APPLICAZIONE DEL METODO SPERIMENTALE IN BIOLOGIA

Utilizzo della Drosophila melanogaster, ovvero il moscerino della frutta, come sistema modello per lo studio della trasmissione genetica dei caratteri e, in particolare, di quelli legati a malattie umane. Gli studenti saranno impegnati nell’allestire due tipi di incroci: con il primo incrocio, gli studenti ripeteranno gli esperimenti con i quali Thomas Hunt Morgan (1866-1945) dimostrò che i geni sono entità fisiche localizzate sui cromosomi; con il secondo incrocio, gli studenti attiveranno un gene umano, introdotto nel genoma del moscerino, la cui mutazione causa lo sviluppo di una malattia legata alla sfera del Parkinson. Successivamente, gli studenti osserveranno i fenotipi della prima generazione filiale (F1) di entrambi gli incroci ovvero come la mutazione spontanea che causa occhi bianchi segrega nella progenie maschile e femminile e, riprodotti nei moscerini, i sintomi più evidenti del morbo di Parkinson principalmente legati al movimento, (tremori, rigidità, lentezza e difficoltà nei movimenti).

Osservazione del danno cromosomico in metafasi di cellule in coltura di ovario di Hamster cinese tramite l’utilizzo del microscopio ottico. Verranno fornite tutte le conoscenze teoriche di base riguardanti la linea cellulare e l’analisi citogenetica del danno indotto dai raggi X, ampiamente utilizzati in ambito medico sia per fini diagnostici che terapeutici.

Tema del progetto – Il progetto introduce gli studenti all’applicazione del metodo sperimentale in ambito biologico attraverso l’utilizzo di organismi modello e tecniche di analisi citogenetica. Gli studenti utilizzeranno la Drosophila melanogaster (moscerino della frutta) come sistema modello per lo studio della trasmissione genetica dei caratteri e dei meccanismi molecolari alla base di alcune malattie umane. Inoltre, approfondiranno l’osservazione del danno cromosomico in cellule in coltura mediante microscopia ottica, analizzando gli effetti indotti dai raggi X, utilizzati in ambito medico sia per scopi diagnostici sia terapeutici.

Obiettivi formativi – Il progetto si propone di stimolare negli studenti la capacità di progettare e realizzare strategie di indagine scientifica attraverso procedure sperimentali e linguaggi propri della biologia. Gli studenti saranno guidati nell’applicazione del metodo scientifico per l’analisi qualitativa e quantitativa dei fenomeni naturali, acquisendo le conoscenze teoriche necessarie alla comprensione delle attività sperimentali e sviluppando capacità di osservazione, analisi e interpretazione dei risultati.

Risultato finale atteso – Alla fine dell’esperienza gli studenti saranno in grado di applicare con maggiore consapevolezza il metodo scientifico, avranno sviluppato una maggiore manualità nell’utilizzo della strumentazione scientifica e avranno acquisito competenze nella raccolta, analisi e manipolazione dei dati sperimentali. Saranno inoltre in grado di interpretare i risultati ottenuti dalle attività di laboratorio relative agli incroci genetici e all’analisi citogenetica.

Dettagli operativi del progetto – Le attività previste dal progetto comprendono:

• introduzione teorica alle tematiche affrontate e al metodo sperimentale in biologia;
• allestimento di incroci genetici utilizzando la Drosophila melanogaster: un primo incrocio finalizzato alla riproduzione degli esperimenti di Thomas Hunt Morgan sulla localizzazione dei geni sui cromosomi e un secondo incrocio per lo studio di un gene umano associato alla malattia di Parkinson introdotto nel genoma del moscerino;
• osservazione dei fenotipi della prima generazione filiale (F1), analizzando la trasmissione della mutazione responsabile del colore bianco degli occhi e i fenotipi correlati ai sintomi del Parkinson nei moscerini;
• osservazione al microscopio ottico del danno cromosomico in metafasi di cellule in coltura di ovario di criceto cinese;
• analisi citogenetica degli effetti indotti dai raggi X sulle cellule.

Ogni incontro sarà articolato in una parte introduttiva teorica seguita da attività pratica di laboratorio. La durata complessiva del progetto è di 12 ore, suddivise in uno o due incontri.

Strumenti e materiali previsti – Agli studenti sarà fornito materiale didattico in formato cartaceo o elettronico. Le attività sperimentali saranno svolte utilizzando i microscopi ottici e gli stereomicroscopi presenti nei laboratori didattici del Dipartimento DEB. Durante le attività di laboratorio saranno forniti agli studenti tutti i dispositivi di sicurezza necessari a garantire lo svolgimento delle esercitazioni in condizioni adeguate.

Soggetti coinvolti e tempistica – Il progetto sarà curato dalla Dott.ssa Silvia Bongiorni e dalla Prof.ssa Roberta Meschini, che seguiranno sia la parte introduttiva sia lo svolgimento delle attività sperimentali, eventualmente con il supporto di un tutor.

Requisiti richiesti per la partecipazione – La partecipazione al progetto è rivolta a studenti interessati alle discipline biologiche e alle attività sperimentali di laboratorio.

Sede di erogazione – Università degli Studi della Tuscia – Dipartimento DEB, sede di Viterbo.

Informazioni –
Dott.ssa Silvia Bongiorni – bongiorni@unitus.it
Prof.ssa Roberta Meschini – meschini@unitus.it