Pietro ALIFANO

Pietro ALIFANO

Professore I Fascia (Ordinario/Straordinario)

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19: MICROBIOLOGIA GENERALE.

Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche ed Ambientali

Centro Ecotekne Pal. B - S.P. 6, Lecce - Monteroni - LECCE (LE)

Ufficio, Piano terra

Telefono +39 0832 29 8856

Professore Ordinario del SSD BIO/19 - Microbiologia generale

Area di competenza:

Microbiologia generale

Microbiologia applicata

Microbiologia ambientale

Biotecnologie microbiche

Orario di ricevimento

Martedi' ore 15:00-18:30 ed in altri momenti per appuntamento.

 

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Curriculum Vitae

Titoli di studio e carriera universitaria

  • 1985-1989 Internato di Laurea presso il Dip Biol Patol Cell Mol "L. Califano", Fac. Med. Chir., Univ. Napoli
  • 1988 Visiting scientist, Lab Mol Biology - Bacterial Genetics, NIDDKD - National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA
  • 1989 Laurea in Medicina e Chirurgia, Summa cum Laude, Univ. Napoli
  • 1990-1994 PhD in Genetica Cellulare e Molecolare, Dip Biol Patol Cell Mol "L. Califano", Univ. Napoli
  • 1994-1998  Ricercatore di Genetica Medica, Dip Biol Patol Cell Mol "L. Califano", Fac. Medicina e Chirurgia, Univ. Napoli
  • 1995 Dottore di Ricerca in Genetica Cellulare e Molecolare, Univ. Napoli
  • 1998-2011 Professore Associato di Microbiologia Generale, DiSTeBA, Fac. Scienze MM FF NN, Univ. Salento
  • 2011-2014 Professore Straordinario di Microbiologia Generale, DiSTeBA, Fac. Scienze MM FF NN, Univ. Salento
  • 2014- Professore Ordinario di Microbiologia Generale, DiSTeBA, Fac. MM FF NN, Univ. Salento

 

Incarichi accademici

  • 2009-2016 Presidente del Consiglio Didattico in Biotecnologie presso la Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali dell’Università del Salento.
  • 2013-2014 Componente del Presidio della Qualità di Ateneo - Università del Salento
  • 2019-ad oggi Presidente del Presidio della Qualità di Ateneo - Università del Salento

 

Progetti di ricerca di cui è stato responsabile scientifico

  • 1999-2002 PRIN 1999 Basi genetiche e molecolari della patogenicità batterica. Regolazione dell'espressione di determinanti di patogenicità mediante riarrangiamenti del DNA: meccanismi molecolari responsabili della variazione antigenica e loro rilevanza eziopatogenetica nell'infezione da Neisseria meningitidis
  • 2002-2005 PRIN 2002 Basi genetiche e molecolari della patogenicità batterica. La risposta adattativa di N. meningitidis nel corso dell’interazione ospite-patogeno: risposte regolative globali attivate nel corso del processo di invasione della cellula eucariotica
  • 2002 FAR Tecnologie applicate al tabacco ed ai suoi prodotti per la riduzione del rischio del consumatore e della popolazione non fumatrice. Contratto con ETI. Svolgimento di un corso di formazione professionale per tre ricercatori in biologia molecolare applicata alle piante ed alla microbiologia
  • 2004 FAR Applicazione delle nuove tecnologie – nanomateriali e biotecnologie – ai prodotti del tabacco. Contratto con ETI. Svolgimento di un corso di formazione professionale per tre ricercatori in biologia molecolare applicata alle piante ed alla microbiologia e due tecnici di ricerca nella biologia molecolare
  • 2003-2006 FAR Applicazione delle nuove tecnologie – nanomateriali e biotecnologie – ai prodotti del tabacco. Contratto con ETI. Ottimizzazione del processo di fermentazione del tabacco per sigari
  • 2004-2007 PRIN 2004 Basi genetiche e molecolari della patogenicità batterica. Identificazione ed analisi funzionale di nuovi determinanti di virulenza di N. meningitidis mediante lo studio delle risposte regolative globali attivate dai batteri nel corso del processo di invasione della cellula eucariotica
  • 2005-2007 FAR Studio e messa a punto di tecnologie avanzate applicate a microrganismi di interesse industriale. Contratto con SANOFI AVENTIS. Meccanismi di regolazione nella produzione di eritromicina
  • 2007 FAR Studio e messa a punto di tecnologie avanzate applicate a microrganismi di interesse industriale. Contratto con SANOFI AVENTIS. Formazione di ricercatori altamente qualificati nello studio e messa a punto di nuove tecnologie avanzate applicate a microrganismi di interesse industriale
  • 2007 British-Italian Partnership Programme for Researchers finanziato da British Council, MIUR e CRUI. The evolution of acquisition of carbon energy sources by the human pathogen N. meningitidis: evidence for a new relationship between metabolism and emergence of virulence in bacteria
  • 2007-2009 PRIN 2006 Basi genetiche e molecolari della patogenicità batterica. Identificazione e caratterizzazione funzionale di nuovi determinanti di virulenza di N. meningitidis coinvolti nel processo di invasione della cellula eucariotica, nella proliferazione intracellulare e nella disseminazione cellula-cellula in un modello di infezione in vitro
  • 2010-2012 PRIN 2008 Patogenicità batterica e sviluppo di vaccini. Studio della fase intracellulare del ciclo infettivo di N. meningitidis in un modello di infezione in vitro
  • 2011-2014 PON "Ricerca e Competitività" 2007-2013. SANOFI AVENTIS capofila. Studio di nuove tecnologie e piattaforme tecnologiche per il miglioramento di processi produttivi di principi attivi farmaceutici di interesse industriale e ricerca di nuove molecole bioattive da sorgenti naturali
  • 2014-2017 PRIN 2012 Modelli d'interazione tra microrganismi e ospite nelle infezioni mucosali per lo sviluppo di strategie terapeutiche innovative
  • 2019-2021 PON "Ricerca e Innovazione" 2014-2020. Distretto H-BIO Puglia capofila. Costituzione della biobanca del microbiota intestinale e salivare umano: dalla disbiosi alla simbiosi” Acronimo: BIOMIS.
  • 2019-2022 PRIN 2017 An integrated approach to tackle the interplay among adaptation, stressful conditions and antimicrobial resistance of challenging pathogens (Settore LS6 – Linea C).

Premio 

  • Premio SIBBM 1992 per il miglior lavoro nei settori della Biologia Molecolare e della Biofisica pubblicato da un giovane ricercatore nell’anno 1991

 

Didattica

A.A. 2020/2021

ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY

Degree course COASTAL AND MARINE BIOLOGY AND ECOLOGY

Course type Laurea Magistrale

Language INGLESE

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 48.0

Year taught 2020/2021

For matriculated on 2020/2021

Course year 1

Structure DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Subject matter PERCORSO COMUNE

Location Lecce

MICROBIAL BIOTECHNOLOGIES

Degree course BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE

Course type Laurea Magistrale

Language INGLESE

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 50.0

Year taught 2020/2021

For matriculated on 2020/2021

Course year 1

Structure DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Subject matter PERCORSO GENERICO/COMUNE

Location Lecce

MICROBIOLOGIA

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 8.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 66.0

Anno accademico di erogazione 2020/2021

Per immatricolati nel 2019/2020

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE

Sede Lecce

MICROBIOLOGIA AMBIENTALE

Corso di laurea SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 50.0

Anno accademico di erogazione 2020/2021

Per immatricolati nel 2019/2020

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO COMUNE

A.A. 2019/2020

ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY

Degree course COASTAL AND MARINE BIOLOGY AND ECOLOGY

Course type Laurea Magistrale

Language INGLESE

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 48.0

Year taught 2019/2020

For matriculated on 2019/2020

Course year 1

Structure DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Subject matter PERCORSO COMUNE

Location Lecce

MICROBIAL BIOTECHNOLOGIES

Degree course BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE

Course type Laurea Magistrale

Language INGLESE

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 50.0

Year taught 2019/2020

For matriculated on 2019/2020

Course year 1

Structure DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Subject matter PERCORSO GENERICO/COMUNE

Location Lecce

MICROBIOLOGIA

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 8.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 66.0

Anno accademico di erogazione 2019/2020

Per immatricolati nel 2018/2019

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE

MICROBIOLOGIA AMBIENTALE

Corso di laurea SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 50.0

Anno accademico di erogazione 2019/2020

Per immatricolati nel 2018/2019

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO COMUNE

A.A. 2018/2019

ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY

Degree course COASTAL AND MARINE BIOLOGY AND ECOLOGY

Course type Laurea Magistrale

Language INGLESE

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 48.0

Year taught 2018/2019

For matriculated on 2018/2019

Course year 1

Structure DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Subject matter PERCORSO COMUNE

Location Lecce

MICROBIAL BIOTECHNOLOGIES

Degree course BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE

Course type Laurea Magistrale

Language INGLESE

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 50.0

Year taught 2018/2019

For matriculated on 2018/2019

Course year 1

Structure DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Subject matter PERCORSO GENERICO/COMUNE

Location Lecce

MICROBIOLOGIA

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 8.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 66.0

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Per immatricolati nel 2017/2018

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE

MICROBIOLOGIA AMBIENTALE

Corso di laurea SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 52.0

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Per immatricolati nel 2017/2018

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO COMUNE

A.A. 2017/2018

ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY

Degree course COASTAL AND MARINE BIOLOGY AND ECOLOGY

Course type Laurea Magistrale

Language INGLESE

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 48.0

Year taught 2017/2018

For matriculated on 2017/2018

Course year 1

Structure DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Subject matter PERCORSO COMUNE

Location Lecce

MICROBIAL BIOTECHNOLOGIES

Degree course BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE

Course type Laurea Magistrale

Language INGLESE

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 52.0

Year taught 2017/2018

For matriculated on 2017/2018

Course year 1

Structure DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Subject matter PERCORSO GENERICO/COMUNE

Location Lecce

MICROBIOLOGIA

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 8.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 68.0

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Per immatricolati nel 2016/2017

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE

MICROBIOLOGIA AMBIENTALE

Corso di laurea SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 55.0

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Per immatricolati nel 2016/2017

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO COMUNE

A.A. 2016/2017

ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY

Corso di laurea COASTAL AND MARINE BIOLOGY AND ECOLOGY

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 48.0 Ore Studio individuale: 102.0

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Per immatricolati nel 2016/2017

Anno di corso 1

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce - Università degli Studi

MICROBIAL BIOTECHNOLOGIES

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 52.0 Ore Studio individuale: 98.0

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Per immatricolati nel 2016/2017

Anno di corso 1

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE

Sede Lecce - Università degli Studi

MICROBIOLOGIA

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 8.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 68.0 Ore Studio individuale: 132.0

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Per immatricolati nel 2015/2016

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE

MICROBIOLOGIA AMBIENTALE

Corso di laurea SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 55.0 Ore Studio individuale: 95.0

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Per immatricolati nel 2015/2016

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO COMUNE

A.A. 2015/2016

BIOTECNOLOGIE MICROBICHE

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 52.0 Ore Studio individuale: 98.0

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Per immatricolati nel 2015/2016

Anno di corso 1

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE

Sede Lecce - Università degli Studi

ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY

Corso di laurea COASTAL AND MARINE BIOLOGY AND ECOLOGY

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 48.0 Ore Studio individuale: 102.0

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Per immatricolati nel 2015/2016

Anno di corso 1

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce - Università degli Studi

MICROBIOLOGIA

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 8.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 68.0 Ore Studio individuale: 132.0

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Per immatricolati nel 2014/2015

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE

MICROBIOLOGIA AMBIENTALE

Corso di laurea SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 55.0 Ore Studio individuale: 95.0

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Per immatricolati nel 2014/2015

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE BIOLOGICHE ED AMBIENTALI

Percorso PERCORSO COMUNE

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ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY

Degree course COASTAL AND MARINE BIOLOGY AND ECOLOGY

Subject area BIO/19

Course type Laurea Magistrale

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 48.0

For matriculated on 2020/2021

Year taught 2020/2021

Course year 1

Semestre Primo Semestre (dal 05/10/2020 al 22/01/2021)

Language INGLESE

Subject matter PERCORSO COMUNE (999)

Location Lecce

No formal propedeuticity is required with respect to other courses. However basic knowledge of general microbiology is strongly recommended.

Microbial evolution and systematics.

Prokaryotic diversity: the Bacteria.

Prokaryotic diversity: the Archaea.

Metabolic diversity.

Methods in microbial ecology.

Microbial ecology.

Course outline and aims

This course aims at providing students with an in-depth knowledge of the current view of microbial evolution and systematic, and the continuing roles played by microbes in the environment. Major methodological approaches to environmental microbiology including their powers and limitations will be also discussed.

 

Learning outcomes

Knowledge to be attained:
• Current views on the origin of life and the evolution of the major microbial taxa
• Current views on metabolic diversity in microbial world
• Special bacteriology: major Bacteria and Archaea taxa
• Microbial ecology: Key roles played by microbes in the aquatic and terrestrial environment including soil structure, element cycles, genesis and breakdown of fossil fuels and contribution to geological processes
• Microbial ecology: Detrimental roles played by microbes in pollution and the beneficial roles played by microbes in wastewater treatment and bioremediation
• Microbial ecology: interactions of microorganisms with other organisms.
• Methods in microbial ecology

Abilities to be attained:
• Culture-based and culture-independent methods in microbial systematic and ecology
• Methods to study microbial phylogeny
• Construction of phylogenetic trees

 

Learning methods consist of formal lectures and integrative lectures making use of slides and hypertext links to specific Web sites. Outside these activities, the students are expected to read assigned papers from the scientific literature.

Oral examination. It is aimed at ascertaining, in proportion:
- The level of theoretical knowledge through the presentation of the program topics (50%)
- The level of practical abilities through description of methods and methodologies (25%)
- The ability to apply theoretical knowledge and practical skills to solve simple problems (25%)

 

Due to COVID-19 emergency, exams will be held temporarily by telematic devices, using the TEAMS platform according to the instructions on the University website

(https://drive.google.com/file/d/11SVWGyWOnEoNwoPXwg5gsDmQuhj68gVy/view).

Program of Lectures

Microbial evolution and systematics. Early Earth and the origin and diversification of life; formation and early history of Earth; origin of cellular life; microbial diversification; endosymbiotic origin of eukaryotes. Microbial evolution; the evolutionary process; evolutionary analysis: theoretical aspects and analytical methods.; microbial phylogeny; applications of SSU rRNA phylogenetic methods. Microbial systematics; phenotypic analysis; genotypic analysis; phylogenetic analysis; the species concept in microbiology; classification and nomenclature.

Prokaryotic diversity: the Bacteria. Bacterial phylogenesis. Phylum 1: Proteobacteria; Phylum 2 and 3: Gram-positive bacteria and Actinobacteria. Phylum 4: Cyanobacteria and Prochlorophytes; Phylum 5: Chlamydia; Phylum 6: Planctomyces/Pirellula; Phylum 7: Verrucomicrobia; Phylum 8: Flavobacteria; Phylum 9: the Cytophaga group; Phylum 10: Green-sulphur bacteria; Phylum 11: Spirochetes; Phylum 12: Deinococci; Phylum 13: Green non-sulphur bacteria; Phylum 14-16: deeply branching hypertermophilic bacteria; Phylum 17 and 18: Nitrospira and Deferribacter.

Prokaryotic diversity: the Archaea. Phylogeny and general metabolism. Phylum euryarchaeota; Phylum Crenarchaeota; Phylum Nanoarchaeota; Evolution and life at high temperature.

Metabolic diversity. The phototrophic way of life; chemolithotrophy: energy from the oxidation of inorganic electron donors; the anaerobic way of life: anaerobic respirations; the anaerobic way of life: fermentations and syntrophy; hydrocarbon oxidation and the role of O2 in the catabolism of organic compounds; nitrogen fixation.

Methods in microbial ecology. Culture-dependent analyses of microbial communities; molecular (culture-independent) analyses of microbial communities; measuring microbial activities in Nature.

Microbial ecology. Microbial ecosystems; soil and freshwater microbial habitats; marine microbiology; the carbon and oxygen cycles; other key nutrient cycles; microbial bioremediation; microbial interactions with plants.

• M. T. Madigan, J. M. Martinko, P. V. Dunlap, D. P. Clark. Brock Biology of Microorganisms. 12th Edition. ISBN: 0-13-232460-1. 2010 PEARSON EDUCATION, INC. PUBLISHED BY BENJAMIN CUMMINGS © 2009.

• R. M. Maier, I. L. Pepper, C. P. Gerba. Environmental Microbiology. 2nd Edition. ISBN: 0123705193. SEPTEMBER 2008. PUBLISHED BY ELSEVIER SCIENCE.

• I. L. Pepper, C. Gerba, C. P. Gerba. Environmental Microbiology: A laboratory manual.

ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY (BIO/19)
MICROBIAL BIOTECHNOLOGIES

Degree course BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE

Subject area BIO/19

Course type Laurea Magistrale

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 50.0

For matriculated on 2020/2021

Year taught 2020/2021

Course year 1

Semestre Primo Semestre (dal 05/10/2020 al 22/01/2021)

Language INGLESE

Subject matter PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)

Location Lecce

No formal prerequisite is required with respect to other courses.
However basic knowledge of general microbiology, basic immunology and microbial genetics is strongly recommended. This knowledge is normally acquired in the bachelor’s degrees that give access to the master’s degree in Medical Biotechnology and Nanobiotechnology.

Lectures
Part 1. Microbial virulence and vaccines
Microbial and viral pathogenesis.
Vaccines.

Part 2. Drugs from microorganisms
Bioactive compounds from microorganisms.
Actinomycetes producing bioactive compounds.

 

Labs
Large-scale microbial cultivation for industrial purposes.

Course outline and aims

The course aims to provide knowledge and skills to work professionally with roles of responsibility in the areas of medical biotechnology and nanobiotechnology which make use of micro-organisms or viruses (natural or genetically modified, whole or parts thereof) or which develop diagnostic devices and therapeutic to combat infectious and non-infectious diseases.

 

Learning outcomes

Knowledge to be attained:
• molecular and cellular mechanisms underlying microbial and viral pathogenicity
• methodological foundations for design and development of vaccines
• methodological foundations for discovery and production of bioactive compounds from microorganisms

Abilities to be attained:
• New drug discovery from microorganisms by bioassays and genome mining
• Mutate-and-screen methods for microbial strain improvement
• Cultivation of microorganisms in stirred-tank bioreactors

Learning methods consist of formal Lectures and Labs making use of slides and hypertext links to specific Web sites. Outside these activities, the students are expected to read assigned papers from the scientific literature.

Oral examination. It is aimed at ascertaining, in proportion:
- The level of theoretical knowledge through the presentation of the program topics (50%)
- The level of practical abilities through description of methods and methodologies (25%)
- The ability to apply theoretical knowledge and practical skills to solve simple problems (25%)

 

Due to COVID-19 emergency, exams will be held temporarily by telematic devices, using the TEAMS platform according to the instructions on the University website

(https://drive.google.com/file/d/11SVWGyWOnEoNwoPXwg5gsDmQuhj68gVy/view).

Programs of Lectures and Labs

Lectures
Part 1. Microbial virulence and vaccines
Microbial and viral pathogenesis. Host-microbes interaction: positive interactions. The human microbiota. The stable normal flora of skin, oral cavity, respiratory tract, intestinal tract, urogenital tract. Probiotics. The gut metagenome. Host-microbes interaction: negative interactions. Infectivity, pathogenicity and virulence. The Koch’s postulates and their molecular version. “Alien” DNA and evolution of virulence and drug resistance. Virulence factors and toxins. Adhesion, invasion, growth/survival in host microenvironments. Quorum sensing. Biofilm. Evasion of innate and adaptive immunity. Regulation of virulence genes. Powerful approaches to study the microbial virulence: Signature-tagged mutagenesis (STM); In vivo expression technology (IVET)
Vaccines. Historical notes on vaccines. Immunological principles. Conventional vaccines: killed or inactivated vaccines, attenuated live vaccines, subunit vaccines. Recombinant vaccines: recombinant viral vaccine, recombinant bacterial vaccine, genetically-attenuated live vaccines, edible vaccines. Reverse vaccinology.

