Informació del Pla Docent

Presentació

L'assignatura de Biologia del Desenvolupament és una matèria troncal del currículum del grau en Biologia Humana i Medicina. S'impartirà de manera conjunta en els dos graus durant el tercer trimestre del segon curs.

Professorat:

 Coordinadora. Berta Alsina (BA), Fernando Giraldez (FG), Cristina Pujades (CP), Lydvinia Meister (LM), Nerea Montedeoca (NM).

Competències associades

• Conèixer els processos bàsics del desenvolupament embrionari dels vertebrats en els models animals més coneguts. 
• Comprendre els processos bàsics de la fecundació, segmentació i gastrulació en els organismes vertebrats 
• Comprendre els processos de l'especificació axial en la Drosophila
• Comprendre els mecanismes del desenvolupament del sistema nerviós: la inducció neural, la generació de neurones i l'establiment de les connexions sinàptiques. 
• Comprendre els elements bàsics del desenvolupament dels òrgans 
• Conèixer les relacions entre la biologia del desenvolupament i les cèl·lules mare, la regeneració, la evolució i el càncer.
• Obtenir habilitats en la manipulació d'organismes vius, tècniques cel·lulars bàsiques, observació microscòpica.
• Interpretar i discutir dades científiques. Representar dades científiques.

Resultats de l'aprenentatge

L'objectiu d'aquesta assignatura és conèixer les bases moleculars del desenvolupament embrionari dels vertebrats. S'hi analitzaran els processos del desenvolupament en diferents espècies animals, per tal de familiaritzar l'alumne amb els models experimentals i les teories actuals sobre la generació dels eixos embrionaris, patrons espacio-temporals, inducció, neurogènesi i organogènesi. L’alumne també es familiaritzarà amb les tècniques de transgènesi i edició gènica en animals i amb la biologia de les cèl·lules mare i la regeneració de teixits.

Objectius de Desenvolupament Sostenible

En aquesta assignatura es treballaran els objectius de desenvolupament sostenible lligats a:

- ODS 3- Salut i Benestar

-ODS 4- Educació de qualitat

-ODS 5- igualtat de Gènere

Prerequisits

Cap

Continguts

Les 12 sessions teòriques seran impartides a partir d’un document powerpoint penjat prèviament a l’aula global. En aquest hi haurà resumit les principals idees del tema però s’aconsella complementar la informació amb la bibliografía recomanada, links i altres documents adicionals. 

Classes Teòriques. Berta Alsina (BA), Fernando Giraldez (FG), Cristina Pujades (CP).

Tema 1. Gens, molècules i embrions. Les paraules del desenvolupament. El “toolkit” del desenvolupament.

Introducció al curs. Els processos bàsics del desenvolupament. Els gens del desenvolupament. Especificació, determinació i diferenciació cel·lular. Inducció i competència. Els models de desenvolupament.

Tema 2. Gens i comunicació cel·lular al desenvolupament: Interaccions cel·lulars. Factors de senyalització. Receptors de membrana i vies de senyalització intracel·lular. Cross-talk entre vies de senyalització. L’expressió diferencial dels gens del desenvolupament. Xarxes gèniques.

Tema 3. Els gens de l’especificació axial:  l’exemple de la Drosophila I.

Els gens de l’especificació axial. La polaritat antero-posterior. "Efecte matern" i gradients proteics. Gradients i informació posicional. El cas de bicoid. La polaritat dorso-ventral: el gen dorsal.

Tema 4. Els gens de l’especificació axial: l’exemple de la Drosophila II. 

Els gens de la segmentació: gens gap i pair-rule.  La regulació dels gens pair-rule: la naturalesa modular de la regulació. Els gens segment polarity y la formació dels segments. Els gens selectors homeòtics: la diversificació i la identitat dels segments.

Tema 5. La gastrulació als models dels vertebrats. 

El desenvolupament de Xenopus laevis. L’exemple de la especificació axial en Xenopus laevis. L’organitzador de Spemann. Els gens per a l’organitzador. El model molecular d’inducció en el Xenopus.

Tema 6. La gastrulació als mamífers.

Els homòlegs de l’organitzador de Spemann en els amniotes. El AVE i la generació de l’eix antero-posterior. El node de Hensen. Els gens del node. Bases moleculars de l’especificació de l’eix esquerra-dreta: la funció del node.

Tema 7. Les tècniques d’enginyeria genètica.

