1 / 22

BIOLOGIA SINT ÈTICA

BIOLOGIA SINT ÈTICA. Al ícia Broto Genòmica i Proteòmica Curs 2007-2008. 24 de gener de 2008. Qu è és la Biologia Sintètica?. «La Biologia Sintètica és la síntesi de biomolècules o ingenieria de sistemes biològics amb funcions noves que no es troben a la naturaleza.».

chessa
Download Presentation

BIOLOGIA SINT ÈTICA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. BIOLOGIA SINTÈTICA Alícia Broto Genòmica i Proteòmica Curs 2007-2008

  2. 24 de gener de 2008

  3. Què és la Biologia Sintètica? «La Biologia Sintètica és la síntesi de biomolècules o ingenieria de sistemes biològics amb funcions noves que no es troben a la naturaleza.» «La Biologia sintètica és l’enginyeria de la biologia: la síntesi complexa, biològicament basada (o inspirada) en sistemes, els quals mostren funcions que no exiteixen en la natura. Aquesta perspectiva enginyera s’ha de poder aplicar a tots els nivells jeràrquics d’estructures biològiques (des de molècules individuals fins a cèl·lules senceres). En essència, la “Biologia sintètica ha de possibilitar el disseny de sistemes biològics de forma sistemàtica i racional.» Definició concens d’un grup d’experts Europeus. Report of NEST High Level Expert Group. Synthetic Biology: Applying Engineering to Biology.

  4. Registry of Standard Biological Parts

  5. Aplicacions BIOMEDICINA Fàrmacs intel·ligents Medicina personalitzada Teràpia gènica Reparació i regeneració de teixits Reprogramació cel·lular Síntesi in vivo de fàrmacs MEDI AMBIENT Bioremediació Explotació de reserves mineres Biosensors ENERGIA busqueda de fonts d’energia alternativa: producció d’hidrogen piles de combustible

  6. Craig Venter "With fossil fuel consumption continuing to rise and with it serious environmental damage to our planet, it is imperative that we explore alternative ideas to abate this situation," said J. Craig Venter, Ph.D., president of IBEA. "IBEA was founded with the goal of exploring biological mechanisms for dealing with carbon sequestration and to study the creation of other potential energy sources such as hydrogen. We believe that building a synthetic chromosome is an important step toward realizing these goals because we could potentially engineer an organism with the ideal qualities to begin to cope with our energy issues." The Institute for Biological Energy Alternatives (IBEA) has been awarded a three-year, $3 million grant from the Office of Science, Department of Energy. The grant will be used for research to develop a synthetic chromosome which is a first step in the Institute's work toward developing cost-effective and efficient biological energy sources. Nobel Laureate Hamilton O. Smith, M.D., has joined IBEA as scientific director.

  7. PNAS, 103 (2) 425-430. (January 10, 2006) Inicis del projecte de Venter 485 gens codificants per proteïna Experiments de mutagènesi per transposició 100 gens no-essencials (28 % funció desconeguda)

  8. 29 de Febrer de 2008 M. genitalium JCVI-1.0

  9. 101 cassettes (5-7 kb) 5 watermarks MG408 Resistència a aminoglicòsids

  10. Estratègia de síntesi i ensamblatge Recombinació In vitro In vivo

  11. Recombinació in vitro Preparació del vector (BAC66-69) Extret de la Fig. 3 (Gibson et al. 2008)

  12. BAC 68 66 69 67 PCR ER Chew-back: 3’-exonucleasa hibridació Taq pol. + Taq lig. etc etc Exemple: emsamblatge fragments 66-69

  13. Recombinació in vivo TAR cloning sMgTARBAC37 CP000925 Extret de la Fig. 6 (Gibson et al. 2008)

  14. CONCLUSIONS • 1) S’ha dissenyat, sintetitzat químicament i ensamblat el cromosoma de M. genitalium JCVI-1.0 sencer. • 2) El mètode descrit en general, serà útil per la construcció de llargues molècules de DNA a partir de peces sintetitzades químicament i per la combinació de segments de DNA sintètic o natural. • 3) Els gens de rRNA de M. genitalium podrien ser estables clonats en BACs E. coli. • 4) El genoma sencer es va poder ensamblar en un sol pas, a partir dels fragments de ¼ de genoma, fent servir llevats com a hostes. • 5) El genoma sintètic que han ensamblat conté el vector TARBAC i, concretament interromp en el gen rnpB, pel que segurament no hauria de ser en el genoma per posteriors experiments de transplantament. • 6) Potser ha contribuit en l’èxit del projecte el fet que M. genitalium faci servir el codó UGA com a codó de triptofan, enlloc de codó de terminació del codi universal, que podria fer que el clonatge en E. coli i altres organismes fós menys tòxic.

  15. 3 d’Agost de 2007

  16. Extret de la Fig. 5 (Lartigue et al. 2007)

  17. Extret de “Concluding remarks”(Lartigue et al. 2007) CONCLUSIONS • 1) El transplantament d’un genoma sencer d’una espècie a una altra, origina una progènie que és com l’espècie donadora. • 2) Eficiència màxima aconseguida va ser de 1 transplantat/150.000 cel. • 3) Els resultats no expliquen el mecanisme de transplantament. • 4) Cal resaltar que el transplantament va funcionar amb les espècies de Mycoplasma escollides (molt properes fil·logenèticament), però no saben si això es podrà extrapolar a altres espècies.