Part 2. Drugs from microorganisms
Bioactive compounds from microorganisms. Chemical diversity and structural classes. Biological activity (antibiotic, antifungal, antiprotozoal, immunosuppressive, anticancer, etc.). Biosynthetic pathways: synthesis of precursor substrates, polyketides and polyketide synthase (PKS), oligopeptides and NRPS, PKS_NRPS hybrid systems, oligopeptides of ribosomal origin, oligosaccharides and terpenes, the main decoration reactions; manipulation of biosynthetic pathways.
Actinomycetes producing bioactive compounds. The life cycle and life style of the actinomycetes. Regulation of secondary metabolite biosynthesis: pathway-specific and pleiotropic regulators, extracellular signals, influence of nutrients. Strain improvement with classical methods and genetic engineering. Genome and transcriptome analysis of actinomycetes. New drug discovery by genome mining.

Labs
Large-scale microbial cultivation for industrial purposes. The growth curve. Discontinuous or batch fermentation. Continuous fermentation. Fed-batch fermentation.

• G. Dehò, E. Galli. Biologia dei microrganismi. Edizione 2018. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.
• S. Donadio, G. Marino. Biotecnologie microbiche. Edizione 2008. Casa Editrice Ambrosiana.

• M. Madigan, J. Martinko, K. Bender, D. Buckley, D. Stahl. Brock Biology of Microorganisms (14th Edition). Global Edition. Pearson.
• Y. K. Lee. Microbial Biotechnology (Third Edition). World Scientific.

MICROBIAL BIOTECHNOLOGIES (BIO/19)
MICROBIOLOGIA

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 8.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 66.0

Per immatricolati nel 2019/2020

Anno accademico di erogazione 2020/2021

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 08/03/2021 al 11/06/2021)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)

Sede Lecce

Il Corso non prevede propedeuticità. Tuttavia, ai fini di un più proficuo apprendimento di alcuni contenuti del corso sono necessarie le conoscenze di base acquisite nel primo anno del corso di studio nell’ambito della matematica, della fisica, della chimica organica e della citologia e istologia animale e vegetale.

Il corso ha l’obiettivo di fornire le competenze di base, nell’ambito della microbiologia, necessarie per operare, con ruoli tecnico-operativi, nei diversi settori delle biotecnologie che fanno uso di microrganismi o virus, naturali o geneticamente modificati, interi o loro parti, o che sviluppano dispositivi diagnostici e terapeutici per contrastare le malattie infettive. Il corso fornisce altresì le basi culturali e metodologiche per accedere a successivi approfondimenti nell’ambito delle biotecnologie microbiche.

 

Programma delle lezioni

Il mondo microbico.

Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica.

Nutrizione e metabolismo dei microrganismi.

Crescita e coltura dei microrganismi.

Principi di classificazione e filogenesi microbica.

Genetica microbica e manipolazione dell’espressione genica nei procarioti.

I virus.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori

Tecniche microbiologiche di base.

Conoscenze e comprensione
• struttura e ultrastruttura della cellula batterica
• nutrizione e metabolismo dei microrganismi
• crescita e coltivazione dei microrganismi
• principi di classificazione e filogenesi microbica
• interazione dei microrganismi con l’ambiente e con gli altri organismi
• genetica microbica e tecniche di manipolazione dei microrganismi
• i virus: caratteristiche generali e classificazione
• patogenicità microbica e virale, e meccanismi di difesa dell’ospite
Valutate attraverso l’esame di profitto orale.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione
• metodi di isolamento di microrganismi
• metodi di crescita e coltivazione dei microrganismi in piccola scala
• metodi di colorazione e di osservazione dei microrganismi al microscopio ottico
• metodi di identificazione dei microrganismi mediante analisi fenotipica e molecolare
• metodi di analisi della resistenza microbica ad antibiotici

Valutate attraverso l’attività di laboratorio e la verifica scritta di laboratorio.

 

Autonomia di giudizio
• attitudine al problem solving attinenti alla figura tecnico-operativa formata nel settore
• capacità di analizzare protocolli sperimentali

• capacità di valutare aspetti tecnici nell’operatività di laboratorio

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

 

Abilità comunicative
• abilità comunicative e di sintesi sia in forma scritta che orale.

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

Capacità di apprendimento
• acquisizione di capacità di studio autonomo della disciplina anche successivamente al conseguimento della laurea attraverso l’acquisizione degli strumenti metodologici e teorici del settore di rifermento (testi scientifici, manuali di laboratorio, banche dati).

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e l’attività di laboratorio.

La modalità di erogazione della didattica è del tipo tradizionale, con 7 CFU di lezioni frontali in aula e 1 CFU di attività di laboratorio. Le lezioni in aula prevedono l’utilizzo di diapositive, talora con collegamenti ipertestuali a specifiche pagine Web.

La valutazione degli studenti è effettuata mediante prova orale. E’ mirata ad accertare, in misura proporzionale:
- Il livello delle conoscenze teoriche acquisite, attraverso la presentazione di argomenti del programma (50%)
- Il livello delle abilità pratiche acquisite, attraverso la descrizione di metodiche e metodologie (25%)
- La capacità di applicare le conoscenze teoriche e le abilità pratiche acquisite alla soluzione di problemi semplici (25%)

Programma delle lezioni e delle esercitazioni/laboratori

Programma delle lezioni

Il mondo microbico. Composizione del mondo microbico (procarioti, eucarioti, virus).
Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica. I batteri gram-positivi e gram-negativi: caratteristiche generali. Struttura e sintesi della parete cellulare. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. La membrana esterna: il lipopolisaccaride e le porine. Proteine di membrana e sistemi di trasporto. Gli organelli citoplasmatici. La capsula. I flagelli ed i pili. Il processo di chemiotassi. La spora batterica. Organizzazione del materiale genetico: il nucleoide. Gli Archea: un altro modello di cellula procariotica.
Nutrizione e metabolismo dei microrganismi. La nutrizione microbica. Le diverse fonti energetiche utilizzabili dai microrganismi e le attività riferibili al metabolismo energetico. Processi aerobici (respirazione aerobica) e anaerobici (fermantazioni). Le principali vie fermentative microbiche: fermentazione alcolica, lattica, acido-mista, butandiolica, propionica, butirrica. Fotosintesi nei batteri. Il processo di fissazione dell’azoto e della CO2. Assimilazione di fosforo, zolfo ed azoto inorganici. La metanogenesi negli Archea. I processi biosintetici nel metabolismo microbico.
Crescita e coltura dei microrganismi. Il processo di divisione cellulare nei batteri. La curva di crescita. La misurazione della crescita microbica. Il controllo della crescita microbica. I terreni di coltura e lo studio delle proprietà biochimiche dei procarioti in coltura. L’effetto dell’ambiente sulla crescita microbica. Gli Archea e gli ambienti estremi.
Principi di classificazione e filogenesi microbica. I criteri di base della sistematica microbiologica. Identificazione tassonomica dei microrganismi. I principali gruppi di eubatteri, actinomiceti, archea, eumiceti e microalghe. Fondamenti di ecologia microbica: i fattori che influenzano la colonizzazione e lo sviluppo microbico. I microrganismi negli ecosistemi naturali. I principali microrganismi agenti di malattie dell’uomo, degli animali e delle piante. Microrganismi di interesse industriale.
Genetica microbica e manipolazione dell’espressione genica nei procarioti. Struttura e funzione dei genomi procariotici. Gli elementi genetici. Le mutazioni. I meccanismi di riparazione. La sessualità nei batteri. Il riassortimento del materiale genetico. Variazione di fase ed antigenica. I plasmidi ed il loro significato biologico. Il processo di coniugazione. La trasformazione e la trasduzione. Operoni e Reguloni. Regolazione dell’espressione genica nei microrganismi: induzione e repressione. Livelli di regolazione dell’espressione genica: trascrizionale, post-trascrizionale, traduzionale, post-traduzionale. La sporulazione ed i processi di differenziamento nei batteri. L’era della post-genomica: nuove metodologie per l’analisi funzionale dei genomi procariotici.

I virus. Caratteristiche generali e classificazione. Batteriofagi. Ciclo litico e ciclo lisogenico. Virus animali. Virus vegetali. Viroidi e prioni.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori
Tecniche microbiologiche di base. Colorazione ed osservazione dei batteri al microscopio; Preparazione e sterilizzazione dei terreni di coltura; Colture microbiche; Determinazione quantitativa dei batteri; Identificazione dei batteri con sistemi biochimici; Screening di microrganismi antibiotico-produttori da campioni di suolo o marini.

• G. Dehò, E. Galli. Biologia dei microrganismi. Edizione 2018. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.

• M. T. Madigan, J. M. Martinko, D. A. Stahl, D. P. Clark. Brock, Biologia dei microrganismi. Vol.1, 2, 3. Edizione 2012. Pearson.

• M. Willey, M. Sherwood, J. Woolverton. Prescott, Microbiologia. Vol. 1, 2, 3. Edizione 2009. McGraw-Hill.

• S. Donadio, G. Marino. Biotecnologie microbiche. Edizione 2008. Casa Editrice Ambrosiana.

MICROBIOLOGIA (BIO/19)
MICROBIOLOGIA AMBIENTALE

Corso di laurea SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 50.0

Per immatricolati nel 2019/2020

Anno accademico di erogazione 2020/2021

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 08/03/2021 al 18/06/2021)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Ai fini di un più proficuo apprendimento di alcuni contenuti del corso sono necessarie le conoscenze di base nell’ambito della matematica, della fisica, della chimica organica e della biologia generale.

Il corso ha l’obiettivo di fornire le competenze di base nell’ambito della microbiologia ambientale, necessarie per operare, con ruoli tecnico-operativi, negli ambiti delle scienze e tecnologie ambientali che fanno uso di microrganismi o ne rilevano la presenza in varie matrici. Fornisce, inoltre, le basi culturali per accedere a successivi percorsi formativi che più ampiamente sviluppano temi come il ruolo dei microrganismi nei cicli biogeochimici, e il loro impiego nei processi di biorisanamento e nella produzione di biogas.

 

Programma delle lezioni

Il mondo microbico.

Evoluzione microbica.
Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica.
Nutrizione e metabolismo dei microrganismi.
Crescita e coltura dei microrganismi.

Principi di classificazione e filogenesi microbica.

Ruolo dei microrganismi in natura.

Microrganismi e biorisanamento.

I virus.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori
Tecniche microbiologiche di base.

Conoscenze e comprensione
• struttura e ultrastruttura della cellula batterica
• nutrizione e metabolismo dei microrganismi
• crescita e coltivazione dei microrganismi
• principi di classificazione e filogenesi microbica
• interazione dei microrganismi con l’ambiente e con gli altri organismi
• i virus: caratteristiche generali e classificazione
Valutate attraverso l’esame di profitto orale.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione
• metodi di isolamento di microrganismi
• metodi di crescita e coltivazione dei microrganismi in piccola scala
• metodi di colorazione e di osservazione dei microrganismi al microscopio ottico
• metodi di identificazione dei microrganismi mediante metodiche convenzionali

Valutate attraverso l’attività di laboratorio e la verifica scritta di laboratorio.

 

Autonomia di giudizio
• attitudine al problem solving attinenti alla figura tecnico-operativa formata nel settore
• capacità di analizzare protocolli sperimentali

• capacità di valutare aspetti tecnici nell’operatività di laboratorio

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

 

Abilità comunicative
• abilità comunicative e di sintesi sia in forma scritta che orale.

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

Capacità di apprendimento
• acquisizione di capacità di studio autonomo della disciplina anche successivamente al conseguimento della laurea attraverso l’acquisizione degli strumenti metodologici e teorici del settore di rifermento (testi scientifici, manuali di laboratorio, banche dati).

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e l’attività di laboratorio.

La modalità di erogazione della didattica è del tipo tradizionale, con 5 CFU di lezioni frontali in aula e 1 CFU di attività di laboratorio. Le lezioni in aula prevedono l’utilizzo di diapositive, talora con collegamenti ipertestuali a specifiche pagine Web.

Il conseguimento dei crediti attribuiti è ottenuto mediante esame integrato consistente in una prova orale con votazione finale in trentesimi ed eventuale lode.
La prova è volta ad accertare:
- il livello delle conoscenze teoriche acquisite, attraverso la presentazione di argomenti del programma;
- il livello delle abilità pratiche acquisite, attraverso la descrizione di metodiche e metodologie;
- la capacità di applicare le conoscenze teoriche e le abilità pratiche acquisite alla soluzione di problemi semplici.

Programma delle lezioni e delle esercitazioni/laboratori

Programma delle lezioni

Il mondo microbico. Composizione del mondo microbico (procarioti, eucarioti, virus).

Evoluzione microbica. La Terra dei primordi. Chimica prebiotica, RNA world, prime vie biosintetiche, e primi sistemi per la rigenerazione dell'ATP, il DNA come materiale genetico. Last Universal Common Ancestor (LUCA), la divergenza nella sintesi dei lipidi di membrana, ladivergenza nella sintesi della parete batterica, l'evoluzione dei tre domini: Bacteria, Archaea, Eukarya.
Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica. I batteri gram-positivi e gram-negativi: caratteristiche generali. Struttura e sintesi della parete cellulare. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. La membrana esterna: il lipopolisaccaride e le porine. Proteine di membrana e sistemi di trasporto. Gli organelli citoplasmatici. La capsula. I flagelli ed i pili. Il processo di chemiotassi. La spora batterica. Organizzazione del materiale genetico: il nucleoide. Gli Archea: un altro modello di cellula procariotica.
Nutrizione e metabolismo dei microrganismi. La nutrizione microbica. Le diverse fonti energetiche utilizzabili dai microrganismi e le attività riferibili al metabolismo energetico. Processi aerobici (respirazione aerobica) e anaerobici (fermantazioni). Le principali vie fermentative microbiche: fermentazione alcolica, lattica, acido-mista, butandiolica, propionica, butirrica. Fotosintesi nei batteri. Il processo di fissazione dell’azoto e della CO2. Assimilazione di fosforo, zolfo ed azoto inorganici. La metanogenesi negli Archea. I processi biosintetici nel metabolismo microbico.
Crescita e coltura dei microrganismi. Il processo di divisione cellulare nei batteri. La curva di crescita. La misurazione della crescita microbica. Il controllo della crescita microbica. I terreni di coltura e lo studio delle proprietà biochimiche dei procarioti in coltura. L’effetto dell’ambiente sulla crescita microbica. Gli Archea e gli ambienti estremi.
Principi di classificazione e filogenesi microbica. I criteri di base della sistematica microbiologica. Identificazione tassonomica dei microrganismi. I principali gruppi di eubatteri, actinomiceti, archea, eumiceti e microalghe. Fondamenti di ecologia microbica: i fattori che influenzano la colonizzazione e lo sviluppo microbico. I microrganismi negli ecosistemi naturali. I principali microrganismi agenti di malattie dell’uomo, degli animali e delle piante. Microrganismi di interesse industriale.
Ruolo dei microrganismi in natura. I cicli degli elementi. Ecologia microbica ed ecosistemi microbici. I microrganismi nei diversi comparti ambientali: atmosfera, idrosfera, suolo e ambienti estremi. Interazioni microrganismi-piante e microrganismi-animali. Metodi e strategie per studi di ecologia microbica: analisi delle comunità microbiche con metodi colturali e molecolari.

Microrganismi e biorisanamento. Lisciviazione microbica dei metalli, degradazione di composti organici naturali e di sintesi. Microbiologia delle acque reflue, depurazione delle acque e malattie microbiche trasmesse con l’acqua.

I virus. Caratteristiche generali e classificazione. Coltivazione dei virus. Purificazione dei virus e metodi di saggio. Batteriofagi. Ciclo litico e ciclo lisogenico. Virus animali. Infezioni citocide e danno cellulare. Infezioni persistenti, latenti e da virus lenti. Virus e cancro. Virus vegetali. Viroidi e prioni.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori
Tecniche microbiologiche di base. Colorazione ed osservazione dei batteri al microscopio; Preparazione e sterilizzazione dei terreni di coltura; Colture microbiche; Determinazione quantitativa dei batteri; Identificazione dei batteri con sistemi biochimici; Screening di microrganismi antibiotico-produttori da campioni di suolo o marini.

• G. Dehò, E. Galli. Biologia dei microrganismi. Edizione 2018. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.

• M. T. Madigan, J. M. Martinko, D. A. Stahl, D. P. Clark. Brock, Biologia dei microrganismi. Vol.1, 2, 3. Edizione 2012. Pearson.

• M. Willey, M. Sherwood, J. Woolverton. Prescott, Microbiologia. Vol. 1, 2, 3. Edizione 2009. McGraw-Hill.

• P. Barbieri, G. Bestetti, E. Galli, D. Zanoni. Microbiologia ambientale ed elementi di ecologia microbica. Edizione 2008. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.

MICROBIOLOGIA AMBIENTALE (BIO/19)
ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY

Degree course COASTAL AND MARINE BIOLOGY AND ECOLOGY

Subject area BIO/19

Course type Laurea Magistrale

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 48.0

For matriculated on 2019/2020

Year taught 2019/2020

Course year 1

Semestre Primo Semestre (dal 07/10/2019 al 24/01/2020)

Language INGLESE

Subject matter PERCORSO COMUNE (999)

Location Lecce

No formal propedeuticity is required with respect to other courses. However basic knowledge of general microbiology is strongly recommended.

Microbial evolution and systematics.

Prokaryotic diversity: the Bacteria.

Prokaryotic diversity: the Archaea.

Metabolic diversity.

Methods in microbial ecology.

Microbial ecology.

Course outline and aims

This course aims at providing students with an in-depth knowledge of the current view of microbial evolution and systematic, and the continuing roles played by microbes in the environment. Major methodological approaches to environmental microbiology including their powers and limitations will be also discussed.

 

Learning outcomes

Knowledge to be attained:
• Current views on the origin of life and the evolution of the major microbial taxa
• Current views on metabolic diversity in microbial world
• Special bacteriology: major Bacteria and Archaea taxa
• Microbial ecology: Key roles played by microbes in the aquatic and terrestrial environment including soil structure, element cycles, genesis and breakdown of fossil fuels and contribution to geological processes
• Microbial ecology: Detrimental roles played by microbes in pollution and the beneficial roles played by microbes in wastewater treatment and bioremediation
• Microbial ecology: interactions of microorganisms with other organisms.
• Methods in microbial ecology

Abilities to be attained:
• Culture-based and culture-independent methods in microbial systematic and ecology
• Methods to study microbial phylogeny
• Construction of phylogenetic trees

 

Learning methods consist of formal lectures and integrative lectures making use of slides and hypertext links to specific Web sites. Outside these activities, the students are expected to read assigned papers from the scientific literature.

Oral examination. It is aimed at ascertaining, in proportion:
- The level of theoretical knowledge through the presentation of the program topics (50%)
- The level of practical abilities through description of methods and methodologies (25%)
- The ability to apply theoretical knowledge and practical skills to solve simple problems (25%)

 

Due to COVID-19 emergency, exams will be held temporarily by telematic devices, using the TEAMS platform according to the instructions on the University website

(https://drive.google.com/file/d/11SVWGyWOnEoNwoPXwg5gsDmQuhj68gVy/view).

Program of Lectures

Microbial evolution and systematics. Early Earth and the origin and diversification of life; formation and early history of Earth; origin of cellular life; microbial diversification; endosymbiotic origin of eukaryotes. Microbial evolution; the evolutionary process; evolutionary analysis: theoretical aspects and analytical methods.; microbial phylogeny; applications of SSU rRNA phylogenetic methods. Microbial systematics; phenotypic analysis; genotypic analysis; phylogenetic analysis; the species concept in microbiology; classification and nomenclature.

Prokaryotic diversity: the Bacteria. Bacterial phylogenesis. Phylum 1: Proteobacteria; Phylum 2 and 3: Gram-positive bacteria and Actinobacteria. Phylum 4: Cyanobacteria and Prochlorophytes; Phylum 5: Chlamydia; Phylum 6: Planctomyces/Pirellula; Phylum 7: Verrucomicrobia; Phylum 8: Flavobacteria; Phylum 9: the Cytophaga group; Phylum 10: Green-sulphur bacteria; Phylum 11: Spirochetes; Phylum 12: Deinococci; Phylum 13: Green non-sulphur bacteria; Phylum 14-16: deeply branching hypertermophilic bacteria; Phylum 17 and 18: Nitrospira and Deferribacter.

Prokaryotic diversity: the Archaea. Phylogeny and general metabolism. Phylum euryarchaeota; Phylum Crenarchaeota; Phylum Nanoarchaeota; Evolution and life at high temperature.

Metabolic diversity. The phototrophic way of life; chemolithotrophy: energy from the oxidation of inorganic electron donors; the anaerobic way of life: anaerobic respirations; the anaerobic way of life: fermentations and syntrophy; hydrocarbon oxidation and the role of O2 in the catabolism of organic compounds; nitrogen fixation.

