Vectores de Expresión: Innovación en Biotecnología Celular
En un mundo donde la biotecnología avanza rápidamente, la capacidad de diseñar y desarrollar vectores de expresión es fundamental para enfrentar los desafíos actuales en la industria y la investigación. Este curso ofrece a los profesionales de ciencias biológicas e ingeniería la oportunidad de actualizarse en la creación de vectores altamente eficientes para aplicaciones que van desde la biomedicina hasta la producción de proteínas terapéuticas y la biotecnología industrial. La demanda por soluciones biotecnológicas innovadoras está en aumento, y con este curso estarás preparado para contribuir significativamente a proyectos de alto impacto en sectores como el farmacéutico, energético, agrícola y ambiental.
A través del curso, desarrollarás habilidades clave en diseño de vectores de clonación-expresión y simulaciones de los procesos de diseño para predecir su efectividad. Aprenderás a optimizar sistemas celulares, asegurando un rendimiento eficiente para diversas aplicaciones.
El diferencial clave de este curso es su enfoque práctico y multidisciplinario, combinando teoría avanzada con aplicaciones en sistemas celulares, proporcionándote una ventaja competitiva en el campo de la biotecnología celular. También con un enfoque innovador, que combina la simulación de procesos de diseño de vectores de expresión con aplicaciones reales. A diferencia de cursos convencionales, este curso incluye plataformas emergentes y novedosas que están marcando tendencia en la biotecnología moderna. Además, la experiencia de los profesores, expertos reconocidos en biotecnología y bioingeniería, aporta un nivel avanzado de conocimientos y casos de estudio relevantes, brindando a los estudiantes una comprensión profunda y actualizada de las últimas tecnologías y metodologías en el campo.
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 con formación en ciencias biológicas, bioingeniería, biotecnología, química, bioquímica y áreas afines, que ocupen cargos como investigadores, ingenieros de procesos, desarrolladores biotecnológicos, o especialistas en producción biotecnológica. Está diseñado para personas con nivel educativo de pregrado o posgrado (maestría o doctorado), que cuenten con experiencia previa en biología molecular, ingeniería genética o áreas relacionadas.
Requisitos: Los participantes deben tener conocimientos básicos en técnicas de clonación, manipulación genética y cultivo celular. Aunque no se requieren conocimientos avanzados en bioinformática o simulación, es recomendable estar familiarizado con el uso de software de análisis biológico. No obstante, el curso proporcionará las herramientas necesarias para fortalecer estas competencias.
Objetivos
Al finalizar el curso, el estudiante estará en capacidad de:
- Diseñar vectores de expresión recombinantes para sistemas celulares tradicionales y emergentes, utilizando herramientas de biología molecular.
- Optimizar las condiciones de cultivo y expresión en sistemas celulares como bacterias, levaduras y hongos filamentosos, maximizando la producción de proteínas recombinantes.
- Simular y predecir el rendimiento de vectores de expresión en diferentes plataformas biotecnológicas, aplicando principios de ingeniería genética.
- Aplicar metodologías de purificación y análisis de proteínas recombinantes, asegurando calidad y funcionalidad del producto final.
- Evaluar la eficiencia de diferentes sistemas de expresión para aplicaciones específicas, como la producción de biofármacos o enzimas industriales.
- Desarrollar competencias en el manejo de tecnologías emergentes y no tradicionales para la expresión de proteínas, entendiendo sus ventajas y limitaciones en distintos contextos.
- Integrar conocimientos teóricos y prácticos sobre el uso de vectores de expresión en aplicaciones biotecnológicas, desde la investigación hasta la producción industrial.
Metodología
El curso combina sesiones teóricas con actividades prácticas en una estructura balanceada que permite a los estudiantes no sólo adquirir conocimientos conceptuales, sino también aplicarlos en escenarios reales de laboratorio y simulaciones. La metodología está centrada en un enfoque activo y participativo, orientado a la resolución de problemas y el aprendizaje basado en proyectos.
- Clases Teóricas Interactivas (50% del curso): Las sesiones teóricas estarán diseñadas para proporcionar las bases conceptuales sobre vectores de expresión, diseño molecular y optimización de sistemas celulares. Estas clases incluirán presentaciones dinámicas, estudios de casos, análisis de investigaciones recientes y discusiones grupales para fomentar la comprensión profunda de los temas tratados. Durante las sesiones, los estudiantes serán incentivados a formular preguntas, participar en debates y aplicar lo aprendido a situaciones prácticas o hipotéticas.
