Transgenika zwierząt

Głównym celem przedmiotu jest omówienie procesu transgenezy oraz scharakteryzowanie głównych metod wykorzystywanych do pozyskania zwierząt transgenicznych, a także omówienie ich praktycznego zastosowania.

Tematyka wykładów:

1. Wprowadzenie do zagadnień związanych z transgenezą zwierząt

2. Klonowanie zarodkowe i somatyczne

3. Wektorowe i bezwektorowe techniki transfekcji DNA

4. Konstrukty genowe i regulacja ekspresji transgenu

5. Wykorzystanie komórek macierzystych w transgenezie

6. Kierunki transgenezy zwierząt i produkty pochodzące od zwierząt transgenicznych

7. Techniki stosowane do otrzymania wybranych gatunków zwierząt transgenicznych: : laboratoryjnych, hodowlanych oraz naczelnych

Tematyka ćwiczeń:

1. Przygotowanie wektorów do przenoszenia transgenów - izolacja plazmidowego DNA; zapoznanie z podstawowymi technikami i narzędziami molekularnymi stosowanymi w tworzeniu konstruktów genowych; przygotowanie niezbędnych odczynników i roztworów.

2. Transformacja komórek kompetentnych przy użyciu plazmidowego DNA – uzyskiwanie ekspresji białka zielonej fluorescencji (GFP) oraz ekspresji funkcjonalnej β-galaktozydazy; analiza efektów transgenzy na poziomie fenotypu

3. Zapoznanie z wyposażeniem laboratorium transgenezy zwierząt wraz z prezentacją wykorzystywanej aparatury specjalistycznej; cytometria przepływowa w analizie komórek transgenicznych.

4. Zapoznanie z metodami transfekcji komórek ssaków ze szczególnym uwzględnieniem metody mikroiniekcji.

5. Aktualne trendy w transgenezie zwierząt - omówienie praktycznych zastosowań transgenezy zwierząt w badaniach; przygotowanie i omówienie przykładowych protokołów postępowania laboratoryjnego.

PODSTAWOWA:

1. Bishop J. Ssaki transgeniczne. PWN, 2001.

2. Pease, Shirley, Saunders, Thomas L. Advanced Protocols for Animal Transgenesis. An ISTT Manual. Springer Protocols Handbooks, 2011.

3. Pinkert C., Transgenic Animal Technology, 3rd Edition A Laboratory Handbook. Elsevier, 2014.

UZUPEŁNIAJĄCA:

1. Smorąg Z., Słomski R., Cierpka L. Biotechnologiczne i medyczne podstawy ksenotransplantacji, Ośrodek Wydawnictw Naukowych, Poznań 2006.

2. Murray J.D., Anderson G.B., Oberbauer A.M., McGloughlin M.M., Transgenic Animals in Agriculture, CABI Publishing, 1999.

3. Szczęsna M. „Biotechnologia zwierząt” – Aura 2013, 12, 17-21.

WIEDZA - student zna i rozumie:

- budowę i funkcjonowanie komórek pro- i eukariotycznych, ze szczególnym uwzględnieniem procesów związanych z funkcjonowaniem DNA oraz ekspresją informacji genetycznej

- procesy związane z wczesnym rozwojem zarodka, a także metody pozaustrojowej hodowli i produkcji gamet i zarodków

- strukturę i procesy związane z funkcjonowaniem genomów pro- i eukariotycznych, funkcje specyficznych regionów DNA (promotorów, elementów regulatorowych)

- metody i techniki stosowane w diagnostyce, a także inżynierii genetycznej: metody lokalizacji i identyfikacji genów, sposoby izolacji DNA, metody obróbki materiału genetycznego, techniki rekombinacji DNA; różnorodność i charakterystykę enzymów stosowanych w inżynierii genetycznej

- powszechnie stosowane i specjalistyczne biotechniki rozrodu; wady, zalety, perspektywy i ograniczenia ich zastosowania; przebieg procesu klonowania somatycznego

- wektorowe i bezwektorowe techniki transfekcji komórek zwierzęcych, wraz z ich szczegółową charakterystyką; zasady i sposoby tworzenia konstruktów genetycznych stosowanych w transgenice zwierząt, a także funkcje poszczególnych elementów wchodzących w ich skład; metody regulacji ekspresji transgenu oraz techniki jej analizy

- podstawowe definicje związane z transgenezą i modyfikacjami genomów zwierzęcych oraz podstawowe typy modyfikacji genetycznych

- przykłady praktycznego zastosowania transgenezy zwierząt; produkty pochodzące od zwierząt transgenicznych i perspektywy ich zastosowania

UMIEJĘTNOŚCI - absolwent potrafi:

- wykonać izolację plazmidowego DNA i przeprowadzić jego analizę molekularną; wykonać transformację komórek prokariotycznych; zastosować podstawowe techniki z zakresu inżynierii genetycznej

- przeprowadzić jakościową i ilościową analizę materiału genetycznego z użyciem metod elektroforetycznych i spektrofotometrycznych

- w sposób teoretyczny zaprojektować konstrukt genetyczny, zawierający elementy niezbędne do osiągnięcia zamierzonego celu praktycznego

- potrafi korzystać z internetowych baz danych do wyszukiwania informacji niezbędnych do projektowania konstruktów oraz analizowania i porównywania sekwencji DNA

KOMPETENCJE - absolwent:

- ma świadomość odpowiedzialności związanej z manipulacjami nad materiałem genetycznym oraz tworzeniem zwierząt modyfikowanych genetycznie

- ma świadomość ryzyka i potrafi ocenić skutki związane z transgenezą zwierząt; zna perspektywy i zagrożenia zastosowania produktów pochodzących od zwierząt transgenicznych

- Egzamin w formie testu jednokrotnego wyboru obejmujący zagadnienia omawiane na wykładach; na ocenę pozytywną należy udzielić co najmniej 55% prawidłowych odpowiedzi na zadane pytania; udział oceny z zaliczenia wykładów w ocenie końcowej wynosi 70%.

- Na ocenę pozytywną należy aktywnie uczestniczyć w ćwiczeniach oraz opracować przykładowy protokół transgenezy (z uwzględnieniem zadanych parametrów); udział oceny z zaliczenia ćwiczeń projektowych w ocenie końcowej wynosi 30%.

Nie dotyczy.