Methods in microbial ecology. Culture-dependent analyses of microbial communities; molecular (culture-independent) analyses of microbial communities; measuring microbial activities in Nature.

Microbial ecology. Microbial ecosystems; soil and freshwater microbial habitats; marine microbiology; the carbon and oxygen cycles; other key nutrient cycles; microbial bioremediation; microbial interactions with plants.

• M. T. Madigan, J. M. Martinko, P. V. Dunlap, D. P. Clark. Brock Biology of Microorganisms. 12th Edition. ISBN: 0-13-232460-1. 2010 PEARSON EDUCATION, INC. PUBLISHED BY BENJAMIN CUMMINGS © 2009.

• R. M. Maier, I. L. Pepper, C. P. Gerba. Environmental Microbiology. 2nd Edition. ISBN: 0123705193. SEPTEMBER 2008. PUBLISHED BY ELSEVIER SCIENCE.

• I. L. Pepper, C. Gerba, C. P. Gerba. Environmental Microbiology: A laboratory manual.

ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY (BIO/19)
MICROBIAL BIOTECHNOLOGIES

Degree course BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE

Subject area BIO/19

Course type Laurea Magistrale

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 50.0

For matriculated on 2019/2020

Year taught 2019/2020

Course year 1

Semestre Primo Semestre (dal 30/09/2019 al 17/01/2020)

Language INGLESE

Subject matter PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)

Location Lecce

No formal prerequisite is required with respect to other courses.
However basic knowledge of general microbiology, basic immunology and microbial genetics is strongly recommended. This knowledge is normally acquired in the bachelor’s degrees that give access to the master’s degree in Medical Biotechnology and Nanobiotechnology.

Lectures
Part 1. Microbial virulence and vaccines
Microbial and viral pathogenesis.
Vaccines.

Part 2. Drugs from microorganisms
Bioactive compounds from microorganisms.
Actinomycetes producing bioactive compounds.

 

Labs
Large-scale microbial cultivation for industrial purposes.

Course outline and aims

The course aims to provide knowledge and skills to work professionally with roles of responsibility in the areas of medical biotechnology and nanobiotechnology which make use of micro-organisms or viruses (natural or genetically modified, whole or parts thereof) or which develop diagnostic devices and therapeutic to combat infectious and non-infectious diseases.

 

Learning outcomes

Knowledge to be attained:
• molecular and cellular mechanisms underlying microbial and viral pathogenicity
• methodological foundations for design and development of vaccines
• methodological foundations for discovery and production of bioactive compounds from microorganisms

Abilities to be attained:
• New drug discovery from microorganisms by bioassays and genome mining
• Mutate-and-screen methods for microbial strain improvement
• Cultivation of microorganisms in stirred-tank bioreactors

Learning methods consist of formal Lectures and Labs making use of slides and hypertext links to specific Web sites. Outside these activities, the students are expected to read assigned papers from the scientific literature.

Oral examination. It is aimed at ascertaining, in proportion:
- The level of theoretical knowledge through the presentation of the program topics (50%)
- The level of practical abilities through description of methods and methodologies (25%)
- The ability to apply theoretical knowledge and practical skills to solve simple problems (25%)

 

Due to COVID-19 emergency, exams will be held temporarily by telematic devices, using the TEAMS platform according to the instructions on the University website

(https://drive.google.com/file/d/11SVWGyWOnEoNwoPXwg5gsDmQuhj68gVy/view).

Programs of Lectures and Labs

Lectures
Part 1. Microbial virulence and vaccines
Microbial and viral pathogenesis. Host-microbes interaction: positive interactions. The human microbiota. The stable normal flora of skin, oral cavity, respiratory tract, intestinal tract, urogenital tract. Probiotics. The gut metagenome. Host-microbes interaction: negative interactions. Infectivity, pathogenicity and virulence. The Koch’s postulates and their molecular version. “Alien” DNA and evolution of virulence and drug resistance. Virulence factors and toxins. Adhesion, invasion, growth/survival in host microenvironments. Quorum sensing. Biofilm. Evasion of innate and adaptive immunity. Regulation of virulence genes. Powerful approaches to study the microbial virulence: Signature-tagged mutagenesis (STM); In vivo expression technology (IVET)
Vaccines. Historical notes on vaccines. Immunological principles. Conventional vaccines: killed or inactivated vaccines, attenuated live vaccines, subunit vaccines. Recombinant vaccines: recombinant viral vaccine, recombinant bacterial vaccine, genetically-attenuated live vaccines, edible vaccines. Reverse vaccinology.

Part 2. Drugs from microorganisms
Bioactive compounds from microorganisms. Chemical diversity and structural classes. Biological activity (antibiotic, antifungal, antiprotozoal, immunosuppressive, anticancer, etc.). Biosynthetic pathways: synthesis of precursor substrates, polyketides and polyketide synthase (PKS), oligopeptides and NRPS, PKS_NRPS hybrid systems, oligopeptides of ribosomal origin, oligosaccharides and terpenes, the main decoration reactions; manipulation of biosynthetic pathways.
Actinomycetes producing bioactive compounds. The life cycle and life style of the actinomycetes. Regulation of secondary metabolite biosynthesis: pathway-specific and pleiotropic regulators, extracellular signals, influence of nutrients. Strain improvement with classical methods and genetic engineering. Genome and transcriptome analysis of actinomycetes. New drug discovery by genome mining.

Labs
Large-scale microbial cultivation for industrial purposes. The growth curve. Discontinuous or batch fermentation. Continuous fermentation. Fed-batch fermentation.

• G. Dehò, E. Galli. Biologia dei microrganismi. Edizione 2018. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.
• S. Donadio, G. Marino. Biotecnologie microbiche. Edizione 2008. Casa Editrice Ambrosiana.

• M. Madigan, J. Martinko, K. Bender, D. Buckley, D. Stahl. Brock Biology of Microorganisms (14th Edition). Global Edition. Pearson.
• Y. K. Lee. Microbial Biotechnology (Third Edition). World Scientific.

MICROBIAL BIOTECHNOLOGIES (BIO/19)
MICROBIOLOGIA

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 8.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 66.0

Per immatricolati nel 2018/2019

Anno accademico di erogazione 2019/2020

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 02/03/2020 al 05/06/2020)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)

Il Corso non prevede propedeuticità. Tuttavia, ai fini di un più proficuo apprendimento di alcuni contenuti del corso sono necessarie le conoscenze di base acquisite nel primo anno del corso di studio nell’ambito della matematica, della fisica, della chimica organica e della citologia e istologia animale e vegetale.

Il corso ha l’obiettivo di fornire le competenze di base, nell’ambito della microbiologia, necessarie per operare, con ruoli tecnico-operativi, nei diversi settori delle biotecnologie che fanno uso di microrganismi o virus, naturali o geneticamente modificati, interi o loro parti, o che sviluppano dispositivi diagnostici e terapeutici per contrastare le malattie infettive. Il corso fornisce altresì le basi culturali e metodologiche per accedere a successivi approfondimenti nell’ambito delle biotecnologie microbiche.

 

Programma delle lezioni

Il mondo microbico.

Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica.

Nutrizione e metabolismo dei microrganismi.

Crescita e coltura dei microrganismi.

Principi di classificazione e filogenesi microbica.

Genetica microbica e manipolazione dell’espressione genica nei procarioti.

I virus.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori

Tecniche microbiologiche di base.

Conoscenze e comprensione
• struttura e ultrastruttura della cellula batterica
• nutrizione e metabolismo dei microrganismi
• crescita e coltivazione dei microrganismi
• principi di classificazione e filogenesi microbica
• interazione dei microrganismi con l’ambiente e con gli altri organismi
• genetica microbica e tecniche di manipolazione dei microrganismi
• i virus: caratteristiche generali e classificazione
• patogenicità microbica e virale, e meccanismi di difesa dell’ospite
Valutate attraverso l’esame di profitto orale.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione
• metodi di isolamento di microrganismi
• metodi di crescita e coltivazione dei microrganismi in piccola scala
• metodi di colorazione e di osservazione dei microrganismi al microscopio ottico
• metodi di identificazione dei microrganismi mediante analisi fenotipica e molecolare
• metodi di analisi della resistenza microbica ad antibiotici

Valutate attraverso l’attività di laboratorio e la verifica scritta di laboratorio.

 

Autonomia di giudizio
• attitudine al problem solving attinenti alla figura tecnico-operativa formata nel settore
• capacità di analizzare protocolli sperimentali

• capacità di valutare aspetti tecnici nell’operatività di laboratorio

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

 

Abilità comunicative
• abilità comunicative e di sintesi sia in forma scritta che orale.

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

Capacità di apprendimento
• acquisizione di capacità di studio autonomo della disciplina anche successivamente al conseguimento della laurea attraverso l’acquisizione degli strumenti metodologici e teorici del settore di rifermento (testi scientifici, manuali di laboratorio, banche dati).

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e l’attività di laboratorio.

La modalità di erogazione della didattica è del tipo tradizionale, con 7 CFU di lezioni frontali in aula e 1 CFU di attività di laboratorio. Le lezioni in aula prevedono l’utilizzo di diapositive, talora con collegamenti ipertestuali a specifiche pagine Web.

La valutazione degli studenti è effettuata mediante prova orale. E’ mirata ad accertare, in misura proporzionale:
- Il livello delle conoscenze teoriche acquisite, attraverso la presentazione di argomenti del programma (50%)
- Il livello delle abilità pratiche acquisite, attraverso la descrizione di metodiche e metodologie (25%)
- La capacità di applicare le conoscenze teoriche e le abilità pratiche acquisite alla soluzione di problemi semplici (25%)

 

A causa dell'emergenza COVID-19, gli esami si terranno temporaneamente con modalità telematica, utilizzando la piattaforma TEAMS secondo le istruzioni presenti sul sito web di Ateneo (https://drive.google.com/file/d/11SVWGyWOnEoNwoPXwg5gsDmQuhj68gVy/view).

Programma delle lezioni e delle esercitazioni/laboratori

Programma delle lezioni

Il mondo microbico. Composizione del mondo microbico (procarioti, eucarioti, virus).
Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica. I batteri gram-positivi e gram-negativi: caratteristiche generali. Struttura e sintesi della parete cellulare. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. La membrana esterna: il lipopolisaccaride e le porine. Proteine di membrana e sistemi di trasporto. Gli organelli citoplasmatici. La capsula. I flagelli ed i pili. Il processo di chemiotassi. La spora batterica. Organizzazione del materiale genetico: il nucleoide. Gli Archea: un altro modello di cellula procariotica.
Nutrizione e metabolismo dei microrganismi. La nutrizione microbica. Le diverse fonti energetiche utilizzabili dai microrganismi e le attività riferibili al metabolismo energetico. Processi aerobici (respirazione aerobica) e anaerobici (fermantazioni). Le principali vie fermentative microbiche: fermentazione alcolica, lattica, acido-mista, butandiolica, propionica, butirrica. Fotosintesi nei batteri. Il processo di fissazione dell’azoto e della CO2. Assimilazione di fosforo, zolfo ed azoto inorganici. La metanogenesi negli Archea. I processi biosintetici nel metabolismo microbico.
Crescita e coltura dei microrganismi. Il processo di divisione cellulare nei batteri. La curva di crescita. La misurazione della crescita microbica. Il controllo della crescita microbica. I terreni di coltura e lo studio delle proprietà biochimiche dei procarioti in coltura. L’effetto dell’ambiente sulla crescita microbica. Gli Archea e gli ambienti estremi.
Principi di classificazione e filogenesi microbica. I criteri di base della sistematica microbiologica. Identificazione tassonomica dei microrganismi. I principali gruppi di eubatteri, actinomiceti, archea, eumiceti e microalghe. Fondamenti di ecologia microbica: i fattori che influenzano la colonizzazione e lo sviluppo microbico. I microrganismi negli ecosistemi naturali. I principali microrganismi agenti di malattie dell’uomo, degli animali e delle piante. Microrganismi di interesse industriale.
Genetica microbica e manipolazione dell’espressione genica nei procarioti. Struttura e funzione dei genomi procariotici. Gli elementi genetici. Le mutazioni. I meccanismi di riparazione. La sessualità nei batteri. Il riassortimento del materiale genetico. Variazione di fase ed antigenica. I plasmidi ed il loro significato biologico. Il processo di coniugazione. La trasformazione e la trasduzione. Operoni e Reguloni. Regolazione dell’espressione genica nei microrganismi: induzione e repressione. Livelli di regolazione dell’espressione genica: trascrizionale, post-trascrizionale, traduzionale, post-traduzionale. La sporulazione ed i processi di differenziamento nei batteri. L’era della post-genomica: nuove metodologie per l’analisi funzionale dei genomi procariotici.

I virus. Caratteristiche generali e classificazione. Batteriofagi. Ciclo litico e ciclo lisogenico. Virus animali. Virus vegetali. Viroidi e prioni.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori
Tecniche microbiologiche di base. Colorazione ed osservazione dei batteri al microscopio; Preparazione e sterilizzazione dei terreni di coltura; Colture microbiche; Determinazione quantitativa dei batteri; Identificazione dei batteri con sistemi biochimici; Screening di microrganismi antibiotico-produttori da campioni di suolo o marini.

• G. Dehò, E. Galli. Biologia dei microrganismi. Edizione 2018. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.

• M. T. Madigan, J. M. Martinko, D. A. Stahl, D. P. Clark. Brock, Biologia dei microrganismi. Vol.1, 2, 3. Edizione 2012. Pearson.

• M. Willey, M. Sherwood, J. Woolverton. Prescott, Microbiologia. Vol. 1, 2, 3. Edizione 2009. McGraw-Hill.

• S. Donadio, G. Marino. Biotecnologie microbiche. Edizione 2008. Casa Editrice Ambrosiana.

MICROBIOLOGIA (BIO/19)
MICROBIOLOGIA AMBIENTALE

Corso di laurea SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 50.0

Per immatricolati nel 2018/2019

Anno accademico di erogazione 2019/2020

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 09/03/2020 al 19/06/2020)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Ai fini di un più proficuo apprendimento di alcuni contenuti del corso sono necessarie le conoscenze di base nell’ambito della matematica, della fisica, della chimica organica e della biologia generale.

Il corso ha l’obiettivo di fornire le competenze di base nell’ambito della microbiologia ambientale, necessarie per operare, con ruoli tecnico-operativi, negli ambiti delle scienze e tecnologie ambientali che fanno uso di microrganismi o ne rilevano la presenza in varie matrici. Fornisce, inoltre, le basi culturali per accedere a successivi percorsi formativi che più ampiamente sviluppano temi come il ruolo dei microrganismi nei cicli biogeochimici, e il loro impiego nei processi di biorisanamento e nella produzione di biogas.

 

Programma delle lezioni

Il mondo microbico.

Evoluzione microbica.
Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica.
Nutrizione e metabolismo dei microrganismi.
Crescita e coltura dei microrganismi.

Principi di classificazione e filogenesi microbica.

Ruolo dei microrganismi in natura.

Microrganismi e biorisanamento.

I virus.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori
Tecniche microbiologiche di base.

Conoscenze e comprensione
• struttura e ultrastruttura della cellula batterica
• nutrizione e metabolismo dei microrganismi
• crescita e coltivazione dei microrganismi
• principi di classificazione e filogenesi microbica
• interazione dei microrganismi con l’ambiente e con gli altri organismi
• i virus: caratteristiche generali e classificazione
Valutate attraverso l’esame di profitto orale.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione
• metodi di isolamento di microrganismi
• metodi di crescita e coltivazione dei microrganismi in piccola scala
• metodi di colorazione e di osservazione dei microrganismi al microscopio ottico
• metodi di identificazione dei microrganismi mediante metodiche convenzionali

Valutate attraverso l’attività di laboratorio e la verifica scritta di laboratorio.

 

Autonomia di giudizio
• attitudine al problem solving attinenti alla figura tecnico-operativa formata nel settore
• capacità di analizzare protocolli sperimentali

• capacità di valutare aspetti tecnici nell’operatività di laboratorio

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

 

Abilità comunicative
• abilità comunicative e di sintesi sia in forma scritta che orale.

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

Capacità di apprendimento
• acquisizione di capacità di studio autonomo della disciplina anche successivamente al conseguimento della laurea attraverso l’acquisizione degli strumenti metodologici e teorici del settore di rifermento (testi scientifici, manuali di laboratorio, banche dati).

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e l’attività di laboratorio.

La modalità di erogazione della didattica è del tipo tradizionale, con 5 CFU di lezioni frontali in aula e 1 CFU di attività di laboratorio. Le lezioni in aula prevedono l’utilizzo di diapositive, talora con collegamenti ipertestuali a specifiche pagine Web.

Il conseguimento dei crediti attribuiti è ottenuto mediante esame integrato consistente in una prova orale con votazione finale in trentesimi ed eventuale lode.
La prova è volta ad accertare:
- il livello delle conoscenze teoriche acquisite, attraverso la presentazione di argomenti del programma;
- il livello delle abilità pratiche acquisite, attraverso la descrizione di metodiche e metodologie;
- la capacità di applicare le conoscenze teoriche e le abilità pratiche acquisite alla soluzione di problemi semplici.

 

A causa dell'emergenza COVID-19, gli esami si terranno temporaneamente con modalità telematica, utilizzando la piattaforma TEAMS secondo le istruzioni presenti sul sito web di Ateneo (https://drive.google.com/file/d/11SVWGyWOnEoNwoPXwg5gsDmQuhj68gVy/view).

Programma delle lezioni e delle esercitazioni/laboratori

Programma delle lezioni

Il mondo microbico. Composizione del mondo microbico (procarioti, eucarioti, virus).

Evoluzione microbica. La Terra dei primordi. Chimica prebiotica, RNA world, prime vie biosintetiche, e primi sistemi per la rigenerazione dell'ATP, il DNA come materiale genetico. Last Universal Common Ancestor (LUCA), la divergenza nella sintesi dei lipidi di membrana, ladivergenza nella sintesi della parete batterica, l'evoluzione dei tre domini: Bacteria, Archaea, Eukarya.
Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica. I batteri gram-positivi e gram-negativi: caratteristiche generali. Struttura e sintesi della parete cellulare. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. La membrana esterna: il lipopolisaccaride e le porine. Proteine di membrana e sistemi di trasporto. Gli organelli citoplasmatici. La capsula. I flagelli ed i pili. Il processo di chemiotassi. La spora batterica. Organizzazione del materiale genetico: il nucleoide. Gli Archea: un altro modello di cellula procariotica.
Nutrizione e metabolismo dei microrganismi. La nutrizione microbica. Le diverse fonti energetiche utilizzabili dai microrganismi e le attività riferibili al metabolismo energetico. Processi aerobici (respirazione aerobica) e anaerobici (fermantazioni). Le principali vie fermentative microbiche: fermentazione alcolica, lattica, acido-mista, butandiolica, propionica, butirrica. Fotosintesi nei batteri. Il processo di fissazione dell’azoto e della CO2. Assimilazione di fosforo, zolfo ed azoto inorganici. La metanogenesi negli Archea. I processi biosintetici nel metabolismo microbico.
Crescita e coltura dei microrganismi. Il processo di divisione cellulare nei batteri. La curva di crescita. La misurazione della crescita microbica. Il controllo della crescita microbica. I terreni di coltura e lo studio delle proprietà biochimiche dei procarioti in coltura. L’effetto dell’ambiente sulla crescita microbica. Gli Archea e gli ambienti estremi.
Principi di classificazione e filogenesi microbica. I criteri di base della sistematica microbiologica. Identificazione tassonomica dei microrganismi. I principali gruppi di eubatteri, actinomiceti, archea, eumiceti e microalghe. Fondamenti di ecologia microbica: i fattori che influenzano la colonizzazione e lo sviluppo microbico. I microrganismi negli ecosistemi naturali. I principali microrganismi agenti di malattie dell’uomo, degli animali e delle piante. Microrganismi di interesse industriale.
Ruolo dei microrganismi in natura. I cicli degli elementi. Ecologia microbica ed ecosistemi microbici. I microrganismi nei diversi comparti ambientali: atmosfera, idrosfera, suolo e ambienti estremi. Interazioni microrganismi-piante e microrganismi-animali. Metodi e strategie per studi di ecologia microbica: analisi delle comunità microbiche con metodi colturali e molecolari.

Microrganismi e biorisanamento. Lisciviazione microbica dei metalli, degradazione di composti organici naturali e di sintesi. Microbiologia delle acque reflue, depurazione delle acque e malattie microbiche trasmesse con l’acqua.

