiche. Studio biostatistico degli effetti di fenomeni demografici e di adattamento all'ambiente sulla base di dati genetici. Analisi di struttura di popolazione. Simulazione al calcolatore di processi evolutivi, e verifica di ipotesi tramite il confronto fra dati osservati e dati simulati. Applicazione e sviluppo di metodi statistici bayesiani per la stima di parametri evolutivi e demografici e del software relativo.
Genetica umana (BIO/18) - escrizione della variabilità del DNA per geni di rilevanza patologica e per le regioni genomiche ad essi associate. Sviluppo di modelli statistici per l’analisi di banche dati biologiche e per l’individuazione di associazione fra geni e malattie. Studio del linkage disequilibrium. Analisi della segregazione complessa sulla base di dati di pedigree e di risorse bioinformatiche. Verifica di ipotesi sulle pressioni selettive e sui meccanismi di adattamento che hanno portato alle attuali distribuzioni della diversità genetica.
Farmacogenetica (BIO/18) - Descrizione dei polimorfismi per geni associati al metabolismo dei farmaci, e studio dell'associazione fra la variabilità di questi geni e la risposta al trattamento farmacologico. Analisi delle relazioni fra fenotipo e genotipo tramite caratterizzazione genetica di pazienti che rispondono diversamente al trattamento farmacologico e tramite analisi della variabilità geografica.
Drosophilacome modello di studio delle malattie genetiche umane (BIO/06) - Studio genetico e molecolare dei fattori di trascrizione implicati nello sviluppo del cuore, identificazione delle sequenze di regolazione cardiaco-specifiche dei geni bersaglio dei geni Hox e di fattori di trascrizione i cui omologhi umani sono implicati nelle malattie cardiache congenite, conservazione evolutiva di tali sequenze regolative, analisi molecolare e genetica delle interazioni tra i suddetti fattori di trascrizione.
Etologia (BIO/05) - Orientamento animale, homing e meccanismi bussolari. Evoluzione del sistema circadiano dei vertebrati. Cronobiologia molecolare. Studio dei ritmi circadiani della coagulazione in modelli murini. Endocrinologia del comportamento. Effetti degli ormoni steroidei sul comportamento sessuale. Corteggiamento e selezione sessuale. Evoluzione delle esibizioni di corteggiamento. Controllo ormonale della migrazione. Attivazione e disattivazione dell’inquitudine migratoria.
Ecologia (BIO/01 - BIO/03 - BIO/07) - Studio del funzionamento di ecosistemi lagunari, fluviali e terrestri, naturali e antropizzati. Valutazione del valore ecologico di ecosistemi naturali. Studio del processo di decomposizione in ecosistemi acquatici. Valutazione dell’importanza della biodiversità nei sistemi naturali ed antropizzati. Tecniche di agricoltura ecosostenibile. Impatto dell'introduzione di specie alloctone. Metodi biologici di controllo dei parassiti umani ed animali. La diversità ambientale, il paesaggio come sistema ecologico, l'analisi quantitativa del paesaggio. Dinamica di popolazione in ecosistemi naturali. Flusso energetico attraverso gli ecosistemi. Gestione e conservazione delle zone umide. Indicatori di stato e funzionamento dei bioindicatori. Effetti del cambiamento globale sugli ecosistemi.Valutazione della qualità dell'aria, dell’acqua e dei suoli impiegando tecniche di biomonitoraggio. Aspetti ecofisiologici legati all'assorbimento di metalli in vegetali a diverso grado di organizzazione. Aspetti morfo-funzionali e biochimici dell’adattamento dei vegetali all’ambiente.
Ecologia Molecolare e Genetica della Conservazione (BIO/07 - BIO/18) - Applicazione di tecniche molecolari allo studio e alla tutela della variabilità genetica di specie animali. Approccio molecolare alla conservazione di specie protette con particolare riguardo per gli ungulati, e allo sviluppo di strategie di gestione a lungo termine. Indagini molecolari su popolazioni ex situ per la produzione di stock destinati alla reintroduzione in natura. Sviluppo di marcatori molecolari per la pianificazione e il monitoraggio di attività di ripopolamento. Metodi quantitativi di inferenza sulla storia demografica. Filogeografia. Sviluppo di marcatori molecolari per applicazioni forensi come supporto alle attività CITES.
Biotecnologie vegetali (BIO/04) - Differenziamento e sviluppo, metilazione del DNA, colture in vitro e piante transgeniche. Meccanismi di regolazione trascrizionale e di rimodellamento della cromatina in piante di interesse agrario. Studio dei rapporti tra metilazione del DNA ed espressione genica nelle piante. Ruolo delle proteine che legano il DNA metilato (MBD) durante la regolazione della trascrizione e il rimodella-mento della cromatina. Caratterizzazione funzionale delle proteine MBD di mais e di Arabidopsis thaliana. Studio delle variazioni nel profilo di metilazione e di modificazione degli istoni durante lo sviluppo del pomodoro, in linee wt ed in linee mutanti nell’accumulo di carotenoidi.
