Animales transgénicos
Código: 101925 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2501230 Ciencias Biomédicas | OT | 4 | 0 |
Contacto
- Nombre:
- Maria Fátima Bosch Tubert
- Correo electrónico:
- Fatima.Bosch@uab.cat
Uso de idiomas
- Lengua vehicular mayoritaria:
- catalán (cat)
- Algún grupo íntegramente en inglés:
- No
- Algún grupo íntegramente en catalán:
- Sí
- Algún grupo íntegramente en español:
- No
Equipo docente
- Miguel García Martínez
- Anna Maria Pujol Altarriba
- Ivet Elias Puigdomenech
- Verónica Jiménez Cenzano
Prerequisitos
No existen prerrequisitos para cursar esta asignatura. Sin embargo, es aconsejable para facilitar el buen seguimiento de la materia y el logro de los resultados de aprendizaje planteados que el alumno tenga conocimientos previos de Biología Celular, Genética, Biología Molecular y Tecnología del DNA Recombinante.
Es aconsejable también que los estudiantes tengan conocimiento de inglés para poder utilizar fuentes de información del campo.
Objetivos y contextualización
Los objetivos de la asignatura de Animales Transgénicos se centrarán en proporcionar al alumno conocimientos en transgénesis animal y tecnologías asociadas. Así, los contenidos de la materia serán: Descripción y tipos de animales transgénicos; Estudio de las diferentes metodologías utilizadas para obtener animales transgénicos, de diferentes especies, que permitan la sobre-expresión de genes o bien el bloqueo o modificación de genes endógenos de forma ubicua o específica de tejido y/o inducible; Establecimiento y gestión de colonias de animales transgénicos, criopreservación de embriones y esperma, IVF, rederivación sanitaria; Aspectos e implicaciones éticas de la generación y utilización de animales transgénicos; Legislación vigente relacionada con la experimentación animal; Aplicaciones de la transgénesis en animal en el campo de la biomedicina, la biotecnología y la ganadería.
Competencias
- Demostrar que conoce y comprende las técnicas relacionadas con las tecnologías genéticas y de la reproducción.
- Introducir cambios en los métodos y los procesos del ámbito de conocimiento para dar respuestas innovadoras a las necesidades y demandas de la sociedad.
- Leer y criticar artículos científicos originales y de revisión en el campo de la biomedicina, y ser capaz de evaluar y elegir las descripciones metodológicas adecuadas para el trabajo de laboratorio biomédico.
- Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
- Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.
- Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
- Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
- Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
- Trabajar como parte de un grupo junto con otros profesionales, comprender sus puntos de vista y cooperar de forma constructiva.
Resultados de aprendizaje
- Buscar y gestionar la información procedente de diversas fuentes.
- Explicar y aplicar las técnicas de intervención sobre gametos y embriones.
- Interpretar las bases de la transgénesis en animales, las técnicas para la generación de animales manipulados genéticamente y los métodos para su estudio.
- Introducir cambios en los métodos y los procesos del ámbito de conocimiento para dar respuestas innovadoras a las necesidades y demandas de la sociedad.
- Leer textos especializados tanto en lengua inglesa como en las lenguas propias.
- Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
- Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.
- Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
- Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
- Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
- Reconocer y distinguir los principios éticos y la legislación vigente en relación a la manipulación genética animal y la experimentación animal, la terapia génica y las técnicas de reproducción, en su aplicación a la biomedicina.
- Trabajar como parte de un grupo junto con otros profesionales, comprender sus puntos de vista y cooperar de forma constructiva.
Contenido
En las clases de teoría se impartiran los siguientes contenidos o temario:
TEMA 1
Introducción a las técnicas de manipulación genética animal. Animales transgénicos: definición y tipos. El ratón como modelo en biomedicina. Ventajas.
TEMA 2
Obtención de animales transgénicos por adición de transgenes. Preparación del constructo de ADN o transgén. Recolección de los embriones. Microinyección de ADN al pronúcleo de embriones de una célula. Transferencia de los embriones manipulados a hembras receptoras. Análisis del genotipo de los animales modificados genéticamente. Integración y transmisión del carácter a la progenie. Animales mosaico. Expresión del transgén y fenotipo.
TEMA 3
Diseño y obtención de genes quiméricos/transgenes: promotores, sistemas inducibles, Insulator, enhancers. Análisis de la expresión del transgén in vitro: Técnicas para la introducción de ADN exógeno en células en cultivo. Transfecciones transitorias y estables. BACs y YACs.