I virus. Caratteristiche generali e classificazione. Coltivazione dei virus. Purificazione dei virus e metodi di saggio. Batteriofagi. Ciclo litico e ciclo lisogenico. Virus animali. Infezioni citocide e danno cellulare. Infezioni persistenti, latenti e da virus lenti. Virus e cancro. Virus vegetali. Viroidi e prioni.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori
Tecniche microbiologiche di base. Colorazione ed osservazione dei batteri al microscopio; Preparazione e sterilizzazione dei terreni di coltura; Colture microbiche; Determinazione quantitativa dei batteri; Identificazione dei batteri con sistemi biochimici; Screening di microrganismi antibiotico-produttori da campioni di suolo o marini.

• G. Dehò, E. Galli. Biologia dei microrganismi. Edizione 2018. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.

• M. T. Madigan, J. M. Martinko, D. A. Stahl, D. P. Clark. Brock, Biologia dei microrganismi. Vol.1, 2, 3. Edizione 2012. Pearson.

• M. Willey, M. Sherwood, J. Woolverton. Prescott, Microbiologia. Vol. 1, 2, 3. Edizione 2009. McGraw-Hill.

• P. Barbieri, G. Bestetti, E. Galli, D. Zanoni. Microbiologia ambientale ed elementi di ecologia microbica. Edizione 2008. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.

MICROBIOLOGIA AMBIENTALE (BIO/19)
ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY

Degree course COASTAL AND MARINE BIOLOGY AND ECOLOGY

Subject area BIO/19

Course type Laurea Magistrale

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 48.0

For matriculated on 2018/2019

Year taught 2018/2019

Course year 1

Semestre Primo Semestre (dal 08/10/2018 al 25/01/2019)

Language INGLESE

Subject matter PERCORSO COMUNE (999)

Location Lecce

No formal propedeuticity is required with respect to other courses. However basic knowledge of general microbiology is strongly recommended.

Microbial evolution and systematics.

Prokaryotic diversity: the Bacteria.

Prokaryotic diversity: the Archaea.

Metabolic diversity.

Methods in microbial ecology.

Microbial ecology.

Course outline and aims

This course aims at providing students with an in-depth knowledge of the current view of microbial evolution and systematic, and the continuing roles played by microbes in the environment. Major methodological approaches to environmental microbiology including their powers and limitations will be also discussed.

 

Learning outcomes

Knowledge to be attained:
• Current views on the origin of life and the evolution of the major microbial taxa
• Current views on metabolic diversity in microbial world
• Special bacteriology: major Bacteria and Archaea taxa
• Microbial ecology: Key roles played by microbes in the aquatic and terrestrial environment including soil structure, element cycles, genesis and breakdown of fossil fuels and contribution to geological processes
• Microbial ecology: Detrimental roles played by microbes in pollution and the beneficial roles played by microbes in wastewater treatment and bioremediation
• Microbial ecology: interactions of microorganisms with other organisms.
• Methods in microbial ecology

Abilities to be attained:
• Culture-based and culture-independent methods in microbial systematic and ecology
• Methods to study microbial phylogeny
• Construction of phylogenetic trees

 

Learning methods consist of formal lectures and integrative lectures making use of slides and hypertext links to specific Web sites. Outside these activities, the students are expected to read assigned papers from the scientific literature.

Oral examination. It is aimed at ascertaining, in proportion:
- The level of theoretical knowledge through the presentation of the program topics (50%)
- The level of practical abilities through description of methods and methodologies (25%)
- The ability to apply theoretical knowledge and practical skills to solve simple problems (25%)

Program of Lectures

Microbial evolution and systematics. Early Earth and the origin and diversification of life; formation and early history of Earth; origin of cellular life; microbial diversification; endosymbiotic origin of eukaryotes. Microbial evolution; the evolutionary process; evolutionary analysis: theoretical aspects and analytical methods.; microbial phylogeny; applications of SSU rRNA phylogenetic methods. Microbial systematics; phenotypic analysis; genotypic analysis; phylogenetic analysis; the species concept in microbiology; classification and nomenclature.

Prokaryotic diversity: the Bacteria. Bacterial phylogenesis. Phylum 1: Proteobacteria; Phylum 2 and 3: Gram-positive bacteria and Actinobacteria. Phylum 4: Cyanobacteria and Prochlorophytes; Phylum 5: Chlamydia; Phylum 6: Planctomyces/Pirellula; Phylum 7: Verrucomicrobia; Phylum 8: Flavobacteria; Phylum 9: the Cytophaga group; Phylum 10: Green-sulphur bacteria; Phylum 11: Spirochetes; Phylum 12: Deinococci; Phylum 13: Green non-sulphur bacteria; Phylum 14-16: deeply branching hypertermophilic bacteria; Phylum 17 and 18: Nitrospira and Deferribacter.

Prokaryotic diversity: the Archaea. Phylogeny and general metabolism. Phylum euryarchaeota; Phylum Crenarchaeota; Phylum Nanoarchaeota; Evolution and life at high temperature.

Metabolic diversity. The phototrophic way of life; chemolithotrophy: energy from the oxidation of inorganic electron donors; the anaerobic way of life: anaerobic respirations; the anaerobic way of life: fermentations and syntrophy; hydrocarbon oxidation and the role of O2 in the catabolism of organic compounds; nitrogen fixation.

Methods in microbial ecology. Culture-dependent analyses of microbial communities; molecular (culture-independent) analyses of microbial communities; measuring microbial activities in Nature.

Microbial ecology. Microbial ecosystems; soil and freshwater microbial habitats; marine microbiology; the carbon and oxygen cycles; other key nutrient cycles; microbial bioremediation; microbial interactions with plants.

• M. T. Madigan, J. M. Martinko, P. V. Dunlap, D. P. Clark. Brock Biology of Microorganisms. 12th Edition. ISBN: 0-13-232460-1. 2010 PEARSON EDUCATION, INC. PUBLISHED BY BENJAMIN CUMMINGS © 2009.

• R. M. Maier, I. L. Pepper, C. P. Gerba. Environmental Microbiology. 2nd Edition. ISBN: 0123705193. SEPTEMBER 2008. PUBLISHED BY ELSEVIER SCIENCE.

• I. L. Pepper, C. Gerba, C. P. Gerba. Environmental Microbiology: A laboratory manual.

ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY (BIO/19)
MICROBIAL BIOTECHNOLOGIES

Degree course BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE

Subject area BIO/19

Course type Laurea Magistrale

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 50.0

For matriculated on 2018/2019

Year taught 2018/2019

Course year 1

Semestre Primo Semestre (dal 01/10/2018 al 11/01/2019)

Language INGLESE

Subject matter PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)

Location Lecce

No formal prerequisite is required with respect to other courses.
However basic knowledge of general microbiology, basic immunology and microbial genetics is strongly recommended. This knowledge is normally acquired in the bachelor’s degrees that give access to the master’s degree in Medical Biotechnology and Nanobiotechnology.

Lectures
Part 1. Microbial virulence and vaccines
Microbial and viral pathogenesis.
Vaccines.

Part 2. Drugs from microorganisms
Bioactive compounds from microorganisms.
Actinomycetes producing bioactive compounds.

 

Labs
Large-scale microbial cultivation for industrial purposes.

Course outline and aims

The course aims to provide knowledge and skills to work professionally with roles of responsibility in the areas of medical biotechnology and nanobiotechnology which make use of micro-organisms or viruses (natural or genetically modified, whole or parts thereof) or which develop diagnostic devices and therapeutic to combat infectious and non-infectious diseases.

 

Learning outcomes

Knowledge to be attained:
• molecular and cellular mechanisms underlying microbial and viral pathogenicity
• methodological foundations for design and development of vaccines
• methodological foundations for discovery and production of bioactive compounds from microorganisms

Abilities to be attained:
• New drug discovery from microorganisms by bioassays and genome mining
• Mutate-and-screen methods for microbial strain improvement
• Cultivation of microorganisms in stirred-tank bioreactors

Learning methods consist of formal Lectures and Labs making use of slides and hypertext links to specific Web sites. Outside these activities, the students are expected to read assigned papers from the scientific literature.

Oral examination. It is aimed at ascertaining, in proportion:
- The level of theoretical knowledge through the presentation of the program topics (50%)
- The level of practical abilities through description of methods and methodologies (25%)
- The ability to apply theoretical knowledge and practical skills to solve simple problems (25%)

Programs of Lectures and Labs

Lectures
Part 1. Microbial virulence and vaccines
Microbial and viral pathogenesis. Host-microbes interaction: positive interactions. The human microbiota. The stable normal flora of skin, oral cavity, respiratory tract, intestinal tract, urogenital tract. Probiotics. The gut metagenome. Host-microbes interaction: negative interactions. Infectivity, pathogenicity and virulence. The Koch’s postulates and their molecular version. “Alien” DNA and evolution of virulence and drug resistance. Virulence factors and toxins. Adhesion, invasion, growth/survival in host microenvironments. Quorum sensing. Biofilm. Evasion of innate and adaptive immunity. Regulation of virulence genes. Powerful approaches to study the microbial virulence: Signature-tagged mutagenesis (STM); In vivo expression technology (IVET)
Vaccines. Historical notes on vaccines. Immunological principles. Conventional vaccines: killed or inactivated vaccines, attenuated live vaccines, subunit vaccines. Recombinant vaccines: recombinant viral vaccine, recombinant bacterial vaccine, genetically-attenuated live vaccines, edible vaccines. Reverse vaccinology.

Part 2. Drugs from microorganisms
Bioactive compounds from microorganisms. Chemical diversity and structural classes. Biological activity (antibiotic, antifungal, antiprotozoal, immunosuppressive, anticancer, etc.). Biosynthetic pathways: synthesis of precursor substrates, polyketides and polyketide synthase (PKS), oligopeptides and NRPS, PKS_NRPS hybrid systems, oligopeptides of ribosomal origin, oligosaccharides and terpenes, the main decoration reactions; manipulation of biosynthetic pathways.
Actinomycetes producing bioactive compounds. The life cycle and life style of the actinomycetes. Regulation of secondary metabolite biosynthesis: pathway-specific and pleiotropic regulators, extracellular signals, influence of nutrients. Strain improvement with classical methods and genetic engineering. Genome and transcriptome analysis of actinomycetes. New drug discovery by genome mining.

Labs
Large-scale microbial cultivation for industrial purposes. The growth curve. Discontinuous or batch fermentation. Continuous fermentation. Fed-batch fermentation.

• G. Dehò, E. Galli. Biologia dei microrganismi. Edizione 2014. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.
• S. Donadio, G. Marino. Biotecnologie microbiche. Edizione 2008. Casa Editrice Ambrosiana.

• M. Madigan, J. Martinko, K. Bender, D. Buckley, D. Stahl. Brock Biology of Microorganisms (14th Edition). Global Edition. Pearson.
• Y. K. Lee. Microbial Biotechnology (Third Edition). World Scientific.

MICROBIAL BIOTECHNOLOGIES (BIO/19)
MICROBIOLOGIA

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 8.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 66.0

Per immatricolati nel 2017/2018

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 04/03/2019 al 31/05/2019)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)

Il Corso non prevede propedeuticità. Tuttavia, ai fini di un più proficuo apprendimento di alcuni contenuti del corso sono necessarie le conoscenze di base acquisite nel primo anno del corso di studio nell’ambito della matematica, della fisica, della chimica organica e della citologia e istologia animale e vegetale.

Il corso ha l’obiettivo di fornire le competenze di base, nell’ambito della microbiologia, necessarie per operare, con ruoli tecnico-operativi, nei diversi settori delle biotecnologie che fanno uso di microrganismi o virus, naturali o geneticamente modificati, interi o loro parti, o che sviluppano dispositivi diagnostici e terapeutici per contrastare le malattie infettive. Il corso fornisce altresì le basi culturali e metodologiche per accedere a successivi approfondimenti nell’ambito delle biotecnologie microbiche.

 

Programma delle lezioni

Il mondo microbico.

Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica.

Nutrizione e metabolismo dei microrganismi.

Crescita e coltura dei microrganismi.

Principi di classificazione e filogenesi microbica.

Genetica microbica e manipolazione dell’espressione genica nei procarioti.

I virus.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori

Tecniche microbiologiche di base.

Conoscenze e comprensione
• struttura e ultrastruttura della cellula batterica
• nutrizione e metabolismo dei microrganismi
• crescita e coltivazione dei microrganismi
• principi di classificazione e filogenesi microbica
• interazione dei microrganismi con l’ambiente e con gli altri organismi
• genetica microbica e tecniche di manipolazione dei microrganismi
• i virus: caratteristiche generali e classificazione
• patogenicità microbica e virale, e meccanismi di difesa dell’ospite
Valutate attraverso l’esame di profitto orale.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione
• metodi di isolamento di microrganismi
• metodi di crescita e coltivazione dei microrganismi in piccola scala
• metodi di colorazione e di osservazione dei microrganismi al microscopio ottico
• metodi di identificazione dei microrganismi mediante analisi fenotipica e molecolare
• metodi di analisi della resistenza microbica ad antibiotici

Valutate attraverso l’attività di laboratorio e la verifica scritta di laboratorio.

 

Autonomia di giudizio
• attitudine al problem solving attinenti alla figura tecnico-operativa formata nel settore
• capacità di analizzare protocolli sperimentali

• capacità di valutare aspetti tecnici nell’operatività di laboratorio

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

 

Abilità comunicative
• abilità comunicative e di sintesi sia in forma scritta che orale.

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

Capacità di apprendimento
• acquisizione di capacità di studio autonomo della disciplina anche successivamente al conseguimento della laurea attraverso l’acquisizione degli strumenti metodologici e teorici del settore di rifermento (testi scientifici, manuali di laboratorio, banche dati).

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e l’attività di laboratorio.

La modalità di erogazione della didattica è del tipo tradizionale, con 7 CFU di lezioni frontali in aula e 1 CFU di attività di laboratorio. Le lezioni in aula prevedono l’utilizzo di diapositive, talora con collegamenti ipertestuali a specifiche pagine Web.

La valutazione degli studenti è effettuata mediante prova orale. E’ mirata ad accertare, in misura proporzionale:
- Il livello delle conoscenze teoriche acquisite, attraverso la presentazione di argomenti del programma (50%)
- Il livello delle abilità pratiche acquisite, attraverso la descrizione di metodiche e metodologie (25%)
- La capacità di applicare le conoscenze teoriche e le abilità pratiche acquisite alla soluzione di problemi semplici (25%)

Programma delle lezioni e delle esercitazioni/laboratori

Programma delle lezioni

Il mondo microbico. Composizione del mondo microbico (procarioti, eucarioti, virus).
Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica. I batteri gram-positivi e gram-negativi: caratteristiche generali. Struttura e sintesi della parete cellulare. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. La membrana esterna: il lipopolisaccaride e le porine. Proteine di membrana e sistemi di trasporto. Gli organelli citoplasmatici. La capsula. I flagelli ed i pili. Il processo di chemiotassi. La spora batterica. Organizzazione del materiale genetico: il nucleoide. Gli Archea: un altro modello di cellula procariotica.
Nutrizione e metabolismo dei microrganismi. La nutrizione microbica. Le diverse fonti energetiche utilizzabili dai microrganismi e le attività riferibili al metabolismo energetico. Processi aerobici (respirazione aerobica) e anaerobici (fermantazioni). Le principali vie fermentative microbiche: fermentazione alcolica, lattica, acido-mista, butandiolica, propionica, butirrica. Fotosintesi nei batteri. Il processo di fissazione dell’azoto e della CO2. Assimilazione di fosforo, zolfo ed azoto inorganici. La metanogenesi negli Archea. I processi biosintetici nel metabolismo microbico.
Crescita e coltura dei microrganismi. Il processo di divisione cellulare nei batteri. La curva di crescita. La misurazione della crescita microbica. Il controllo della crescita microbica. I terreni di coltura e lo studio delle proprietà biochimiche dei procarioti in coltura. L’effetto dell’ambiente sulla crescita microbica. Gli Archea e gli ambienti estremi.
Principi di classificazione e filogenesi microbica. I criteri di base della sistematica microbiologica. Identificazione tassonomica dei microrganismi. I principali gruppi di eubatteri, actinomiceti, archea, eumiceti e microalghe. Fondamenti di ecologia microbica: i fattori che influenzano la colonizzazione e lo sviluppo microbico. I microrganismi negli ecosistemi naturali. I principali microrganismi agenti di malattie dell’uomo, degli animali e delle piante. Microrganismi di interesse industriale.
Genetica microbica e manipolazione dell’espressione genica nei procarioti. Struttura e funzione dei genomi procariotici. Gli elementi genetici. Le mutazioni. I meccanismi di riparazione. La sessualità nei batteri. Il riassortimento del materiale genetico. Variazione di fase ed antigenica. I plasmidi ed il loro significato biologico. Il processo di coniugazione. La trasformazione e la trasduzione. Operoni e Reguloni. Regolazione dell’espressione genica nei microrganismi: induzione e repressione. Livelli di regolazione dell’espressione genica: trascrizionale, post-trascrizionale, traduzionale, post-traduzionale. La sporulazione ed i processi di differenziamento nei batteri. L’era della post-genomica: nuove metodologie per l’analisi funzionale dei genomi procariotici.

I virus. Caratteristiche generali e classificazione. Batteriofagi. Ciclo litico e ciclo lisogenico. Virus animali. Virus vegetali. Viroidi e prioni.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori
Tecniche microbiologiche di base. Colorazione ed osservazione dei batteri al microscopio; Preparazione e sterilizzazione dei terreni di coltura; Colture microbiche; Determinazione quantitativa dei batteri; Identificazione dei batteri con sistemi biochimici; Screening di microrganismi antibiotico-produttori da campioni di suolo o marini.

• G. Dehò, E. Galli. Biologia dei microrganismi. Edizione 2014. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.

• M. T. Madigan, J. M. Martinko, D. A. Stahl, D. P. Clark. Brock, Biologia dei microrganismi. Vol.1, 2, 3. Edizione 2012. Pearson.

• M. Willey, M. Sherwood, J. Woolverton. Prescott, Microbiologia. Vol. 1, 2, 3. Edizione 2009. McGraw-Hill.

• S. Donadio, G. Marino. Biotecnologie microbiche. Edizione 2008. Casa Editrice Ambrosiana.

MICROBIOLOGIA (BIO/19)
MICROBIOLOGIA AMBIENTALE

Corso di laurea SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 52.0

Per immatricolati nel 2017/2018

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Anno di corso 2

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Ai fini di un più proficuo apprendimento di alcuni contenuti del corso sono necessarie le conoscenze di base nell’ambito della matematica, della fisica, della chimica organica e della biologia generale.

Il corso ha l’obiettivo di fornire le competenze di base nell’ambito della microbiologia ambientale, necessarie per operare, con ruoli tecnico-operativi, negli ambiti delle scienze e tecnologie ambientali che fanno uso di microrganismi o ne rilevano la presenza in varie matrici. Fornisce, inoltre, le basi culturali per accedere a successivi percorsi formativi che più ampiamente sviluppano temi come il ruolo dei microrganismi nei cicli biogeochimici, e il loro impiego nei processi di biorisanamento e nella produzione di biogas.

 

Programma delle lezioni

Il mondo microbico.

Evoluzione microbica.
Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica.
Nutrizione e metabolismo dei microrganismi.
Crescita e coltura dei microrganismi.

Principi di classificazione e filogenesi microbica.

Ruolo dei microrganismi in natura.

Microrganismi e biorisanamento.

I virus.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori
Tecniche microbiologiche di base.

Conoscenze e comprensione
• struttura e ultrastruttura della cellula batterica
• nutrizione e metabolismo dei microrganismi
• crescita e coltivazione dei microrganismi
• principi di classificazione e filogenesi microbica
• interazione dei microrganismi con l’ambiente e con gli altri organismi
• i virus: caratteristiche generali e classificazione
Valutate attraverso l’esame di profitto orale.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione
• metodi di isolamento di microrganismi
• metodi di crescita e coltivazione dei microrganismi in piccola scala
• metodi di colorazione e di osservazione dei microrganismi al microscopio ottico
• metodi di identificazione dei microrganismi mediante metodiche convenzionali

Valutate attraverso l’attività di laboratorio e la verifica scritta di laboratorio.

 

Autonomia di giudizio
• attitudine al problem solving attinenti alla figura tecnico-operativa formata nel settore
• capacità di analizzare protocolli sperimentali

• capacità di valutare aspetti tecnici nell’operatività di laboratorio

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

 

Abilità comunicative
• abilità comunicative e di sintesi sia in forma scritta che orale.