  18. Bioseguretat i Ètica Biosafety Biosecurity Aïllament físic Aïllament biològic Prevenció accidents Danys provocats Congrés Internacional de Biologia sintètica 2.0 Biosecurity and Biosafety. Venter et al. http://www.jcvi.org/research/synthetic-genomics-report/ El grup ETC de Canadà: http://www.etcgroup.org/upload/publication/602/01/synbioreportweb.pdf El Rathenau Institut: http://www.rathenau.nl/ A Europa s’ha fundat SYNBIOSAFE. PATENTS

  19. Els beneficis de la biologia sintètica podran justificar els riscos a assumir? Arribarà un dia que es crearà un organisme sintètic amb una aplicació útil, que pugui justificar els riscos assumits? Serà en aquest moment quan la societat comenci a acceptar la biologia sintètica?

  20. It’s a kit I found online. I converted the car so it runs entirely on chicken manure GRÀCIES!

  21. BIBLIOGRAFIA [1] Serrano, Luis. Synthetic biology: promises and challenges. Editorial.Molecular Systems Biology3:158. Dec. 2007. [2] Biología Sintética. Informe de Vigilancia Tecnológica. Genoma España/CIBT-FGUAM. Tendencias. Nov. 2006. [3] SYNBIOLOGY. An Analysis of Synthetic Biology Research in Europe and North America. European Commission FP6 Reference: Contract 15357 (NEST). Output D3: Literature and Statistical Review. October 2005. [4] Report of NEST High Level Expert Group. Synthetic Biology: Applying Engineering to Biology. Project Report. EUR21796. European communities, 2005. (Document extret de Library. NEST Science and Technology Reports). [5] últim Report BS del NEST [6] Carole Lartigue et al. Genome Transplantation in Bacteria: Changing One Species to Another. Science317, 632 (Aug 2007). [7] Daniel G. Gibson, Gwynedd A. Benders, Cynthia Andrews-Pfannkoch, Evgeniya A. Denisova, Holly Baden-Tillson, Jayshree Zaveri, Timothy B. Stockwell, Anushka Brownley, David W. Thomas, Mikkel A. Algire, Chuck Merryman, Lei Young, Vladimir N. Noskov, John I. Glass, J. Craig Venter, Clyde A. Hutchison, III, Hamilton O. Smith. Complete Chemical Synthesis, Assembly, and Cloning of a Mycoplasma genitalium Genome. Science, 319, 1215 (Feb 2008). [8] John I. Glass, Nacyra Assad-Garcia, Nina Alperovich, Shibu Yooseph, Matthew R. Lewis, Mahir Maruf, Clyde A. Hutchison, III, Hamilton O. Smith, and J. Craig Venter. Essential genes of a minimal bacterium. PNAS, 103(2), 425-430. (Jan, 2006). [9] Carl Zimmer. GENOMICS: Tinker, Tailor: Can Venter Stitch Together a Genome From Scratch?Science, 299(5609), 1006 – 1007. (Feb, 2003). [10] R. Burgos. Caracterització de dues soques defectives per les adhesines P140 i P110 i proposta d’un mecanisme regulador de “switch ON OFF” de l’adhesió cel·lular de Mycoplasma genitalium. memòria presentada pel treball experimental de tercer cicle del programa de doctorat de Biotecnologia. IBB-UAB, Set. 2006. [11] Joachim Boldt and Oliver Müller. Newtons of the leaves of grass. Nature Biotechnology, 26(4): 387-389. (Apr. 2008). [12] George Church. Let us go forth and safely multiply. Nature, 438. Nov. 2005. [13] Clyde A. Hutchison III, Scott N. Peterson, Steven R. Gill, Robin T. Cline, Owen White, Claire M. Fraser, Hamilton O. Smith, J. Craig Venter. Global Transposon Mutagenesis and a Minimal Mycoplasma Genome. Science, 286(5447), 2165 – 2169. (Dec. 1999).

  22. [14] Hamilton O. Smith, Clyde A. Hutchison, III, Cynthia Pfannkoch, and J. Craig Venter. Generating a synthetic genome by whole genome assembly: X174 bacteriophage from synthetic oligonucleotides. PNAS,100 (26): 15440-15445. (Dec. 2003) [15] Juli Peretó i Magraner. Lliçó inaugural. quèés la vida i com podem fabricar-la. Activitat institucional. IEC, Set 2003. [16] Jeronimo Cello, Aniko V. Paul, Eckard Wimmer. Chemical Synthesis of Poliovirus cDNA: Generation of Infectious Virus in the Absence of Natural Template. Science, 297(5583), 1016 – 1018. Aug. 2002. [17] Keril J. Blight,Alexander A. Kolykhalov, Charles M. Rice.Efficient Initiation of HCV RNA Replication in Cell Culture. Science, 290(5498), 1972 – 1974. (Dec. 2000). [18] Zhang Y-HP, Evans BR, Mielenz JR, Hopkins RC, Adams MWW.High-yield hydrogen production from starch and water by a synthetic enzymatic pathway. PLoSONE, 2(5):e456. (2007). [19] Leon Y Chan,Sriram Kosuri,and Drew Endy. Refactoring bacteriophage T7.Mol Syst Biol. 1: 0018. (2005). [20] Martin VJ, Pitera DJ, Withers ST, Newman JD, Keasling JD. Engineering a mevalonate pathway in Escherichia coli for production of terpenoids. Nat. Biotechnol. 21: 796-802. (2003). [21] Lindahl AL, OLsson ME, Mercke P, Tollbom O, Schelin J, Brodelius M, Brodelius PE. Production of the artemisinin precursor amorpha-4,11-diene by engineered Saccharomyces cerevisiae. Biotechnol. Lett. 28: 571-580. (2006). NOTICIES: El científico que regeneró el virus de la polio es argentino. BBC MUNDO: Virus sintético, una posibilidad cercana (2001) First synthetic virus created (2002) Crean en laboratorio la primera forma de vida sintética Venter attempt at the minimalistic approach of creating ‘artificially-made’ life Diverses webs consultades, p.e. del ETC grup. breu entrevista a C. Venter

More Related