Animals Transgènics
Codi: 105061 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500890 Genètica | OT | 4 | 0 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Maria Fátima Bosch Tubert
- Correu electrònic:
- Fatima.Bosch@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- català (cat)
- Grup íntegre en anglès:
- No
- Grup íntegre en català:
- Sí
- Grup íntegre en espanyol:
- No
Equip docent
- Miguel García Martínez
- Anna Maria Pujol Altarriba
- Ivet Elias Puigdomenech
- Verónica Jiménez Cenzano
Prerequisits
No existeixen prerequisits per cursar aquesta assignatura. Tot i així, és aconsellable per a facilitar el bon seguiment de la matèria per part de l’alumne i l’assoliment dels resultats d’aprenentatge plantejats que l’alumne tingui coneixements previs de Biologia Cel·lular, Genètica, Biologia Molecular i Tecnologia del DNA Recombinant.
És aconsellable també que els estudiants tinguin coneixement bàsic d’anglès per tal de poder utilitzar fonts d’informació del camp, que es troben bàsicament en aquest idioma.
Objectius
Els objectius de l’assignatura d’Animals Transgènics es centraran en proporcionar a l’alumne coneixements en transgènesi animal i tecnologies associades. Així, els continguts de la matèria seran: Descripció i tipus d’animals transgènics; Estudi de les diferents metodologies utilitzades per a obtenir animals transgènics, de diferents espècies, que permetin la sobre-expressió de gens o bé el bloqueig o modificació de gens endògens de forma ubiqua o específica de teixit i/o induïble; Establiment i gestió de colònies d’animals transgènics, criopreservació d’embrions i esperma, IVF, rederiva sanitària; Aspectes i implicacions ètiques de la generació i utilització d’animals transgènics; Legislació vigent relacionada amb la experimentacío animal; Aplicacions de la transgènesi en animal en el camp de la biomedicina, la biotecnologia i la ramaderia.
Competències
- Assumir un compromís ètic
- Definir la mutació i els seus tipus, i determinar els nivells de dany gènic, cromosòmic i genòmic en el material hereditari de qualsevol espècie, tant espontani com induït, i avaluar-ne les conseqüències.
- Demostrar que es comprenen les bases genètiques del càncer.
- Demostrar sensibilitat en temes mediambientals, sanitaris i socials.
- Descriure i interpretar els principis de la transmissió de la informació genètica a través de les generacions.
- Descriure l'organització, l'evolució, la variació interindividual i l'expressió del genoma humà.
- Percebre la importància estratègica, industrial i econòmica de la genètica i de la genòmica en les ciències de la vida, la salut i la societat.
- Prendre la iniciativa i mostrar esperit emprenedor.
- Saber comunicar amb eficàcia, oralment i per escrit.
- Tenir capacitat d'anàlisi i de síntesi.
Resultats d'aprenentatge
- Assumir un compromís ètic
- Demostrar que es comprenen les bases genètiques del càncer.
- Demostrar sensibilitat en temes mediambientals, sanitaris i socials.
- Descriure l'estructura i la variació del genoma humà des d'una perspectiva funcional, clínica i evolutiva.
- Determinar la base genètica i calcular el risc de recurrència de malalties humanes.
- Prendre la iniciativa i mostrar esperit emprenedor.
- Reconèixer la importància estratègica dels avenços genètics en l'àmbit de la salut humana, especialment les aplicacions de la genòmica a la medicina personalitzada, la farmacogenòmica o la nutrigenòmica.
- Reconèixer les anomalies gèniques, cromosòmiques i genòmiques humanes i avaluar-ne les conseqüències clíniques.
- Saber comunicar amb eficàcia, oralment i per escrit.
- Tenir capacitat d'anàlisi i de síntesi.
Continguts
A les classes de teoria s’impartiran els següents continguts o temari:
TEMA 1
Introducció a les tècniques de manipulació genètica animal. Animals transgènics: definició i tipus. El ratolí com a model en biomedicina. Avantatges.
