Metody inżynierii genetycznej 2600-DM-MIG-2-S2

Celem pierwszej części wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych jest przekazanie studentom najnowszej wiedzy dotyczącej wieloetapowego procesu kreowania roślin transgenicznych oraz potencjalnych problemów towarzyszących transgenizacji roślin. Scharakteryzowana zostanie budowa konstruktów genetycznych wprowadzanych do komórek roślinnych, pośrednie i bezpośrednie metody transformacji roślin, molekularny mechanizm transformacji roślin za pomocą Agrobacterium, selekcja transformntów i analiza poziomu ekspresji i lokalizacji transgenu u wybranych roślin transgenicznych. Ponadto, będą omówione przykładowe geny reporterowe (GUS i GFP), jako narzędzia do wizualnej lokalizacji transgenu w komórkach roślinnych oraz znaczenie roślin transgenicznych w badaniach naukowych i gospodarce. W trakcie zajęć laboratoryjnych Studenci nabędą umiejętności w zakresie konstruowania transgenu i klonowania do Agrobacterium. Zapoznają się z różnorodnymi metodami umożliwiającymi wprowadzenie obcych genów do genomu roślinnego oraz opanują manualnie techniki transformacji roślin z zastosowaniem Agrobacterium tumefaciens. Ponadto, nabędą praktyczne umiejętności w zakresie analizy i selekcji regenerantów oraz transformantów, a także detekcji GMO.
Celem drugiej części wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych jest przekazanie studentom najnowszej wiedzy z zakresu rekombinacji/edycji genomu organizmów pro- i eukariotycznych. We wstępie omówione zostaną wybrane elementy organizacji genomu u pro- i eukariota oraz mechanizmy rekombinacji i naprawy DNA u porkariota. Studenci zapoznają się z: (i) działaniem systemu restrykcja-modyfikacja oraz praktycznym wykorzystaniem jego elementów w procesie rekombinacji DNA, (ii) charakterystyką rekombinaz serynowych i tyrozynowych oraz molekularnymi mechanizmami ich działania, (iii) przebiegiem procesu rekombinacji homologicznej in vivo w komórkach E. coli. Ponadto, omówiony zostanie mechanizm mutagenezy ukierunkowanej ze szczególnym uwzględnieniem budowy oraz sposobu działania: meganukleaz, nukleaz miejscowo-specyficznych z domeną palca cynkowego – ZNF oraz TALE. Charakterystyka systemu nabytej odporności mikroorganizmów obejmie klasyfikację systemów CRISPR-CAS oraz opis jego działania. Przedstawione zostaną modyfikacje systemu CRISPR-CAS warz z praktycznym aspektem wykorzystania procesu edycji genomu bakterii i zwierząt w badaniach naukowych oraz biotechnologii.
W trakcie ćwiczeń laboratoryjnych Studenci przeprowadzą rekombinację sekwencji wektora plazmidowego fragmentem DNA niosącym gen markerowy. Ponadto wykonana zostanie edycja genomu polegającą na usunięciu mutacji w sekwencji GFP obecnej w genomie reporterowej linii komórkowej.