In Vitro Συστήματα Συνθετικής Βιολογίας

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Γνώσεις και Κατανόηση

• Εξήγηση σε προχωρημένο επίπεδο των μοριακών, γενετικών, βιοχημικών και μηχανικών αρχών που διέπουν το σχεδιασμό και τη λειτουργία των συνθετικών βιολογικών συστημάτων.
• Κατανόηση και κριτική αξιολόγηση των σύγχρονων τεχνολογιών επεξεργασίας και μηχανικής γονιδιώματος, καθώς και των αυτοματοποιημένων πλατφορμών βιολογίας.
• Βελτίωση της κατανόησής του/της για τη ζωή και επέκταση των γνώσεών του/της σχετικά με τις εφαρμογές των συνθετικών συστημάτων κυτταρικής ωρίμανσης στην περιβαλλοντική παρακολούθηση και τη βιοϊατρική μηχανική.
• Κατανόηση των προόδων εφαρμογής των μη φυσικών αμινοξέων σε τροποποιήσεις πρωτεϊνών, βιοφυσικούς ανιχνευτές, ενζυμική μηχανική, βιοϋλικά και παραγωγή βιοφαρμακευτικών πρωτεϊνών.
• Ενημέρωση σχετικά με τις εφαρμογές των βιοαισθητήρων χωρίς κύτταρα στην περιβαλλοντική παρακολούθηση και τη διάγνωση της υγείας.
• Κατανόηση της ικανότητας ανοχής ενός συστήματος χωρίς κύτταρα σε σύγκριση με αυτήν ενός κυτταρικού συστήματος.

Δεξιότητες

• Σχεδιασμός και εφαρμογή στρατηγικών για την κατασκευή συνθετικών γενετικών κυκλωμάτων, μεταβολικών δικτύων και μηχανικών βιολογικών συστημάτων. • Εφαρμογή πειραματικών τεχνικών στη μοριακή βιολογία, τη μηχανική γονιδιώματος και αυτοματοποιημένων πλατφορμών υψηλής απόδοσης για την ανάπτυξη νέων βιοτεχνολογικών εφαρμογών
• Σχεδιασμός και αξιολόγηση εφαρμογών συνθετικής βιολογίας στη βιοϊατρική, τη βιομηχανική βιοτεχνολογία, τη γεωργία και το περιβάλλον.
• Εφαρμογή του πλαισίου Σχεδιασμός-Κατασκευή-Δοκιμή-Μάθηση (DBTL) στην ανάπτυξη και βελτιστοποίηση συνθετικών βιολογικών συστημάτων.
• Ικανότητα σχεδιασμού μεταβολικών οδών για την παραγωγή επιθυμητών προϊόντων.
• Υπερνίκηση ή δυνατότητα αντιμετώπισης τρεχουσών προκλήσεων στις περιβαλλοντικές και βιοϊατρικές επιστήμες
• Ικανότητα σχεδιασμού και σύνθεσης μη φυσικών πρωτεϊνών, πεπτιδίων, σύνθετων πρωτεϊνών και βιοαισθητήρων.

Ικανότητες

• Σχεδιασμός και ανεξάρτητη διεξαγωγή ερευνητικών έργων στη συνθετική βιολογία, εφαρμόζοντας σύγχρονες πειραματικές μεθοδολογίες.
• Κριτική αξιολόγηση της επιστημονικής βιβλιογραφίας και ενσωμάτωση νέων ερευνητικών ευρημάτων στο σχεδιασμό βιολογικών συστημάτων.
• Ενσωμάτωση αρχών υπεύθυνης καινοτομίας, βιοηθικής, βιοασφάλειας και βιοπροστασίας στην έρευνα και την ανάπτυξη βιοτεχνολογικών εφαρμογών.
• Αποτελεσματική συνεργασία σε διεπιστημονικές ομάδες που συνδυάζουν βιολογία, μηχανική, επιστήμη υπολογιστών και χημεία.

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Εισαγωγή στη Συνθετική Βιολογία Χωρίς Κύτταρα
• Μεταγραφή-μετάφραση in vitro με χρήση κυτταρικών λυμάτων
• Συνθετικά οργανίδια και η εφαρμογή τους στην ιατρική
• Μεταβολική Μηχανική Χωρίς Κύτταρα για την παραγωγή φαρμακευτικών προδρόμων
• Μεταβολική Μηχανική Χωρίς Κύτταρα για την παραγωγή βιοκαυσίμων
• Παρουσιάσεις σε λέσχες περιοδικών για το συνθετικό σύστημα χωρίς κύτταρα

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

• Cell free Synthetic biology SPRINGER BRIEFS IN APPLIED SCIENCES AND TECHNOLOGY Yuan Lu
• Cell-free synthetic biology: Engineering in an open world. Synth Syst Biotechnol. 2017 Mar 3;2(1):23-27. doi: 10.1016/j.synbio.2017.02.003. PMID: 29062958; PMCID: PMC5625795.
• The New Age of Cell-Free Biology. Noireaux V, Liu AP. Annu Rev Biomed doi: 10.1146/annurev-bioeng-092019-111110. PMID: 32151150.