TEMA 2
Obtenció d'animals transgènics per adició de transgens. Preparació del constructe de DNA o transgén. Recol·lecció dels embrions. Microinjecció de DNA al pronucli d’embrions d’una cèl·lula. Transferència dels embrions manipulats a femelles receptores. Anàlisi del genotip dels animals modificats genèticament. Integració i transmissió del caràcter a la progènie. Animals mosaic. Expressió del transgén i fenotip.
TEMA 3
Disseny i obtenció de gens quimèrics/transgens: promotors, sistemes induïbles, insulators, enhancers. Anàlisi de l’expressió del transgén in vitro: Tècniques per a la introducció de DNA exogen a cèl·lules en cultiu. Transfeccions transitòries i estables. BACs i YACs.
TEMA 4
Obtenció d’animals transgènics de granja. Integració de nous caràcters d’interès ramader. Aplicacions biotecnològiques. Producció de proteïnes d’interès farmacèutic en la glàndula mamària. Animals transgènics per xenotransplantament.
TEMA 5
Obtenció d´animals transgènics utilitzant vectors virals (lentivirus). Obtenció d´animals transgènics a través de l’esperma.
TEMA 6
Mutagénesis dirigida en animals mitjançant cél·lules mare embrionaris (ES cells): definició de ES cells, propietats, obtenció i cultiu. Reprogramació i Induced Pluripotent Stem cells (iPS cells).
TEMA 7
Obtenció d'animals Knockout / in per recombinació homòloga a ES cells o Gene tergeting. Disseny de vectors de recombinació. Recombinació homòloga. Selecció de clons d'ES cells recombinants.
TEMA 8
Obtenció de ratolins quimera per injecció d'ES cells recombinants en blastocists, injecció / agregació d'embrions de 8 cèl·lules, injecció / agregació d'embrions tetraploides. Obtenció de ratolins Knockout / in heterozigots i homozigots. Aplicacions.
TEMA 9
Animals Knockout/in Condicionals: Sistemes de recombinases (Cre-LoxP, FLP-Frt). Animals Knockout/in específics de teixit. Animals Knock-out/in induïbles; sistemes induïbles; control transcripcional i control post-transcripcional. Avantatges i limitacions. Aplicacions.
TEMA 10
Mutagènesi a l'atzar per Gene Trap. Vectors i tecnologia Gene Trap. Aplicacions.
TEMA 11
Utilització de Transposons per atransgènesi per adició.
Noves Tecnologies: Generació d'animals Knockout/in mitjançant Edició Genòmica utilitzant Zing Finger Nucleasas, TALENs o CRISPR-Cas9. Avantatges i Limitacions. Aplicacions.
TEMA 12
Obtenció d’Animals Clònics: Transferència de nuclis. Aspectes mecànics i implicacions biològiques de la transferència de nuclis. Reprogramació. Aplicacions. Avantatges per a l’obtenció d’animals de granja transgènics. Clonació terapèutica.
TEMA 13
Establiment i manteniment de colònies/línies de ratolins i rates transgènics i Knockout/in. Nomenclatura. Fenotip: afectacions degudes a la tècnica de transgènesi, factors ambientals i fons genètic.
TEMA 14
Tècniques de suport en la gestió de colònies d'animals modificats genèticament: criopreservació d’embrions i esperma. Fecundació in vitro (IVF). Rederiva sanitària. Transferència d’ovaris.
TEMA 15
Estabulació i manipulació dels animals transgènics. Legislació actual sobre manipulació gènica animal i sobre experimentació animal.
TEMA 16
Aspectes ètics. Comitès d’Ètica i d’Experimentació Animal. Impacte Social. Patents.
TEMA 17
Grans Consorcis Internacionals demutagènesi en ratolí. Centres de anàlisis de fenotip a gran escala: “Mouse Clinics”
TEMA 18
Obtenció de peixos transgènics. Aplicacions biotecnològiques.
TEMA 19
Utilització d’animals transgènics per a l’estudi de malalties (I): Diabetis mellitus. Obesitat. Utilització d’animals transgènics per al desenvolupament de nous protocols de teràpia gènica per aquestes malalties.
TEMA 20
Utilització d’animals transgènics per a l’estudi de malalties (II): Càncer. Estudi d’oncogènesi i anti-oncogènesi en animals transgènics.
