A’ ΕΞΑΜΗΝΟ
Περίληψη: Ερευνητικές μεθοδολογίες στο πεδίο της Βιολογικής Τεχνολογίας.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Ανίχνευση βιοδεικτών σε καρκινικά κύτταρα με χρήση πλατφόρμας VyCAP. Μέθοδοι κρυστάλλωσης πρωτεϊνών. Καταγραφή παραμέτρων συμπεριφοράς μετά από επαγωγή επιληπτικών κρίσεων σε ενηλίκους μυς. Εκτίμηση της επίδρασης περιβαλλοντικών καταπονήσεων στα φυτά με τη χρήση του in vivo φθορισμού της χλωροφύλλης. Ανάλυση δεδομένων μεγάλης κλίμακας από ομικές τεχνολογίες. Ανάλυση μιτοχονδριακών και πυρηνικών μοριακών δεικτών. Από το βιολογικό δείγμα στην αλληλουχία DNA. Μεταβολομική ανάλυση. Μοριακή και γενετική ανάλυση εργαστηριακών στελεχών της μύγας της Μεσογείου, Ceratitis capitata. Ανάλυση εικόνας, μικροσκοπική ποσοτικοποίηση κυττάρων. Αλκοολική ζύμωση. Κυτταρομετρία ροής. Εκτίμηση και αξιολόγηση γενοτοξικών και κυτταροτοξικών επιδράσεων επιλεγμένων ρύπων.
Περίληψη: Περιγραφή θεραπευτικών στόχων/βιοδεικτών και σηματοδοτικών μονοπατιών στα καρκινικά κύτταρα. Εισαγωγή σε νέες προσεγγίσεις στην έρευνα για τον καρκίνο: υγρή βιοψία και καινοτόμα μέσα στη διάγνωση και την πρόγνωση του καρκίνου.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Σηματοδοτικά μονοπάτια σε καρκινικά κύτταρα και θεραπευτικοί στόχοι. Κυτταροσκελετός στα καρκινικά κύτταρα. Βιοδείκτες στον καρκίνο του μαστού και του προστάτη. Οικογένεια υποδοχέων ErbBb στη θεραπεία του καρκίνου. Βιοδείκτες και ανοσιακά σημεία ελέγχου στον καρκίνο (PD-L1 / PD-1 Άξονας). Εισαγωγή στην Υγρή Βιοψία. Κυκλοφορούντα Καρκινικά Κύτταρα (CTCs) στον καρκίνο μαστού. Κυκλοφορούντα καρκινικά κύτταρα στον καρκίνο του πνεύμονα, του προστάτη και του παχέος εντέρου. Εξωσώματα και καρκίνος. MicroRNAs and ctDNA ως βιοδείκτες στη βιολογία του καρκίνου.
Περίληψη: Παραγωγή και κρυστάλλωση πρωτεϊνών. Δομικός χαρακτηρισμός μέσω δεδομένων περίθλασης ακτίνων Χ και κρυσταλλογραφικών μεθόδων. Ο ρόλος της Δομικής Βιολογίας στις επιστήμες ζωής.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Βιοχημικές μέθοδοι παραγωγής και κρυστάλλωσης πρωτεϊνών. Χαρακτηριστικά και εγκαταστάσεις ακτινοβολίας σύγχροτρον. Εισαγωγή στην περίθλαση ακτίνων Χ και στην κρυσταλλογραφία: περίθλαση ακτίνων Χ, κρυσταλλικές συμμετρίες, ομάδες συμμετρίας [space group, point groups], μετασχηματισμοί Fourier, μέθοδοι επίλυσης του προβλήματος της κρυσταλλογραφικής φάσης [Patterson methods, direct methods, molecular replacement, isomorphous replacement, anomalous dispersion].
