Logo UAB
2022/2023

Animals transgènics

Codi: 100937 Crèdits: 6
Titulació Tipus Curs Semestre
2500253 Biotecnologia OT 4 2

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:
No
Grup íntegre en espanyol:
No

Altres indicacions sobre les llengües

80

Equip docent

Miguel García Martínez
Anna Maria Pujol Altarriba
Ivet Elias Puigdomenech
Verónica Jimenez 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

  • Adquirir nous coneixements i tècniques de forma autònoma.
  • Aplicar els criteris d'avaluació de riscs biotecnològics.
  • Aplicar els principis ètics i les normes legislatives en el marc de la manipulació dels sistemes biològics.
  • Aplicar els recursos informàtics per a la comunicació, la recerca d'informació, el tractament de dades i el càlcul.
  • Aplicar les normes generals de seguretat i funcionament d'un laboratori i les normatives específiques per a la manipulació de diferents sistemes biològics.
  • Aplicar les principals tècniques associades a l'ús de sistemes biològics: DNA recombinant i clonació, cultius cel·lulars, manipulació de virus, bacteris i cèl·lules animals i vegetals, tècniques immunològiques, tècniques de microscòpia, proteïnes recombinants i mètodes de separació i caracterització de biomolècules.
  • Buscar i gestionar informació procedent de diverses fonts.
  • Buscar, obtenir i interpretar la informació de les principals bases de dades biològiques, bibliogràfiques i de patents i usar les eines bioinformàtiques bàsiques.
  • Comprendre la legislació que regula la propietat intel·lectual, en l'àmbit del coneixement i l'aplicació de la biotecnologia.
  • Demostrar que es tenen criteris científics clars i objectius que permetin oferir a l'entorn social, econòmic i polític una imatge transparent i positiva de la biotecnologia i de les seves aplicacions.
  • Demostrar que es té una visió integrada d'un procés d'R+D+I, des del descobriment del coneixement bàsic, el desenvolupament d'aplicacions i la introducció al mercat, i saber aplicar els principals conceptes d'organització i gestió en un procés biotecnològic.
  • Descriure les bases moleculars, cel·lulars i fisiològiques de l'organització, el funcionament i integració dels organismes vius en el marc de la seva aplicació als processos biotecnològics.
  • Dissenyar experiments de continuació per resoldre un problema.
  • Dissenyar i executar un protocol complet d'obtenció i purificació d'un producte biotecnològic.
  • Fer una presentació oral, escrita i visual d'un treball a una audiència professional i no professional, tant en anglès com en les llengües pròpies.
  • Identificar les estratègies de producció i millora de productes de diferents sectors de producció amb mètodes biotecnològics i demostrar que es té una visió integrada del procés d'R+D+I.
  • Interpretar resultats experimentals i identificar elements consistents i inconsistents.
  • Llegir textos especialitzats tant a llengua anglesa com a les llengües pròpies.
  • Pensar d'una forma integrada i abordar els problemes des de diferents perspectives.
  • Prendre decisions.
  • Raonar de forma crítica.
  • Treballar de forma individual i en equip.
  • Utilitzar els fonaments de matemàtiques, física i química necessaris per a comprendre, desenvolupar i avaluar un procés biotecnològic.