TEMA 21
Utilització d’animals transgènics per a l’estudi de malalties (III): Models de malalties hereditàries.
TEMA 22
Utilització d’animals transgènics en les Neurociències. Utilització d’animals transgènics en el camp de la Immunologia.
A les classes de pràctiques es planteja com es dissenya i s’obtenen diferents tipus d’animals transgènics, mutants knockout i knockin, com s'estableix i gestiona una colònia de ratolins transgènics i com s'analitza el genotip dels animals modificats genèticament. També es realitzen diferents experiments d'anàlisi de fenotip de models d’animals transgènics. Utilitzant un model de ratolí transgènic es realitza un experiment d'anàlisis de fenotip in vivo.
Contingut de les pràctiques de laboratori:
- Generació d’animals transgènics i Knockout/in. Vídeos relacionats.
- Disseny de transgens, de vectors de recombinanció per gene targeting i dels components del sistema CRISPR/Cas9.
- Manipulació i cultiu in vitro d’embrions pre-implantacionals
- Anàlisi de Genotip. Establiment de colònies de ratolins transgènics i knockout/in.
- Anàlisi de Fenotip: tècniques d’histopatologia, necròpsia, experiment in vivo.
*Llevat que les restriccions imposades per les autoritats sanitàries obliguin a una priorització o reducció d’aquests continguts.
Metodologia
L’assignatura d’Animals Transgènics consta de classes teòriques, classes pràctiques, i presentacions orals de treballs tutoritzats. Les activitats formatives de l’assignatura es complementen.
Classes de Teoria
El contingut del programa de teoria serà impartit principalment pel professor en forma de classes magistrals amb suport audiovisual. Les presentacions utilitzades a classe pel professor estaran a disposició dels alumnes al Campus Virtual/Moodle de l'assignatura. Aquestes sessions expositives constituiran la part més important de l'apartat de teoria. S'aconsella que els alumnes consultin de forma regular els llibres i enllaços recomanats a l'apartat de Bibliografia d'aquesta guia docent i al Campus Virtual/Moodle per tal de consolidar i clarificar, si és necessari, els continguts explicats a classe.
Pràctiques de laboratori
Les classes pràctiques estan dissenyades perquè els alumnes aprenguin les metodologies de producció d’animals transgènics, establiment de colònies d’animals i anàlisi de genotip, i disseny i realització de diferents anàlisis de fenotip de models d’animals transgènics. Pretenem que els alumnes puguin simular en unes pràctiques l'experiència de realitzar experiments de disseny, obtenció y estudis in vivo de models de ratolins modificats genèticament i visquin l'emoció de la recerca que utilitza la tecnologia de transgènesi en animals.
Es tracta de 3 sessions de 4h cadascuna (de 15h a 19h), treballant en grups de 2-3 persones sota la supervisió d’un professor responsable. Les dates dels diferents grups de pràctiques i els laboratoris es podranconsultar amb la suficient antelació al Campus Virtual/Moodle de l'assignatura.
L’assistència a les classes pràctiques és obligatòria.
Durant les pràctiques, els alumnes hauran de respondre un qüestionari. Tant el Manual de Pràctiques com el qüestionari estaran disponibles en el Campus Virtual/Moodle. A cada sessió de pràctiques, és obligatori que l'estudiant porti: la seva pròpia bata, un retolador permanent i el Manual de Pràctiques.
Presentacions orals de treballs
Els alumnes prepararan i realitzaran una presentació oral, davant de la classe, d’un treball de recerca actual, relacionat amb la transgènesi animal i publicat en revistes científiques internacionals. La preparació d’aquesta exposició serà en grups de 2 alumnes i serà tutoritzada. L’exposició oral serà de 10 minuts, repartits equitativament entre els integrants del grup, més 5 minuts per preguntes (total 15 minuts). L’objectiu és que els alumnes s’habituïn a la recerca de publicacions científiques, la seva lectura i interpretació, i si s’escau visió crítica, de gràfiques, taules i resultats, de manera guiada. D’altra banda, els alumnes també aprofundiran en les aplicacions actuals de la tecnologia d’animals transgènics.
