La Microbiologia forense si concentra sulle applicazioni della microbiologia alle indagini medico-legali e criminali: determinazione della causa della morte, stima dell'intervallo post-mortem e analisi di campioni microbici come prova sia in fase investigativa che processuale. Studio dei microrganismi per determinare il percorso di un focolaio d’infezione, l'identità di un alimento o l'origine di un particolare ceppo di arma biologica o contagio.
Forensic Microbiology: David O. Carter, Jeffery K. Tomberlin, M. Eric Benbow, Jessica L. Metcalf
John Wiley & Sons, (2017)
Obiettivi Formativi
Conoscenze acquisite: Conoscenze su ecologia e biologia funzionale e evolutiva dei principali gruppi tassonomici di microrganismi presenti in ambienti costruiti e naturali, funghi, batteri, virus. Principi guida per la scelta di geni o regioni genomiche utili come marcatori e orologi molecolari. I microrganismi in processi di decomposizione. Origini e diversità delle comunità microbiche.microbiologia ambientale e alimentare. Metodi di metagenomica per analisi globale di comunità microbiche. Potenzialità e limiti dell’utilizzo dei microrganismi come bioindicatori in studi forensi. I microorganismi come armi, bioterrorismo e guerra batteriologica. Basi di epidemiologia. Metodi di contenimento di infezioni microbiche e epidemie.
Competenze acquisite : tecniche di identificazione, analisi genetica e genomica di microorganismi, batteri, lieviti, funghi e virus. Tecniche di sequenziamento e analisi filogenetica basata sul DNA. Tecniche bioinformatiche e di analisi di dati di genomica e metagenomica, allineamento di sequenze e costruzione di alberi tassonomici, analisi a livello di specie e ceppo.
Capacità acquisite a fine corso. Comprendere in modo critico il ruolo dei batteri come indicatori. Utilizzo dei microorganismi nella pratica forense e processuale.
Prerequisiti
Conoscenze di Microbiologia Generale, Genomica e Genetica
Metodi Didattici
Lezioni frontali, seminari e uso di internet e audiovisivi.
Altre Informazioni
Frequenza del corso obbligatoria per poter sostenere l'esame.
Modalità di verifica apprendimento
Test scritto a risposta multipla, preparazione di un seminario su un argomento scientifico a scelta o su un caso di studio, verifica orale.
Verrà valutata la capacità dello studente di esprimere con vocabolario corretto i concetti e di sviluppare in modo autonomo il pensiero applicandolo alla soluzione di problemi relativi ad applicazioni della materia.
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Programma del corso
I microbiologi forensi scavano in profondità sotto il mondo visibile per trovare i marcatori biologici nascosti nel DNA di tutta la materia vivente. Questi marcatori identificano modelli nel DNA che aiutano a determinare tutto, dall'identità individuale di una persona al legame diretto tra due focolai apparentemente dissimili di intossicazione alimentare o composizione ambientale microbica in diverse parti del mondo. I recenti sviluppi nella tecnologia di sequenziamento consentono ai ricercatori, e potenzialmente ai professionisti, di esaminare le comunità microbiche con una risoluzione senza precedenti e in contesti multidisciplinari. Questo studio dettagliato dei microbi facilita lo sviluppo di nuovi strumenti forensi che utilizzano la struttura e la funzione delle comunità microbiche come prove fisiche.
Pertanto, la microbiologia forense congiuntamente all'antropologia forense può essere utilizzata per aiutare a rintracciare individui in aree specifiche. La microbiologia forense traccia quindi gli schemi di migrazione dei microrganismi da alimenti, campioni o gruppi etnici attraverso l'analisi del DNA. Il profilo del DNA viene anche utilizzato per studiare gemelli identici che potrebbero essere esposti a diversi patogeni, al fine di determinare come lo stesso DNA reagisce a diversi contagi
Il corso insegnerà i seguenti argomenti: Struttura tassonomica e fisiologia dei principali gruppi di microrganismi presenti in ambienti costruiti e ambientali. Ecologia evolutiva di funghi, batteri e virus. Metodi di campionamento, standardizzazione e stabilizzazione del campione. Metodi di estrazione di DNA e RNA e controllo di qualità.
Metodi di amplificazione del DNA, la PCR. Analisi da singola cellula e da comunità complesse. Metodi di sequenziamento, da Sanger ai sequenziatori di ultima generazione.
Metodi di metagenomica per analisi globale di comunità microbiche.
Valutazione dell'influenza dei microbi sui risultati dell'autopsia, della tossicologia e dell'istologia. Ecologia di decomposizione. Traccia prova. Metodi per l'acquisizione di prove microbiche di alta qualità che possono essere replicate tra laboratori, fornendo prove spaziali e temporali che potrebbero essere cruciali in un'ampia gamma di contesti investigativi. Bioterrorismo e microrganismi come armi biologiche. Epidemiologia. Evoluzione dell'evoluzione della microbiologia forense. Diversi tipi di microbiologia forense. Differenze nella scienza forense rispetto alla microbiologia forense. Come leggere una rivista scientifica e rivederne una in un case study.