Περίληψη: Επιλεγμένα θέματα που σχετίζονται με τη δόμηση και λειτουργία του νευρώνα και του Νευρικού συστήματος, καθώς και με τη βιολογία των ενήλικων βλαστικών κυττάρων και τις αναγεννητικές ιδιότητες των ιστών.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Βασικές αρχές εξέλιξης και εμβρυϊκής ανάπτυξης του νευρώνα και του νευρικού συστήματος. Σύναψη και συναπτική πλαστικότητα. Νευρικά κυκλώματα και λειτουργική οργάνωση του εγκεφάλου. Κυτταρικοί και μοριακοί μηχανισμοί μάθησης και μνήμης. Κυτταρική και μοριακή βάση νόσων του νευρικού συστήματος (νόσος του Parkinson, νόσος του Alzheimer, επιληψία, σκλήρυνση κατά πλάκας, σχιζοφρένεια, κατάθλιψη κ.α.]. Οξειδωτικό Στρες: μοριακοί μηχανισμοί και ενδογενές αντιοξειδωτικό σύστημα. Νευρο-ενδοκρινικές-ανοσολογικές αλληλεπιδράσεις (π.χ. στρες). Βασικές αρχές της βιολογίας των βλαστοκυττάρων (εμβρυϊκά, ενήλικα και επαγόμενα βλαστοκύτταρα) καθώς και της χρήσης τους στη κλινική πρακτική. Λειτουργία συστημάτων ιστοειδικών/ ενήλικων βλαστικών κυττάρων για τη διατήρηση της ομοιόστασης και της αναγέννησης των ιστών. Σύγχρονες τεχνικές υψηλής απόδοσης, ιατρική ακριβείας. Θέματα από τη σύγχρονη βιβλιογραφία που άπτονται τεχνολογιών αιχμής [χρήση βλαστοκυττάρων, οπτογενετική, ρομποτική κ.α.] και αφορούν τη Νευροβιολογία και βασικές αρχές εξέλιξης και αναγέννησης του νευρικού συστήματος.
Περίληψη: Η χρήση σύγχρονης μεθοδολογίας στην προσέγγιση εφαρμογών που σχετίζονται με τη Φυσιολογία και τη Βιοτεχνολογία των Φυτών. Από τον πειραματισμό στο εργαστήριο μέχρι την καταγραφή της λειτουργίας των φωτοσυνθετικών οργανισμών υπό καταπονητικές περιβαλλοντικές συνθήκες.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Σύγχρονη μεθοδολογία στη Φυσιολογία Φυτών. Aξιολόγηση αβιοτικών καταπονήσεων: καταπόνηση από την ηλιακή ακτινοβολία, από ακραίες θερμοκρασίες, υδατική, οξειδωτική, ιοντική/οσμωτική καταπόνηση. Aξιολόγηση βιοτικών καταπονήσεων: παθογόνοι μικροοργανισμοί και ιοί. Aλληλοπάθεια και φυτοπροστασία. Ανίχνευση μεταβολιτών με οικονομικό ενδιαφέρον. Απορρύπανση εδαφών από βαρέα μέταλλα. Απορρύπανση αστικών-βιομηχανικών αποβλήτων με τη χρήση μικροφυκών. Διαγονιδιακά φυτά και διατροφή. Φυτά ανθεκτικά σε ζιζάνια, έντομα, μικροοργανισμούς.
Περίληψη: Η κατανόηση των μοριακών μηχανισμών που συμβάλλουν στην γενετική ποικιλότητα, δίνοντας έμφαση σε εφαρμογές αφενός σε μελέτες πληθυσμών και δεδομένων βιοτράπεζας και αφετέρου στη βιοϊατρική μεταφραστική έρευνα στον άνθρωπο.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Γενετική πληθυσμών και γενετική ποικιλότητα. Ανίχνευση της γενετικής ποικιλότητας. Χρήση υπολογιστικών προγραμμάτων σε δεδομένα μεγάλου όγκου από βιοτράπεζες ασθενών και ποικιλότητα. Μοριακή κυτταρογενετική, FISH και εφαρμογές σε ασθένειες του ανθρώπου. Γενετική τοξικολογία, κλινική μοριακή κυτταρογενετική. Μοριακή βάση γενετικών ασθενειών. Γενετική και μεταβολισμός φαρμακευτικών ουσιών. Μεταγραφομική και επιγονιδιωματική, εφαρμογές στην αποκρυπτογράφηση των βιολογικών μηχανισμών κοινών ασθενειών. Βιολογία συστημάτων, ολιστικές προσεγγίσεις και εφαρμογές συνθετικών βιολογικών συστημάτων.
