Fundamentos de bioloxía sintética

A materia familiarizará aos estudantes cos fundamentos e temas de investigación no campo da bioloxía sintética. Ademais permitiralles obter coñecementos suficientes de técnicas tanto experimentais como teóricas para poder progresar de forma autónoma no campo da bioloxía sintética.
Tamén se espera que aprecien o enfoque multidisciplinar necesario para comprender e optimizar os procesos biolóxicos fundamentais, e para achegar solucións integradas a problemas relevantes en biotecnoloxía e biomedicina co fin de mellorar o medio ambiente e a saúde.
Finalmente, a materia brinda unha descrición xeral completa de conceptos clave e desenvolvementos de vangarda en bioloxía sintética, o que garante unha comprensión profunda para os estudantes do programa.

TEORÍA (20 horas presenciais)
1. Métodos de bioingeniería e tecnoloxías facilitadoras
2. Bioingeniería: deseño de novas circuítos xenéticos e biosensores.
3. Virus recombinantes, cromosomas sintéticos e organismos mínimos.
4. Xenobiología: Código xenético expandido, proteínas sintéticas
5. Enxeñería do metabolismo e a sinalización en plantas.
6. Plantas como biofactorias, biofortificación e nutricéticos.
7. Bioloxía sintética e adaptación a #o #estrés biótico e abiótico.

Estes contidos estruturaranse da seguinte forma:

Sección I. Introdución á bioloxía sintética
Que é a bioloxía sintética?
Ideais de bioingeniería e bioloxía sintética
Retos da bioloxía sintética

Sección II. Métodos de bioingeniería e tecnoloxías facilitadoras
Bioloxía sintética clásica
Desenvolvemento de pezas biolóxicas estándar
Cromosomas sintéticos e organismos mínimos semi-sintéticos
Código xenético expandido, proteínas sintéticas

Sección III. Aplicacións dos sistemas biolóxicos artificiais
Deseño de novos circuítos xenéticos e biosensores
Exemplos de aplicacións de bioloxía sintética
Impacto social da bioloxía sintética

Sección IV. Conceptos avanzados en bioloxía sintética: da xenobiología á enxeñería de proteínas
Introdución á xenobiología
Deseño e Enxeñería Racional de Proteínas con propiedades e funcións desexadas.
Métodos para a síntese e modificación de proteínas.
Estratexias de evolución dirixida e enxeñería de proteínas

Sección V. Aplicación da bioloxía sintética e adaptación das plantas ao cambio climático
Enxeñería metabólica para a produción de biomoléculas sintéticas
Aplicacións industriais da bioloxía sintética
Tendencias emerxentes: adaptación ao medio ambiente

SEMINARIOS (9 horas presenciais)
Os seminarios tratarán temas complementarios aos contidos das clases expositivas (7) e servirán para introducir e avaliar contidos estudados nas sesións prácticas (2). As actividades estarán dirixidas a promover a participación dos alumnos.

PRÁCTICAS (6 horas presenciais)
Proxecto de expresión de cromoproteínas en bacterias. Uso de cromoproteínas como lecturas sinxelas da expresión génica, utilizando clonación BioBrick como tecnoloxía crave da bioloxía sintética.

TITORÍA (1 h)
Actividade formativa dirixida ao asesoramento dos estudantes. Permitirá realizar cuestionarios preparatorios para as probas de avaliación que axudarán aos estudantes para valorar a súa comprensión dos contidos da materia.

Bibliografía básica
- Fundamentals of Systems Biology. From Synthetic Circuits to Whole-cell Models, Markus W. Covert, CRC Press, 2015.
- Darren N. Nesbeth, Synthetic Biology Handbook, CRC Press, 2016.
- Natalie Kuldell PhD., Rachel Bernstein, Karen Ingram, Kathryn M Hart Synthetic Biology in the Lab, BioBuilder, June 2015.
- Synthetic Biology_ A Primer -- Geoff Baldwin et al_ -- Revised, 2015
- Synthetic Biology_ From iGEM to the Artificial Cell -- Manuel Porcar, Juli Peretó, Springer 2014.
- Joachim Boldt, Synthetic Biology. Metaphors, Worldviews, Ethics, and Law, Springer VS,Wiesbaden , 2016.

Competencias
Comp02 - Desenvolver unha capacidade de liderado que permita ofrecer solucións oportunas e creativas en situacións profesionais complexas TIPO: Competencias
Comp03 - Desenvolver a capacidade de identificar e corrixir as desigualdades por razóns de xénero, socioeconómicas e actuar con profesionalidade rexéndose por principios éticos, de rigor científico e de desenvolvemento sostible TIPO: Competencias
Comp04 - Que os estudantes saiban aplicar os coñecementos teóricos-prácticos dunha forma profesional e sexan competentes no formulación/resolución de problemas tanto en contextos académicos como profesionais relacionados coas Biociencias Moleculares TIPO: Competencias
Comp05 - Colaborar en equipos interdisciplinares en calquera ambiente de traballo, partindo do coñecemento da contorna e da normativa legal vixente TIPO: Competencias
Comp06 - Desenvolver a capacidade de aprender de forma autónoma con iniciativa e espírito emprendedor TIPO: Competencias
Comp07 - Que os estudantes teñan a capacidade de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro da súa área de estudo) para emitir xuízos que inclúan unha reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica ou ética TIPO: Competencias
Con03 - Coñecer os fundamentos e aplicacións dos principais métodos experimentais avanzados e técnicas analíticas e moleculares de vangarda utilizados no ámbito de estudo das Biociencias Moleculares TIPO: Coñecementos ou contidos
Habilidades/destrezas
H/D06 - Interpretar resultados experimentais e identificar elementos consistentes e inconsistentes TIPO: Habilidades ou destrezas
H/D07 - Aplicar principios de enxeñería ao deseño e construción de novos compoñentes biolóxicos ou roteiros metabólicas ou de sinalización TIPO: Habilidades ou destrezas
H/D08 - Aplicar os coñecementos adquiridos na planificación e implementación de proxectos de investigación TIPO: Habilidades ou destrezas
H/D09 - Aplicar adecuadamente os coñecementos e técnicas adquiridos para analizar unha situación ou concepto complexos e atopar unha maneira de liquidalos TIPO: Habilidades ou destrezas.