TEMA 4
Obtención de animales transgénicos de granja. Integración de nuevos carácteres de interés ganadero. Aplicaciones biotecnológicas. Producción de proteínas de interés farmacéutico en la glándula mamaria. Animales transgénicos para xenotransplante.
TEMA 5
Obtención de animales transgénicos con vectores virales (lentivirus). Obtención de animales transgénicos a través del esperma.
TEMA 6
Mutagénesis dirigida en animales mediante células madre embrionarias (ES cells). definición de ES cells, propiedades, obtención y cultivo. Reprogramación y Induced pluripotent stem cells (iPS cells).
TEMA 7
Obtención de animales Knockout/in por recombinación homóloga en ES cells o Gene tergeting. Diseño de vectores de recombinación. Recombinación homóloga. Selección de clones de ES cells recombinantes.
TEMA 8
Obtención de ratones quimera por inyección de ES cells recombinantes en blastocistos, inyección/agregación de embriones de 8 células, inyección/agregación de embriones tetraploides. Obtención de ratones Knockout/in heterocigotos y homocigotos. Aplicaciones.
TEMA 9
Animales Knockout/in Condicionales: Sistemas de recombinasa (Cre-LoxP, FLP-FRT). Animales Knockout/in específicos de tejido. Animales Knock-out/in inducibles; sistemas inducibles; control transcripcional y control post-transcripcional. Ventajas y limitaciones. Aplicaciones.
TEMA 10
Mutagénesis al azar por Gene Trap. Vectores y tecnología Gene Trap. Aplicaciones.
TEMA 11
Utilización de transposones para transgénesis por adición.
Nuevas Tecnologías: Generación de animales Knockout/in mediante Edición Genómica utilizando Zing Finger Nucleasas, TALENs o CRISPR-Cas9. Ventajas y Limitaciones. Aplicaciones.
TEMA 12
Obtención de Animales Clónicos: Transferencia de núcleos. Aspectos mecánicos e implicaciones biológicas de la transferencia de núcleos. Reprogramación. Aplicaciones. Ventajas para la obtención de animales de granja transgénicos. Clonación terapéutica.
TEMA 13
Establecimiento y mantenimiento de colonias/líneas de ratones y ratas transgénicos y Knockout/in. Nomenclatura. Fenotipo: afectaciones debidas a la técnica de transgénesis, factores ambientales y fondo genético.
TEMA 14
Técnicas de apoyo en la gestión de colonias de animales modificados genéticamente: criopreservación de embriones y esperma. Fecundación in vitro (IVF). Rederivación sanitaria. Transferencia de ovarios.
TEMA 15
Estabulación y manipulación de los animales transgénicos. Legislación actual sobre manipulación génica animal y sobre experimentación animal.
TEMA 16
Aspectos éticos. Comités de Ética yde Experimentación Animal. Impacto Social. Patentes.
TEMA 17
Grandes Consorcios Internacionales de mutagénesis en ratón. Centros de análisis de fenotipo a gran escala: "Mouse Clinics"
TEMA 18
Obtención de peces transgénicos. Aplicaciones biotecnológicas.
TEMA 19
Utilización de animales transgénicos para el estudio de enfermedades (I): Diabetes mellitus. Obesidad. Utilización de animales transgénicos para el desarrollo de nuevos protocolos de terapia génica para estas enfermedades.
TEMA 20
Utilización de animales transgénicos para el estudio de enfermedades (II): Cáncer. Estudio de oncogénesis y anti-oncogénesis en animales transgénicos.
TEMA 21
Utilización de animales transgénicos para el estudio de enfermedades (III): Modelos de enfermedades hereditarias.
TEMA 22
Utilización de animales transgénicos en las Neurociencias. Utilización de animales transgénicos en el campo de la Inmunología.
En las clases de prácticas se plantea cómo se diseña y se obtienen diferentes tipos de animales transgénicos y mutantes Knockout y Knockin, como se establece y gestiona una colonia de ratones transgénicos y como se analiza el genotipo de los animales modificados genéticamente. También se realizan diferentes experimentos de análisis de fenotipo de modelos de animales transgénicos. Utilizando un modelo de ratón transgénico se realiza un experimento de análisis de fenotipo invivo.