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

Capacità di apprendimento
• acquisizione di capacità di studio autonomo della disciplina anche successivamente al conseguimento della laurea attraverso l’acquisizione degli strumenti metodologici e teorici del settore di rifermento (testi scientifici, manuali di laboratorio, banche dati).

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e l’attività di laboratorio.

La modalità di erogazione della didattica è del tipo tradizionale, con 5 CFU di lezioni frontali in aula e 1 CFU di attività di laboratorio. Le lezioni in aula prevedono l’utilizzo di diapositive, talora con collegamenti ipertestuali a specifiche pagine Web.

Il conseguimento dei crediti attribuiti è ottenuto mediante esame integrato consistente in una prova orale con votazione finale in trentesimi ed eventuale lode.
La prova è volta ad accertare:
- il livello delle conoscenze teoriche acquisite, attraverso la presentazione di argomenti del programma;
- il livello delle abilità pratiche acquisite, attraverso la descrizione di metodiche e metodologie;
- la capacità di applicare le conoscenze teoriche e le abilità pratiche acquisite alla soluzione di problemi semplici.

Programma delle lezioni e delle esercitazioni/laboratori

Programma delle lezioni

Il mondo microbico. Composizione del mondo microbico (procarioti, eucarioti, virus).

Evoluzione microbica. La Terra dei primordi. Chimica prebiotica, RNA world, prime vie biosintetiche, e primi sistemi per la rigenerazione dell'ATP, il DNA come materiale genetico. Last Universal Common Ancestor (LUCA), la divergenza nella sintesi dei lipidi di membrana, ladivergenza nella sintesi della parete batterica, l'evoluzione dei tre domini: Bacteria, Archaea, Eukarya.
Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica. I batteri gram-positivi e gram-negativi: caratteristiche generali. Struttura e sintesi della parete cellulare. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. La membrana esterna: il lipopolisaccaride e le porine. Proteine di membrana e sistemi di trasporto. Gli organelli citoplasmatici. La capsula. I flagelli ed i pili. Il processo di chemiotassi. La spora batterica. Organizzazione del materiale genetico: il nucleoide. Gli Archea: un altro modello di cellula procariotica.
Nutrizione e metabolismo dei microrganismi. La nutrizione microbica. Le diverse fonti energetiche utilizzabili dai microrganismi e le attività riferibili al metabolismo energetico. Processi aerobici (respirazione aerobica) e anaerobici (fermantazioni). Le principali vie fermentative microbiche: fermentazione alcolica, lattica, acido-mista, butandiolica, propionica, butirrica. Fotosintesi nei batteri. Il processo di fissazione dell’azoto e della CO2. Assimilazione di fosforo, zolfo ed azoto inorganici. La metanogenesi negli Archea. I processi biosintetici nel metabolismo microbico.
Crescita e coltura dei microrganismi. Il processo di divisione cellulare nei batteri. La curva di crescita. La misurazione della crescita microbica. Il controllo della crescita microbica. I terreni di coltura e lo studio delle proprietà biochimiche dei procarioti in coltura. L’effetto dell’ambiente sulla crescita microbica. Gli Archea e gli ambienti estremi.
Principi di classificazione e filogenesi microbica. I criteri di base della sistematica microbiologica. Identificazione tassonomica dei microrganismi. I principali gruppi di eubatteri, actinomiceti, archea, eumiceti e microalghe. Fondamenti di ecologia microbica: i fattori che influenzano la colonizzazione e lo sviluppo microbico. I microrganismi negli ecosistemi naturali. I principali microrganismi agenti di malattie dell’uomo, degli animali e delle piante. Microrganismi di interesse industriale.
Ruolo dei microrganismi in natura. I cicli degli elementi. Ecologia microbica ed ecosistemi microbici. I microrganismi nei diversi comparti ambientali: atmosfera, idrosfera, suolo e ambienti estremi. Interazioni microrganismi-piante e microrganismi-animali. Metodi e strategie per studi di ecologia microbica: analisi delle comunità microbiche con metodi colturali e molecolari.

Microrganismi e biorisanamento. Lisciviazione microbica dei metalli, degradazione di composti organici naturali e di sintesi. Microbiologia delle acque reflue, depurazione delle acque e malattie microbiche trasmesse con l’acqua.

I virus. Caratteristiche generali e classificazione. Coltivazione dei virus. Purificazione dei virus e metodi di saggio. Batteriofagi. Ciclo litico e ciclo lisogenico. Virus animali. Infezioni citocide e danno cellulare. Infezioni persistenti, latenti e da virus lenti. Virus e cancro. Virus vegetali. Viroidi e prioni.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori
Tecniche microbiologiche di base. Colorazione ed osservazione dei batteri al microscopio; Preparazione e sterilizzazione dei terreni di coltura; Colture microbiche; Determinazione quantitativa dei batteri; Identificazione dei batteri con sistemi biochimici; Screening di microrganismi antibiotico-produttori da campioni di suolo o marini.

• G. Dehò, E. Galli. Biologia dei microrganismi. Edizione 2014. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.

• M. T. Madigan, J. M. Martinko, D. A. Stahl, D. P. Clark. Brock, Biologia dei microrganismi. Vol.1, 2, 3. Edizione 2012. Pearson.

• M. Willey, M. Sherwood, J. Woolverton. Prescott, Microbiologia. Vol. 1, 2, 3. Edizione 2009. McGraw-Hill.

• P. Barbieri, G. Bestetti, E. Galli, D. Zanoni. Microbiologia ambientale ed elementi di ecologia microbica. Edizione 2008. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.

MICROBIOLOGIA AMBIENTALE (BIO/19)
ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY

Degree course COASTAL AND MARINE BIOLOGY AND ECOLOGY

Subject area BIO/19

Course type Laurea Magistrale

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 48.0

For matriculated on 2017/2018

Year taught 2017/2018

Course year 1

Semestre Primo Semestre (dal 02/10/2017 al 19/01/2018)

Language INGLESE

Subject matter PERCORSO COMUNE (999)

Location Lecce

No formal propedeuticity is required with respect to other courses. However basic knowledge of general microbiology is strongly recommended.

Microbial evolution and systematics.

Prokaryotic diversity: the Bacteria.

Prokaryotic diversity: the Archaea.

Metabolic diversity.

Methods in microbial ecology.

Microbial ecology.

Course outline and aims

This course aims at providing students with an in-depth knowledge of the current view of microbial evolution and systematic, and the continuing roles played by microbes in the environment. Major methodological approaches to environmental microbiology including their powers and limitations will be also discussed.

 

Learning outcomes

Knowledge to be attained:
• Current views on the origin of life and the evolution of the major microbial taxa
• Current views on metabolic diversity in microbial world
• Special bacteriology: major Bacteria and Archaea taxa
• Microbial ecology: Key roles played by microbes in the aquatic and terrestrial environment including soil structure, element cycles, genesis and breakdown of fossil fuels and contribution to geological processes
• Microbial ecology: Detrimental roles played by microbes in pollution and the beneficial roles played by microbes in wastewater treatment and bioremediation
• Microbial ecology: interactions of microorganisms with other organisms.
• Methods in microbial ecology

Abilities to be attained:
• Culture-based and culture-independent methods in microbial systematic and ecology
• Methods to study microbial phylogeny
• Construction of phylogenetic trees

 

Learning methods consist of formal lectures and integrative lectures making use of slides and hypertext links to specific Web sites. Outside these activities, the students are expected to read assigned papers from the scientific literature.

Oral examination. It is aimed at ascertaining, in proportion:
- The level of theoretical knowledge through the presentation of the program topics (50%)
- The level of practical abilities through description of methods and methodologies (25%)
- The ability to apply theoretical knowledge and practical skills to solve simple problems (25%)

Program of Lectures

Microbial evolution and systematics. Early Earth and the origin and diversification of life; formation and early history of Earth; origin of cellular life; microbial diversification; endosymbiotic origin of eukaryotes. Microbial evolution; the evolutionary process; evolutionary analysis: theoretical aspects and analytical methods.; microbial phylogeny; applications of SSU rRNA phylogenetic methods. Microbial systematics; phenotypic analysis; genotypic analysis; phylogenetic analysis; the species concept in microbiology; classification and nomenclature.

Prokaryotic diversity: the Bacteria. Bacterial phylogenesis. Phylum 1: Proteobacteria; Phylum 2 and 3: Gram-positive bacteria and Actinobacteria. Phylum 4: Cyanobacteria and Prochlorophytes; Phylum 5: Chlamydia; Phylum 6: Planctomyces/Pirellula; Phylum 7: Verrucomicrobia; Phylum 8: Flavobacteria; Phylum 9: the Cytophaga group; Phylum 10: Green-sulphur bacteria; Phylum 11: Spirochetes; Phylum 12: Deinococci; Phylum 13: Green non-sulphur bacteria; Phylum 14-16: deeply branching hypertermophilic bacteria; Phylum 17 and 18: Nitrospira and Deferribacter.

Prokaryotic diversity: the Archaea. Phylogeny and general metabolism. Phylum euryarchaeota; Phylum Crenarchaeota; Phylum Nanoarchaeota; Evolution and life at high temperature.

Metabolic diversity. The phototrophic way of life; chemolithotrophy: energy from the oxidation of inorganic electron donors; the anaerobic way of life: anaerobic respirations; the anaerobic way of life: fermentations and syntrophy; hydrocarbon oxidation and the role of O2 in the catabolism of organic compounds; nitrogen fixation.

Methods in microbial ecology. Culture-dependent analyses of microbial communities; molecular (culture-independent) analyses of microbial communities; measuring microbial activities in Nature.

Microbial ecology. Microbial ecosystems; soil and freshwater microbial habitats; marine microbiology; the carbon and oxygen cycles; other key nutrient cycles; microbial bioremediation; microbial interactions with plants.

• M. T. Madigan, J. M. Martinko, P. V. Dunlap, D. P. Clark. Brock Biology of Microorganisms. 12th Edition. ISBN: 0-13-232460-1. 2010 PEARSON EDUCATION, INC. PUBLISHED BY BENJAMIN CUMMINGS © 2009.

• R. M. Maier, I. L. Pepper, C. P. Gerba. Environmental Microbiology. 2nd Edition. ISBN: 0123705193. SEPTEMBER 2008. PUBLISHED BY ELSEVIER SCIENCE.

• I. L. Pepper, C. Gerba, C. P. Gerba. Environmental Microbiology: A laboratory manual.

ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY (BIO/19)
MICROBIAL BIOTECHNOLOGIES

Degree course BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE

Subject area BIO/19

Course type Laurea Magistrale

Credits 6.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 52.0

For matriculated on 2017/2018

Year taught 2017/2018

Course year 1

Semestre Primo Semestre (dal 02/10/2017 al 12/01/2018)

Language INGLESE

Subject matter PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)

Location Lecce

No formal prerequisite is required with respect to other courses.
However basic knowledge of general microbiology, basic immunology and microbial genetics is strongly recommended. This knowledge is normally acquired in the bachelor’s degrees that give access to the master’s degree in Medical Biotechnology and Nanobiotechnology.

Lectures
Part 1. Microbial virulence and vaccines
Microbial and viral pathogenesis.
Vaccines.

Part 2. Drugs from microorganisms
Bioactive compounds from microorganisms.
Actinomycetes producing bioactive compounds.

 

Labs
Large-scale microbial cultivation for industrial purposes.

Course outline and aims

The course aims to provide knowledge and skills to work professionally with roles of responsibility in the areas of medical biotechnology and nanobiotechnology which make use of micro-organisms or viruses (natural or genetically modified, whole or parts thereof) or which develop diagnostic devices and therapeutic to combat infectious and non-infectious diseases.

 

Learning outcomes

Knowledge to be attained:
• molecular and cellular mechanisms underlying microbial and viral pathogenicity
• methodological foundations for design and development of vaccines
• methodological foundations for discovery and production of bioactive compounds from microorganisms

Abilities to be attained:
• New drug discovery from microorganisms by bioassays and genome mining
• Mutate-and-screen methods for microbial strain improvement
• Cultivation of microorganisms in stirred-tank bioreactors

Learning methods consist of formal Lectures and Labs making use of slides and hypertext links to specific Web sites. Outside these activities, the students are expected to read assigned papers from the scientific literature.

Oral examination. It is aimed at ascertaining, in proportion:
- The level of theoretical knowledge through the presentation of the program topics (50%)
- The level of practical abilities through description of methods and methodologies (25%)
- The ability to apply theoretical knowledge and practical skills to solve simple problems (25%)

Programs of Lectures and Labs

Lectures
Part 1. Microbial virulence and vaccines
Microbial and viral pathogenesis. Host-microbes interaction: positive interactions. The human microbiota. The stable normal flora of skin, oral cavity, respiratory tract, intestinal tract, urogenital tract. Probiotics. The gut metagenome. Host-microbes interaction: negative interactions. Infectivity, pathogenicity and virulence. The Koch’s postulates and their molecular version. “Alien” DNA and evolution of virulence and drug resistance. Virulence factors and toxins. Adhesion, invasion, growth/survival in host microenvironments. Quorum sensing. Biofilm. Evasion of innate and adaptive immunity. Regulation of virulence genes. Powerful approaches to study the microbial virulence: Signature-tagged mutagenesis (STM); In vivo expression technology (IVET)
Vaccines. Historical notes on vaccines. Immunological principles. Conventional vaccines: killed or inactivated vaccines, attenuated live vaccines, subunit vaccines. Recombinant vaccines: recombinant viral vaccine, recombinant bacterial vaccine, genetically-attenuated live vaccines, edible vaccines. Reverse vaccinology.

Part 2. Drugs from microorganisms
Bioactive compounds from microorganisms. Chemical diversity and structural classes. Biological activity (antibiotic, antifungal, antiprotozoal, immunosuppressive, anticancer, etc.). Biosynthetic pathways: synthesis of precursor substrates, polyketides and polyketide synthase (PKS), oligopeptides and NRPS, PKS_NRPS hybrid systems, oligopeptides of ribosomal origin, oligosaccharides and terpenes, the main decoration reactions; manipulation of biosynthetic pathways.
Actinomycetes producing bioactive compounds. The life cycle and life style of the actinomycetes. Regulation of secondary metabolite biosynthesis: pathway-specific and pleiotropic regulators, extracellular signals, influence of nutrients. Strain improvement with classical methods and genetic engineering. Genome and transcriptome analysis of actinomycetes. New drug discovery by genome mining.

Labs
Large-scale microbial cultivation for industrial purposes. The growth curve. Discontinuous or batch fermentation. Continuous fermentation. Fed-batch fermentation.

• G. Dehò, E. Galli. Biologia dei microrganismi. Edizione 2014. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.
• S. Donadio, G. Marino. Biotecnologie microbiche. Edizione 2008. Casa Editrice Ambrosiana.

• M. Madigan, J. Martinko, K. Bender, D. Buckley, D. Stahl. Brock Biology of Microorganisms (14th Edition). Global Edition. Pearson.
• Y. K. Lee. Microbial Biotechnology (Third Edition). World Scientific.

MICROBIAL BIOTECHNOLOGIES (BIO/19)
MICROBIOLOGIA

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 8.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 68.0

Per immatricolati nel 2016/2017

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 05/03/2018 al 01/06/2018)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)

Il Corso non prevede propedeuticità. Tuttavia, ai fini di un più proficuo apprendimento di alcuni contenuti del corso sono necessarie le conoscenze di base acquisite nel primo anno del corso di studio nell’ambito della matematica, della fisica, della chimica organica e della citologia e istologia animale e vegetale.

Il corso ha l’obiettivo di fornire le competenze di base, nell’ambito della microbiologia, necessarie per operare, con ruoli tecnico-operativi, nei diversi settori delle biotecnologie che fanno uso di microrganismi o virus, naturali o geneticamente modificati, interi o loro parti, o che sviluppano dispositivi diagnostici e terapeutici per contrastare le malattie infettive. Il corso fornisce altresì le basi culturali e metodologiche per accedere a successivi approfondimenti nell’ambito delle biotecnologie microbiche.

 

Programma delle lezioni

Il mondo microbico.

Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica.

Nutrizione e metabolismo dei microrganismi.

Crescita e coltura dei microrganismi.

Principi di classificazione e filogenesi microbica.

Genetica microbica e manipolazione dell’espressione genica nei procarioti.

I virus.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori

Tecniche microbiologiche di base.

Conoscenze e comprensione
• struttura e ultrastruttura della cellula batterica
• nutrizione e metabolismo dei microrganismi
• crescita e coltivazione dei microrganismi
• principi di classificazione e filogenesi microbica
• interazione dei microrganismi con l’ambiente e con gli altri organismi
• genetica microbica e tecniche di manipolazione dei microrganismi
• i virus: caratteristiche generali e classificazione
• patogenicità microbica e virale, e meccanismi di difesa dell’ospite
Valutate attraverso l’esame di profitto orale.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione
• metodi di isolamento di microrganismi
• metodi di crescita e coltivazione dei microrganismi in piccola scala
• metodi di colorazione e di osservazione dei microrganismi al microscopio ottico
• metodi di identificazione dei microrganismi mediante analisi fenotipica e molecolare
• metodi di analisi della resistenza microbica ad antibiotici

Valutate attraverso l’attività di laboratorio e la verifica scritta di laboratorio.

 

Autonomia di giudizio
• attitudine al problem solving attinenti alla figura tecnico-operativa formata nel settore
• capacità di analizzare protocolli sperimentali

• capacità di valutare aspetti tecnici nell’operatività di laboratorio

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

 

Abilità comunicative
• abilità comunicative e di sintesi sia in forma scritta che orale.

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

Capacità di apprendimento
• acquisizione di capacità di studio autonomo della disciplina anche successivamente al conseguimento della laurea attraverso l’acquisizione degli strumenti metodologici e teorici del settore di rifermento (testi scientifici, manuali di laboratorio, banche dati).

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e l’attività di laboratorio.

La modalità di erogazione della didattica è del tipo tradizionale, con 7 CFU di lezioni frontali in aula e 1 CFU di attività di laboratorio. Le lezioni in aula prevedono l’utilizzo di diapositive, talora con collegamenti ipertestuali a specifiche pagine Web.

La valutazione degli studenti è effettuata mediante prova orale. E’ mirata ad accertare, in misura proporzionale:
- Il livello delle conoscenze teoriche acquisite, attraverso la presentazione di argomenti del programma (50%)
- Il livello delle abilità pratiche acquisite, attraverso la descrizione di metodiche e metodologie (25%)
- La capacità di applicare le conoscenze teoriche e le abilità pratiche acquisite alla soluzione di problemi semplici (25%)

Programma delle lezioni e delle esercitazioni/laboratori

Programma delle lezioni

Il mondo microbico. Composizione del mondo microbico (procarioti, eucarioti, virus).
Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica. I batteri gram-positivi e gram-negativi: caratteristiche generali. Struttura e sintesi della parete cellulare. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. La membrana esterna: il lipopolisaccaride e le porine. Proteine di membrana e sistemi di trasporto. Gli organelli citoplasmatici. La capsula. I flagelli ed i pili. Il processo di chemiotassi. La spora batterica. Organizzazione del materiale genetico: il nucleoide. Gli Archea: un altro modello di cellula procariotica.
Nutrizione e metabolismo dei microrganismi. La nutrizione microbica. Le diverse fonti energetiche utilizzabili dai microrganismi e le attività riferibili al metabolismo energetico. Processi aerobici (respirazione aerobica) e anaerobici (fermantazioni). Le principali vie fermentative microbiche: fermentazione alcolica, lattica, acido-mista, butandiolica, propionica, butirrica. Fotosintesi nei batteri. Il processo di fissazione dell’azoto e della CO2. Assimilazione di fosforo, zolfo ed azoto inorganici. La metanogenesi negli Archea. I processi biosintetici nel metabolismo microbico.
Crescita e coltura dei microrganismi. Il processo di divisione cellulare nei batteri. La curva di crescita. La misurazione della crescita microbica. Il controllo della crescita microbica. I terreni di coltura e lo studio delle proprietà biochimiche dei procarioti in coltura. L’effetto dell’ambiente sulla crescita microbica. Gli Archea e gli ambienti estremi.
Principi di classificazione e filogenesi microbica. I criteri di base della sistematica microbiologica. Identificazione tassonomica dei microrganismi. I principali gruppi di eubatteri, actinomiceti, archea, eumiceti e microalghe. Fondamenti di ecologia microbica: i fattori che influenzano la colonizzazione e lo sviluppo microbico. I microrganismi negli ecosistemi naturali. I principali microrganismi agenti di malattie dell’uomo, degli animali e delle piante. Microrganismi di interesse industriale.
Genetica microbica e manipolazione dell’espressione genica nei procarioti. Struttura e funzione dei genomi procariotici. Gli elementi genetici. Le mutazioni. I meccanismi di riparazione. La sessualità nei batteri. Il riassortimento del materiale genetico. Variazione di fase ed antigenica. I plasmidi ed il loro significato biologico. Il processo di coniugazione. La trasformazione e la trasduzione. Operoni e Reguloni. Regolazione dell’espressione genica nei microrganismi: induzione e repressione. Livelli di regolazione dell’espressione genica: trascrizionale, post-trascrizionale, traduzionale, post-traduzionale. La sporulazione ed i processi di differenziamento nei batteri. L’era della post-genomica: nuove metodologie per l’analisi funzionale dei genomi procariotici.

