1 - Universidad Autónoma de Madrid

ASIGNATURA / COURSE MÉTODOS Y TÉCNICAS AVANZADAS EN BIOLOGÍA/
ADVANCED METHODS AND TECHNIQUES IN BIOLOGY 1 Nombre / Course Title Laboratorio Avanzado de Fisiología Animal
Advanced Laboratory on Animal Phisiology 2 Código / Course Code 13773 3 Tipo / Type of course Troncal / Compulsory 4 Nivel / Level of course Licenciatura, segundo ciclo 5 Curso / Year of course 4º 6 Semestre / Semester ANUAL / ANNUAL 7 Número de créditos / Number of Credits Allocated 9 CREDITOS LRU / 6 ECTS / 9 CREDITS LRU / 6 ECTS
8 Requisitos Previos / Prerequisites Se recomienda haber superado la Fisiología Animal de 3º
Having passed the Animal Physiology 3rd year course 9 ¿Es obligatoria la asistencia? / Is attendance to class mandatory? SI / YES 10 Datos del profesor/a / profesores / Faculty Data
Inmaculada Canal Beltrán Departamento: Biología
Facultad: Ciencias, Despacho: B104
Teléfono: 91 497 8142
e-mail: inmaculada.canal@uam.es
Página Web:
Horario de Tutorías Generales: Marta Magariños Sánchez Departamento: Biología
Facultad: Ciencias, Despacho: BIO-4 Sótano
Teléfono: 91 497 3652
e-mail: marta.magarinnos@uam.es
Página Web:
Horario de Tutorías Generales: Laura Torroja Fungairiño Departamento: Biología
Facultad: Ciencias, Despacho:
Teléfono: 91 497 8301
e-mail: laura.torroja@uam.es
Página Web:
Horario de Tutorías Generales:
11 Objetivos del curso / Objective of the course La asignatura se divide en cinco módulos prácticos en los que se utiliza
Drosophila melanogaster como sistema experimental modelo: El Sistema
Gal4/UAS, Ensayos de Comportamiento, La Unión Neuromuscular Larvaria, La
Respuesta Fisiológica al Estrés Oxidativo, y Estudio de los Ritmos
Circadianos. En el discurrir de la asignatura se pretende que el alumno sea
capaz de plantear y desarrollar un experimento, manipular correctamente los
datos obtenidos, interpretarlos en base a datos previos publicados y
desarrollar hipótesis para futuros trabajos. Se trata de aprender, en
definitiva, el método científico. Asimismo, se organizará un minicongreso
en el que los alumnos tienen que elaborar una presentación en formato de
panel, con lo que los alumnos tienen que aprender a resumir conceptos y
exponerlos convincentemente al resto de compañeros y a los profesores.
The course is divided in 5 laboratory modules in which Drosophila
melanogaster is used as an experimental model system: The Gal4/UAS System,
Behavioural Assays, The Larval Neuromuscular Junction, Physiological
Response to Oxidative Stress, and Study of Circadian Rhythms. During the
course, alumni are expected to learn how to design and develop an
experiment, how to correctly manipulate the results and interpret them
based on related data published in scientific reports, and to be able to
develop hypotheses for future research. In summary, the final objective is
to learn the scientific method. Also, students must display and defend
their results on a poster presented at a mini-congress. This assignment is
intended to develop skills for summarizing and convincingly presenting
scientific data.
12 Contenidos del Programa / Course Contents 1. EL SISTEMA Gal4/UAS: su aplicación al estudio de la anatomía del sistema
nervioso de Drosophila melanogaster. El sistema Gal4/UAS permite expresar cualquier proteína de interés in vivo,
en Drosophila melanogaster, en lugares y momentos del desarrollo concretos.
Este sistema se basa en la utilización de líneas de moscas transgénicas, y
aunque se utiliza específicamente en Drosophila, ha servido de base para la
creación de otros sistemas transgénicos de expresión inducible de genes que
se utilizan en el estudio de la fisiología de vertebrados. Aunque
utilizaremos este sistema con diferentes aplicaciones a lo largo de toda la
asignatura, el primer contacto con él consistirá en usarlo para marcar
diferentes tipos celulares y/o estructuras del sistema nervioso de
Drosophila, tanto en larva como en adulto, utilizando diferentes versiones
de la proteína reportera fluorescente Green Fluorescente Protein (GFP) o de
la enzima beta-Galactosidasa. Para ello, los alumnos deberán realizar
disecciones de sistema nervioso larvario o adulto, procesarlo según el tipo
de proteína reportera, y observarlo y fotografiarlo utilizando el
microscopio óptico de fluorescencia y de luz transmitida. THE Gal4/UAS SYSTEM: its application to the study of the anatomy of the
Drosophila nervous system.