Contenido de las prácticas de laboratorio:
- Generación de animales transgénicos y Knockout/in. Vídeos relacionados.
- Diseño de transgenes, de vectores de recombinanción para gene targeting y de los componentes del sistema CRISPR/Cas9.
- Manipulación y cultivo in vitro de embriones pre-implantacional
- Análisis de Genotipo. Establecimiento de colonias de ratones transgénicos y knockout/in.
- Análisis de Fenotipo: técnicas de histopatología, necropsia, experimento in vivo.
*A menos que las restricciones impuestas por las autoridades sanitarias obliguen a una priorización o reducción de estos contenidos.
Metodología
La asignatura de Animales Transgénicos consta de clases teóricas, clases prácticas, y presentaciones orales de trabajos tutorizados. Las actividades formativas de la asignatura se complementan.
Clases de Teoría
El contenido del programa de teoría será impartido principalmente por el profesor en forma de clases magistrales con soporte audiovisual. Las presentaciones utilizadas en clase por el profesor estarán a disposición de los alumnos en el Campus Virtual/Moodle de la asignatura. Estas sesiones expositivas constituirán la parte más importante del apartado de teoría. Se aconseja que los alumnos consulten de forma regular los libros y enlaces recomendados en el apartado de Bibliografía de esta guía docente y en el Campus Virtual/Moodle para consolidar y clarificar, si es necesario, los contenidos explicados en clase.
Prácticas de laboratorio
Las clases prácticas están diseñadas para que los alumnos aprendan las metodologías de producción de animales transgénicos, establecimiento de colonias de animales y análisis de genotipo, y diseño y realización de diferentes análisis de fenotipo de modelos de animales transgénicos. Pretendemos que los alumnos puedan simular en unas prácticas la experiencia de realizar experimentos de diseño, obtención y estudio in vivo de modelos de ratones modificados genéticamente y vivan la emoción de la investigación que utiliza la tecnología de transgénesis en animales.
Se trata de 3 sesiones de 4h cada una (de 15ha19h), trabajando en grupos de 2-3 personas bajo la supervisión de un profesor responsable. Las fechas de los diferentes grupos de prácticas y los laboratorios se podrán consultar con la suficiente antelación en el Campus Virtual/Moodle de la asignatura.
La asistencia a las clases prácticas es obligatoria.
Durante las prácticas, los alumnos deberán responder un cuestionario. Tanto el Manual de Prácticas como el cuestionario estarán disponibles en el Campus Virtual/Moodle. En cada sesión de prácticas, es obligatorio que el estudiante lleve: su propia bata, un rotulador permanente y el Manual de Prácticas.
Presentaciones orales de trabajos:
Los alumnos prepararán y realizarán una presentación oral, ante la clase, de un trabajo de investigación actual, relacionado con la transgénesis animal y publicado en revistas científicas internacionales. La preparación de esta exposición será en grupos de 2 alumnos y será tutorizada. La exposición oral será de 10 minutos, repartidos equitativamente entre los integrantes del grupo, más 5 minutos para preguntas (total 15 minutos). El objetivo es que los alumnos se habitúen a la búsqueda de publicaciones científicas, su lectura e interpretación, y en su caso visión crítica, de gráficas, tablas y resultados, de manera guiada. Por otra parte, los alumnos también profundizarán en las aplicaciones actuales de la tecnología de animales transgénicos.
Tutoria:
Las presentaciones orales de trabajos están tutorizadas. Además, a petición de los alumnos se realizarán tutorías individuales a lo largo de la asignatura. El objetivo de estas sesiones será el de resolver dudas,repasar conceptos básicos y orientar sobre las fuentes de información consultadas y sobre cómo hacer una exposición científica en público.
*La metodología docente propuesta puede experimentar alguna modificación en función de las restricciones a la presencialidad que impongan las autoridades sanitarias.
Actividades
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases prácticas | 12 | 0,48 | 3, 11, 12 |
| Clases teóricas | 35 | 1,4 | 1, 2, 3, 5, 11 |
| Presentación oral de trabajos | 8 | 0,32 | 1, 2, 3, 5, 12 |
| Tipo: Supervisadas | |||
| Tutorías | 5 | 0,2 | 1, 3, 5, 12 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Presentación oral de trabajos | 10 | 0,4 | 1, 3, 5, 11, 12 |
| Tiempo de estudio individual | 74 | 2,96 | 1, 2, 3, 5, 11 |
Evaluación
Para superar la asignatura será imprescindible obtener una calificación final igual o superior a 5 puntos (sobre 10) y haber asistido a las prácticas. Las actividades de evaluación programadas son:
1.- Un examen teórico final
Contará un 50% de la nota final (5 puntos sobre 10). Consiste en un examen final, con preguntas tipo test (Verdadero o Falso), referentes a la materia impartida en las clases teóricas. Se requerirá obtener una nota mínima de 2,5 puntos sobre 5 en este examen para aprobar la asignatura.