Resultats d'aprenentatge

  1. Adquirir nous coneixements i tècniques de forma autònoma.
  2. Aplicar diferents estratègies per optimitzar l'obtenció i estudi d'animals modificats genèticament (soca de ratolí, metodologia a aplicar, organització de les colònies d'animals i anàlisis fenotípiques a realitzar en cada generació/edat).
  3. Aplicar els recursos informàtics per a la comunicació, la recerca d'informació, el tractament de dades i el càlcul.
  4. Aplicar les normes de seguretat i funcionament d'un laboratori i de la manipulació d'animals per a realitzar experiments de fenotipació.
  5. Avaluar els riscs biotecnològics associats a la manipulació genètica i als vectors que s'hi utilitzen.
  6. Buscar i gestionar informació procedent de diverses fonts.
  7. Buscar i interpretar articles científics relacionats amb la transgènesi per a poder dissenyar l'obtenció de models d'animals transgènics.
  8. Descriure els principis ètics i la legislació vigent en relació amb la manipulació genètica animal i l'experimentació animal.
  9. Descriure la composició dels distints tipus de constructrs d'ADN utilitzats per a la generació d'animals modificats genèticament: transgènics convencionals, knock-out , knock-in i gene trap.
  10. Descriure les aproximacions de fenotipació d'animals transgènics.
  11. Descriure les metodologies i les seves limitacions per a la generació de models animals transgènics i clònics.
  12. Dissenyar experiments de continuació per resoldre un problema.
  13. Dissenyar i obtenir models d'animals transgènics per donar resposta a determinats objectius biomèdics, biotecnològics o ramaders.
  14. Enumerar els avantatges i inconvenients de la transgènesi per a determinades aplicacions biomèdiques i biotecnològiques.
  15. Explicar els fonaments fisicoquímics de la transgènesi.
  16. Explicar les aplicacions dels animals transgènics en biomedicina (estudi de ciències bàsiques, obtenció d'animals model de malalties, bioreactors, xenotransplantament) i ramaderia, i saber dissenyar models d'animals modificats genèticament per a les aplicacions esmentades.
  17. Explicar les diferents metodologies útils per a l'obtenció d'animals transgènics i animals clònics.
  18. Explicar què és una patent, la seva utilitat, i la legislació vigent en el camp dels animals transgènics.
  19. Fer una presentació oral, escrita i visual d'un treball a una audiència professional i no professional, tant en anglès com en les llengües pròpies.
  20. Identificar els fonaments bioquímics de la transgènesi.
  21. Interpretar resultats experimentals i identificar elements consistents i inconsistents.
  22. Llegir textos especialitzats tant a llengua anglesa com a les llengües pròpies.
  23. Pensar d'una forma integrada i abordar els problemes des de diferents perspectives.
  24. Prendre decisions.
  25. Raonar de forma crítica.
  26. Treballar de forma individual i en equip.
  27. Utilitzar aquestes tècniques per a l'obtenció d'animals transgènics.

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

Generació d'animals Knockout/in mitjançant Edició Genòmica. Zing Finger Nucleasas (ZFN), TALENs i sistema CRISPR-Cas. 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 fenotipa gran escala: “Mouse Clinics”

TEMA 18

Obtenció de peixos transgènics. Aplicacions biotecnològiques.

TEMA 19

Gene drive i control de poblacions.

TEMA 20

Aplicacions generals dels Animals Transgènics.

TEMA 21

Utilització d’animals transgènics per a l’estudi de malalties (I): Diabetis mellitus i Obesitat.

TEMA 22

Utilització d’animals  transgènics per a l’estudi de malalties (II): Animals transgènics a pàncrees.

TEMA 23

Utilització d’animals transgènics per a l’estudi de malalties (III): Models de malalties metabòliques hereditàries.

TEMA 24

Utilització d’animals transgènics per a l’estudi de malalties (IV): Estudis de Neurociències; Alzheimer i malaltia de Parkinson.

 

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. Tambées 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 fenotipin 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.

 

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.

 

Enquestes UAB

Es destinaran 15 minuts d'una classe per a la resposta de les enquestes institucionals de la UAB.

 

Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.

Activitats formatives

Títol Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Tipus: Dirigides      
Classes pràctiques 12 0,48 4, 6, 8, 11, 12, 13, 21, 23, 24, 25, 26, 27
Classes teòriques 35 1,4 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 22, 27
Presentació oral de treballs 8 0,32 3, 6, 7, 9, 10, 11, 14, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 25, 26, 27
Tipus: Supervisades      
Tutories 5 0,2 3, 6, 7, 9, 10, 11, 14, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 25, 26, 27
Tipus: Autònomes      
Presentació oral de treballs 10 0,4 3, 6, 7, 9, 10, 11, 17, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27
Temps d'estudi individual 74 2,96 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 27

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 oral de treballs d'investigació

Comptarà un 15% de la nota final (1,5 punts sobre 10). S'avaluarà la presentació oral deltreball 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'haver estat 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.

 

Activitats d'avaluació

Títol Pes Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Assistència a la presentació oral de treballs d'investigació 10% 0 0 1, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 14, 15, 16, 17, 20, 21, 22, 23, 25, 26
Examen de les classes de pràctiques de laboratori 15% 1 0,04 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27
Examen teòric final 50% 3 0,12 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27
Exercici d'autoaprenentatge 10% 1 0,04 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26
Presentació oral de treballs d'investigació 15% 1 0,04 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26

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:



http://www.transtechsociety.org/


http://www.knockoutmouse.org/


http://www.emmanet.org/

 


 

Programari

No procedeix