Through the Gal4/UAS system, any protein of interest can be expressed in
vivo in specific spatial and temporal patterns in Drosophila melanogaster.
Based on this transgenic system, other systems of inducible gene expression
have been developed in vertebrates. Although this system will be used
throughout the course in different contexts, students will first use it to
label different cell types and/or structures of the Drosophila nervous
system, with various reporter proteins such as the Green Fluorescent
Protein (GFP) and beta-Galactosidase. For this purpose, students will
dissect both larval and adult fly nervous systems, process them
accordingly, and observe and take photographs with an optical microscope
using fluorescent and transmitted light. 2. ENSAYOS DE COMPORTAMIENTO DE Drosophila melanogaster: utilización en
mutagénesis clásica y en el estudio de redes neuronales implicadas en
comportamientos específicos. Drosophila melanogaster presenta comportamientos estereotipados, que pueden
ser modificados por la experiencia. En el laboratorio, estos
comportamientos pueden estudiarse, ya que dan respuestas reproducibles
cuando se analizan en poblaciones homogéneas grandes. Diferentes
manipulaciones genéticas modificarán de manera definida esta respuesta. Con
esta práctica, se pretende que el alumno se familiarice con el tipo de
ensayos comportamentales que se utilizan para estudiar los componentes
moleculares y neuronales implicados en la fisiología del sistema nervioso.
Los alumnos verán el efecto de las mutaciones en los genes para (canal de
Na+ dependiente de voltaje) y shi (Dinamina) sobre la actividad locomotora
del adulto. Además, se realizará una aplicación funcional del sistema
Gal4/UAS, que consistirá en utilizar esta técnica para suprimir la
comunicación neuronal en un tipo específico de neuronas de la vía olfativa,
y analizar cómo se ve afectada la respuesta olfativa del adulto BEHAVIOURAL ASSAYS IN Drosophila melanogaster: applications in classical
mutagenesis and in the study of neuronal networks involved in specific
behaviors.
Drosophila melanogaster dispalys stereotyped behaviours that can be
modified by experience. These behaviours are amenable for laboratory
analysis, because they give reproducible responses when studied in large,
homogeneous populations. Different genetic manipulations will result in
defined alterations of these responses. In this module, alumni will be
introduced to the behavioural assays commonly used to study the molecular
and cellular components involved in the physiology of the nervous system.
Students will observe how mutations in the genes para (voltage-gated Na+
channel) and shi (Dynamin) affect adult locomotor activity. In addition,
the Gal4/UAS system will be applied to suppress inter-neuronal
communication in specific cellular components of the olfactory pathway, and
students will analyze how this manipulation alters the adult olfactory
response. 3. LA UNIÓN NEUROMUSCULAR LARVARIA (NMJ): estudio del papel del Ca2+ y la
Dinamina (shi) en el proceso de reciclaje de las vesículas sinápticas. La unión neuromuscular (NMJ) es la zona de contacto sináptico entre la
motoneurona y el músculo. Como en cualquier otra sinapsis, el
funcionamiento básico de la unión neuromuscular está evolutivamente
conservado, lo que ha permitido que la NMJ de Drosophila sea un sistema
ideal para estudiar genes implicados en la comunicación neuronal. En esta
práctica, los alumnos utilizarán una técnica de muy reciente implantación
(el marcador fluorescente FM4-64) que permite visualizar in vivo y en
tiempo real el proceso de exocitosis y endocitosis de las vesículas
sinápticas, y de esta manera estudiarán el papel del Ca2+ en este proceso,
y lo analizarán en mutantes con la proteína Dinamina defectuosa (shi).
Además, mediante un protocolo de immunofluorescencia típico, lo alumnos
observarán la morfología de la NMJ y estudiarán la localización subcelular
de la proteína Dinamina en el terminal axónico.
THE LARVAL NEUROMUSCULAR JUNCTION (NMJ): studying the role of Ca2+ and
Dynamin (shi) in the process of synaptic vesicle recycle. The neuromuscular junction is the area of communication between a motor-
neuron and a muscle. Like in any other synapse, the basic functional
mechanisms of the NMJ are evolutionary conserved, making the Drosophila NMJ
an ideal system to study genes implicated in neuronal communication. In
this module, alumni will use a recently established technique (the
fluorescent marker FM4-64) that enables in vivo visualization of synaptic
vesicle exocytosis and endocytosis, and will both study the role of the
Ca2+ ion in this process and analyze it in mutants