I virus. Caratteristiche generali e classificazione. Coltivazione dei virus. Purificazione dei virus e metodi di saggio. Batteriofagi. Ciclo litico e ciclo lisogenico. Virus animali. Infezioni citocide e danno cellulare. Infezioni persistenti, latenti e da virus lenti. Virus e cancro. Virus vegetali. Viroidi e prioni.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori
Tecniche microbiologiche di base. Colorazione ed osservazione dei batteri al microscopio; Preparazione e sterilizzazione dei terreni di coltura; Colture microbiche; Determinazione quantitativa dei batteri; Identificazione dei batteri con sistemi biochimici; Screening di microrganismi antibiotico-produttori da campioni di suolo o marini.

• G. Dehò, E. Galli. Biologia dei microrganismi. Edizione 2014. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.

• M. T. Madigan, J. M. Martinko, D. A. Stahl, D. P. Clark. Brock, Biologia dei microrganismi. Vol.1, 2, 3. Edizione 2012. Pearson.

• M. Willey, M. Sherwood, J. Woolverton. Prescott, Microbiologia. Vol. 1, 2, 3. Edizione 2009. McGraw-Hill.

• S. Donadio, G. Marino. Biotecnologie microbiche. Edizione 2008. Casa Editrice Ambrosiana.

MICROBIOLOGIA (BIO/19)
MICROBIOLOGIA AMBIENTALE

Corso di laurea SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 55.0

Per immatricolati nel 2016/2017

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 05/03/2018 al 15/06/2018)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Ai fini di un più proficuo apprendimento di alcuni contenuti del corso sono necessarie le conoscenze di base nell’ambito della matematica, della fisica, della chimica organica e della biologia generale.

Programma delle lezioni

Il mondo microbico.

Evoluzione microbica.
Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica.
Nutrizione e metabolismo dei microrganismi.
Crescita e coltura dei microrganismi.

Principi di classificazione e filogenesi microbica.

Ruolo dei microrganismi in natura.

Microrganismi e biorisanamento.

I virus.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori
Tecniche microbiologiche di base.

Il corso ha l’obiettivo di fornire le competenze di base, nell’ambito della microbiologia ambientale, necessarie per operare, con ruoli tecnico-operativi, negli ambiti delle scienze e tecnologie ambientali che fanno uso di microrganismi o ne rilevano la presenza in varie matrici. Fornisce, inoltre, le basi culturali per accedere a successivi percorsi formativi che più ampiamente sviluppano temi come il ruolo dei microrganismi nei cicli biogeochimici, e il loro impiego nei processi di biorisanamento e nella produzione di biogas.

La modalità di erogazione della didattica è del tipo tradizionale, con 5 CFU di lezioni frontali in aula e 1 CFU di attività di laboratorio. Le lezioni in aula prevedono l’utilizzo di diapositive, talora con collegamenti ipertestuali a specifiche pagine Web.

Il conseguimento dei crediti attribuiti è ottenuto mediante esame integrato consistente in una prova orale con votazione finale in trentesimi ed eventuale lode.
La prova è volta ad accertare:
- il livello delle conoscenze teoriche acquisite, attraverso la presentazione di argomenti del programma;
- il livello delle abilità pratiche acquisite, attraverso la descrizione di metodiche e metodologie;
- la capacità di applicare le conoscenze teoriche e le abilità pratiche acquisite alla soluzione di problemi semplici.

Programma delle lezioni e delle esercitazioni/laboratori

Programma delle lezioni

Il mondo microbico. Composizione del mondo microbico (procarioti, eucarioti, virus).

Evoluzione microbica. La Terra dei primordi. Chimica prebiotica, RNA world, prime vie biosintetiche, e primi sistemi per la rigenerazione dell'ATP, il DNA come materiale genetico. Last Universal Common Ancestor (LUCA), la divergenza nella sintesi dei lipidi di membrana, ladivergenza nella sintesi della parete batterica, l'evoluzione dei tre domini: Bacteria, Archaea, Eukarya.
Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica. I batteri gram-positivi e gram-negativi: caratteristiche generali. Struttura e sintesi della parete cellulare. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. La membrana esterna: il lipopolisaccaride e le porine. Proteine di membrana e sistemi di trasporto. Gli organelli citoplasmatici. La capsula. I flagelli ed i pili. Il processo di chemiotassi. La spora batterica. Organizzazione del materiale genetico: il nucleoide. Gli Archea: un altro modello di cellula procariotica.
Nutrizione e metabolismo dei microrganismi. La nutrizione microbica. Le diverse fonti energetiche utilizzabili dai microrganismi e le attività riferibili al metabolismo energetico. Processi aerobici (respirazione aerobica) e anaerobici (fermantazioni). Le principali vie fermentative microbiche: fermentazione alcolica, lattica, acido-mista, butandiolica, propionica, butirrica. Fotosintesi nei batteri. Il processo di fissazione dell’azoto e della CO2. Assimilazione di fosforo, zolfo ed azoto inorganici. La metanogenesi negli Archea. I processi biosintetici nel metabolismo microbico.
Crescita e coltura dei microrganismi. Il processo di divisione cellulare nei batteri. La curva di crescita. La misurazione della crescita microbica. Il controllo della crescita microbica. I terreni di coltura e lo studio delle proprietà biochimiche dei procarioti in coltura. L’effetto dell’ambiente sulla crescita microbica. Gli Archea e gli ambienti estremi.
Principi di classificazione e filogenesi microbica. I criteri di base della sistematica microbiologica. Identificazione tassonomica dei microrganismi. I principali gruppi di eubatteri, actinomiceti, archea, eumiceti e microalghe. Fondamenti di ecologia microbica: i fattori che influenzano la colonizzazione e lo sviluppo microbico. I microrganismi negli ecosistemi naturali. I principali microrganismi agenti di malattie dell’uomo, degli animali e delle piante. Microrganismi di interesse industriale.
Ruolo dei microrganismi in natura. I cicli degli elementi. Ecologia microbica ed ecosistemi microbici. I microrganismi nei diversi comparti ambientali: atmosfera, idrosfera, suolo e ambienti estremi. Interazioni microrganismi-piante e microrganismi-animali. Metodi e strategie per studi di ecologia microbica: analisi delle comunità microbiche con metodi colturali e molecolari.

Microrganismi e biorisanamento. Lisciviazione microbica dei metalli, degradazione di composti organici naturali e di sintesi. Microbiologia delle acque reflue, depurazione delle acque e malattie microbiche trasmesse con l’acqua.

I virus. Caratteristiche generali e classificazione. Coltivazione dei virus. Purificazione dei virus e metodi di saggio. Batteriofagi. Ciclo litico e ciclo lisogenico. Virus animali. Infezioni citocide e danno cellulare. Infezioni persistenti, latenti e da virus lenti. Virus e cancro. Virus vegetali. Viroidi e prioni.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori
Tecniche microbiologiche di base. Colorazione ed osservazione dei batteri al microscopio; Preparazione e sterilizzazione dei terreni di coltura; Colture microbiche; Determinazione quantitativa dei batteri; Identificazione dei batteri con sistemi biochimici; Screening di microrganismi antibiotico-produttori da campioni di suolo o marini.

• G. Dehò, E. Galli. Biologia dei microrganismi. Edizione 2014. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.

• M. T. Madigan, J. M. Martinko, D. A. Stahl, D. P. Clark. Brock, Biologia dei microrganismi. Vol.1, 2, 3. Edizione 2012. Pearson.

• M. Willey, M. Sherwood, J. Woolverton. Prescott, Microbiologia. Vol. 1, 2, 3. Edizione 2009. McGraw-Hill.

• P. Barbieri, G. Bestetti, E. Galli, D. Zanoni. Microbiologia ambientale ed elementi di ecologia microbica. Edizione 2008. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.

MICROBIOLOGIA AMBIENTALE (BIO/19)
ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY

Corso di laurea COASTAL AND MARINE BIOLOGY AND ECOLOGY

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 48.0 Ore Studio individuale: 102.0

Per immatricolati nel 2016/2017

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Anno di corso 1

Semestre Primo Semestre (dal 03/10/2016 al 20/01/2017)

Lingua

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce - Università degli Studi

No formal propedeuticity is required with respect to other courses. However basic knowledge of general microbiology is strongly recommended.

Microbial evolution and systematics.

Prokaryotic diversity: the Bacteria.

Prokaryotic diversity: the Archaea.

Metabolic diversity.

Methods in microbial ecology.

Microbial ecology.

Course outline and aims

This course aims at providing students with an in-depth knowledge of the current view of microbial evolution and systematic, and the continuing roles played by microbes in the environment. Major methodological approaches to environmental microbiology including their powers and limitations will be also discussed.

 

Learning outcomes

Knowledge to be attained:
• Current views on the origin of life and the evolution of the major microbial taxa
• Current views on metabolic diversity in microbial world
• Special bacteriology: major Bacteria and Archaea taxa
• Microbial ecology: Key roles played by microbes in the aquatic and terrestrial environment including soil structure, element cycles, genesis and breakdown of fossil fuels and contribution to geological processes
• Microbial ecology: Detrimental roles played by microbes in pollution and the beneficial roles played by microbes in wastewater treatment and bioremediation
• Microbial ecology: interactions of microorganisms with other organisms.
• Methods in microbial ecology

Abilities to be attained:
• Culture-based and culture-independent methods in microbial systematic and ecology
• Methods to study microbial phylogeny
• Construction of phylogenetic trees

 

Learning methods consist of formal lectures and integrative lectures making use of slides and hypertext links to specific Web sites. Outside these activities, the students are expected to read assigned papers from the scientific literature.

Oral examination. It is aimed at ascertaining, in proportion:
- The level of theoretical knowledge through the presentation of the program topics (50%)
- The level of practical abilities through description of methods and methodologies (25%)
- The ability to apply theoretical knowledge and practical skills to solve simple problems (25%)

Program of Lectures

Microbial evolution and systematics. Early Earth and the origin and diversification of life; formation and early history of Earth; origin of cellular life; microbial diversification; endosymbiotic origin of eukaryotes. Microbial evolution; the evolutionary process; evolutionary analysis: theoretical aspects and analytical methods.; microbial phylogeny; applications of SSU rRNA phylogenetic methods. Microbial systematics; phenotypic analysis; genotypic analysis; phylogenetic analysis; the species concept in microbiology; classification and nomenclature.

Prokaryotic diversity: the Bacteria. Bacterial phylogenesis. Phylum 1: Proteobacteria; Phylum 2 and 3: Gram-positive bacteria and Actinobacteria. Phylum 4: Cyanobacteria and Prochlorophytes; Phylum 5: Chlamydia; Phylum 6: Planctomyces/Pirellula; Phylum 7: Verrucomicrobia; Phylum 8: Flavobacteria; Phylum 9: the Cytophaga group; Phylum 10: Green-sulphur bacteria; Phylum 11: Spirochetes; Phylum 12: Deinococci; Phylum 13: Green non-sulphur bacteria; Phylum 14-16: deeply branching hypertermophilic bacteria; Phylum 17 and 18: Nitrospira and Deferribacter.

Prokaryotic diversity: the Archaea. Phylogeny and general metabolism. Phylum euryarchaeota; Phylum Crenarchaeota; Phylum Nanoarchaeota; Evolution and life at high temperature.

Metabolic diversity. The phototrophic way of life; chemolithotrophy: energy from the oxidation of inorganic electron donors; the anaerobic way of life: anaerobic respirations; the anaerobic way of life: fermentations and syntrophy; hydrocarbon oxidation and the role of O2 in the catabolism of organic compounds; nitrogen fixation.

Methods in microbial ecology. Culture-dependent analyses of microbial communities; molecular (culture-independent) analyses of microbial communities; measuring microbial activities in Nature.

Microbial ecology. Microbial ecosystems; soil and freshwater microbial habitats; marine microbiology; the carbon and oxygen cycles; other key nutrient cycles; microbial bioremediation; microbial interactions with plants.

• M. T. Madigan, J. M. Martinko, P. V. Dunlap, D. P. Clark. Brock Biology of Microorganisms. 12th Edition. ISBN: 0-13-232460-1. 2010 PEARSON EDUCATION, INC. PUBLISHED BY BENJAMIN CUMMINGS © 2009.

• R. M. Maier, I. L. Pepper, C. P. Gerba. Environmental Microbiology. 2nd Edition. ISBN: 0123705193. SEPTEMBER 2008. PUBLISHED BY ELSEVIER SCIENCE.

• I. L. Pepper, C. Gerba, C. P. Gerba. Environmental Microbiology: A laboratory manual.

ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY (BIO/19)
MICROBIAL BIOTECHNOLOGIES

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 52.0 Ore Studio individuale: 98.0

Per immatricolati nel 2016/2017

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Anno di corso 1

Semestre Primo Semestre (dal 03/10/2016 al 13/01/2017)

Lingua

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)

Sede Lecce - Università degli Studi

No formal prerequisite is required with respect to other courses.
However basic knowledge of general microbiology, basic immunology and microbial genetics is strongly recommended. This knowledge is normally acquired in the bachelor’s degrees that give access to the master’s degree in Medical Biotechnology and Nanobiotechnology.

Lectures
Part 1. Microbial virulence and vaccines
Microbial and viral pathogenesis.
Vaccines.

Part 2. Drugs from microorganisms
Bioactive compounds from microorganisms.
Actinomycetes producing bioactive compounds.

 

Labs
Large-scale microbial cultivation for industrial purposes.

Course outline and aims

The course aims to provide knowledge and skills to work professionally with roles of responsibility in the areas of medical biotechnology and nanobiotechnology which make use of micro-organisms or viruses (natural or genetically modified, whole or parts thereof) or which develop diagnostic devices and therapeutic to combat infectious and non-infectious diseases.

 

Learning outcomes

Knowledge to be attained:
• molecular and cellular mechanisms underlying microbial and viral pathogenicity
• methodological foundations for design and development of vaccines
• methodological foundations for discovery and production of bioactive compounds from microorganisms

Abilities to be attained:
• New drug discovery from microorganisms by bioassays and genome mining
• Mutate-and-screen methods for microbial strain improvement
• Cultivation of microorganisms in stirred-tank bioreactors

Learning methods consist of formal Lectures and Labs making use of slides and hypertext links to specific Web sites. Outside these activities, the students are expected to read assigned papers from the scientific literature.

Oral examination. It is aimed at ascertaining, in proportion:
- The level of theoretical knowledge through the presentation of the program topics (50%)
- The level of practical abilities through description of methods and methodologies (25%)
- The ability to apply theoretical knowledge and practical skills to solve simple problems (25%)

Programs of Lectures and Labs

Lectures
Part 1. Microbial virulence and vaccines
Microbial and viral pathogenesis. Host-microbes interaction: positive interactions. The human microbiota. The stable normal flora of skin, oral cavity, respiratory tract, intestinal tract, urogenital tract. Probiotics. The gut metagenome. Host-microbes interaction: negative interactions. Infectivity, pathogenicity and virulence. The Koch’s postulates and their molecular version. “Alien” DNA and evolution of virulence and drug resistance. Virulence factors and toxins. Adhesion, invasion, growth/survival in host microenvironments. Quorum sensing. Biofilm. Evasion of innate and adaptive immunity. Regulation of virulence genes. Powerful approaches to study the microbial virulence: Signature-tagged mutagenesis (STM); In vivo expression technology (IVET)
Vaccines. Historical notes on vaccines. Immunological principles. Conventional vaccines: killed or inactivated vaccines, attenuated live vaccines, subunit vaccines. Recombinant vaccines: recombinant viral vaccine, recombinant bacterial vaccine, genetically-attenuated live vaccines, edible vaccines. Reverse vaccinology.

Part 2. Drugs from microorganisms
Bioactive compounds from microorganisms. Chemical diversity and structural classes. Biological activity (antibiotic, antifungal, antiprotozoal, immunosuppressive, anticancer, etc.). Biosynthetic pathways: synthesis of precursor substrates, polyketides and polyketide synthase (PKS), oligopeptides and NRPS, PKS_NRPS hybrid systems, oligopeptides of ribosomal origin, oligosaccharides and terpenes, the main decoration reactions; manipulation of biosynthetic pathways.
Actinomycetes producing bioactive compounds. The life cycle and life style of the actinomycetes. Regulation of secondary metabolite biosynthesis: pathway-specific and pleiotropic regulators, extracellular signals, influence of nutrients. Strain improvement with classical methods and genetic engineering. Genome and transcriptome analysis of actinomycetes. New drug discovery by genome mining.

Labs
Large-scale microbial cultivation for industrial purposes. The growth curve. Discontinuous or batch fermentation. Continuous fermentation. Fed-batch fermentation.

• G. Dehò, E. Galli. Biologia dei microrganismi. Edizione 2014. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.
• S. Donadio, G. Marino. Biotecnologie microbiche. Edizione 2008. Casa Editrice Ambrosiana.

• M. Madigan, J. Martinko, K. Bender, D. Buckley, D. Stahl. Brock Biology of Microorganisms (14th Edition). Global Edition. Pearson.
• Y. K. Lee. Microbial Biotechnology (Third Edition). World Scientific.

MICROBIAL BIOTECHNOLOGIES (BIO/19)
MICROBIOLOGIA

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 8.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 68.0 Ore Studio individuale: 132.0

Per immatricolati nel 2015/2016

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 06/03/2017 al 01/06/2017)

Lingua

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)

Il Corso non prevede propedeuticità. Tuttavia, ai fini di un più proficuo apprendimento di alcuni contenuti del corso sono necessarie le conoscenze di base acquisite nel primo anno del corso di studio nell’ambito della matematica, della fisica, della chimica organica e della citologia e istologia animale e vegetale.

Il corso ha l’obiettivo di fornire le competenze di base, nell’ambito della microbiologia, necessarie per operare, con ruoli tecnico-operativi, nei diversi settori delle biotecnologie che fanno uso di microrganismi o virus, naturali o geneticamente modificati, interi o loro parti, o che sviluppano dispositivi diagnostici e terapeutici per contrastare le malattie infettive. Il corso fornisce altresì le basi culturali e metodologiche per accedere a successivi approfondimenti nell’ambito delle biotecnologie microbiche.

 

Programma delle lezioni

Il mondo microbico.

Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica.

Nutrizione e metabolismo dei microrganismi.

Crescita e coltura dei microrganismi.

Principi di classificazione e filogenesi microbica.

Genetica microbica e manipolazione dell’espressione genica nei procarioti.

I virus.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori

Tecniche microbiologiche di base

Conoscenze e comprensione
• struttura e ultrastruttura della cellula batterica
• nutrizione e metabolismo dei microrganismi
• crescita e coltivazione dei microrganismi
• principi di classificazione e filogenesi microbica
• interazione dei microrganismi con l’ambiente e con gli altri organismi
• genetica microbica e tecniche di manipolazione dei microrganismi
• i virus: caratteristiche generali e classificazione
• patogenicità microbica e virale, e meccanismi di difesa dell’ospite
Valutate attraverso l’esame di profitto orale.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione
• metodi di isolamento di microrganismi
• metodi di crescita e coltivazione dei microrganismi in piccola scala
• metodi di colorazione e di osservazione dei microrganismi al microscopio ottico
• metodi di identificazione dei microrganismi mediante analisi fenotipica e molecolare
• metodi di analisi della resistenza microbica ad antibiotici

Valutate attraverso l’attività di laboratorio e la verifica scritta di laboratorio.

 

Autonomia di giudizio
• attitudine al problem solving attinenti alla figura tecnico-operativa formata nel settore
• capacità di analizzare protocolli sperimentali

• capacità di valutare aspetti tecnici nell’operatività di laboratorio

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

 

Abilità comunicative
• abilità comunicative e di sintesi sia in forma scritta che orale.