La visualització dels gens: estudis de l’expressió de gens i proteïnes. La edició genètica del ratolí. Knock-out i knock-in. La tècnica CRISPR/Cas9. Els sistemes induïbles: l’exemple del Cre-LoxP. Tècniques de transferència de DNA.

Tema 8. Desenvolupament del Sistema Nerviós I.

La inducció neural i els mecanismes de la neurulació. Especificació regional, antero-posterior i dorso-ventral, del tub nerviós.

Tema 9. Desenvolupament del Sistema Nerviós II.

L’especificació i la diferenciació neuronal. Selecció de les rutes d’innervació i les dianes neuronals. Els factors neurotròfics. Plasticitat sinàptica. La cresta neural i les placodes ectodèrmiques.

Tema 10. Organogenesi.

els somites i . El desenvolupament dels somites. El rellotge somitic. Els model clock and wavefront.. Notocorda i mesoderm paraxial. Diferenciació i regionalització dels somites

Tema 11. Organogenesi II.

 el desenvolupament de les extremitats.  Establiment dels eixos de l’extremitat: proximo-distal, antero-posterior i dorso-ventral. Els centres senyalitzadors i morfògens: la Apical Ectodermal Ridge (AER i FGFs) i la Zone of Polarizing Activity (ZPA i Shh).

Tema 12. Development i Medicina. Stem cells i medicina regenerativa.

Epimorfosis, morfalaxis, regeneració compensatòria i stem-cells.  Defectes embrionaris associats a factors de transcripció i a molècules de senyalització.

 Pràctiques. Nerea Montedeoca, Lydvinia Meister

Les pràctiques s’organitzen en tres dies consecutius on es realitzaran diversos experiments per compendre com es desenvolupen els embrions de pollet, com s’extableixen els eixos, la formación de la cresta neuroal i neurogenesi, com es regula l’expressió gènica, com es realitza una immunohistoquímica en un embrió sencer i quina es la relació genotip-fenotip.

-Clivellament i observació neurogènesi a peix zebra

-Immunohistoquímica per detectar cresta neural a peix zebra

-Observació eix dorsoventral al oòcit de Drosophila

-Observació desenvolupamernt del pollet

-Inducció gènica per heat-shock a peix zebra

-Relació Genotip-fenotip edició gènica per CRISPR

Seminaris. Fernando GIraldez, Berta Alsina

A les sessions de seminaris es resoldran en grups els problemes relacionats amb el temari teòric. Aquests seminaris són molt útiles i faciliten la comprensió de l’assignatura.

Seminari 1. Problemes de Conceptes bàsics i desenvolupament de la Drosophila

Seminari 2. Problemes de Primeres etapes, gastrulació i especificació axial en els  vertebrats.

Seminari 3. Problemes de Senyalització i tècniques genètiques al desenvolupament.

Seminari 4. Problemes de Neurogènesi i Organogènesi

Aprenentatge basat en Articles ( treball en grups i Presentacions orals.

Els estudiants analitzaran un o varis articles d'investigació sobre un aspecte concret de la Biologia del Desenvolupament en grups de 4-5. Prepararan un resum escrit d'una pàgina i prepararan una presentació oral

Sessió conjunta: Presentacions orals (2 hores/ grups seminaris)

Metodologia docent

Es combinaran classes teòriques impartides per professors especialitzats amb resolució de problemes de grups ( seminaris), pràctiques al laboratori i aprenentatge basat en projectes on els estudiants en grups tindran un paper molt actiu en el desenvolupament d'un projecte escrit i presentació oral.

Avaluació

L'avaluació del rendiment acadèmic es farà segons el barem (sobre un total de 10 punts):

Final (prova escrita): 50%

Avaluacions en seminaris (problemes, preguntes): 10%

Examen de pràctiques a l'examen final: 20%

Presentació oral i resum: 20%

Avaluació formativa.

Consisteix en els continguts del lliçons 1-6 (Part 1): Podrà afegir fins a 1 punt a la nota final per a les notes entre 5 i 10 (les notes inferiors a 5 no compten). No obstant això, aquells alumnes que obtinguin una nota igual o superior a 8 en l'AF podran no examinar-se d'aquestes lliçons en la Prova Final. Aquests alumnes sempre podran realitzar la Prova Final completa per pujar la nota si ho desitgen.

La Prova Final consisteix en dues parts, Part1 (AF) i Part 2. La Part 1 inclou els continguts del lliçons 1-6, i la Part 2 inclou les lliçons 7-12.

