Biologia Sintética

Objetivos

Esta UC irá dotar os alunos de competências fundamentais para a investigação em biologia sintética, oferecendo uma introdução a este domínio em franca expansão. Em particular, o curso familiarizará os alunos com ferramentas para síntese e engenharia sintética de estirpes/enzimas/consórcios visando o seu melhor desempenho em processos biotecnológicos de interesse. Serão discutidas ainda aplicações específicas da área no contexto da Biotecnologia Industrial ou da Saúde, e as implicações éticas do desenvolvimento da área.

Programa

1. O passado/presente da biologia de sistemas e da biologia sintética; ferramentas de biologia molecular para a engenharia/edição de genes/genomas e modelação metabólica e genética; 2. Ferramentas avançadas para construção/reconstrução de sistemas biológicos: a) métodos low cost de síntese de DNA para "assembly" de genes/genomas/vias sintéticas; b) métodos avançados de engenharia/reprogramação do genoma; c) engenharia de circuitos genéticos/genómicos; d) engenharia metabólica baseada em controlo transcricional, translacional, pós-traducional e epigenético; e) biossensores moleculares como ferramentas para fenotipagem e identificação de catalisadores (enzimas ou estirpes) com melhor desempenho; f) consórcios microbianos sintéticos; g) biologia sintética "cell-free"; 3. Aplicações da biologia sintética nos domínios médico e farmacêutico: p.e. circuitos de DNA sintético para diagnóstico/terapias, biomateriais vivos e auto-implantados para transplantes

Pré Requisitos

Os alunos que frequentam este curso devem ter conhecimentos básicos de Biologia Molecular, Bioquímica e Engenharia Genética. Para os alunos com licenciatura não relacionada com as Ciências da Vida, recomenda-se a frequência das unidades curriculares "Introdução às Ciências Biológicas" e "Biotecnologia Molecular"

Competências Transversais

Esta UC tem como objetivo promover as competências transversais abaixo detalhadas, cuja avaliação representa 15% da nota do curso: 1- Pensamento crítico e resolução de problemas: as aulas práticas e flipped-classes, juntamente com a apresentação do poster, colocarão os alunos em contacto com "bottlenecks" relevantes para os quais terão de conceber e compreender as estratégias adequadas oferecidas pela Syn Biol. para os solucionar; 2- Competências interpessoais: as aulas laboratoriais, as aulas invertidas e a apresentação de posters poderão envolver trabalho em grupo, exigindo o desenvolvimento de competências de liderança, trabalho em equipa e gestão de conflitos. As competências de comunicação oral e escrita serão estimuladas através dos documentos escritos e da apresentação oral prevista para a UC. 3 - Cidadania global: As propostas de problemas abordadas na UC têm como objetivo a resolução de problemas com forte impacto societal

Componente Laboratorial

As aulas práticas serão leccionadas num formato misto que inclui actividades "in silico" e "wet lab": - Introdução à modelação de redes metabólicas e pesquisa de vias metabólicas new-to-nature (in silico); - Clonagem de vias metabólicas sintéticas utilizando BioBricks (wet-lab); - Ferramentas in silico para prospeção e engenharia de vias metabólicas/enzimas (in silico) - Avaliação do desempenho (ortogonalidade, sensibilidade, especificidade e capacidade de resposta) de biossensores moleculares com base na simulação da estrutura de proteínas e da sua interação com ligandos (wet-lab e in silico);

Componente de Programação

O curso envolverá a utilização de múltiplas ferramentas computacionais para a modelização de redes metabólicas (por exemplo, CobraPy) ou ferramentas usadas para a previsão de estruturas 3D (por exemplo, AlphaFold) e interação com ligandos utilizando Molecular Docking.

Princípios Éticos

Todos os membros de um grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação, todo aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.