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

Capacità di apprendimento
• acquisizione di capacità di studio autonomo della disciplina anche successivamente al conseguimento della laurea attraverso l’acquisizione degli strumenti metodologici e teorici del settore di rifermento (testi scientifici, manuali di laboratorio, banche dati).

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e l’attività di laboratorio.

La modalità di erogazione della didattica è del tipo tradizionale, con 7 CFU di lezioni frontali in aula e 1 CFU di attività di laboratorio. Le lezioni in aula prevedono l’utilizzo di diapositive, talora con collegamenti ipertestuali a specifiche pagine Web.

La valutazione degli studenti è effettuata mediante prova orale. E’ mirata ad accertare, in misura proporzionale:
- Il livello delle conoscenze teoriche acquisite, attraverso la presentazione di argomenti del programma (50%)
- Il livello delle abilità pratiche acquisite, attraverso la descrizione di metodiche e metodologie (25%)
- La capacità di applicare le conoscenze teoriche e le abilità pratiche acquisite alla soluzione di problemi semplici (25%)

Programma delle lezioni e delle esercitazioni/laboratori

Programma delle lezioni

Il mondo microbico. Composizione del mondo microbico (procarioti, eucarioti, virus).
Struttura ed ultrastruttura della cellula batterica. I batteri gram-positivi e gram-negativi: caratteristiche generali. Struttura e sintesi della parete cellulare. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. La membrana esterna: il lipopolisaccaride e le porine. Proteine di membrana e sistemi di trasporto. Gli organelli citoplasmatici. La capsula. I flagelli ed i pili. Il processo di chemiotassi. La spora batterica. Organizzazione del materiale genetico: il nucleoide. Gli Archea: un altro modello di cellula procariotica.
Nutrizione e metabolismo dei microrganismi. La nutrizione microbica. Le diverse fonti energetiche utilizzabili dai microrganismi e le attività riferibili al metabolismo energetico. Processi aerobici (respirazione aerobica) e anaerobici (fermantazioni). Le principali vie fermentative microbiche: fermentazione alcolica, lattica, acido-mista, butandiolica, propionica, butirrica. Fotosintesi nei batteri. Il processo di fissazione dell’azoto e della CO2. Assimilazione di fosforo, zolfo ed azoto inorganici. La metanogenesi negli Archea. I processi biosintetici nel metabolismo microbico.
Crescita e coltura dei microrganismi. Il processo di divisione cellulare nei batteri. La curva di crescita. La misurazione della crescita microbica. Il controllo della crescita microbica. I terreni di coltura e lo studio delle proprietà biochimiche dei procarioti in coltura. L’effetto dell’ambiente sulla crescita microbica. Gli Archea e gli ambienti estremi.
Principi di classificazione e filogenesi microbica. I criteri di base della sistematica microbiologica. Identificazione tassonomica dei microrganismi. I principali gruppi di eubatteri, actinomiceti, archea, eumiceti e microalghe. Fondamenti di ecologia microbica: i fattori che influenzano la colonizzazione e lo sviluppo microbico. I microrganismi negli ecosistemi naturali. I principali microrganismi agenti di malattie dell’uomo, degli animali e delle piante. Microrganismi di interesse industriale.
Genetica microbica e manipolazione dell’espressione genica nei procarioti. Struttura e funzione dei genomi procariotici. Gli elementi genetici. Le mutazioni. I meccanismi di riparazione. La sessualità nei batteri. Il riassortimento del materiale genetico. Variazione di fase ed antigenica. I plasmidi ed il loro significato biologico. Il processo di coniugazione. La trasformazione e la trasduzione. Operoni e Reguloni. Regolazione dell’espressione genica nei microrganismi: induzione e repressione. Livelli di regolazione dell’espressione genica: trascrizionale, post-trascrizionale, traduzionale, post-traduzionale. La sporulazione ed i processi di differenziamento nei batteri. L’era della post-genomica: nuove metodologie per l’analisi funzionale dei genomi procariotici.

I virus. Caratteristiche generali e classificazione. Batteriofagi. Ciclo litico e ciclo lisogenico. Virus animali. Virus vegetali. Viroidi e prioni.

 

Programma delle esercitazioni/laboratori
Tecniche microbiologiche di base. Colorazione ed osservazione dei batteri al microscopio; Preparazione e sterilizzazione dei terreni di coltura; Colture microbiche; Determinazione quantitativa dei batteri; Identificazione dei batteri con sistemi biochimici; Screening di microrganismi antibiotico-produttori da campioni di suolo o marini.

• G. Dehò, E. Galli. Biologia dei microrganismi. Edizione 2014. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.

• M. T. Madigan, J. M. Martinko, D. A. Stahl, D. P. Clark. Brock, Biologia dei microrganismi. Vol.1, 2, 3. Edizione 2012. Pearson.

• M. Willey, M. Sherwood, J. Woolverton. Prescott, Microbiologia. Vol. 1, 2, 3. Edizione 2009. McGraw-Hill.

• S. Donadio, G. Marino. Biotecnologie microbiche. Edizione 2008. Casa Editrice Ambrosiana.

MICROBIOLOGIA (BIO/19)
MICROBIOLOGIA AMBIENTALE

Corso di laurea SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 55.0 Ore Studio individuale: 95.0

Per immatricolati nel 2015/2016

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 06/03/2017 al 16/06/2017)

Lingua

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Ai fini di un più proficuo apprendimento di alcuni contenuti del corso sono necessarie le conoscenze di base nell’ambito della matematica, della fisica, della chimica organica e della biologia generale.

Il corso ha l’obiettivo di fornire le competenze di base nell’ambito della microbiologia ambientale, necessarie per operare, con ruoli tecnico-operativi, negli ambiti delle scienze e tecnologie ambientali che fanno uso di microrganismi o ne rilevano la presenza in varie matrici. Fornisce, inoltre, le basi culturali per accedere a successivi percorsi formativi che più ampiamente sviluppano temi come il ruolo dei microrganismi nei cicli biogeochimici, e il loro impiego nei processi di biorisanamento e nella produzione di biogas.

Conoscenze e comprensione
• struttura e ultrastruttura della cellula batterica
• nutrizione e metabolismo dei microrganismi
• crescita e coltivazione dei microrganismi
• principi di classificazione e filogenesi microbica
• interazione dei microrganismi con l’ambiente e con gli altri organismi
• i virus: caratteristiche generali e classificazione
Valutate attraverso l’esame di profitto orale.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione
• metodi di isolamento di microrganismi
• metodi di crescita e coltivazione dei microrganismi in piccola scala
• metodi di colorazione e di osservazione dei microrganismi al microscopio ottico
• metodi di identificazione dei microrganismi mediante metodiche convenzionali

Valutate attraverso l’attività di laboratorio e la verifica scritta di laboratorio.

 

Autonomia di giudizio
• attitudine al problem solving attinenti alla figura tecnico-operativa formata nel settore
• capacità di analizzare protocolli sperimentali

• capacità di valutare aspetti tecnici nell’operatività di laboratorio

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

 

Abilità comunicative
• abilità comunicative e di sintesi sia in forma scritta che orale.

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e la verifica scritta di laboratorio.

Capacità di apprendimento
• acquisizione di capacità di studio autonomo della disciplina anche successivamente al conseguimento della laurea attraverso l’acquisizione degli strumenti metodologici e teorici del settore di rifermento (testi scientifici, manuali di laboratorio, banche dati).

Valutate attraverso l’esame di profitto orale e l’attività di laboratorio.

La modalità di erogazione della didattica è del tipo tradizionale, con 5 CFU di lezioni frontali in aula e 1 CFU di attività di laboratorio. Le lezioni in aula prevedono l’utilizzo di diapositive, talora con collegamenti ipertestuali a specifiche pagine Web.

Il conseguimento dei crediti attribuiti è ottenuto mediante esame integrato consistente in una prova orale con votazione finale in trentesimi ed eventuale lode.
La prova è volta ad accertare:
- il livello delle conoscenze teoriche acquisite, attraverso la presentazione di argomenti del programma;
- il livello delle abilità pratiche acquisite, attraverso la descrizione di metodiche e metodologie;
- la capacità di applicare le conoscenze teoriche e le abilità pratiche acquisite alla soluzione di problemi semplici.

• G. Dehò, E. Galli. Biologia dei microrganismi. Edizione 2014. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.

• M. T. Madigan, J. M. Martinko, D. A. Stahl, D. P. Clark. Brock, Biologia dei microrganismi. Vol.1, 2, 3. Edizione 2012. Pearson.

• M. Willey, M. Sherwood, J. Woolverton. Prescott, Microbiologia. Vol. 1, 2, 3. Edizione 2009. McGraw-Hill.

• P. Barbieri, G. Bestetti, E. Galli, D. Zanoni. Microbiologia ambientale ed elementi di ecologia microbica. Edizione 2008. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli.

MICROBIOLOGIA AMBIENTALE (BIO/19)
BIOTECNOLOGIE MICROBICHE

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 52.0 Ore Studio individuale: 98.0

Per immatricolati nel 2015/2016

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Anno di corso 1

Semestre Primo Semestre (dal 05/10/2015 al 15/01/2016)

Lingua

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)

Sede Lecce - Università degli Studi

BIOTECNOLOGIE MICROBICHE (BIO/19)
ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY

Corso di laurea COASTAL AND MARINE BIOLOGY AND ECOLOGY

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 48.0 Ore Studio individuale: 102.0

Per immatricolati nel 2015/2016

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Anno di corso 1

Semestre Primo Semestre (dal 05/10/2015 al 22/01/2016)

Lingua

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce - Università degli Studi

ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY (BIO/19)
MICROBIOLOGIA

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 8.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 68.0 Ore Studio individuale: 132.0

Per immatricolati nel 2014/2015

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 07/03/2016 al 03/06/2016)

Lingua

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)

MICROBIOLOGIA (BIO/19)
MICROBIOLOGIA AMBIENTALE

Corso di laurea SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 55.0 Ore Studio individuale: 95.0

Per immatricolati nel 2014/2015

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 07/03/2016 al 10/06/2016)

Lingua

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

MICROBIOLOGIA AMBIENTALE (BIO/19)
BIOTECNOLOGIE MICROBICHE

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 52.0 Ore Studio individuale: 98.0

Per immatricolati nel 2014/2015

Anno accademico di erogazione 2014/2015

Anno di corso 1

Semestre Primo Semestre (dal 06/10/2014 al 16/01/2015)

Lingua

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)

Sede Lecce - Università degli Studi

BIOTECNOLOGIE MICROBICHE (BIO/19)
ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY

Corso di laurea COASTAL AND MARINE BIOLOGY AND ECOLOGY

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 48.0 Ore Studio individuale: 102.0

Per immatricolati nel 2014/2015

Anno accademico di erogazione 2014/2015

Anno di corso 1

Semestre Primo Semestre (dal 06/10/2014 al 23/01/2015)

Lingua

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce - Università degli Studi

ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY (BIO/19)
MICROBIOLOGIA

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 8.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 68.0 Ore Studio individuale: 132.0

Per immatricolati nel 2013/2014

Anno accademico di erogazione 2014/2015

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 09/03/2015 al 05/06/2015)

Lingua

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)

MICROBIOLOGIA (BIO/19)
MICROBIOLOGIA AMBIENTALE

Corso di laurea SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 55.0 Ore Studio individuale: 95.0

Per immatricolati nel 2013/2014

Anno accademico di erogazione 2014/2015

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 09/03/2015 al 12/06/2015)

Lingua

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

MICROBIOLOGIA AMBIENTALE (BIO/19)
BIOTECNOLOGIE MICROBICHE

Corso di laurea BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 52.0 Ore Studio individuale: 98.0

Per immatricolati nel 2013/2014

Anno accademico di erogazione 2013/2014

Anno di corso 1

Semestre Primo Semestre (dal 07/10/2013 al 17/01/2014)

Lingua

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)

Sede Lecce - Università degli Studi

BIOTECNOLOGIE MICROBICHE (BIO/19)
ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY

Corso di laurea COASTAL AND MARINE BIOLOGY AND ECOLOGY

Settore Scientifico Disciplinare BIO/19

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 48.0 Ore Studio individuale: 102.0

Per immatricolati nel 2013/2014

Anno accademico di erogazione 2013/2014

Anno di corso 1

Semestre Primo Semestre (dal 07/10/2013 al 24/01/2014)

Lingua

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce - Università degli Studi

ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY (BIO/19)

Pubblicazioni

Articoli su riviste con Comitato di Redazione internazionale

 

A1. Chiariotti, L., Alifano, P., Carlomagno, M.S. and Bruni C.B.

Nucleotide sequence of Escherichia coli hisD gene and of Escherichia coli and Salmonella typhimurium hisIE region.

Mol. Gen. Genet.* 203: 382-388 (1986).

*On March 01, 2001 this publication was renamed Molecular Genetics and Genomics.

 

A2. Carlomagno, M.S., Chiariotti, L., Alifano, P., Nappo, A.G., and Bruni, C.B.

Structure and function of the Salmonella typhimurium and Escherichia coli K-12 histidine operons.

J. Mol. Biol. 203: 585-606 (1988).

 

A3. Alifano, P., Ciampi, M.S., Nappo, A.G., Bruni, C.B., and Carlomagno, M.S.

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Characterization of vibrios diversity in the mucus of the polychaete Myxicola infundibulum (Annellida, Polichaeta).

Microb. Ecol. 67: 186-194 (2014).

 

A85. Delle Side, D., Nassisi, V., Giuffreda, E., Velardi, L., Alifano, P., Talà, A. and Tredici, S.M.

Highly antibacterial UHMWPE surfaces by implantation of titanium ions.

Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B 331: 172-175 (2014).

 

A86. Talà, A., Delle Side, D., Buccolieri, G., Tredici, S.M., Velardi, L., Paladini, F., De Stefano, M., Nassisi, V. and Alifano, P.
Exposure to static magnetic field stimulates quorum sensing circuit in luminescent Vibrio strains of the Harveyi clade.
PLoS One 9: e100825 (2014).

 

A87. Delle Side, Nassisi, P., Giuffreda, E., Velardi, L., Alifano, P., Talà, A. and Tredici, S.M.

Antibacterial properties of composite UHMWPE/{TiO}_{2-{x}} surfaces.

Appl. Phys. A Mater. Sci. Process. 117: 191-196 (2014)

 

A88. Abbrescia, A., Martino, P.L., Panelli, D., Sardanelli, A.M., Papa, S., Alifano, P., Palese, L.L. and Gaballo, A.

The respiratory chains of four strains of the alkaliphilic Bacillus clausii.

FEBS Open Bio 4: 714-721 (2014).

 

A89. Abbrescia, A., Palese, L.L., Papa, S., Gaballo, A., Alifano, P. and Sardanelli, A.M.

Antibiotic sensitivity of Bacillus clausii strains in commercial preparations.

Clin. Immunol. Endocr. Metab. Drugs 1:102-110 (2014).

 

A90. Peano, C., Damiano, F., Forcato, M., Pietrelli, A., Palumbo. C., Corti, G., Siculella, L., Fuligni, F., Malagoli Tagliazucchi, G., De Benedetto, G.E., Bicciato, S., De Bellis, G. and Alifano, P.

Comparative genomics revealed key molecular targets to rapidly convert a reference rifamycin-producing bacterial strain into an overproducer by genetic engineering.

Metab. Eng. 26: 1-16 (2014).

 

A91. Pontieri, P., Troisi, J., Di Fiore, R., Di Maro, A., Bean, S.R., Tuinstra, M.R., Roemer, E., Boffa, A., Del Giudice, A., Pizzolante, G., Alifano, P. and Del Giudice, L.

Mineral contents in grains of seven food-grade sorghum hybrids in a Mediterranean environment.

Aust. J. Crop Sci. 8:1550-1559 (2014).

 

A92. Pontieri, P., De Stefano, M., Massardo, D.R., Gunge, N., Miyakawa, I., Sando, N., Pignone, D., Pizzolante, G., Romano, R., Alifano, P. and Del Giudice, L.

Tellurium as a valuable tool for studying the prokaryotic origins of mitochondria.

Gene 559: 177-183 (2015).

 

A93. Conversano, G., Pizzolante, G., Alifano, P. and De Bellis, L.

Characterization and enhancement of microbial biodiversità in digestate in the aronomic field.

JLS 9: 139-151 (2015)

 

A94. Carofiglio, V.E., Romano, R., Servili, M., Goffredo, A., Alifano, P., Veneziani, G., Demitri, C., Centrone, D. and Stufano, P.

Complete valorization of olive mill wastewater through an integrated process for poly-3-hydroxybutyrate production.

JLS 9: 481-493 (2015)

 

A95. Colicchio, R., Pagliuca, C., Pastore, G., Cicatiello, A.G., Pagliarulo, C., Talà, A., Scaglione, E., Sammartino, J.C., Bucci, C., Alifano, P. and Salvatore, P.

The fitness cost of rifampicin-resistance in Neisseria meningitidis: mechanisms associated with RpoB H553Y mutation by an in vitro study.

Antimicrob. Agents Chemother. 59: 7637-7649 (2015)

 

A96. Delle Side, D., Giuffreda, E., Tredici, S.M., Talà, A., Pennetta, C. and Alifano, P.

Quorum sensing: complexity in the bacterial world.

Chaos Solitons Fractals 81: 551-555 (2015)

 

A97. Rizzo, L., Fraschetti, S., Alifano, P., Pizzolante, G. and Stabili, L.

The alien species Caulerpa cylindracea and its associated bacteria in the Mediterranean Sea.

Mar. Bio. 163:4 (2016)

 

A98. Rizzo, L., Fraschetti, S., Alifano, P., Tredici, S.M.. and Stabili, L.

Association of Vibrio community with the Atlantic Mediterranean invasive alga Caulerpa cylindracea.

J. Exp. Mar. Bio. Ecol. 475: 129-136 (2016)

 

A99. Pontieri, P., Del Giudice F., Dimitrov, M.D., Pesheva, M.G., Venkov, P.V., Di Maro, A., Pacifico, S., Gadgil, P., Herald, T.J., Tuinstra, M.R., Pizzolante, G., Romano, R., Alifano, P. and Del Giudice, L.

Measurement of biological antioxidant activity of seven food-grade sorghum hybrids grown in a Mediterranean environment.

Aust. J. Crop Sci. 10: 904-910 (2016).

 

A100. D’Argenio, V., Petrillo, M., Pasanisi, D., Pagliarulo, C., Colicchio, R., Talà, A., de Biase, M.S., Zanfardino, M., Scolamiero, E., Pagliuca, C., Gaballo, A., Cicatiello, A.G., Cantiello, P., Postiglione, I., Naso, B., Boccia, A., Durante, M., Cozzuto, L., Salvatore, P., Paolella, G., Salvatore, F. and Alifano, P.

The complete 12 Mb genome and transcriptome of Nonomuraea gerenzanensis with new insights into its duplicated “magic” RNA polymerase.

Sci. Rep. 6: 18 (2016).

 

A101. Pizzolante, G., Cordero, C., Tredici, S.M., Vergara, V., Pontieri, P., Del Giudice, L., Capuzzo, A., Rubiolo, P., Kanchiswamy, C.N., Zebelo, S.A., Bicchi, C., Maffei, M.E. and Alifano, P.

Cultivable gut bacteria provide a pathway for adaptation of Chrysolina herbacea to Mentha aquatica volatiles.

BMC Plant Biol. 17: 30 (2017)

 

A102. Stabili, L., Rizzo, L., Pizzolante, G., Alifano, P and Fraschetti, S.

Spatial distribution of the culturable bacterial community associated with the invasive alga Caulerpa cylindracea in the Mediterranean Sea.

Mar. Environ. Res. 125: 90-98 (2017).

 

A103. Pontieri, P., Troisi, J., Boffa, A., Del Giudice, F., Chessa, A.L., Pizzolante, G., Romano, R., Alifano, P. and Del Giudice, L.

Nutrient, fatty acid and mineral composition of selected white food-grade sorghum hybrids grown in a Mediterranean area of Southern Italy.

Maydica 62.1: M5 (2017).

 

A104. Stabili, L., Pizzolante, G., Morgante, A., Nonnis Marzano, C., Longo, C., Aresta, A.M., Zambonin, C., Corriero, G. and Alifano, P.

Lindane bioremediation capability of bacteria associated with the demosponge Hymeniacidon perlevis.

Mar. Drugs 15: 108 (2017).

 

A105. Fondi, M., Pinatel, E., Talà, A., Damiano, F., Consolandi, C., Mattorre, B., Fico, D., Testini, M., De Benedetto, G.E., Siculella, L., De Bellis, G., Alifano, P. and Peano, C.

Time-resolved transcriptomics and constraint-based modeling identify system-level metabolic features and overexpression targets to Increase spiramycin production in Streptomyces ambofaciens.

Front. Microbiol. 8: 835 (2017)

 

A106. Rizzo, L., Pusceddu, A., Stabili, L., Alifano, P. and Fraschetti, S.

Potential effects of an invasive seaweed (Caulerpa cylindracea, Sonder) on sedimentary organic matter and microbial metabolic activities.

Sci. Rep. 7: 12113 (2017)

 

A107. Moffa, M., Pasanisi, D., Scarpa, E., Marra, A.R., Alifano, P. and Pisignano, D.

Enhancement of secondary metabolite production from industrially relevant bacteria by organic nanofibers.

Biotechnology J. 2017:1700313. doi: 10.1002/biot.201700313 (2017)

 

A108. Delle Side, D., Nassisi, V., Pennetta, C., Alifano, P., Di Salvo, M., Talà, A., Chechkin, A., Seno, F., Trovato, A.

Bacterial bio-luminescence onset and quenching: a dynamical model for a Quorum Sensing mediated property.

Royal Soc. Open Sci. 4:171586 (2017)

 

A109. Stabilli, L., Gravili, C., Pizzolante, G., Lezzi, M:, Tredici, S.M., De Stefano, M. and Alifano P. Aglaophenia octodonta (Cnidaria, Hydrozoa) and the associated microbial community: a cooperative alliance?

Microb. Ecol76:258-271 (2018)

 

A110. Calcagnile, M., Bettini, S., Damiano, F., Talà, A., Tredici, S.M., Pagano, R., Di Salvo, M., Siculella, L., Fico, D., De Benedetto, G.E., Valli, L., and Alifano, P.

Stimulatory effects of methyl-b-cyclodextrin on spiramycin production and physical-chemical characterization of nonhost@guest complexes.

ACS Omega 3:2470-2478 (2018)

 

A111. Di Salvo, M., Pinatel, E., Talà, A., Fondi, M., Peano, C., and Alifano, P.

G4PromFinder: an algorithm for predicting transcription promoters in GC-rich bacterial genomes based on AT-rich elements and G-quadruplex motifs.

BMC Bioinformatics 19:36 (2018).

 

A112. Tredici, S.M., Buccolieri, A., Tanini, L., Calcagnile, M., Manno, D., and Alifano, P.

Calcite-forming Bacillus licheniformis thriving on underwater speleothems of a hydrothermal cave.

Geomicrobiol. J. 35:804-817 (2018)

 

A113. Talà, A., Damiano, F., Gallo, G., Pinatel, E., Calcagnile, M., Testini, M., Fico, D., Rizzo, D., Sutera, A., Renzone, G., Scaloni, A., De Bellis, G., Siculella, L., De Benedetto, G.E., Puglia, A.M., Peano, C., and Alifano, P.

Pirin: a novel redox-sensitive modulator of primary and secondary metabolism in Streptomyces.

Metab. Eng. 48:254-268 (2018)

 

A114. Pizzolante, G., Durante, M., Rizzo, D., Di Salvo, M., Tredici, S.M., Tufariello, M., De Paolis, A., Talà, A., Mita, G., Alifano, P. and De Benedetto, G.E.

Characterization of two Pantoea strains isolated from extra-virgin olive oil.

AMB Express 8:113 (2018)

 

A115. Pontieri, P., Hartings, H., Di Salvo, M., Massardo, D.R., De Stefano, M., Pizzolante, G., Romano, R., Troisi, J., Del Giudice, A., Alifano, P. and Del Giudice L.

Mitochondrial ribosomal proteins involved in tellurite resistance in yeast Saccharomyces cerevisiae.

Sci. Rep.8:12022 (2018)

 

A116. Colicchio, R., Pagliuca, C., Ricci, S., Scaglione, E., Grandgirard, D., Masouris, I., Farina, F., Pagliarulo, C., Mantova, G., Paragliola, L., Leib, S.L., Koedel, U., Pozzi, G., Alifano, P. and Salvatore, P.

Virulence traits of serogroup C meningococcus and isogenic cssA mutant, defective in surface-exposed sialic acid, in a murine model of meningitis.

Infect. Immun.87: pii: e00688-18. (2019)

 

A117. Di Salvo, M., Puccio, S., Peano, C., Lacour, S., and Alifano, P.

RhoTermPredict: an algorithm for predicting Rho-dependent transcription terminators based on Escherichia coli, Bacillus subtilis and Salmonella enterica databases.

BMC Bioinformatics 20:117 (2019)

 

A118. Pontieri, P., troisi, J., Bean, S.R., Tilley, M., Di Salvo, M., Boffa, A., Pignone, D., Del Giudice, F., Alifano, P., and Del Giudice, L.

Comparison of extraction methods for isolating kafirin protein from food-grade sorghum flour.

Aust. J. Crop Sci.13:1297-1304 (2019)

 

A119. Di Salvo, M., Calcagnile. M., Talà, A., Tredici, S.M., Maffei, M.E., Schönrogge, K., Barbero, F., and Alifano, P.

The microbiome of the Maculinea-Myrmica host-parasite interaction.

Sci. Rep. 9:8048 (2019)

 

A121. Scrimieri, L., Serra, A., Manno, D., Alifano, P., Tredici, S.M., Calcagnile, M., and Calcagnile, L.

TiO2 films by sol-gel spin-coating deposition with microbial antiadhesion properties.

Surf. Interface Anal. 51: 1351-1358 (2019)

 

Reviews su riviste con Comitato di Redazione internazionale

 

R1. Alifano, P., Bruni, C.B. and Carlomagno, M.S.

Control of mRNA processing and decay in prokaryotes.

Genetica 94: 157-171 (1994).

 

R2. Alifano, P., Fani, R., Liò, P., Lazcano, A., Bazzicalupo, M., Carlomagno, M.S. and Bruni, C.B.

Histidine biosynthetic pathway and genes: structure, regulation and evolution.

Microbiol. Rev. 60: 44-69 (1996).

*On March 01, 2007 this publication was renamed Microbiology and Molecular Biology Reviews.

 

R3. Alifano, P. and Talà, A.

Microbes at work in perfumery: odorous compounds from free-living and symbiotic bacteria living on plants and humans.

FRAGRANCES - Supplement to HPC today 1: 20-29 (2010).

 

R4. Bucci, C., Alifano, P. and Cogli, L.

The role of rab proteins in neuronal cells and in the trafficking of neurotrophin receptors.

Membranes (Basel) 4: 642-677 (2014).

 

R5. Alifano, P., Palumbo, C., Pasanisi, D. and Talà, A.

Rifampicin-resistance, rpoB polymorphism and RNA polymerase genetic engineering.

J. Biotechnol. 202: 60-77 (2015).

 

R6. Calcagnile M, Tredici SM, Talà A, Alifano P.

Bacterial Semiochemicals and Transkingdom Interactions with Insects and Plants.

Insects 10:pii: E441. DOI: 10.3390/insects10120441 (2019)

 

 

Libri ed Articoli su libri

 

L1. Manna, F., Massardo, D.R., Wolf, K., Luccarini, G., Carlomagno, M.S., Rivellini, F., Alifano, P. and Del Giudice, L.

A tRNA gene mapping within the chloroplast rDNA “cluster” is differentially expressed during the development of Daucus carota.

Current Plant Science and Biotechnology in Agriculture. Current Issues in Plant Molecular and Cellular Biology, vol. 22, p. 309-314. Edit. M. Terzi, R. Cella, A. Falavigna. Klewer Academic Publishers, Dordrecht, the Netherlands. (1995).

 

L2. Grazioli, M.R., De Novellis, G., Maiorano, G., Laccetti, P. e Alifano, P.

HIV-RNA plasmatico e strategie terapeutiche.

Florio Edizioni Scientifiche, Napoli. (1998).

 

L3. Alifano, P., Bucci, C. and Lavitola, A.

Prokaryotic transcription as a target of antibiotic-therapy.

Recent Research Development in Antimicrobial Agents & Chemotherapy, 3(II): 471-481. Edit. Pandalai, S.G. Research Signpost, Trivandrum, India. (1999).

 

L4. Alifano, P., Nassisi, V., Pompa, P.P. and Conte, A.

New biological effects elicited by 308 nm coherent irradiation on microorganisms.

Collana Quaderni di Ottica e Fotonica: Current issue in: 40 anni di Laser, p. 173-176. Edit. Righini, G.C. e Forastiere, M.A. Centro Editoriale Toscano. (2001).

 

L5. Alifano, P.

Histidine Operon.

Brenner’s Encyclopedia of Genetics. 1st edition, p. 943-947.

Edit. Brenner, S., Miller, J.

Academic Press (Elsevier), New York. (2001).

 

L6. Alifano, P. and Fani, R.

Histidine Operon.

Brenner’s Encyclopedia of Genetics. 2nd edition, vol. 3, p. 471-476.

Edit. Maloy, S., Hughes, K.

Academic Press (Elsevier), New York. (2013).

 

L7. Alifano, P.

Fitness costs of antibiotic resistance.

Antibiotics: targets, Mechanisms and Resistance. 1st edition, chapter 5, p. 109-132.

Edit. Gualerzi, C.O., Brandi, L., Fabbretti, A., Pon, L.C.

Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. (2014).

 

BREVETTI

Titolo: “Metodo per indurre una mutagenesi a mezzo di radiazione coerente ultravioletta.”
Titolare: Università degli Studi di Lecce
Inventori: Pietro Alifano, Vincenzo Nassisi
Numero e data priorità: RM2005A000482 del 26.09.2005

 

 

Titolo: Fibre elettrofilate per la crescita e l’incremento di produttività di microorganismi

Titolare: Università degli Studi di Lecce

Inventori: Maria Moffa, Daniela Pasanisi, Elisa Scarpa, Anna Rita Marra, Pietro Alifano, Dario Pisignano

Numero e data deposito:  102015000071031 del 10.11.2015

 

 

Temi di ricerca

1. Interazione ospite-patogeno: basi genetiche e molecolari della patogenicità di Neisseria meningitidis. N. meningitidis è un colonizzatore transitorio del cavo rinofaringeo dell’uomo, che, sporadicamente, può essere responsabile di malattie temibili e con esiti infausti come la meningite e la sepsi. L’attività di ricerca è volta allo studio dei meccanismi molecolari, cellulari e immunologici che regolano l’interazione di questo microrganismo con l’ospite umano, e che, occasionalmente, innescano la malattia invasiva. In particolare, sono oggetto d’indagine i meccanismi di invasione cellulare e di sopravvivenza intracellulare di N. meningitidis, la relazione tra metabolismo batterico e virulenza, i meccanismi responsabili della variazione di fase ed antigenica attraverso i quali N. meningitidis elude il sistema immunitario e/o modula l’interazione con l’ospite.

1. Host-pathogen interaction: genetic and molecular bases of the pathogenicity of Neisseria meningitidis. N. meningitidis is a transient colonizer of the human nasopharyngeal cavity, which, sporadically, can be responsible for fearsome diseases and with unfortunate outcomes such as meningitis and sepsis. The research activity is aimed at studying the molecular, cellular and immunological mechanisms that regulate the interaction of this microorganism with the human host, and which occasionally trigger invasive disease. In particular, this research focused on: i. the mechanisms of cell invasion and intracellular survival of N. meningitidis, ii. the relationship between bacterial metabolism and virulence, iii. the mechanisms responsible for the phase and antigenic variation through which N. meningitidis evades the immune system and modulates the interaction with the host.

 

2. La persistenza batterica: meccanismi e strategie antimicrobiche per contrastarla. Con il termine di “persister” s’indicano forme batteriche non resistenti ai tradizionali farmaci antibatterici diretti nei confronti di cellule attivamente impegnate nelle funzioni metaboliche, ma tolleranti nei loro confronti. Si tratta per lo più di forme “dormienti” che, appena termina la cura antibiotica o calano le difese immunitarie dell’ospite, si riattivano determinando recidive o cronicizzazione dell’infezione. L’attività di ricerca è volta allo studio dei circuiti regolativi della dormienza per ricercare nuove molecole antimicrobiche per contrastare i patogeni persistenti. Particolare attenzione è dedicata allo studio della relazione tra risposta stringente e dormienza batterica, e all’identificazione di target molecolari per lo sviluppo di nuove strategie antimicrobiche utili per contrastare le forme dormienti.

2. Bacterial persistence: mechanisms and antimicrobial and strategies to combat it. The term "persister" indicates bacterial forms that are not resistant to traditional antibacterial drugs, directed towards cells actively engaged in metabolic functions, but tolerant towards them. These are mostly "dormant" forms which, as soon as the antibiotic treatment ends or the host's immune defenses drop, reactivate resulting in recurrence or chronicization of the infection. The research activity is aimed at studying dormant regulatory circuits, with the aim to discover or develop new antimicrobial molecules to counteract persistent pathogens. Particular attention is paid to the study of the relationship between stringent response and bacterial dormancy, and to the identification of molecular targets for the development of new antimicrobial strategies useful for contrasting dormant forms.

 

3. Antibiotici: miglioramento genetico e attivazione di cluster genici criptici in attinomiceti. Gli attinomiceti sono un gruppo di batteri dal complesso ciclo vitale, di fondamentale importanza ecologica e industriale. Infatti, da essi sono estratti numerosi antibiotici e altre molecole bioattive impiegate in vari ambiti. Tuttavia, i ceppi di attinomiceti isolati dagli ambienti naturali producono, inizialmente, quantità troppo ridotte dei metaboliti d’interesse per essere impiegati direttamente in ambiente industriale. Pertanto, essi sono sottoposti a laboriosi processi di miglioramento genetico che, tradizionalmente, sono condotti attraverso lunghe e costose procedure di mutagenesi e screening “random”. L’attività di ricerca è volta allo studio dei circuiti regolativi che controllano la biosintesi di metaboliti secondari in questi microrganismi, allo scopo di sviluppare procedure “razionali”, più dirette e meno costose di quelle “random”, per il loro miglioramento genetico. Tali procedure razionali, guidate da metodologie “omiche”, sono, inoltre, fondamentali per la ricerca e l’attivazione di cluster genici “criptici” (ovvero, non espressi nel ceppo selvatico e/o nelle normali condizioni di coltivazione) che codificano molecole bioattive di potenziale interesse terapeutico.

3. Antibiotics: genetic improvement and activation of cryptic gene clusters in actinomycetes. Actinomycetes are a group of bacteria with a complex life cycle, of fundamental ecological and industrial importance. In fact, numerous antibiotics and other bioactive molecules used in various fields are extracted from them. However, the strains of actinomycetes isolated from natural environments initially produce too small quantities of the metabolites of interest to be used directly in the industrial environment. Therefore, they are subjected to laborious genetic improvement processes which, traditionally, are carried out through long and expensive mutagenesis procedures and "random" screening. The research activity is aimed at studying the regulatory circuits that control the biosynthesis of secondary metabolites in these microorganisms, in order to develop "rational" procedures, more direct and less expensive than the "random" ones, for their genetic improvement. These rational procedures, guided by "omic" methodologies, are also fundamental for the research and activation of "cryptic" gene clusters (that is, not expressed in the wild strain and / or in normal cultivation conditions) that encode bioactive molecules of potential therapeutic interest.

 

4. Bioluminescenza batterica: meccanismi e significato biologico. Alcuni batteri che vivono in ambienti marini, appartenenti ai generi Photobacterium e Vibrio, sono caratterizzati dal fenomeno della bioluminescenza. Le basi biochimiche e la regolazione genetica di questo fenomeno attraverso il meccanismo del quorum sensing sono state oggetto di studio sin dagli anni ’50 del Novecento. Più recentemente, lo studio del fenomeno del quorum sensing in Vibrio è stato fondamentale per comprendere come in molti batteri il quorum sensing regola processi importanti, come l’espressione di geni per la virulenza, per la formazione del biofilm, per la resistenza o produzione di antibiotici. L’attività di ricerca è volta allo studio della bioluminescenza in Vibrio jasicida, un batterio che vive in alcuni idrozoi cnidari del genere Aglaophenia, che stabiliscono un’associazione simbiotica con dinoflagellati fotosintetici endosimbionti (zooxantelle) del genere Symbiodynium. La bioluminescenza attira le zooxantelle, ed è essenziale per il mantenimento della simbiosi, riducendo, attraverso l’utilizzo dell’ossigeno prodotto in eccesso dalle zooxantelle, i livelli delle specie reattive dell’ossigeno. L’attività di ricerca ha, come implicazioni, la migliore comprensione dei meccanismi del quorum sensing nei batteri, anche attraverso lo sviluppo di modelli matematici, e del significato biologico della bioluminescenza nelle simbiosi bioluminescenti negli idrozoi Cnidari, che è alla base del mantenimento di alcuni ecosistemi marini.

4. Bacterial bioluminescence: mechanisms and biological significance. Some bacteria that live in marine environments, belonging to the genera Photobacterium and Vibrio, are characterized by the phenomenon of bioluminescence. The biochemical basis and the genetic regulation of this phenomenon through the mechanism of quorum sensing have been studied since the 1950s. More recently, the study of the quorum sensing phenomenon in Vibrio has been fundamental to understand how in many bacteria quorum sensing regulates important processes, such as the expression of genes for virulence, for the formation of biofilm, for the resistance or production of antibiotics. The research activity is aimed at the study of bioluminescence in Vibrio jasicida, a bacterium that lives in some hydrozoans (Cnidaria) of the genus Aglaophenia, which establish a symbiotic association with photosynthetic endosymbionts (zooxantelle) of the genus Symbiodynium. Bioluminescence attracts zooxanthellae, and is essential for maintaining symbiosis by reducing, through the use of oxygen produced in excess by zooxanthellae, the levels of reactive oxygen species. The research activity has, as implications, the best understanding of the mechanisms of quorum sensing in bacteria, also through the development of mathematical models, and of the biological significance of bioluminescence in bioluminescent symbioses in hydrozoans, which is the basis for the maintenance of some marine ecosystems.

 

5. Il microbiota intestinale: definizione del profilo funzionale di una comunità microbica complessa. L’avvento delle metodiche di sequenziamento del DNA di nuova generazione, e lo sviluppo delle tecnologie “meta-omiche” hanno reso possibile l’analisi di comunità microbiche complesse, quali quelle associate ad ospiti animali, incluso l’uomo. Ne sono derivati tantissimi studi, il cui numero cresce giornalmente in maniera esponenziale, che evidenziano l’esistenza di possibili relazioni tra particolari assetti di struttura del microbioma umano (in particolare, quello dell’intestino umano) e determinati stati patologici. Queste relazioni, che sono state ipotizzate, in larga parte, in studi di meta-genomica di carattere descrittivo/statistico, ora richiedono opportuna validazione sperimentale. L’attività di ricerca è volta allo sviluppo di una piattaforma che fornisca, oltre a dati di struttura, anche dati relativi al profilo funzionale delle comunità microbiche. Tale piattaforma, che si basa sull’utilizzo integrato di diverse metodologie (colture cellulari, phenotype microarray, metodiche bioinformatiche), ha consentito la definizione di alcune proprietà funzionali di comunità batteriche che vivono nell’intestino di alcuni insetti (modelli semplici per lo studio del microbiota intestinale), quali, ad esempio, la produzione di alcuni metaboliti secondari che sono utili nelle relazioni intra- e inter-specie.

5. The intestinal microbiota: definition of the functional profile of a complex microbial community. The advent of new generation DNA sequencing methods, and the development of "meta-omic" technologies have made it possible to analyze complex microbial communities, such as those associated with animal hosts, including humans. This resulted in many studies, the number of which grows exponentially daily, which highlight the existence of possible relationships between particular assemblages of the human microbiome (in particular, that of the human intestine) and certain pathological states. These relationships, which have been hypothesized, in large part, in descriptive / statistical meta-genomics studies, now require appropriate experimental validation. The research activity is aimed at developing a platform that provides, in addition to structural data, also data relating to the functional profile of microbial communities. This platform, which is based on the integrated use of different methodologies (cell cultures, phenotype microarray, bioinformatics methods), has allowed the definition of some functional properties of bacterial communities that live in the intestine of some insects (simple models for the study of the intestinal microbiota), such as, for example, the production of some secondary metabolites that are useful in intra- and inter-species relationships.