Fisiologia e biochimica vegetale (BIO/04) - Studio di aspetti del metabolismo aminoacidico nella risposta della pianta a condizioni di stress biotico e abiotico. Burst ossidativo, sintesi di composti aromatici secondari e liberazione di VOCs in cellule di riso dopo il contatto con elicitori preparati dal micelio di Magnaporthe grisea. Sintesi e catabolismo della prolina in Arabidopsis thaliana in condizioni di stress idrico e in seguito all'attacco di ceppi virulenti o avirulenti di Pseudomonas. Relazione tra il contenuto in prolina del nettare di colza e la bottinatura da parte delle api. Analisi proteomica della SUMOilazione indotta dal freddo in grano. Uso di ceppi algali, principalmente cianobatteri, per la produzione di metaboliti di interesse industriale e per strategie di biorisanamento ambientale.
Fisiologia riproduttiva e sistema immunitario dei pesci (BIO/05 - BIO/06) - Studio dei meccanismi di regolazione del differenziamento sessuale della gonade nell’anguilla europea (Anguilla anguilla L.) e nello storione adriatico (Acipenser naccarii); studio del ruolo funzionale della ghiandola pituitaria nei processi di accrescimento e di adattamento alle condizioni ambientali di allevamento, mediante tecniche citochimiche ed immunoistochimiche al microscopio ottico e elettronico; studi su metodologie di svezzamento e allevamento di larve di storione e di anguilla, per ottenere un differenziamento sessuale mirato. Studio dell’ontogenesi del sistema immunitario nei teleostei, dai meccanismi di trasferimento di anticorpi nelle uova al differenziamento nelle larve delle popolazioni linfocitarie e degli organi linfatici deputati alla produzione e selezione dei linfociti. Analisi delle conseguenti ricadute nelle pratiche di vaccinazione larvale precoce. Analisi delle influenze esercitate dal sistema nervoso sulla funzione dei linfociti, con particolare riguardo all'individuazione dei neuropeptidi principalmente coinvolti nelle attività di controllo. Analisi dell'influenza della variazione di parametri chimici, fisici e biologici sulla funzionalità immunitaria di specie ittiche in allevamento intensivo. Studio degli adattamenti del sistema immunitario in pesci che vivono in condizioni estreme, quali teleostei antartici e mesopelagici.
Fisiologia della riproduzione umana (BIO/09) - Studio degli eventi molecolari implicati nei processi di impianto e placentazione umana, identificazione dei fattori locali ed ormonali deputati alla regolazione di tali processi e caratterizzazione dei loro meccanismi d’azione. Tali studi vengono condotti su villi coriali umani del primo trimestre di gravidanza, colture primarie di cellule trofoblastiche ottenute da espianti di villi coriali e linee cellulari derivate da trofoblasto umano. Al fine di identificare i fattori coinvolti nella modulazione di differenziamento e proliferazione delle cellule trofoblastiche vengono impiegate le seguenti tecniche: RT-PCR e western blot, per valutare l’espressione dei differenti modulatori e dei loro recettori; tecniche radioimmunologiche, per determinare i livelli di secondi messaggeri di vie di trasduzione possibilmente implicate; analisi ultrastrutturali, per la valutazione delle interazioni cellula-cellula e di eventuali cambiamenti nel corso del differenziamento o in risposta al trattamento con modulatori locali ed ormonali; FACS analisi ed incorporazione di bromo-deossiuridina, al fine di determinare l’entità della proliferazione cellulare.
Cellule dei pesci come biomarcatori della qualità delle acque (BIO/05) - Studio, mediante tecniche istochimiche, microscopia ottica ed elettronica, di alcuni tipi cellulari (rodlet cells, cellule a cloruri, aggregati dei macrofagi) tipici dei pesci che possono fungere da biomarcatori: valutazione delle modificazioni del loro numero, distribuzione ed ultrastruttura in relazione all'esposizione dei pesci ad agenti stressogeni di natura biologica (parassiti), fisica (sbalzi osmotici) e chimica (trattamento con xenobiotici quali erbicidi e metalli pesanti).
Biologia cellulare e molecolare dei radicali dell’ossigeno (BIO/13) - Biologia cellulare e molecolare dei radicali dell’ossigeno in cellule animali, vegetali e umane. Analisi dell’attività radicalica e dei danni a macromolecole e strutture cellulari. Analisi dello stress ossidativo e dell’attività antiossidante tramite spettrofotometria, spettrofluorimetria, colture cellulari, elettroforesi, Western blot e cromatografia liquida ad altra risoluzione (HPLC). Ruolo dello stress ossidativo in alcuni meccanismi patologici legati all’apoptosi. Studio del contenuto in polifenoli di oli alimentari
Morfofisiologia dell'apparato fotosintetico. BIO/01Studio di aspetti morfologici, fisiologici e biochimici dell'apparato fotosintetico in organismi vegetali di diversa collocazione sistematica (microalghe, piante terrestri) mediante tecniche: microscopiche (ottica, elettronica), fluorimetriche (PAM, spettrofluorimetria a 77K, microspettrofluorimetria in vivo), biochimiche (elettroforesi denaturante e non denaturante, immunoblot, analisi dei pigmenti), biomolecolari (trasformazioni, PCR).
Ecologia della vegetazione di ambienti artico-alpini (BIO/01) - Indagini dirette ad analizzare il rapporto intercorrente fra composizione vegetazionale, fattori ambientali e processi ecologici inambienti artico-alpini, con particolare riguardo agli ecosistemi di torbiera. Approccio basato su indagini di campo e analisi di laboratorio degli aspetti floristico-vegetazionali, in rapporto a variabili ambientali quali idrologica, microclima e status trofico. Analisi del bilancio del carbonio e dei meccanismi di acquisizione e cycling dei principali elementi nutritizi.
