Disciplina Curricular
Fábricas Celulares Microbianas FCM
Mestrado Integrado em Engenharia Biológica - MEBiol 2006
Contextos
Grupo: MEBiol 2006 > 2º Ciclo > Opções
Período:
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
A disciplina tem como objectivo familiarizar os alunos com as abordagens e as tecnologias mais modernas que são usadas para a engenharia de micróbios tendo em vista a sua aplicação em processos biotecnológicos de elevado impacto societal. A utilização de estratégias de engenharia genética e genómica em diferentes bioprocessos (como a produção de biocombustíveis ou de biopolímeros) serão objecto de detalhe, explorando para tal a disponibilidade hoje existente de um grande número de sequências genómicas. Os conceitos subjacentes à modelação metabólica à escala do genoma serão também abordados, assim como os métodos usados para a prospecção de vias bioquímicas “new-to-nature” quepermitam conduzir processos que até hoje não são feitos por via microbiana, numa perspectiva de biologia sintética. Finalmente, os métodos usados para o screening high-throughput das estirpes com melhor performance serão também abordados, com ênfase para a utilização de biossensores moleculares. As vantagens, limitações e dificuldades destas abordagens serão colocadas em contextos com as suas aplicações reais através da apresentação e discussão de trabalhos de investigação publicados na literatura (ministrados pelos docentes ou por oradores convidados) e também através da realização de pequenos projectos de investigação conduzidos pelos próprios alunos.
Programa
1. Overview das vias metabólicas principais com impacto em engenharia metabólica de micróbios 2. Utilização da simulação in silico baseada em constraints como forma de obter estirpes metabolicamente mais eficientes. Conceito de flux-balance analysis e exploração de algoritmos de optimização. 3. Modelação de redes genéticas e sua utilização em engenharia metabólica 4. Uso da biologia sintética como forma de introduzir vias new-to-nature para a condução de novos processos biotecnológicos com relevância industrial. Conceitos de promiscuidade enzimática, prospecção de vias metabólicas. Discussão de casos de relevo explorando as abordagens estudadas. 5. Estratégias de engenharia genética e genómica para melhorar a performance de estirpes microbianas: evolução dirigida, genome shuffling, phenomics e metabolomics como meios de obter informação para a edição genética/genómica. Estratégias de engenharia metabólica visando o balanço de cofactores, a manutenção do potencial redox ou a razão substrato-produto. Engenharia de transportadores. 6. Estratégias high-throughput para a fenotipagem de estirpes baseadas no uso de biosensores. Tipos de biosensores e propriedades a otimizar. Conceitos de ortogonalidade, dynamic range e linearidade de um biosensor. Discussão de casos de estudo.
Metodologia de avaliação
The final grade of this course results from the execution of a small research project (performed with tutorial supervision from the responsible teachers) whose strategy and results are presented and discussed with the class (60% of the final grade) along with the execution of 3 reports describing the results obtained in the practical classes (40% of the final grade).