Microbiologia generale - Prof. Aldo Corsetti - a.a. 2021/2022
Biotecnologie - 2° anno
ATTENZIONE: i contenuti di questo corso sono relativi all'anno accademico 2021/2022
Indice degli argomenti
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Aldo Corsetti si è laureato in Scienze Agrarie presso la Facoltà di Agraria dell'Università degli Studi di Perugia, dove ha anche conseguito il titolo di Dottore di Ricerca (Ph. D.) in "Biotecnologie degli Alimenti". Nel 2001 ha fatto parte del Collegio dei Docenti del Dottorato di Ricerca Internazionale Italia - Irlanda "Biotechnology of lactic acid bacteria: genetic engineering and enzymology".
Attualmente è professore ordinario di Microbiologia Agraria (SSD AGR/16) presso la Facoltà di Bioscienze e Tecnologie Agro-alimentari e Ambientali dell'Università degli Studi di Teramo, membro del Collegio dei Docenti del Dottorato di Ricerca in "Scienze degli Alimenti" e Presidente del Corso di Laurea triennale in Biotecnologie.
- Dal 2006 al 2013, presso l'Ateneo di Teramo, ha ricoperto l'incarico di responsabile di Facoltà per il programma Erasmus; dal 2013 al 2016 è stato membro, in qualità di esperto scientifico, dell'Osservatorio della Ricerca di Ateneo.
- Dal 2012 al 2014, in rappresentanza dell'Università degli Studi di Teramo, è stato membro del comitato tecnico scientifico (CTS) dell'ITS per l'Agroalimentare.
- Dal 2009 al 2014 è stato membro dell'Osservatorio per la Ricerca della società scientifica SIMTREA (Società Italiana di Microbiologia Agro-Alimentare e Ambientale) e, da Ottobre 2015 a Dicembre 2018, è stato membro del Consiglio Direttivo della suddetta società.
- Nell'ultimo quinquennio è stato responsabile scientifico della ricerca in progetti finanziati da MIPAF, MIUR, e Associazioni di produttori del settore agro-alimentare.
-Svolge attività di ricerca nell’ambito della microbiologia, con particolare riferimento agli alimenti fermentati e alle popolazioni di microrganismi pro-tecnologici (soprattutto batteri lattici). Le attività sono essenzialmente riferibili a due linee complementari: 1) identificazione di batteri lattici e lieviti associati agli alimenti fermentati (formaggi, latti fermentati, olive da tavola, lieviti naturali) mediante metodi coltura- dipendenti e coltura-indipendenti, tipizzazione molecolare di tali microrganismi tramite tecniche basate sulla PCR, e studio dei caratteri fisiologici e tecnologici di interesse per la produzione e conservazione degli alimenti fermentati; 2) approfondimento delle caratteristiche probiotiche di batteri lattici (e, in alcuni casi, lieviti) isolati da alimenti fermentati, con particolare riferimento all’attività antigenotossica e, più recentemente, al metabolismo dei sali/acidi biliari (attività BSH), alle interazioni microrganismo-ospite e all’effetto della dieta sulla struttura del microbiota intestinale e sulla geno- cito- tossicità rilevata in campioni fecali.
- E' inventore per il brevetto “Starter per la deamarizzazione biologica delle olive da mensa” (Attestato di brevetto per invenzione industriale n. 0001428559).
- E' "Assistant Specialty Chief Editor" della rivista internazionale "Frontiers in Food Microbiology", Editore Associato della rivista "Annals of Microbiology" e membro dell'Editorial Board delle riviste "International Journal of Food Microbiology - IJFM", "The Open Bioactive Compounds Journal", "The Scientific World Journal" e "American Journal of Agricultural Science and Technology".
- E' frequentemente consultato da riviste internazionali per svolgere attività di referee su articoli aventi per oggetto la microbiologia degli alimenti.
- E' autore e co-autore di 227 publicazioni, delle quali 115 recensite dall'ISI (Institute for Scientific Information of Philadelphia). Gli indici bibliometrici di riferimento sono: pubblicazioni indicizzate = 115; numero di citazioni = 5764; h index = 42 (fonte SCOPUS).
OBIETTIVI DEL CORSO, PREREQUISITI E PROPEDEUTICITA'
- Obiettivi formativi generali > Gli obiettivi del corso saranno perseguiti attraverso stadi successivi. In una prima fase saranno fornite allo studente le conoscenze fondamentali relative all'organizzazione strutturale e alle funzioni della cellula microbica, trattando poi l'insieme dei fattori che ne regolano la crescita e le attività metaboliche, ponendo le basi per lo studio dei diversi ruoli che i microrganismi possono svolgere in natura e nei diversi processi biotecnologici. In una fase successiva, obiettivo prioritario del corso sarà di far acquisire allo studente le conoscenze fondamentali sulla tassonomia microbica, mediante la descrizione e l'applicazione delle tecniche fenotipiche e genotipiche di base per l'identificazione dei microrganismi, integrando l’argomento con una panoramica sulle possibili applicazioni biotecnologiche dei microrganismi e dei loro prodotti.
- Prerequisiti > Al fine di ottimizzare l’acquisizione delle conoscenze e la capacità di comprensione e raggiungere gli obiettivi prefissati dal corso, lo studente, prima di frequentare le lezioni, deve aver acquisito nozioni di base di biologia e chimica, con particolare riferimento alle caratteristiche delle macromolecole (polisaccaridi, lipidi, proteine, acidi nucleici).
- Propedeuticità > Nessuna.
INDICATORI DI DUBLINO
UNITA' DIDATTICA 1: Struttura e funzioni della cellula microbica
Conoscenza e capacità di comprensione: Lo studente dovrà conoscere la morfologia delle cellule microbiche e comprendere la stretta relazione che lega ogni struttura cellulare alle sue specifiche funzioni;
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente dovrà essere in grado di riconoscere i diversi tipi di microrganismi e applicare le conoscenze acquisite per distinguere i batteri sulla base della differente struttura della parete cellulare;
Autonomia di giudizio: Lo studente dovrà acquisire adeguate capacità di valutazione per la distinzione di diversi tipi di microrganismi;
Abilità comunicative: Lo studente sarà in grado di presentare le proprie analisi riguardanti diverse strutture cellulari e diversi tipi di microrganismi. A tal fine, le abilità comunicative dello studente saranno favorite e stimolate nel corso della discussione durante la valutazione dei risultati delle attività di laboratorio;
Capacità di apprendimento: Lo studente dovrà dimostrare di aver appreso l’importanza e il ruolo che le diverse strutture cellulari svolgono per la vita della cellula e per la sua classificazione.
UNITA' DIDATTICA 2: Crescita microbica e metodi per la sua valutazione
Conoscenza e capacità di comprensione: Lo studente dovrà conoscere le modalità attraverso cui la cellula si nutre e ricava energia per la crescita e comprendere come i fattori esterni influenzino quest’ultima. Dovrà, inoltre, conoscere i diversi metodi per valutare la crescita microbica e comprenderne i vantaggi e gli svantaggi;
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente dovrà essere in grado di applicare i metodi fondamentali per il rilievo della crescita microbica e applicare le conoscenze acquisite per ottimizzare la crescita dei diversi microrganismi;
Autonomia di giudizio: Lo studente dovrà acquisire adeguate capacità di giudizio per la scelta del metodo ottimale per la stima della crescita microbica ed essere in grado di valutare il risultato ottenuto;
Abilità comunicative: Lo studente sarà in grado di presentare le proprie analisi riguardanti la valutazione della crescita dei microrganismi. A tal fine, le abilità comunicative dello studente saranno favorite e stimolate nel corso della discussione durante la valutazione dei risultati delle attività di laboratorio;
Capacità di apprendimento: Lo studente dovrà dimostrare di aver appreso l’importanza e il ruolo che i terreni di coltura svolgono nel supportare la crescita dei microrganismi e nelle diverse metodiche per la valutazione della crescita.
UNITA' DIDATTICA 3: Tassonomia e descrizione di microrganismi di interesse biotecnologico
Conoscenza e capacità di comprensione: Lo studente dovrà conoscere il concetto di specie in microbiologia e comprendere i concetti di base della tassonomia microbica;
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente dovrà essere in grado di applicare le conoscenze acquisite per identificare i microrganismi fino a livello di specie;
Autonomia di giudizio: Lo studente dovrà acquisire adeguate capacità di collocare i microrganismi nel corretto livello tassonomico scegliendo il più opportuno approccio fenotipico e genetico;
Abilità comunicative: Lo studente sarà in grado di presentare le proprie analisi riguardanti l’identificazione dei microrganismi. A tal fine, le abilità comunicative dello studente saranno favorite e stimolate nel corso della discussione durante la valutazione dei risultati delle attività di laboratorio;
Capacità di apprendimento: Lo studente dovrà dimostrare di aver appreso l’importanza di un corretto approccio tassonomico per l’identificazione dei microrganismi e per la distinzione dei diversi gruppi microbici di interesse.
Libri di testo
- Madigan M.T. - Martinko J.M. - Bender K.S. - Buckley D.H. - Stahl D.A. BROCK Biologia dei Microrganismi (Microbiologia generale, ambientale e industriale), Quattordicesima Edizione, Casa Editrice Pearson Italia, 2016, Milano.
- Aldo Corsetti, Luca Settanni, Douwe van Sinderen, Giovanna E. Felis, Franco Dellaglio, Marco Gobbetti., Lactobacillus rossii sp. nov., isolated from wheat sourdough, Rivista International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology numero 55, 2005, Da pag … a pag … 35-40. Link per il download http://ijs.sgmjournals.org/content/55/1/35.long
Modalità di valutazione degli studenti
La valutazione degli studenti avverrà attraverso la seguente modalità:
- Al termine del corso, gli studenti che avranno frequentato regolarmente le lezioni, potranno sostenere una prova scritta (test a risposta multipla) che, in caso di esito positivo, potrà essere considerata valida ai fini del superamento dell’esame.
- Dopo il termine del corso, durante le date fissate per lo svolgimento delle sessioni di esame, gli studenti dovranno sostenere un colloquio orale.
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Presentazione del corso. Importanza dei microrganismi per la vita dell'uomo.
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Le principali tappe della storia della microbiologia. Basi teoriche della microscopia ottica ed elettronica.
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Colorazioni semplici e differenziali. Descrizione dei diversi tipi di microscopio ottico ed elettronico (SEM e TEM).
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Caratteristiche generali della cellula e della vita cellulare. Morfologia e dimensioni della cellula microbica. Distinzione tra cellula procariotica ed eucariotica.
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Descrizione particolareggiata della struttura della cellula procariotica. Capsula, citoplasma, corpi inclusi, ribosomi (rRNA e SSU). Teoria dell'endosimbiosi.
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Alberi filogenetici. DNA procariotico ed eucariotico. Funzioni parete cellulare batterica.
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Struttura della parete cellulare dei batteri Gram positivi, Gram negativi e degli Archaea. Colorazione di Gram. Biosintesi e danni alla parete cellulare.
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Struttura e funzioni della membrana citoplasmatica e sistemi di trasporto.
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Principi di genetica dei procarioti. Ricombinazione omologa. La trasformazione.
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Microscopia. Osservazione di microrganismi con diversa morfologia e colorazione di Gram
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Virus e batteriofagi: ciclo litico e ciclo lisogenico. La trasduzione. Endospora batterica.
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Principi di genetica dei procarioti: coniugazione. Introduzione alla UD2.
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Nutrizione dei microrganismi. Terreni di coltura
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Crescita microbica e metodi per la sua valutazione: CMD, conta vitale, turbidometria. La coltura pura.
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Curva di crescita e dati matematici dello sviluppo microbico.
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Esecuzione della conta vitale
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Principi di bioenergetica. Fosforilazione a livello del substrato e fosforilazione ossidativa. Glicolisi e ciclo di Krebs.
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Risultati della conta vitale. La tecnica dell'isolamento e dello striscio in piastra. Parametri ambientali e sviluppo dei microrganismi: l'effetto della temperatura.
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Effetto dei parametri ambientali sulla crescita dei microrganismi: acidità, ossigeno, disponibilità di acqua.
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Introduzione alla tassonomia. Classificazione e nomenclatura. Concetto di specie, descrizione di una nuova specie e Collezioni di Colture.
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Tassonomia fenotipica classica e tassonomia numerica.
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Chemiotassonomia FAME e Sierologia.
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Tassonomia genetica e filogenetica.
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Attinomiceti. Enterobatteri e test di Ames.
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Batteri lattici.
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Impiego di kit miniaturizzati per l'identificazione di batteri.