- Clases expositivas 20h: modalidade de ensino presencial. Os contidos de teoría impartiranse como clases maxistrais co apoio de material audiovisual, que estará dispoñible na aula virtual. A asistencia ás clases maxistrais non será avaliada. As sesións expositivas utilizaranse para introducir os contidos de forma ordenada sobre o estado actual dos contidos que conforman a guía docente da materia. O conxunto da actividade lectiva desenvolverase de forma presencial, interactuando o profesorado e o estudantado no mesmo espazo físico con axuda de medios audiovisuais e informáticos.

- Clases interactivas de Seminarios 9h: presenciais de 1 hora e de asistencia obrigatoria. Nestas sesións interactivas abordaranse e trataranse temas complementarios aos contidos das clases expositivas e prácticas. Para iso, exporanse actividades e casos prácticos dirixidos a promover a participación dos alumnos para adquirir competencias mediante a discusión e a resolución de problemas utilizando programas, aplicacións e bases de datos relevantes para a materia.

- Clases interactivas de laboratorio 6h: presenciais, organizadas en 3 sesións de 2 horas que se desenvolverán de forma continuada durante 1 semana. A asistencia ás clases prácticas é obrigatoria e imprescindible para superar a materia. O rendemento avaliarase mediante unha proba escrita.

- Titoría 1h: A titoría en grupo será obrigatoria e utilizarase para orientar aos alumnos sobre aspectos concretos da aprendizaxe, resolver dúbidas que se poidan expor e para realizar cuestionarios preparatorios de probas de avaliación. As actividades de titoría non serán avaliables.

Exame final: Constituirá un 80% da nota final. No exame de teoría será presencial. Avaliaranse os contidos das clases teóricas e combinará preguntas tipo test, preguntas curtas e de desenvolvemento. É necesario alcanzar unha nota de mínima de 5 de 10 puntos no exame de teoría para poder sumar a nota da avaliación continua.

Avaliación continua: Sumará un 20% da nota final. Estará composta por:
- Seminarios: 5%. Cuestionarios avaliables sobre o contido dos seminarios ou outras actividades programadas. Estes cuestionarios realizaranse individualmente de forma asíncrona a través da aula virtual unha vez finalizado cada seminario. A realización destes cuestionarios non é obrigatoria.
- Actividades laboratorio 15%. A asistencia á totalidade das clases de laboratorio é obrigatoria para poder aprobar a materia. Realizarase unha proba escrita sobre as prácticas e será necesario obter o 40% da puntuación asignada para superar a materia. Esta proba poderá ser repetida co exame de teoría no caso de que non se alcanzou neste apartado a puntuación mínima.

Segunda oportunidade: Os alumnos serán avaliados da mesma forma que na primeira oportunidade, aplicándose os mesmos porcentaxes de valoración. Aqueles alumnos que non superasen o exame das actividades de laboratorio poderán repetir a correspondente proba escrita na segunda oportunidade.

Para aqueles alumnos que non superen a materia, manterase a nota dos seminarios durante 2 cursos. Os repetidores non terán obrigación de volver realizar as prácticas de laboratorio, aínda que a nota manterase soamente durante 2 cursos académicos, despois dos cales deberán repetir o exame de prácticas.

No exame final avaliaranse as competencias e habilidades/destrezas: Comp04, Comp06, Con03
Na realización das prácticas: Comp02, Comp03, Comp04, Comp05, Comp06, Con03, H/D06, H/D07, H/D08, H/D09.
No traballo realizado nos seminarios: Comp02, Comp04, Comp06, Comp07, Con03, H/D06, H/D07, H/D08, H/D09.

Horas presenciais: 39 horas totais.
- Teóricas: 20 horas
- Seminarios: 9 horas
- Prácticas: 6 horas
- Titorías: 1 horas
- Avaliación: 3 horas

Traballo persoal do alumnado 76,5

- Asistencia e seguimento continuo da docencia.
- Apoio bibliográfico orientado á preparación e ao estudo da materia.
- É aconsellable levar ao día os contidos da materia para facilitar a comprensión das novas sesións dado a orde crecente de dificultade dos contidos.
- A titoría programada permitirá realizar cuestionarios preparatorios de probas de avaliación.

Todo o material audiovisual utilizado nas clases maxistrais, seminarios e laboratorio estará dispoñible na aula virtual. Non se resolverán dúbidas por correo electrónico.

Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas, será de aplicación o recolleito na Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións.

Impartiranse os contidos da materia en galego, español e inglés.