Tutories
Les presentacions orals de treballs estan tutoritzades. A més, a petició dels alumnes es realitzaran tutories individuals al llarg de l’assignatura. L’objectiu d’aquestes sessions serà el de resoldre dubtes, repassar conceptes bàsics i orientar sobre les fonts d’informació consultades i sobre com fer una exposició científica en públic.
*La metodologia docent proposada pot experimentar alguna modificació en funció de les restriccions a la presencialitat que imposin les autoritats sanitàries.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classes pràctiques | 12 | 0,48 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 |
| Classes teòriques | 35 | 1,4 | 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 10 |
| Presentació oral de treballs | 8 | 0,32 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Tutories | 5 | 0,2 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Presentació oral de treballs | 10 | 0,4 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 |
| Temps d'estudi individual | 74 | 2,96 | 6, 9, 10 |
Avaluació
Per a superar l'assignatura serà imprescindible obtenir una qualificació final igual o superior a 5 punts (sobre 10) i haver assistit a les pràctiques. Les activitats d'avaluació programades són:
1.- Un examen teòric final
Comptarà un 50% de la nota final (5 punts sobre 10). Consisteix en un examen final, amb preguntes tipus test (Veritat o Fals), referents a la matèria impartida a les classes teòriques. Es requerirà obtenir una nota mínima de 2,5 punts sobre 5 en aquest examen per aprovar l'assignatura.
Hi haurà un examen teòric de recuperació de l'assignatura, amb les mateixes característiques que l'examen teòric final, pels alumnes que no l'hagin superat.
2.- Un examen de les classes de pràctiques de laboratori
Comptarà un 15% de la nota final (1,5 punts sobre 10). Consisteix en un examen amb preguntes tipus test (Veritat o Fals). Es realitzarà al final del període de classes de pràctiques.
L'assistència a les sessions pràctiques (o sortides de camp) és obligatòria. L'alumnat obtindrà la qualificació de "No Avaluable" quan l'absència sigui superior al 20% de les sessions programades.
3.- Exercici d'autoaprenentatge
Comptarà un 10% de la nota final (1 punt sobre 10), Consisteix en un exercici que l'alumne haurà de desenvolupar pel seu compte. Estarà disponible al Campus Virtual a finals d'abril.
4.- Presentació oralde treballs d'investigació
Comptarà un 15% de la nota final (1,5 punts sobre 10). S'avaluarà la presentació oral del treball a cada alumne de forma individual, així com la seva de recerca bibliogràfica i el document de suport audiovisual que hagin preparat en grup.
5.- Assistència a la presentació oral de treballs d'investigació
Comptarà fins a un 10% de la nota final (1 punt sobre 10). S'avaluarà tant l'assistència com la participació en les discussions científiques de les sessions, seguint el barem:
Assistència 90-100% = 1 punt
Assistència 80-89% = 0,8 punts
Assistència 70-79% = 0,7 punts
Assistència 60-69% = 0,6 punts
Assistència 50-59% = 0,5 punts
Assistència 0-49% = 0 punts
Per participar a la recuperació, l'alumnat ha d'havet estar prèviament avaluat en un conjunt d'activitats el pes de les quals equivalgui a un mínim de dues terceres parts de la qualificació total de l'assignatura o mòdul. Per tant, l'alumnat obtindrà la qualificació de "No Avaluable" quan les activitats d'avaluació realitzades tinguin una ponderació inferior al 67% en la qualificació final.
*L’avaluació proposada pot experimentar alguna modificació en funció de les restriccions a la presencialitat que imposin les autoritats sanitàries.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Assistència a la presentació oral de treballs d´investigació | 10% | 0 | 0 | 1, 6, 9, 10 |
| Examen de les classes de pràctiques de laboratori | 15% | 1 | 0,04 | 9, 10 |
| Examen teòric final | 50% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 |
| Exercici autoaprenentatge | 10% | 1 | 0,04 | 2, 4, 5, 7, 8, 9, 10 |
| Presentació oral de treballs d´investigació | 15% | 1 | 0,04 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 |
Bibliografia
Bibliografia:
- 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
Adreces d’interés: