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Academic Year/course: 2021/22

617 - Master's in Global Health: Integration of Environmental, Human and Animal Health

66859 - Omics tools in the study of health


Syllabus Information

Academic Year:
2021/22
Subject:
66859 - Omics tools in the study of health
Faculty / School:
105 - Facultad de Veterinaria
Degree:
617 - Master's in Global Health: Integration of Environmental, Human and Animal Health
ECTS:
3.0
Year:
1
Semester:
Second semester
Subject Type:
Optional
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

The course and its expected results meet the following aims:

The overall objective of the course is the basic management and integration of various Omics techniques (genomics, transcriptomics, proteomics, metabolomics, epigenomics and metagenomics) and their application to the search for biomarkers and disease resistance factors. The theoretical classes will introduce the student to the bases of the tools and their applications. The theory will be interspersed with practical classes, where the obtained knowledge will be reinforced and applied to the practical use of bioinformatics tools and the interpretation of results.

1.2. Context and importance of this course in the degree

This course is framed within the Master's in Global Health: Integration of Environmental, Human and Animal Health, a degree that contemplates an interdisciplinary approach to the study of health. The aim of this degree is to integrate epidemiological, environmental and molecular tools to understand the dynamics of diseases. The speciality course "Omics Tools in the Health Studies" is optional within the Translational Research specialty that provides basic and essential knowledge to use, interpret and design current diagnostic and prevention tools. It complements other specialty courses such as "Advanced Tools for Diagnosis and Prevention" or "Experimental Models of Disease", and also provides knowledge of bioinformatic tools for obtaining and analysing omics data in order to search for biomarkers in identification of the genetic basis of disease resistance and resilience. Finally, basic statistical knowledge highly relevant for the analysis of omics data will be obtained.

1.3. Recommendations to take this course

It is convenient for the student to have previous knowledge on Genetics, Biochemistry and/ or Molecular Biology, Microbiology and Statistics.

2. Learning goals

2.1. Competences

By passing the course, the student will be more competent to:

· Understand the methodological bases and use of omics tools.

· Use computer tools and specific web applications to analyse omics results.

· Design and interpret experiments based on the use of omics tools.

· Know how to apply omics tools in various areas of health study and research.

2.2. Learning goals

To pass this course, the student will have to demonstrate the following results:

· Understand the bases of omics studies.

· Be able to interpret omics analysis results.

· Know how to design a study using omics tools.

· To be able to critically evaluate scientific articles that use omics tools.

· Know how to perform basic analysis of results obtained with omics tools.

2.3. Importance of learning goals

The course provides skills on the bases, the analysis and the interpretation of results of the data obtained by omics methodologies. These skills are of increasing importance for the development of activities of health professionals for the critical interpretation of results obtained through their own work or by other published works, for the experimental design and for the development of biomarkers. The tools learned can be applied to other more basic aspects of health research, such as the study of their molecular mechanisms or the search for therapeutic targets.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The student will have to demonstrate that s/he achieved the intended learning results through the following assessment activities:

ACTIVITY 1: WRITTEN TEST FOR THE THEORETICAL ASSESSMENT

There will be a final written test based on the answer and 20 test questions. The test will evaluate the acquisition of basic theoretical knowledge of the lectures of the course. The qualification of this final written test will be from 0 to 10 and will represent 20% of the final grade for the course.

ACTIVITY 2: WRITTEN TEST FOR THE PRACTICAL ASSESSMENT

At the end of each of the practices, the student will have to fill out a questionnaire in which it will be evaluated whether they have acquired the desired skills. The evaluation of the set of practices will be from 0 to 10 and will represent 30% of the final grade for the course.

ACTIVITY 3: ACADEMIC/WRITTEN WORK

In order to pass this activity, at the end of the course the student needs to present a bibliographic review omics tools of his/her choice to illustrate how it has been used in the diagnosis and/or prevention of a disease. The work will be evaluated by two teachers of the course. The qualification of this activity will be from 0 to 10 and will represent 30% of the final grade for the course. This rating will take into account the following aspects:

- Originality of the work (30%)

- Knowledge and demonstrated understanding of the described methodologies (30%)

- Bibliographic review: search, understanding and interpretation (40%).

ACTIVITY 4: TROUBLESHOOTING AND CASES

In groups, students need demonstrate their ability to interpret results of different problems based on omics data by solving a specific case. They will have to justify and reason their resolution in a written report that will be presented at the end of the course. The qualification of this activity will be from 0 to 10 and will represent 20% of the final grade for the course.

Summary table of the evaluation activities and their reflection in the student's final grade:

Assesment Task

Content evaluated

% Final score

Written test 1

Lectures

20 %

Written test 2

Practical sessions

30%

Academic work

Autonomous search for information and writing reports

30%

Resolution of cases

Group work for the resolution of practical cases

20%

Global assessment: Students who have not chosen the continuous assessment or who have not passed the subject by this procedure, will have the right to sit for a global assessment that will consist of a written test that assesses the theoretical and practical contents of the subject and the on-site resolution of a practical case. This test will have a score between 0 and 10 points. Assessment criteria: the written test will suppose 60% of the final grade and the resolution of the case 40%. The test will take place in the official exam period of the University of Zaragoza.

Grading system: according to the Regulation of Learning Assessment Standards of the University of Zaragoza (Agreement of the Governing Council of December 22, 2010), the results obtained by the student will be graded based on the following numerical scale of 0 to 10, with expression of a decimal, to which its corresponding qualitative qualification may be added:

0-4.9: Suspense (Suspenso, SS).

5.0-6.9: Approved (Aprobado, AP).

7.0-8.9: Notable (Notable, NT).

9.0-10: Outstanding (Sobresaliente, SB).

The mention of "Matricula de Honor" will be awarded to students who have obtained a grade higher than 9.0. Their number may not exceed five percent of the students enrolled in the corresponding academic year.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The learning process designed for this course is based on the following issues:

The course is structured in four thematic blocks that comprise 14 theoretical topics and four practical sessions. A total of 20 theoretical classroom lectures (presential) will include as much as possible, practical examples. For the preparation of the theoretical examination, 34 hours of remote (non-presential) work of the student will be required.

The student will also take 10 hours of practical sessions divided into four practices with a variable duration depending on the theme. The student will need to fill out a questionnaire at the end of each practical session to demonstrate that s/he has acquired the intended skills.

Finally, the student shall carry out academic assignments that will entail a 10-hour autonomous work.

Summary table of the time distribution in the different teaching activities

Exercise

Classroom (h)

Remote (h)

Theoretical master class

20

0

Practical classes

10

0

Teaching tasks

0

10

Autonomous work of the student

0

34

Assessment test

1

0

 

4.2. Learning tasks

The program offered to the student to help her/him to achieve the intended results includes the following tasks:

Participatory master classes will be taught in the classroom. Before the start of the same, students will be provided, with sufficient time, the teaching material to use. The master classes will be held in a single group.

The practical sessions will be divided into 4 sessions and will have a variable duration depending on their nature. These sessions will take place in the computer rooms. In principle, this activity will be carried out in a single group.

Academic assignments will be carried out individually or in groups. For their realization, the teaching staff will provide the necessary documentation and will tutor the students. The student will need to carry out work autonomously for the study of the theoretical subjects of the course, as well as the literature search and assignment. There will also be a 2-hour session to solve problems and cases.

Finally, there will be an evaluation of the teaching work by at least two teachers, and of the theoretical content through a written exam. These will be prepared and evaluated by the teachers who participate in the course.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics:

LECTURES:

BLOCK I: INTRODUCTION TO OMICS ANALYSIS: GENOMIC, TRANSCRIPTOMIC, PROTEOMIC, METABOLOMIC, METAGENOMIC.

Topic 0: Introduction

  • Presentation of the course.

Estimated duration: 1 hour in person.

Topic 1: Genomics

  • Definition and concepts.
  • Sequencing, mapping, annotation and applications.
  • Tools based on the use of new sequencing technologies. Estimated duration: 1 hour in person.

Topic 2: Transcriptomics (in English)

  • Definition and concepts.
  • Transcriptomic analysis tools (pilot techniques [ESTs, SAGE], microarrays, RNA sequencing.

Estimated duration: 1 hour in person.

Topic 3: Proteomics

  • Fundamental concepts about proteins (composition, structure, properties, post translational modifications) and proteomics (challenges, strategies)
  • High performance liquid chromatography (HPLC) and mass spectrometry (MS) applied to proteomics.
  • Computer resources and protein databases. Estimated duration: 1 hour in person.

Topic 4: Metabolomics

  • Metabolomics. Concept, development, tools used.
  • Application in Pharmacology. Pharmacometabolomics. Estimated duration: 1 hour in person.

Topic 5: Epigenomics: mechanisms, tools and applications in the study of diseases

  • Definition and concepts.
  • Mechanisms of epigenetic gene regulation.
  • Epigenetics in nature: examples.
  • Experimental tools for epigenetic analysis.
  • Application of epigenomics in the study of molecular mechanisms, diseases and treatments. Estimated duration: 2 hours in person.

Topic 6: Metagenomics: Microbiota analysis

  • Analysis of microbiota by study of 16S rRNA amplicons
  • Tools for analysis of microbiota
  • Applications in the investigation of intestinal diseases Estimated duration: 1 hour in person.

 

BLOCK II: STATISTICAL METHODS FOR THE ANALYSIS OF OMIC DATA

Topic 7: Statistical methods for the analysis of "omics" data (I): Preprocess.

  • Normalization and transformation methods.
  • Transformation for compositional data.
  • Clustering and dimensional reduction.

Estimated duration: 1 hour in person.

Topic 8: Statistical methods for the analysis of "omics" data (II): Analysis.

  • Statistical tests.
  • Lineal models.
  • Generalized lineal models.

Estimated duration: 1 hour in person.

 

Topic 9: Statistical methods for the analysis of "omics" data (III): Interpretation.

  • Multiple comparison problem.
  • Bonferroni correction and False Discovery Rate.
  • Enrichment methods.

Estimated duration: 1 hour in person.

BLOCK III: APPLICATIONS OF THE "OMIC" TOOLS FOR THE DISCOVERY OF BIOMARKERS

Topic 10: General introduction to biomarkers (in English)

  • Revision of the general properties of biomarkers.
  • Clinical development (phases, regulatory agencies)
  • Non-coding RNAs in neurodegenerative diseases and aging.

Estimated duration: 2h in person.

Topic 11: Transcriptomic tools to search for biomarkers (in English)

  • Principal steps for RNA sequencing.
  • Galaxy platform: biomarker search through analysis of RNA-Seq data.

Estimated duration: 2h in person.

Topic 12: Proteomic tools to search for biomarkers

  • Tools for the discovery phase (2D electrophoresis, DIGE, iTRAQ, Label-free)
  • Tools for the confirmation / validation phase (ELISA, WesternBlot, SRM)
  • Examples of proteomic tests

Estimated duration: 1h in person.

BLOCK IV: GENOMIC ANALYSIS FOR THE IDENTIFICATION OF THE GENETIC BASIS OF RESISTANCE TO DISEASES AND RESILIENCE

Topic 13: Genetic variation of the host in disease resistance (quantification) GWAS

  • Definition and concepts.
  • Experimental designs and phenotyping.
  • Genomic tools for genome wide association studies (GWAS): low, medium and high density arrays; association programs and imputation of genotypes; use of new generation sequencing genotypes.
  • Annotation and analysis of functional enrichment.

Estimated duration: 2h in person.

Topic 14: Selection for genetic resistance to diseases

  • Introduction to quantitative genetics.
  • Similarity between relatives and heritability.
  • Objectives and criteria of selection.
  • Biomarkers, molecular genetics, and genomic selection.
  • Selection for immune response and selection for resilience.

Estimated duration: 2h in person.

 

PRACTICAL SESSIONS

Practice I. Exploring RNAseq data

Estimated duration: 2 h in person. Space required: Bioinformatic room.

Contents: Analysis of small RNA sequencing data in Galaxy platform.

Activities carried out by the student:

  • Data import.
  • Quality control (FastQC).
  • Read trimming (Trimmomatic).
  • Alignment of reads with a reference genome (HISAT2)
  • Read count (FeatureCounts).
  • Creation and implementation of computational workflow (Workflow)
  • Differential expression (DESeq2) and export of normalized data.
  • Data analysis in Excel
  • Written test: practice questionnaire.

Observations: This practice will be carried out in combination with the theoretical classes of Topic 11.

 

Practice II. Proteomic analysis: Identification of proteins by peptide fingerprint and MS / MS with MALDITOF / TOF technology

Estimated duration: 2 hours in person. Space needed: Bioinformatics room.

Contents: Identification of a protein by MALDITOF / TOF mass spectrometry. Use of search engine and protein databases. Interpretation of the results.

Activities carried out by the student:

  • Analysis by MALDI TOF / TOF mass spectrometry
  • Search in databases
  • Interpretation of the result
  • Written test: practice questionnaire.

Observations: This practice will be done in combination with the theoretical classes of Topics 3 and 12.

 

Practice III: Genetic variation of the host in disease resistance (quantification) GWAS

Estimated duration: 2h in person. Space required: Bioinformatics room.

Contents: Identification of genomic regions associated with resilience and resistance to infections by gastrointestinal parasites in sheep. Use of basic tools for filtering massive genotyping data, and genome-wide association studies (GWAS). Interpretation of results and functional enrichment analysis.

Activities carried out by the student:

  • Import and quality filtering of genotyping data.
  • Imputation of missing genotypes.
  • Full genome association analysis.
  • Gene annotation and functional enrichment analysis.
  • Written test: practice questionnaire.

Observations: This practice will be carried out in combination with the theoretical classes of Unit 13.

Practice IV: Metagenomics: Analysis of the intestinal microbiota

Estimated duration: 4 hours in person. Space required: Bioinformatics room. Activities carried out by the student:

  • Visualization and import of sequencing data.
  • Analysis of the quality of the sequences obtained.
  • Filtering of the sequences, elimination of chimeras and replication. Obtaining OTUs.
  • Taxonomic annotation of the sequences.
  • Analysis of bacterial composition and different taxonomic levels.
  • Written test: practice questionnaire.

Observations: This practice will be done in combination with the lectures of Topic 6.

 

ACADEMIC WORKS

Individual work: Biomarkers for a disease and how they have been detected (Bibliographic Review)

Each student will choose a disease or a group of diseases and on it will carry out a bibliographic review that compiles the different Omics tools used for their diagnosis and prevention, explaining each of them and the results obtained with them.

 

Group problem solving and cases

Problem solving and cases will show teamwork, discussion and skills with information sources. Students must work in groups and solve the questions posed in problems related to the course.

4.4. Course planning and calendar

Calendar of classroom sessions and task delivery

The calendar of the Master‘s and the programming of the theoretical and practical sessions of the course will appear in the month of September on the website of the Veterinary Faculty: http://veterinaria.unizar.es/

The dates for the theoretical assignment will be scheduled each year based on the schedule of the Master's in Global Health and will be available for the student at the time of enrolment. Teaching assignments will be delivered no later than one week after the end of the other teaching activities.

Tutorials

Tutorials will be held upon previous appointment by e-mail.

Coordinator

Janne M. Toivonen      email: toivonen@unizar.es

4.5. Bibliography and recommended resources

The list of updated bibliography, presentations and recommended resources will be displayed in the ADD and, as far as possible, will be available before the theoretical and practical sessions, so that students can consult them beforehand to encourage understanding and more active participation.


Curso Académico: 2021/22

617 - Máster Universitario en Salud Global: Integración de la Salud Ambiental, Humana y Animal

66859 - Herramientas -ómicas en el estudio de la salud


Información del Plan Docente

Año académico:
2021/22
Asignatura:
66859 - Herramientas -ómicas en el estudio de la salud
Centro académico:
105 - Facultad de Veterinaria
Titulación:
617 - Máster Universitario en Salud Global: Integración de la Salud Ambiental, Humana y Animal
Créditos:
3.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El principal objetivo de la asignatura es el manejo y la integración de diversas técnicas –ómicas (genómica, transcriptómica, proteómica, metabolómica, epigenómica y metagenómica) y su aplicación en la búsqueda de biomarcadores y factores de resistencia a enfermedades. Las clases teóricas introducirán al alumno en las bases de las herramientas –ómicas y sus aplicaciones. La teoría se intercalará con clases prácticas, donde se profundizará en el conocimiento a nivel de laboratorio y se aplicarán estos conocimientos al uso práctico de las herramientas bioinformáticas y a la interpretación de resultados. 

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Esta asignatura se enmarca dentro del Máster Universitario en Salud Global: Integración de la Salud Ambiental, Humana y Animal. Este máster contempla una aproximación interdisciplinar al estudio de la salud, en esta aproximación se busca integrar herramientas epidemiológicas, ambientales y moleculares para comprender la dinámica de las enfermedades. Se trata de una asignatura optativa dentro de la especialidad de Investigación Traslacional que aporta conocimientos básicos e indispensables para utilizar, interpretar y diseñar las herramientas actuales de diagnóstico y prevención. Complementa a otras asignaturas de la especialidad como "Herramientas de Diagnóstico y Prevención Avanzadas" o "Modelos de investigación de la enfermedad", y también aporta el conocimiento de las herramientas bioinformáticas para la obtención y el análisis de los datos ómicos, para la búsqueda de biomarcadores, la identificación de la base genética de la resistencia a las enfermedades y la resiliencia. Finalmente, se complementarán conocimientos de estadísticos básicos especialmente relevantes para el análisis de datos ómicos.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Es conveniente que el estudiante tenga conocimientos previos de Genética, Bioquímica y/o Biología Molecular, Microbiología y Estadística.

 

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al cursar esta asignatura el alumno alcanzará las siguientes competencias específicas:

  • Comprender las bases metodológicas y usos de las herramientas ómicas.
  • Utilizar herramientas informáticas y aplicaciones web específicas para el análisis de resultados ómicos.
  • Diseñar e interpretar experimentos basados en el uso de las herramientas ómicas.
  • Conocer cómo aplicar las herramientas ómicas en diversos ámbitos del estudio e investigación en salud.

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados:

  • Comprender las bases de los estudios ómicos.
  • Ser capaz de interpretar resultados de análisis ómicos.
  • Saber diseñar un estudio utilizando herramientas ómicas.
  • Poder evaluar con un carácter crítico artículos científicos que utilicen herramientas ómicas.
  • Saber realizar análisis básico de resultados obtenidos con herramientas ómicas.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

La asignatura contempla el aprendizaje en las bases, el análisis y la interpretación de resultados de los datos obtenidos por las metodologías ómicas. Este aprendizaje presenta una importancia creciente para el desarrollo de la actividad de profesionales de la Salud, tanto para la interpretación crítica de resultados obtenidos por ellos mismos o por otros trabajos publicados, como para el diseño experimental para el desarrollo de nuevos biomarcadores. Las herramientas aprendidas pueden aplicarse a otros aspectos más básicos de la investigación en salud como el estudio de los mecanismos moleculares de las mismas o la búsqueda de dianas terapéuticas.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación:

ACTIVIDAD 1: PRUEBA ESCRITA PARA LA EVALUACIÓN TEÓRICA

Se realizará una prueba final escrita basada en la respuesta y 20 preguntas tipo test. En ella se evaluará la adquisición de conocimientos teóricos básicos de la asignatura. La calificación de esta prueba final escrita será de 0 a 10 y supondrá el 20% de la nota final de la asignatura.

ACTIVIDAD 2: PRUEBA ESCRITA PARA LA EVALUACIÓN PRÁCTICA

Al finalizar cada una de las prácticas el alumno tendrá que rellenar un cuestionario en el que se evaluará si ha adquirido las competencias buscadas. La evaluación del conjunto de prácticas será de 0 a 10 y supondrá el 30% de la nota final.

ACTIVIDAD 3: TRABAJOS TEÓRICOS y PROYECTOS ESCRITOS

Para superar esta actividad, el alumno deberá presentar al finalizar la asignatura un trabajo en el que realice una revisión bibliográfica de las distintas herramientas -ómicas utilizadas en el diagnóstico y prevención de una enfermedad a su elección. El trabajo será evaluado por dos profesores de la asignatura. La calificación de esta actividad será de 0 a 10 y supondrá el 30% de la nota final de la asignatura. Esta calificación tendrá en cuenta los siguientes aspectos:

  • Originalidad del trabajo (30%)
  • Conocimiento y comprensión demostrada de las metodologías descritas (30%)
  • Revisión bibliográfica: búsqueda, comprensión e interpretación (40%).

ACTIVIDAD 4: TRABAJOS SOBRE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS Y CASOS

Por grupos, los alumnos tendrán que demostrar su capacidad para interpretar resultados de distintos problemas basados en los datos ómicos resolviendo un caso determinado. Tendrán que justificar y razonar la resolución del mismo en un informe escrito que se presentará al finalizar la asignatura. La calificación de esta actividad será de 0 a 10 y supondrá el 20% de la nota final de la asignatura.

 

Tabla resumen de las actividades de evaluación y su reflejo en la calificación final del alumno:

Actividades de evaluación

Contenidos evaluados

% Calificación final

Prueba escrita 1

Clases teóricas

20 %

Prueba escrita 2

Clases prácticas

30 %

Trabajo teórico

Búsqueda autónoma de información y redacción de informes

30 %

Resolución de casos

Trabajo en grupo para la resolución de casos prácticos.

20%

Prueba global: El estudiante que no opte por la evaluación continua o que no supere la asignatura por este procedimiento, tendrá derecho a presentarse a una prueba global que consistirá en una prueba escrita que evalúe los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura, la resolución in situ de un caso práctico. Esta prueba tendrá una puntuación comprendida entre 0 y 10 puntos. Criterios de valoración: la prueba escrita supondrá el 60% de la calificación final y la resolución del caso el 40%. La prueba se realizará en el periodo oficial de exámenes de la Universidad de Zaragoza.

 

Sistema de calificaciones: de acuerdo con el Reglamento de Normas de Evaluación del Aprendizaje de la Universidad de Zaragoza (Acuerdo de Consejo de Gobierno de 22 de diciembre de 2010), los resultados obtenidos por el alumno se calificarán en función de la siguiente escala numérica de 0 a 10, con expresión de un decimal, a la que podrá añadirse su correspondiente calificación cualitativa:

0-4,9: Suspenso (SS).

5,0-6,9: Aprobado (AP).

7,0-8,9: Notable (NT).

9,0-10: Sobresaliente (SB).

La mención de «Matrícula de Honor» se otorgará entre los estudiantes que hayan obtenido una calificación superior a 9,0. Su número no podrá exceder del cinco por ciento de los estudiantes matriculados en el correspondiente curso académico.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

La asignatura está estructurada en 4 Bloques temáticos que comprenden 14 temas teóricos y 4 sesiones prácticas. Como resultado, se impartirán un total de 20 horas teóricas que intentarán incluir, en la medida de lo posible, ejemplos prácticos. Se ha calculado que, para la preparación del examen teórico se necesitarán 34 h de trabajo no presencial del alumno.

El alumno cursará 10 horas de prácticas presenciales. Estas horas se han dividido en 4 prácticas con una duración variable en función de la temática de la misma. El alumno tendrá que rellenar un cuestionario al finalizar la práctica en el que se reflejará si ha adquirido las competencias buscadas.

Finalmente, el estudiante tendrá que realizar trabajos docentes que le supondrá un trabajo autónomo de 10 horas.

 

Tabla resumen de la distribución horaria en las distintas actividades docentes

Actividad

Presenciales (h)

no presenciales (h)

Clase magistral

20

0

Clases prácticas

10

0

Trabajos docentes

0

10

Trabajo autónomo del estudiante

0

34

Pruebas de evaluación

1

0

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

Las clases magistrales participativas se impartirán en aula. Antes del inicio de las mismas, se les facilitará a los alumnos, con tiempo suficiente, el material didáctico a utilizar. Las clases magistrales se realizarán en un único grupo.

Las clases prácticas se repartirán en 4 sesiones y tendrán una duración variable en función de su naturaleza. Estas sesiones se llevarán a cabo en el aula de informática. En principio, esta actividad se realizará en un único grupo.

Los trabajos docentes se realizarán de forma individual o en grupo. Para la realización de los mismos, el profesorado aportará la documentación necesaria y tutorizará a los alumnos en su realización. El alumno necesitará realizar trabajo de forma autónoma para el estudio de los temas teóricos del curso, la búsqueda bibliográfica y preparación de trabajos. También se realizará una sesión de 2h de resolución de problemas y casos.

Finalmente, se realizará una evaluación de los trabajos docentes por, al menos dos profesores, y de los contenidos teóricos mediante un examen escrito. Este será preparado y evaluado por los distintos profesores que participan en la asignatura.

4.3. Programa

CLASES TEÓRICAS:

BLOQUE I: INTRODUCCIÓN A LOS ANÁLISIS ÓMICOS: GENÓMICA, TRANSCRIPTÓMICA, PROTEÓMICA, METABOLÓMICA, METAGENÓMICA.

Tema 0: Introducción.

  • Presentación de la asignatura.

Tema 1: Genómica.

  • Definición y conceptos.
  • Secuenciación, mapeo, anotación y aplicaciones.
  • Herramientas basadas en el uso de nuevas tecnologías de secuenciación.

Tema 2: Transcriptómica (impartido en inglés).

  • Definición y conceptos.
  • Herramientas de análisis transcriptómico (técnicas piloto [ESTs, SAGE], microarrays, secuenciación de RNA).

Tema 3: Proteómica.

  • Conceptos fundamentales sobre proteínas (composición, estructura, propiedades, modificaciones post traduccionales) y proteómica (desafíos, estrategias)
  • La cromatografía líquida de altas prestaciones (HPLC) y espectrometría de masas (MS) aplicada a la proteómica.
  • Recursos informáticos y bases de datos de proteínas.

Tema 4: Metabolómica

  • Metabolómica. Concepto, desarrollo, herramientas utilizadas.
  • Aplicación en Farmacología. Farmacometabolómica.

Tema 5: Epigenómica: mecanismos, herramientas y aplicaciones en el estudio de enfermedades.

  • Definición y conceptos.
  • Mecanismos de regulación génica mediante epigenómica.
  • La epigenética en la naturaleza: ejemplos.
  • Herramientas experimentales para el análisis epigenético.
  • Aplicación de la epigenómica en el estudio de mecanismos moleculares, enfermedades y tratamientos.

Tema 6: Metagenómica: Análisis de microbiota.

  • Análisis de microbiota mediante el estudio de amplicones 16S rRNA
  • Herramientas para el análisis de microbiota
  • Aplicaciones en la investigación de enfermedades intestinales

 

BLOQUE II: MÉTODOS ESTADÍSTICOS PARA EL ANÁLISIS DE DATOS "ÓMICOS"

Tema 7: Métodos estadísticos para el análisis de datos "ómicos" (I): Preproceso.

  • Métodos de Normalización y Transformación.
  • Transformación para datos composicionales.
  • Agrupamiento (Clustering) y reducción de dimensiones.

Tema 8: Métodos estadísticos para el análisis de datos "ómicos" (II). Análisis.

  • Test estadísticos.
  • Modelos lineales.
  • Modelos lineales generalizados.

Tema 9: Métodos estadísticos para el análisis de datos "ómicos" (III). Interpretación.

  • El problema de las comparaciones múltiples.
  • Corrección de Bonferroni y Tasa de Falso Descubrimiento (False Discovery Rate).
  • Métodos de enriquecimiento.

 

BLOQUE III: APLICACIONES DE LAS HERRAMIENTAS "ÓMICAS" PARA EL DESCUBRIMIENTO DE BIOMARCADORES

Tema 10 Introducción general a los biomarcadores (impartido en inglés).

  • Repaso de las propiedades generales de biomarcadores
  • Desarrollo clínico de los biomarcadores (fases, agencias reguladoras).
  • RNAs no-codificantes en enfermedades neurodegenerativas y envejecimiento.

Tema 11: Herramientas transcriptómicas para búsqueda de biomarcadores (impartido en inglés).

  • Pasos principales de RNA-Seq
  • Plataforma Galaxy: búsqueda de biomarcadores por análisis de datos de RNA-Seq

Tema 12: Herramientas proteómicas para búsqueda de biomarcadores

  • Herramientas para la fase de descubrimiento (electroforesis 2D, DIGE, iTRAQ, Label-free)
  • Herramientas para la fase de confirmación/validación (ELISA, WesternBlot, SRM)
  • Ejemplos de tests proteómicos

 

BLOQUE IV: ANÁLISIS GENÓMICOS PARA LA IDENTIFICACIÓN DE LA BASE GENÉTICA DE LA RESISTENCIA A LAS ENFERMEDADES Y LA RESILIENCIA

Tema 13: Variación genética del hospedador en resistencia a enfermedades (cuantificación) GWAS

  • Definición y conceptos.
  • Diseños experimentales y fenotipado.
  • Herramientas genómicas para estudios de asociación de genoma completo (GWAS): arrays de baja, media y alta densidad; programas de asociación e imputación de genotipos; uso de genotipos de secuenciación de nueva generación.
  • Anotación y análisis de enriquecimiento funcional.

Tema 14: Selección para la resistencia genética a enfermedades.

  • Introducción a la genética cuantitativa.
  • Parecido entre parientes y Heredabilidad.
  • Objetivos y Criterios de selección.
  • Biomarcadores, genética molecular y selección genómica.
  • Selección para respuesta inmunitaria y selección para resiliencia.

 

CLASES PRÁCTICAS

Practica I. Exploración de datos de RNAseq  (impartido en inglés).

Duración estimada: 2 horas presenciales  Espacio necesario: Aula de informática.

Contenidos: Análisis de datos de secuenciación de RNA en plataforma Galaxy.

