ALMA MATER STUDIORUM


MASTER UNIVERSITARIO DI PRIMO LIVELLO IN BIOINFORMATICA

A.A. 2004-2005
 
 

Descrizione delle finalità didattiche del Master

Il settore della bioinformatica è in rapida espansione per svariate ragioni. Innanzi tutto, in seguito alla necessità preponderante di archiviare l'enorme mole di dati che la moderna ricerca biologica produce continuamente grazie al progresso tecnologico recente, occorre creare, gestire e mantenere banche di dati specializzate. Basti considerare tra tutti la rilevanza che il progetto Genoma Umano ha avuto ed ha anche come interesse per la pubblica opinione in seguito alle possibili ricadute in campo biologico, medico, patologico e bioetico. Oggi il sapere a livello biomolecolare necessita prima di tutto dello sviluppo di banche date apposite dove l'expertise di tipo strettamente informatico è affiancata ad expertise di tipo biologico per l'archiviazione di dati in modo corretto dal punto di vista biologico, ragionato e di facile reperibilità per la comunità scientifica.

Inoltre, accanto all'archiviazione dei dati, diventa di estremo interesse anche la possibilità di ricavare informazione in modo automatico dalle banche dati. Molteplici sono gli scopi tra cui la possibilità di potere ricostruire le tappe evolutive delle varie specie, incluso l'uomo, e la possibilità di ricavare caratteristiche per le varie biomolecole utili nella progettazione di nuove molecole e farmaci. In altri termini lo sviluppo della moderna biologia è di difficile attuazione senza l'utilizzo costante degli archivi informatizzati esistenti, che a loro volta si arricchiscono in modo incrementale e con velocità iperbolica grazie ai risultati prodotti. Grazie alla bioinformatica la ricerca può essere direzionata e mirata, con notevole riduzione nei costi attuativi.

La bioinformatica è di fatto un settore con connotazioni altamente interdisciplinari, dove Informatici e Biologi collaborano al progredire stesso della Biologia e Biotecnologia. Attualmente la disciplina annovera una società scientifica internazionale con circa 2000 iscritti, la Società di Biologia Computazionale, che ha Società di Bioinformatica affiliate in tutti paesi, inclusa l'Asia, l'America del Sud e l'Australia, e si avvale di varie riviste specializzate ad elevato impact factor.

In Europa non solo è presente una comunità scientifica altamente attiva e nota a livello internazionale, ma anche il settore dell'istruzione e' particolarmente sviluppato. In tutte le Università europee con protocolli di scambio con l'Università di Bologna sono aperti curricula che prevedono l'istruzione in bioinformatica.

Il mercato mondiale della bioinformatica e' in crescente espansione e di rilevante interesse per l'industria farmaceutica, biotecnologica e agroalimentare.

A causa delle sue recenti origini, al contrario di altri paesi, le competenze di bioinformatica sono scarse nel nostro paese. Di conseguenza:
 

1) risulta difficile trovare personale con conoscenze adeguate,
2) molti pacchetti software attuali presuppongono tali conoscenze per essere utilizzati,
3) mancano le soluzioni integrate che permettono un trasparente scambio di dati tra le banche dati, i software di analisi e gli 4) strumenti di presentazione dei risultati.


Le tecnologie bioinformatiche non sono quindi facilmente fruibili e sviluppabili se non da parte di utenti specializzati solo in informatica, che invece rappresentano una piccola minoranza dei potenziali fruitori, e mancano delle conoscenze biologiche necessarie.

In questo scenario, si fa sempre più sentita ed estesa in ambito accademico ed aziendale la necessità di formare una nuova generazione di professionisti e di operatori che si riveli in grado di coniugare le conoscenze sull'architettura e i servizi resi disponibili dalla tecnologia della Informazione con le conoscenze biologiche.

Dato il contesto, obiettivo del programma del Master in Bioinformatica è di formare professionisti in grato di sviluppare ed utilizzare in maniera efficacie gli strumenti informatici attualmente disponibili per l'analisi e lo studio delle sequenze e delle macromolecole biologiche, della loro interazione ed integrazione a livello di sistemi complessi quali le cellule e gli organismi.

Il master proposto intende quindi perseguire questo obbiettivo presentando metodi e strumenti basati sull'uso di tecnologie informatiche e fornendo sia le competenze tecnologiche necessarie per mettere a frutto i servizi e gli strumenti attualmente disponibili, sia le competenze biologiche più efficaci.

