Biología Sintética: Diseño y Construcción de Sistemas Biológicos Programables.
Este curso en biología sintética es fundamental para cualquier profesional interesado en estar a la vanguardia de la biotecnología moderna, ya que aborda el diseño y construcción de sistemas biológicos programables, una tecnología clave en áreas como la medicina, la agricultura, y la industria. La biología sintética está revolucionando la forma en que creamos soluciones biotecnológicas, permitiendo el desarrollo de nuevos medicamentos, biocombustibles y biosensores. Cursarlo brindará una actualización integral en un campo de rápido crecimiento, proporcionando herramientas y conocimientos para enfrentar los desafíos científicos y tecnológicos del presente y del futuro.
Al finalizar el curso, el estudiante será capaz de diseñar y ensamblar circuitos genéticos, crear sistemas biológicos sintéticos y aplicar estos conocimientos en contextos industriales, ambientales y médicos. Además, el curso se distingue por su enfoque práctico, que incluye simulaciones y actividades en laboratorio, permitiendo que los participantes adquieran experiencia directa en la construcción de circuitos genéticos. Este enfoque multidisciplinario y aplicado asegura una formación completa y competitiva en un área de gran demanda global.
El diferencial de este curso radica en su metodología práctica y aplicada, que combina teoría avanzada con simulaciones y actividades en laboratorio, permitiendo a los estudiantes adquirir experiencia directa en el diseño y construcción de sistemas biológicos sintéticos. Además, se enfoca en temáticas coyunturales y emergentes, como el uso de tecnologías de edición genética (CRISPR/Cas) y la creación de organismos programables, lo que lo posiciona a la vanguardia de las tendencias globales en biotecnología.
Otro aspecto clave es la experiencia de los profesores, quienes son expertos en biología sintética y biotecnología, con proyectos y publicaciones reconocidas en el ámbito científico. Su enfoque multidisciplinario y conocimiento de las aplicaciones industriales y médicas actuales ofrecen una formación que va más allá de lo académico, conectando la teoría con casos de estudio reales y oportunidades del mundo profesional.
Este curso hace parte del programa Biología Molecular Aplicada: Innovación en Edición Genética y Biotecnología. Ver más aquí.
Dirigido a
El curso está dirigido a profesionales y estudiantes avanzados en áreas como biotecnología, bioingeniería, ciencias biológicas, ingeniería genética, microbiología o química, interesados en desarrollar competencias en el diseño y construcción de sistemas biológicos sintéticos. Puede ser de particular interés para quienes ocupen cargos como investigadores, ingenieros de bioprocesos, técnicos de laboratorio, o especialistas en biotecnología industrial y desarrollo de productos biofarmacéuticos.
Requisitos: El nivel educativo mínimo recomendado es pregrado en ciencias biológicas o áreas afines, y no se requiere una experiencia extensa, aunque es preferible tener conocimientos básicos en biología molecular, genética y manejo de cultivos celulares. Prerrequisitos sugeridos incluyen un manejo elemental de técnicas de clonación y edición genética, pero el curso proporcionará los recursos necesarios para adquirir estas habilidades a medida que se avanza en el contenido.
Objetivos
Al finalizar el curso, el estudiante estará en capacidad de:
- Diseñar circuitos genéticos modulares y funcionales utilizando herramientas y metodologías de biología sintética.
- Ensamblar y modificar organismos vivos, como bacterias y levaduras, para cumplir con funciones específicas.
- Simular el comportamiento de sistemas biológicos programables utilizando software especializado para predecir su funcionamiento en diversos contextos.
- Optimizar procesos de producción de compuestos de valor añadido (como biofármacos o biocombustibles) en sistemas biológicos sintéticos.
- Evaluar la eficiencia y seguridad de los sistemas biológicos diseñados, considerando aspectos éticos y regulatorios.
- Aplicar los principios de la biología sintética en proyectos de innovación en áreas como la medicina, la industria y el medio ambiente.
- Integrar conocimientos de biología molecular, ingeniería genética y biotecnología para desarrollar soluciones biológicas a problemas específicos en campos industriales y científicos.
Metodología
El curso de biología sintética está diseñado con un enfoque teórico-práctico que combina clases interactivas con actividades experimentales en laboratorio. La metodología promueve un aprendizaje activo y participativo, donde los estudiantes integran los conocimientos teóricos con experiencias prácticas para fortalecer su comprensión y habilidades en el diseño y evaluación de circuitos genéticos y sistemas biológicos sintéticos.
- Clases Teóricas Interactivas (50% del curso): Las sesiones teóricas proporcionan los conceptos fundamentales de la biología sintética. A través de presentaciones dinámicas, estudios de casos y debates, los estudiantes comprenderán los principios clave, como el diseño de circuitos genéticos y el uso de herramientas de edición genética. Estas clases están diseñadas para fomentar la participación activa de los estudiantes, alentando preguntas, discusiones y la resolución colaborativa de problemas. Se utilizarán ejemplos reales de aplicaciones industriales y médicas de la biología sintética para contextualizar el contenido.