Actividades que realiza el alumno:

  • Importación de datos
  • Control de calidad de secuenciación (FastQC)
  • Filtrado/trimming de las lecturas (Trimmomatic)
  • Alineación con el genoma de referencia (HISAT2)
  • Conteo de lecturas (FeatureCounts)
  • Creación e implementación de flujo de trabajo computacional (Workflow)
  • Expresión diferencial (DESeq2) y exportación de datos normalizados
  • Análisis de los datos en Excel
  • Prueba escrita: cuestionario de la práctica.

Observaciones: Esta práctica se realizará en combinación con las clases teóricas del Tema 11.

 

Práctica II. Análisis proteómico: Identificación de proteínas mediante huella peptídica y MS/MS con la tecnología MALDITOF/TOF

Duración estimada: 2h presenciales.

Espacio necesario: Aula de informática.

Contenidos: Identificación de una proteína mediante espectrometría de masas MALDITOF/TOF. Uso de un motor de búsqueda y bases de datos de proteínas. Interpretación de resultados.

Actividades que realiza el alumno:

  • Análisis mediante espectrometría de masas MALDI TOF/TOF Búsqueda en bases de datos
  • Interpretación del resultado
  • Prueba escrita: cuestionario de la práctica.

Observaciones: Esta práctica se realizará en combinación con las clases teóricas del Temas 3 y 12.

 

Práctica III: Variación genética del hospedador en resistencia a enfermedades (cuantificación) GWAS

Duración estimada: 2h presencial Espacio necesario: Aula de informática

Contenidos: Identificación de regiones genómicas asociadas con resiliencia y resistencia a infecciones por parásitos gastrointestinales en ovino. Uso de herramientas básicas para los filtrados de datos de genotipado masivo, y estudios de asociación de genoma completo (GWAS). Interpretación de resultados y análisis de enriquecimiento funcional.

Actividades que realiza el alumno:

  • Importación y filtrados de calidad de los datos de genotipado. Imputación de genotipos faltantes.
  • Análisis de asociación de genoma completo.
  • Anotación de genes y análisis de enriquecimiento funcional. Prueba escrita: cuestionario de la práctica.

Observaciones: Esta práctica se realizará en combinación con las clases teóricas del Tema 13.

 

Práctica IV: Metagenómica: Análisis de microbiota intestinal

Duración estimada: 4h presenciales Espacio necesario: Aula de informática. Contenidos:

Actividades que realiza el alumno:

  • Visualización e importación de los datos de secuenciación.
  • Análisis de la calidad de las secuencias obtenidas.
  • Filtrado de las secuencias, eliminación de quimeras y dereplicación. Obtención de ASVs.
  • Anotación taxonómica de las secuencias.
  • Estudio de la composición bacteriana a diferentes niveles taxonómicos.
  • Prueba escrita: cuestionario de la práctica.

Observaciones: Esta práctica se realizará en combinación con las clases teóricas del Tema 6.

 

TRABAJOS DOCENTES

Trabajo individual: Biomarcadores para una enfermedad y cómo los han detectado (Revisión Bibliográfica)

Cada alumno elegirá una enfermedad o un grupo de enfermedades y sobre ella/as realizará una revisión bibliográfica en la que se recopilen las distintas herramientas -ómicas utilizadas para su diagnóstico y prevención, explicando cada una de ellas y los resultados obtenidos con las mismas.

Resolución de problemas y casos grupales

Resolución de problemas y casos mostrarán los trabajos en equipo, discusión y habilidades con las fuentes de información. Los alumnos deben trabajar en grupo y resolver las cuestiones planteadas en problemas relacionados con la asignatura.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

El calendario del máster y la programación de las sesiones teóricas y prácticas de la asignatura aparecerán a lo largo del mes de septiembre en la web de la Facultad de Veterinaria, en la siguiente dirección: http://veterinaria.unizar.es/

Las fechas para la prueba de evaluación teórica se programarán cada año en función de la programación del Máster Universitario en Salud Global y estarán disponibles para el alumno en el momento de realizar la matrícula. Los trabajos docentes se entregarán, como tarde, una semana después de finalizar las otras actividades docentes.

 

Coordinador:

Janne Markus Toivonen         email: toivonen@unizar.es

Tutorías:

Los horarios de tutorías se fijarán el día de inicio de la asignatura en cada curso académico.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

En el ADD se actualizará la lista de bibliografía, presentaciones y recursos recomendados. En la medida de lo posible, estarán a disposición antes de las sesiones teóricas y prácticas, para que el alumnado pueda consultarlas previamente y así favorecer la comprensión de las mismas y una participación más activa.