Allo scopo si sono individuati due percorsi alternativi a seconda delle conoscenze di base: uno a carattere biologico per chi e' dotato di conoscenze informatiche al fine di evidenziare quelle tematiche che in ambito biologico meglio si prestano ad una interpretazione con strumenti e metodi propri della Bioinformatica; l'altro a carattere piu' propriamente informatico per chi deve acquisire esperienza nel settore della programmazione in generale per poi utilizzare metodi propri della Bioinformatica. Il percorso comune ha inizio dopo 20 crediti orientati, al fine di fornire agli studenti una visione generale delle metodiche utilizzate dalla Bioinformatica in vari tipi di applicazioni.

Il corso è organizzato in due percorsi alternativi:
 

A) rivolto a utenti con scarse conoscenze informatiche di base, B) rivolto a utenti con scarse conoscenze biologiche di base.


Entrambi i percorsi condividono i moduli di specializzazione relativi a gestione ed analisi di dati biologici ma si differenziano per il livello di approfondimento raggiunto nella presentazione delle metodologie di analisi dei dati.
 
 
 

Descrizione dello scenario professionale del Master
Le competenze sviluppate durante il corso potranno essere utilizzate dai partecipanti in una vasta gamma di ambiti organizzativi per la ricerca biotecnologia, farmaceutica ed agroalimentare. Una della caratteristiche più peculiari ed innovative dei partecipanti al corso sarà quella di avere acquisito le necessarie competenze per diventare esperto nel settore della bioinformatica. Questo permetterà di sviluppare ed utilizzare gli strumenti più avanzati nell'ambito dell'analisi computazionale di biosequenze e di utilizzo di banche dati di tipo biologico. In generale i partecipanti potranno trovare adeguata collocazione presso tutte le aziende che necessitano di professionisti in grado di condurre la progettazione e gestione di banche dati di tipo biologico, analisi di biosequenze e modellazione di strutture proteiche ed esperimenti di genomica strutturale e funzionale, sviluppo di tecnologie avanzate nel settore delle biotecnologie e medicina molecolare, sviluppo di microarrays specifici per l'analisi funzionale e la diagnostica.

Per collocare la figura professionale del Bioinformatico basti considerare che la moderna Biologia non puo' prescindere dall'utilizzo massivo di strumenti e metodi che sono propri della Informatica, ma specializzati nelle applicazioni di particolare interesse per le Scienze della Vita. In seguito allo sviluppo della moderna biologia molecolare, gli interessi professionali sono aumentati in parallelo agli investimenti che a livello mondiale (in particolare Stati Uniti, Giappone, Europa) sono stati fatti per implementare e promuovere iniziative nel settore.

Secondo recenti stime, attualmente ci sono piu` di cinquanta compagnie che offrono prodotti e servizi bioinformatici a clienti esterni e circa 2000 potenziali utenti nel settore Biotecnologico (http://www.biolinkdirect.com). Data comunque la crescita esplosiva della genomica commerciale, nonche' l'attuale scarsita` di software di analisi e di applicativi per la ricerca, si ritiene che il numero dei fornitori di software e servizi sia destinato a crescere enormemente. Secondo le stesse stime si e` valutato che la crescita del mercato bioinformatico sia destinato a superare i due miliardi di dollari nei prossimi cinque anni (Oscar Gruss & Son, 2000). Sempre secondo la medesima analisi, una stima prudente dei tassi di crescita del mercato e` comunque del 25-35% annui. Inoltre va sottolineato che qualunque industria del settore biotecnologico, farmaceutico, agro alimentare ha gruppi con competenze bioinformatiche.

In questo scenario, si fa sempre più sentita ed estesa in ambito aziendale la necessità di formare una nuova generazione di professionisti e di operatori che si riveli in grado di coniugare le conoscenze sull'architettura e i servizi resi disponibili dalla Tecnologia della Informazione e Comunicazione con le conoscenze biologiche.

Sono attualmente incorso trattative a vario livello per facilitare lo stage degli studenti presso centri/aziende interessate. Al momento attuale hanno fornito la loro adesione i seguenti :

CINECA Bologna;
Biodec, Bologna;
Laboratorio di Genetica Medica, Policlinico Sant'Orsola, Bologna;
Telethon Institute of Genetics and Medicine, Napoli;
Istituto Internazionale di Genetica e Biofisica, Napoli;
Lay Line Genomics S.p.A., Roma;
IDI Farmaceutici, Pomezia;
Chiron, Siena;
Alma Bioinformatica, Madrid;
Sanofi-Synthelabo , Tolosa;
Cellzome, Heidelberg;
Lion, Heidelberg.

In sintesi il master se attivato potra' fornire agli studenti una vasta gamma di opportunita' di interazione a livello professionale: dal Centro di Calcolo vero e proprio, ai centri di ricerca di fama internazionale come il Tigem, alle industrie Biotecnologiche e Farmacologiche Internazionali come Chiron e Satefi, alle Industrie di Bioinformatica leader come la Lion, a piccole medie imprese attive localmente come Biodec o Alma Bioinformatica.