- Actividades Experimentales en Laboratorio (50% del curso): Las sesiones prácticas permitirán a los estudiantes poner en acción los conceptos aprendidos mediante la manipulación directa de organismos y circuitos genéticos en el laboratorio. Estas actividades incluyen la construcción de circuitos genéticos usando BioBricks, la transformación de organismos modelo como bacterias y la evaluación experimental de la expresión y comportamiento de los circuitos bajo diferentes condiciones. Los estudiantes trabajarán en equipos para realizar experimentos en un entorno controlado, promoviendo el desarrollo de habilidades técnicas y colaborativas.
- Simulación y Diseño de Proyectos: A lo largo del curso, los estudiantes participarán en el diseño y simulación de circuitos genéticos mediante software especializado. Aunque la parte práctica del curso se centra en experiencias de laboratorio, las simulaciones permiten predecir y planificar el comportamiento de los sistemas biológicos antes de realizar los experimentos. Los estudiantes trabajarán en el desarrollo de un proyecto final, en el cual diseñarán y planificarán un sistema biológico sintético para una aplicación real (médica, industrial o ambiental), integrando todos los conocimientos adquiridos.
Contenido
Sesión 1
- Fundamentos y Principios de la Biología Sintética
Objetivos: Introducir los conceptos básicos y la importancia de la biología sintética.
Temas:
• Historia y evolución de la biología sintética.
• Diferencias entre ingeniería genética tradicional y biología sintética.
• Diseño modular y estandarización de componentes biológicos.
• Introducción a los circuitos genéticos y sistemas biológicos programables.
• Ética y aspectos regulatorios en la biología sintética.
Sesión 2 Sesión práctica:
Búsqueda y análisis de ejemplos de circuitos genéticos básicos en bases de datos públicas (BioBricks, Registry of Standard Biological Parts).
Sesión 3
- Diseño de Circuitos Genéticos
Objetivos: Desarrollar habilidades para diseñar y ensamblar circuitos genéticos modulares.
Temas:
• Principios de diseño de circuitos genéticos: promotores, represores, operones y amplificadores.
• Herramientas y software de simulación de circuitos biológicos
• Circuitos lógicos biológicos: puertas AND, OR y NOT.
Sesión 4 Sesión práctica:
Diseño y simulación de un circuito genético simple en software, ajustando las variables para observar su comportamiento en diferentes condiciones.
Sesión 5
- Herramientas de Construcción de Organismos Sintéticos
Objetivos: Adquirir competencias en la edición genética avanzada y la creación de sistemas biológicos sintéticos.
Temas:
• Técnicas de clonación molecular y construcción de plásmidos.
• Estrategias de ensamblaje modular: Golden Gate y BioBricks.
• Modificación genética de bacterias y levaduras para expresar circuitos sintéticos.
• Optimización de condiciones de cultivo para organismos sintéticos.
Sesión 6
- Aplicaciones Industriales, Médicas y Ambientales de la Biología Sintética
Objetivos: Aplicar los principios de biología sintética en proyectos reales y explorar sus aplicaciones en diversas áreas.
Temas:
• Biología sintética en la medicina: biosensores, terapias génicas y producción de biofármacos.
• Aplicaciones industriales: producción de biocombustibles, bioquímicos y biomateriales.
• Soluciones ambientales: biorremediación y captura de carbono con organismos sintéticos.
• Futuras tendencias en biología sintética y sus impactos en la industria.
Sesión 7 Sesión práctica:
Ensamble experimental de piezas estandarizadas de BioBricks utilizando técnicas de clonación molecular.
Sesión 8
- Proyecto Final de Diseño de Organismos Sintéticos
Objetivos: Integrar los conocimientos y habilidades adquiridos para desarrollar un proyecto de biología sintética.
Temas:
• Etapas de diseño de un proyecto en biología sintética.
• Evaluación de viabilidad, riesgos y aspectos regulatorios.
• Presentación y justificación de la propuesta de un organismo sintético para una aplicación específica.
• Herramientas de planificación experimental y simulación.
Sesión 9 Sesión práctica:
Desarrollo de un proyecto grupal donde los estudiantes diseñarán un organismo sintético para una aplicación médica, industrial o ambiental. Incluye simulación del comportamiento del sistema biológico programado.
Sesión 10 Sesión práctica:
Evaluación del comportamiento y la eficiencia de un circuito genético bajo diferentes condiciones experimentales.
Profesores
Condiciones
Eventualmente la Universidad puede verse obligada, por causas de fuerza mayor a cambiar sus profesores o cancelar el programa. En este caso el participante podrá optar por la devolución de su dinero o reinvertirlo en otro curso de Educación Continua que se ofrezca en ese momento, asumiendo la diferencia si la hubiere.
La apertura y desarrollo del programa estará sujeto al número de inscritos. El Departamento/Facultad (Unidad académica que ofrece el curso) de la Universidad de los Andes se reserva el derecho de admisión dependiendo del perfil académico de los aspirantes.