La nota final es truncarà sempre a 10 punts

Criteris de superació: Per aprovar el curs, els estudiants han de participar en les activitats programades i obtenir una nota mitjana superior o superior a 5. Això requereix en tot cas obtenir al menys 5/10 a ambdues i cadascuna de les parts de la prova escrita final.

La realització de les pràctiques és obligatòria, i no presentar-ne el guió/llibreta de laboratori el dia de l'examen de pràctiques implica haver-les de repetir.

Qualsevol tipus de còpia en qualsevol dels apartats d'avaluació (incloent-hi el guió de pràctiques) implica no superar l'assignatura.

Criteris sobre el procés de recuperació

Els estudiants que després del procés d'avaluació del trimestre no hagin superat l'assignatura, tindran l'opció de fer una prova de recuperació durant el mes de Juliol. En aquesta prova, hi haurà la possibilitat de realitzar exàmens que cobreixen la part teòrica o la part pràctica (examen de problemes i preguntes breus sobre les tècniques utilitzades) de l'assignatura, dependent dels resultats del trimestre.

La realització de la part pràctica del curs durant el primer trimestre és obligatòria i no pot ser realitzada/superada en aquesta fase de recuperació.

La/les notes obtingudes en el procés de recuperació, ja sigui a la teoria, casos clínics o l’examen de la part pràctica, substituiran a les notes respectives suspeses durant el trimestre i s’utilitzaran per calcular la nota final, seguint el mateixos criteris del apartat anterior (Avaluació dels aprenentatges).

Bibliografia i recursos d'informació

 Bibliografia bàsica 

Developmental Biology, Scott F. Gilbert, Sinauer
Principles of development, Lewis Wolpert, OUP

Molecular Biology of the Cell (chapters 22, 23), Bruce Alberts et al., Garland Sc.
Langman's medical embryology, T.W. Sadler, Lippincott, Williams, and Wikins

Recursos didàctics
Webpages:

- Gilbert 6th ed. online https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9983/?term=developmental

- Gilbert 12th ed.  Companion Website https://oup-arc.com/access/barresi-12e-student-resources#tag_all-chapters

- Wolpert et al. Online resources http://global.oup.com/uk/orc/biosciences/devbiol/wolpert5e/

Informació del Pla Docent

Presentació

L'assignatura de Biologia del Desenvolupament és una matèria troncal del currículum del grau en Biologia Humana i Medicina. S'impartirà de manera conjunta en els dos graus durant el tercer trimestre del segon curs.

Professorat:

 Coordinadora. Berta Alsina (BA), Fernando Giraldez (FG), Cristina Pujades (CP), Lydvinia Meister (LM), Nerea Montedeoca (NM).

Competències associades

• Conèixer els processos bàsics del desenvolupament embrionari dels vertebrats en els models animals més coneguts. 
• Comprendre els processos bàsics de la fecundació, segmentació i gastrulació en els organismes vertebrats 
• Comprendre els processos de l'especificació axial en la Drosophila
• Comprendre els mecanismes del desenvolupament del sistema nerviós: la inducció neural, la generació de neurones i l'establiment de les connexions sinàptiques. 
• Comprendre els elements bàsics del desenvolupament dels òrgans 
• Conèixer les relacions entre la biologia del desenvolupament i les cèl·lules mare, la regeneració, la evolució i el càncer.
• Obtenir habilitats en la manipulació d'organismes vius, tècniques cel·lulars bàsiques, observació microscòpica.
• Interpretar i discutir dades científiques. Representar dades científiques.

Resultats de l'aprenentatge

L'objectiu d'aquesta assignatura és conèixer les bases moleculars del desenvolupament embrionari dels vertebrats. S'hi analitzaran els processos del desenvolupament en diferents espècies animals, per tal de familiaritzar l'alumne amb els models experimentals i les teories actuals sobre la generació dels eixos embrionaris, patrons espacio-temporals, inducció, neurogènesi i organogènesi. L’alumne també es familiaritzarà amb les tècniques de transgènesi i edició gènica en animals i amb la biologia de les cèl·lules mare i la regeneració de teixits.

Objectius de Desenvolupament Sostenible

En aquesta assignatura es treballaran els objectius de desenvolupament sostenible lligats a:

- ODS 3- Salut i Benestar

-ODS 4- Educació de qualitat

-ODS 5- igualtat de Gènere

Prerequisits

Cap

Continguts

Les 12 sessions teòriques seran impartides a partir d’un document powerpoint penjat prèviament a l’aula global. En aquest hi haurà resumit les principals idees del tema però s’aconsella complementar la informació amb la bibliografía recomanada, links i altres documents adicionals. 

Classes Teòriques. Berta Alsina (BA), Fernando Giraldez (FG), Cristina Pujades (CP).

Tema 1. Gens, molècules i embrions. Les paraules del desenvolupament. El “toolkit” del desenvolupament.

Introducció al curs. Els processos bàsics del desenvolupament. Els gens del desenvolupament. Especificació, determinació i diferenciació cel·lular. Inducció i competència. Els models de desenvolupament.

Tema 2. Gens i comunicació cel·lular al desenvolupament: Interaccions cel·lulars. Factors de senyalització. Receptors de membrana i vies de senyalització intracel·lular. Cross-talk entre vies de senyalització. L’expressió diferencial dels gens del desenvolupament. Xarxes gèniques.

Tema 3. Els gens de l’especificació axial:  l’exemple de la Drosophila I.

Els gens de l’especificació axial. La polaritat antero-posterior. "Efecte matern" i gradients proteics. Gradients i informació posicional. El cas de bicoid. La polaritat dorso-ventral: el gen dorsal.

Tema 4. Els gens de l’especificació axial: l’exemple de la Drosophila II. 

Els gens de la segmentació: gens gap i pair-rule.  La regulació dels gens pair-rule: la naturalesa modular de la regulació. Els gens segment polarity y la formació dels segments. Els gens selectors homeòtics: la diversificació i la identitat dels segments.

Tema 5. La gastrulació als models dels vertebrats. 

El desenvolupament de Xenopus laevis. L’exemple de la especificació axial en Xenopus laevis. L’organitzador de Spemann. Els gens per a l’organitzador. El model molecular d’inducció en el Xenopus.

Tema 6. La gastrulació als mamífers.

Els homòlegs de l’organitzador de Spemann en els amniotes. El AVE i la generació de l’eix antero-posterior. El node de Hensen. Els gens del node. Bases moleculars de l’especificació de l’eix esquerra-dreta: la funció del node.

Tema 7. Les tècniques d’enginyeria genètica.

La visualització dels gens: estudis de l’expressió de gens i proteïnes. La edició genètica del ratolí. Knock-out i knock-in. La tècnica CRISPR/Cas9. Els sistemes induïbles: l’exemple del Cre-LoxP. Tècniques de transferència de DNA.

Tema 8. Desenvolupament del Sistema Nerviós I.

La inducció neural i els mecanismes de la neurulació. Especificació regional, antero-posterior i dorso-ventral, del tub nerviós.

Tema 9. Desenvolupament del Sistema Nerviós II.

L’especificació i la diferenciació neuronal. Selecció de les rutes d’innervació i les dianes neuronals. Els factors neurotròfics. Plasticitat sinàptica. La cresta neural i les placodes ectodèrmiques.

Tema 10. Organogenesi.

els somites i . El desenvolupament dels somites. El rellotge somitic. Els model clock and wavefront.. Notocorda i mesoderm paraxial. Diferenciació i regionalització dels somites

Tema 11. Organogenesi II.

 el desenvolupament de les extremitats.  Establiment dels eixos de l’extremitat: proximo-distal, antero-posterior i dorso-ventral. Els centres senyalitzadors i morfògens: la Apical Ectodermal Ridge (AER i FGFs) i la Zone of Polarizing Activity (ZPA i Shh).

Tema 12. Development i Medicina. Stem cells i medicina regenerativa.

Epimorfosis, morfalaxis, regeneració compensatòria i stem-cells.  Defectes embrionaris associats a factors de transcripció i a molècules de senyalització.

 Pràctiques. Nerea Montedeoca, Lydvinia Meister

Les pràctiques s’organitzen en tres dies consecutius on es realitzaran diversos experiments per compendre com es desenvolupen els embrions de pollet, com s’extableixen els eixos, la formación de la cresta neuroal i neurogenesi, com es regula l’expressió gènica, com es realitza una immunohistoquímica en un embrió sencer i quina es la relació genotip-fenotip.

-Clivellament i observació neurogènesi a peix zebra

-Immunohistoquímica per detectar cresta neural a peix zebra

-Observació eix dorsoventral al oòcit de Drosophila

-Observació desenvolupamernt del pollet

-Inducció gènica per heat-shock a peix zebra

-Relació Genotip-fenotip edició gènica per CRISPR

Seminaris. Fernando GIraldez, Berta Alsina

A les sessions de seminaris es resoldran en grups els problemes relacionats amb el temari teòric. Aquests seminaris són molt útiles i faciliten la comprensió de l’assignatura.

Seminari 1. Problemes de Conceptes bàsics i desenvolupament de la Drosophila

Seminari 2. Problemes de Primeres etapes, gastrulació i especificació axial en els  vertebrats.

Seminari 3. Problemes de Senyalització i tècniques genètiques al desenvolupament.

Seminari 4. Problemes de Neurogènesi i Organogènesi

Aprenentatge basat en Articles ( treball en grups i Presentacions orals.

Els estudiants analitzaran un o varis articles d'investigació sobre un aspecte concret de la Biologia del Desenvolupament en grups de 4-5. Prepararan un resum escrit d'una pàgina i prepararan una presentació oral

Sessió conjunta: Presentacions orals (2 hores/ grups seminaris)

Metodologia docent

Es combinaran classes teòriques impartides per professors especialitzats amb resolució de problemes de grups ( seminaris), pràctiques al laboratori i aprenentatge basat en projectes on els estudiants en grups tindran un paper molt actiu en el desenvolupament d'un projecte escrit i presentació oral.

Avaluació

L'avaluació del rendiment acadèmic es farà segons el barem (sobre un total de 10 punts):

Final (prova escrita): 50%

Avaluacions en seminaris (problemes, preguntes): 10%

Examen de pràctiques a l'examen final: 20%

Presentació oral i resum: 20%

Avaluació formativa.

Consisteix en els continguts del lliçons 1-6 (Part 1): Podrà afegir fins a 1 punt a la nota final per a les notes entre 5 i 10 (les notes inferiors a 5 no compten). No obstant això, aquells alumnes que obtinguin una nota igual o superior a 8 en l'AF podran no examinar-se d'aquestes lliçons en la Prova Final. Aquests alumnes sempre podran realitzar la Prova Final completa per pujar la nota si ho desitgen.

La Prova Final consisteix en dues parts, Part1 (AF) i Part 2. La Part 1 inclou els continguts del lliçons 1-6, i la Part 2 inclou les lliçons 7-12.

La nota final es truncarà sempre a 10 punts

Criteris de superació: Per aprovar el curs, els estudiants han de participar en les activitats programades i obtenir una nota mitjana superior o superior a 5. Això requereix en tot cas obtenir al menys 5/10 a ambdues i cadascuna de les parts de la prova escrita final.

La realització de les pràctiques és obligatòria, i no presentar-ne el guió/llibreta de laboratori el dia de l'examen de pràctiques implica haver-les de repetir.

Qualsevol tipus de còpia en qualsevol dels apartats d'avaluació (incloent-hi el guió de pràctiques) implica no superar l'assignatura.

Criteris sobre el procés de recuperació

Els estudiants que després del procés d'avaluació del trimestre no hagin superat l'assignatura, tindran l'opció de fer una prova de recuperació durant el mes de Juliol. En aquesta prova, hi haurà la possibilitat de realitzar exàmens que cobreixen la part teòrica o la part pràctica (examen de problemes i preguntes breus sobre les tècniques utilitzades) de l'assignatura, dependent dels resultats del trimestre.

La realització de la part pràctica del curs durant el primer trimestre és obligatòria i no pot ser realitzada/superada en aquesta fase de recuperació.

La/les notes obtingudes en el procés de recuperació, ja sigui a la teoria, casos clínics o l’examen de la part pràctica, substituiran a les notes respectives suspeses durant el trimestre i s’utilitzaran per calcular la nota final, seguint el mateixos criteris del apartat anterior (Avaluació dels aprenentatges).

Bibliografia i recursos d'informació

 Bibliografia bàsica 

Developmental Biology, Scott F. Gilbert, Sinauer
Principles of development, Lewis Wolpert, OUP

Molecular Biology of the Cell (chapters 22, 23), Bruce Alberts et al., Garland Sc.
Langman's medical embryology, T.W. Sadler, Lippincott, Williams, and Wikins

Recursos didàctics
Webpages:

- Gilbert 6th ed. online https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9983/?term=developmental

- Gilbert 12th ed.  Companion Website https://oup-arc.com/access/barresi-12e-student-resources#tag_all-chapters

- Wolpert et al. Online resources http://global.oup.com/uk/orc/biosciences/devbiol/wolpert5e/