Περίληψη: Θεωρία, πρακτική και περιπτωσιολογικές μελέτες Γενετικής Πληθυσμών και Γενετικής Διατήρησης. Θεωρία και πρακτική της μοριακής φυλογενετικής ανάλυσης και των διαφορετικών μεθόδων και εργαλείων κατασκευής φυλογενετικών δέντρων.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Κλασσικές Μοριακές και σύγχρονες γενωμικές μέθοδοι στην υπηρεσία της Γενετικής Πληθυσμών & Γενετικής Διατήρησης. Εργαλεία και τεχνικές νέας γενιάς στην αξιολόγηση της βιοποικιλότητας. Μελέτες ανάλυσης περιβαλλοντικού DNA (e-DNA), μη επεμβατικές μέθοδοι δειγματοληψίας και γενετική παρακολούθηση ειδών και πληθυσμών (genetic monitoring). Μεταγονιδιωματική – Επιγονιδιωματική (Metagenomics – Epigenomics). Γενετική διατήρησης πληθυσμών (Conservation Genetics). Γενετική μικρών πληθυσμών και εφαρμογή της στη γενετική διατήρησης (γενετική παρέκκλιση, πραγματικό και δραστικό μέγεθος πληθυσμού, ομομειξία, πληθυσμιακή στενωπός). Προσαρμογή I: Υπογραφές Επιλογής (Signatures of Selection) – Προσαρμογή II: Γενετική και Γενωμική «τοπίου» (Landscape Genetics and Genomics). Φυλογένεση, DNA Barcoding, Φυλογεωγραφία. Εισαγωγή στη φυλογενετική ανάλυση: πως διαβάζεται & πως κατασκευάζεται ένα φυλογενετικό δέντρο. Μοριακά δεδομένα (νουκλεοτιδικές αλληλουχίες): βάσεις δεδομένων, στοίχιση, μοντέλα εξέλιξης, γενετικές αποστάσεις. Φυλογενετικές μέθοδοι & υπολογιστικά εργαλεία για την κατασκευή δέντρων. Αξιοπιστία & στατιστική υποστήριξη.
Περίληψη: Η ύλη του μαθήματος στοχεύει στην περιγραφή των πειραματικών και υπολογιστικών μεθόδων για υψηλής-απόδοσης βιομοριακές (ή αλλιώς ομικές) αναλύσεις στη Συστημική Βιολογία, δείχνοντας τις σημαντικές προοπτικές αλλά και σχετικές προκλήσεις στη βιολογική έρευνα, μέσω και της συζήτησης δημοσιεύσεων από τη σύγχρονη βιβλιογραφία.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Εισαγωγή στη Συστημική Βιολογία, ποια τα χαρακτηριστικά της επανάστασης που έφερε στο χώρο των επιστημών ζωής, πώς σχετίζεται με τις επιστημονικές περιοχές της Βιοπληροφορικής, Υπολογιστικής Βιολογίας, Δομικής Βιολογίας, Γενετικής/Μεταβολικής Μηχανικής, Συνθετικής Βιολογίας και Ιατρικής/Γεωργίας Ακριβείας. Περιγραφή της πολυβηματικής διαδικασίας των ομικών αναλύσεων. Πειραματικές μέθοδοι μεταγραφωμικής, πρωτεωμικής και μεταβολομικής. Κανονικοποίηση ομικών δεδομένων: αναγκαιότητα, μέθοδοι & προκλήσεις. Μέθοδοι εξόρυξης δεδομένων, πολυπαραμετρική στατιστική ανάλυση, μηχανική μάθηση. Βιομοριακά δίκτυα: δομή & χαρακτηριστικά. Βάσεις δεδομένων και τρόποι ανακατασκευής βιομοριακών δικτύων. Παραδείγματα συνδυαστικών ομικών αναλύσεων και χρήσης τους στη μεταφραστική έρευνα από τη σύγχρονη βιβλιογραφία.
Β’ ΕΞΑΜΗΝΟ
Περίληψη: Έναρξη της ερευνητικής δραστηριότητας.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Βιβλιογραφική επισκόπηση και παρουσίαση δεδομένων στο θέμα της διπλωματικής εργασίας, πειραματικός σχεδιασμός, υλοποίηση πειραμάτων, αξιολόγηση αποτελεσμάτων.
Περίληψη: Βιοχημικοί μηχανισμοί αντιοξειδωτικής άμυνας σε μοριακό και κυτταρικό επίπεδο.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Ορισμός του οξειδωτικού στρες και ο ρόλος του στις φυσιολογικές και μη μεταβολικές διεργασίες των αερόβιων οργανισμών, ελεύθερες ρίζες και δραστικές μορφές οξυγόνου [ΔΜΟ], κύριες βιοχημικές οδοί δημιουργίας των ΔΜΟ, αντιδράσεις των Fenton/Haber-Weiss σε συνδυασμό με τον προ-οξειδωτικό ρόλο των Fe και Cu και με την προστασία των οργανισμών από αυτά τα μέταλλα μετάπτωσης, οξειδωτική τροποποίηση και αποικοδόμηση λιπών, πρωτεϊνών, υδατανθράκων και νουκλεϊνικών οξέων, μηχανισμοί ενζυμικής και μη ενζυμικής αντιοξειδωτικής άμυνας, φυσικοί εκκαθαριστές ελεύθερων ριζών [βιταμίνες C και Ε, καροτενοειδή, κ.λπ.]
Περίληψη: Ανάλυση εντόμων αγροτικής και υγειονομικής σημασίας με έμφαση στην αξιοποίηση της γενετικής, της συμβίωσης, και των νέων τεχνολογιών, για την ανάπτυξη μεθοδολογιών καταπολέμησης με μειωμένο περιβαλλοντικό αποτύπωμα.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Εισαγωγή στα έντομα αγροτικής σημασίας με έμφαση στα είδη της οικογένειας Tephritidae. Εισαγωγή στα έντομα υγειονομικής σημασίας με έμφαση στα είδη του γένους Aedes. Μέθοδοι επαγωγής στειρότητας σε φυσικούς πληθυσμούς. Σημασία της γενετικής ανάλυσης των φυσικών πληθυσμών εντόμων-στόχων και εργαλεία ανάλυσης. Η τεχνική του στείρου εντόμου. Γενετική και βιολογική βάση της τεχνικής του στείρου εντόμου. Ανάπτυξη τεχνολογιών διαχωρισμού του φύλου με έμφαση σε κλασσικές γενετικές προσεγγίσεις. Η συμβίωση στα έντομα αγροτικής και υγειονομικής σημασίας. Σύγχρονες προσεγγίσεις στην ανάλυση των συμβιωτικών κοινοτήτων. Το ενδοκυτταρικό α-πρωτεοβακτήριο Wolbachia και η επίδρασή του στη συμπεριφορά του εντόμου-ξενιστή. Το φαινόμενο της κυτταροπλασματικής ασυμβατότητας και η τεχνική του ασύμβατου εντόμου. Σύγχρονες τεχνολογίες για τη μεταφορά συστημάτων γενετικού διαχωρισμού του φύλου σε νέα είδη-στόχους.
Περίληψη: Βασικές αρχές ηθικής και μεθοδολογίας και ακεραιότητας στην βιοϊατρική έρευνα, με έμφαση την μεταφραστική έρευνα νευροψυχιατρικών διαταραχών και νευροεκφυλιστικών νόσων.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Ασφάλεια και καλή πρακτική́ στο εργαστήριο. Ηθική́ και δεοντολογία στην βιολογική́ έρευνα. Πειραματική σχεδίαση και λογική. Βασικές αρχές ερευνητικής μεθοδολογίας στην μεταφραστική έρευνα. Ακεραιότητα στην έρευνα. Μεθοδολογία σε in vitro συστήματα και σε ζωικά́ πρότυπα. Μέθοδοι μελέτης νευροεκφυλιστικών νόσων, νευροψυχιατρικών διαταραχών, απεικόνισης νευροχημικών μηχανισμών πλαστικότητας, ανάπτυξης και λειτουργίας εγκεφαλικών κυκλωμάτων. Ανάλυση δεδομένων, μετα-ανάλυση. Κριτική συζήτηση ερευνητικών πειραματικών πρωτοκόλλων με την χρήση ζωικών ή/και εναλλακτικών μοντέλων [παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί νόσου Πάρκινσον, διαταραχών κοινωνικής και συναισθηματικής συμπεριφοράς, επιγενετική ρύθμιση κ.α.].
Περίληψη: Μικροβιακές διεργασίες και αλληλεπιδράσεις βιοτεχνολογικού ενδιαφέροντος: αρχές, περιγραφή και εφαρμογές στη περιβαλλοντική και βιομηχανική βιοτεχνολογία.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Μαθηματικά πρότυπα στη μελέτη πολύπλοκων βιολογικών συστημάτων. Κινητικές μελέτες καθαρών καλλιεργειών και μεικτών μικροβιακών πληθυσμών. Παραγωγή και αποθήκευση ενέργειας στο μικροβιακό κύτταρο. Βιοσύνθεση και συσσώρευση ενεργειακών αποθεμάτων [λιπιδίων, πολυσακχαριτών, πολύ-υδροξυαλκανοϊκών οξέων]. Διακυτταρική επικοινωνία και μικροβιακές αλληλεπιδράσεις. Συνύπαρξη πληθυσμών [ανταγωνισμός για το υπόστρωμα, συνεργισμός, συμβίωση, αντιβίωση]. Μικροοργανισμοί ως φορείς βιολογικού ελέγχου/βιοσυντήρησης. Εφαρμογές της μικροβιακής τεχνολογίας στη βιομηχανία και στο περιβάλλον. Ανάπτυξη βιοτεχνολογικών διεργασιών.
Περίληψη: Μοριακοί και κυτταρικοί μηχανισμοί λειτουργίας του ανοσοποιητικού συστήματος και ο ρόλος του σε νοσήματα που σχετίζονται με την μη φυσιολογική λειτουργία του.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Εισαγωγή στο ανοσοποιητικό σύστημα. Φυσική ανοσία. Πρόσληψη του αντιγόνου και αντιγονοπαρουσίαση. Αναγνώριση του αντιγόνου στο επίκτητο ανοσοποιητικό σύστημα. Κυτταρική ανοσία. Δραστικοί μηχανισμοί της κυτταρικής ανοσίας. Χυμικές ανοσοαποκρίσεις. Δραστικοί μηχανισμοί της χυμικής ανοσίας. Ανοσιακή ανοχή και αυτοανοσία. Ανοσοαποκρίσεις κατά όγκων και μοσχευμάτων. Αντιδράσεις υπερευαισθησίας. Συγγενείς και επίκτητες ανοσοανεπάρκειες. Journal Club.
Περίληψη: Αξιολογημένα συστήματα ελέγχου και προσδιορισμού της γενετικής και τοξικολογικής δράσης διαφόρων περιβαλλοντικών παραγόντων καθώς και των αντίστοιχων συνεπειών των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων στο περιβάλλον, στους οργανισμούς και στον άνθρωπο.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Εισαγωγή στο γνωστικό αντικείμενο και ιστορικά στοιχεία. Ανασκόπηση βασικών γνώσεων της δομής του γενετικού υλικού και της κληρονομικότητας σε μοριακό, κυτταρικό, οργανισμικό και πληθυσμιακό επίπεδο. Κατηγοριοποίηση μεταλλάξεων. Φυσική επαγωγή μεταλλάξεων. Μηχανισμοί επιδιόρθωσης. Χημικοί, φυσικοί, βιολογικοί παράγοντες και μεταλλάξεις. Γενοτοξικότητα – Μεταλλαξιγένεση και καρκινογένεση. Συστήματα ελέγχου και εκτίμηση της γενοτοξικής, κυτταροτοξικής και τοξικής δράσης φυσικών και χημικών παραγόντων του περιβάλλοντος (ακτινοβολία, φαρμακευτικές ενώσεις, φυτοφάρμακα κ.α.) σε in vitro και in vivo συνθήκες. Επαγγελματική έκθεση και γενοτοξικές επιδράσεις στον άνθρωπο. Αντιμεταλλαξιγόνος και αντιγενοτοξική δράση διαφόρων (κυρίως φυτικών συστατικών και εκχυλισμάτων). Μελέτη αλληλεπιδράσεων φυσικοχημικών ιδιοτήτων και γενετικής δράσης διαφόρων χημικών παραγόντων και ρύπων που εντοπίζονται στο περιβάλλον καθώς και ρύπων που υφίστανται διεργασίες αποικοδόμησης με χρήση προηγμένων τεχνολογιών και μεθόδων. Επιλεγμένες έρευνες από την σύγχρονη βιβλιογραφία σχετικές με το γνωστικό αντικείμενο και ανάλυση στοιχείων από διεθνείς οργανισμούς και βάσεις δεδομένων σχετικών με τη γενετική τοξικολογία και μεταλλαξιγένεση.
Περίληψη: Ολοκλήρωση της ερευνητικής δραστηριότητας.
Αναλυτικό περιεχόμενο: Υλοποίηση πειραμάτων, αξιολόγηση και ερμηνεία αποτελεσμάτων, εξαγωγή συμπερασμάτων, συγγραφή και παρουσίαση της διπλωματικής εργασίας.