Habrá un examen teórico de recuperación de la asignatura, con las mismas características que el examen teórico final, para los alumnos que no lo hayan superado.
2.- Un examen de las clases de prácticas de laboratorio
Contará un 15% de la nota final (1,5 puntos sobre 10). Consiste en un examen con preguntas tipo test (Verdadero o Falso). Se realizará al final del periodo de las clases de prácticas.
Para aprobar la asignatura, la asistencia a las clases prácticas es obligatoria.
3.- Ejercicio de autoaprendizaje
Contará un 10% de la nota final (1 punto sobre 10), Consiste en un ejercicio que el alumno deberá desarrollar por su cuenta. Estará disponible en el Campus Virtual a finales de abril.
4.- Presentación oral de trabajos de investigación
Contará un 15% de la nota final (1,5 puntos sobre 10). Se evaluará la presentación oral del trabajo a cada alumno de forma individual, así como la búsqueda bibliográficay el documento de apoyo audiovisual que hayan preparado en grupo.
5.- Asistencia a la presentación oral de trabajos de investigación
Contará hasta un 10% de la nota final (1 punto sobre 10). Se evaluará tanto la asistencia como la participación en las discusiones científicas de las sesiones, siguiendo el baremo:
Asistencia 90-100% = 1 punto
Asistencia 80-89% = 0,8 puntos
Asistencia 70-79% = 0,7 puntos
Asistencia 60-69% = 0,6 puntos
Asistencia 50-59% = 0,5 puntos
Asistencia 0-49% = 0 puntos
Un estudiante obtendrá la calificación de No Evaluable si el número de actividades de evaluación realizadas ha sido inferior al 50% de las programadas para la asignatura.
*La evaluación propuesta puede experimentar alguna modificación en función de las restricciones a la presencialidad que impongan las autoridades sanitarias.
Actividades de evaluación
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Asistencia a la presentación oral de trabajos de investigación | 10% | 0 | 0 | 3, 5 |
| Ejercicio de autoaprendizaje | 10% | 1 | 0,04 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 |
| Examen de las clases de prácticas de laboratorio | 15% | 1 | 0,04 | 1, 2, 3, 5, 11, 12 |
| Examen teórico final | 50% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 5, 11 |
| Presentación oral de trabajos de investigación | 15% | 1 | 0,04 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 |
Bibliografía
Bibliografía:
- Transgenic animals. Generation and use. L.M. Houdebine. Harwood Academic Publishers 1997.
- Mouse Genetics and Transgenics. A practical approach. Edited by: I.J. Jackson and C.M. Abbott. Oxford University Press. 2000. (www.oup.co.uk/PAS)
- Gene Targeting. A practical approach. Edited by: A.L. Joyner. Oxford University Press. 2000. (www.oup.co.uk/PAS)
- Manipulating the Mouse Embryo. A laboratory manual. (3rd Edition) Edited by: Andras Nagy et al. Cold Spring Harbor Laboratory Press. 2003.
- Transgenesis Techniques. Principles and Protocols. Edited by: Alan R. Clarke. Humana Press. 2002. (2nd Edition).
- Gene Knock-out Protocols. Edited by: Martin J. Tymms and Ismail Kola. Humana Press. 2001.
- Embryonic Stem Cells. Methods and Protocols. Edited by: Kursad Turksen. Humana Press. 2002.
- Human Molecular Genetics 2. T. Strachan i A.P. Read. John Wiley & Sons, Inc., Publication. 1999.
- Advanced Protocols for Animal Transgenesis. An ISTT Manual. Shirley Pease & Tomas L. Saunders (Editors). Springer. 2011.
- Editando genes: recorta, pega y colorea. Las maravillosas herramientas CRISPR. Lluís Montoliu. Colección el Café Cajal. Next Door Publishers. 2019
Direcciones de interés:
http://www.transtechsociety.org/