- Actividades Prácticas en Laboratorio y Simulaciones (50% del curso): Las sesiones prácticas serán fundamentales para que los estudiantes pongan en práctica los conceptos aprendidos. Cada módulo incluirá una actividad de laboratorio o simulación relacionada con el tema visto en la parte teórica. Los estudiantes diseñarán y manipularán vectores de expresión, evaluarán diferentes sistemas celulares y realizarán procedimientos de purificación y análisis de proteínas recombinantes. Utilizarán herramientas bioinformáticas para el diseño de vectores, realizarán simulaciones de procesos biotecnológicos y trabajarán en cultivos microbianos para expresar proteínas recombinantes. Durante estas actividades, se fomentará el trabajo en equipo, la resolución de problemas experimentales y la toma de decisiones basada en datos, lo que permitirá a los estudiantes desarrollar habilidades críticas y técnicas para enfrentar desafíos reales en la biotecnología.
- Aprendizaje Basado en Proyectos: A lo largo del curso, los estudiantes estarán inmersos en un proyecto final que les permitirá integrar los conocimientos adquiridos. El proyecto consistirá en el diseño completo de un vector de expresión para una aplicación específica, la optimización de un sistema de expresión y la planificación de la producción a escala. Esto ayudará a desarrollar competencias clave como la planificación experimental, el uso de herramientas bioinformáticas y la capacidad de analizar resultados.
Contenido
Sesión 1: Introducción a los Vectores de Expresión
Objetivos: Entender la importancia y el rol de los vectores de expresión en biotecnología.
Temas:
• Definición y tipos de vectores de expresión.
• Estructura y componentes esenciales: promotores, ORF, terminadores, y marcadores de selección.
• Comparación de vectores en sistemas procariontes (bacterias) y eucariontes (levaduras, hongos, células de mamíferos).
• Aplicaciones de los vectores de expresión en la producción de proteínas recombinantes.
Sesión 2: sesión práctica
Búsqueda y análisis de secuencias de vectores comunes en bases de datos bioinformáticas.
Sesión 3: diseño y Construcción de Vectores de Expresión
Objetivos: Desarrollar competencias en el diseño de vectores de expresión específicos para diferentes aplicaciones.
Temas:
• Estrategias para el diseño de vectores según la aplicación.
• Herramientas y software para la edición y simulación del diseño de vectores.
• Selección de sistemas celulares adecuados: bacterias, levaduras, hongos filamentosos, plantas, células de mamíferos, etc.
• Clonación molecular: técnicas de inserción de genes de interés en vectores.
Sesión 4 Sesión práctica:
Diseño de un vector y simulación del proceso de clonación molecular usando Benchling.
Sesión 5 Sistemas de Expresión y Optimización
Objetivos: Aprender a optimizar sistemas de expresión para maximizar la producción de proteínas recombinantes.
Temas:
• Sistemas de expresión en bacterias, levaduras, y hongos: diferencias y ventajas.
• Factores que afectan la expresión: características de secuencias, temperatura, medios de cultivo, y concentración de inductores.
• Comparación de plataformas tradicionales y emergentes para producción a escala industrial.
Sesión 6 Purificación y Análisis de Proteínas Recombinantes
Objetivos: Familiarizarse con los métodos de purificación y caracterización de proteínas producidas.
Temas:
• Principios de purificación de proteínas: cromatografía de afinidad, intercambio iónico, y filtración en gel.
• Técnicas de análisis de proteínas: SDS-PAGE, espectrometría de masas, y ensayos de actividad.
• Evaluación de la calidad y funcionalidad de las proteínas recombinantes.
• Estrategias para mejorar la pureza y el rendimiento de la proteína final.
Sesión 7: sesión práctica:
Ensayos de expresión en cultivos de bacterias y levaduras bajo diferentes condiciones, evaluando su rendimiento
Sesión 8 : Aplicaciones Industriales y Proyectos en Biotecnología
Objetivos: Integrar los conocimientos adquiridos para su aplicación en el diseño de proyectos biotecnológicos.
Temas:
• Casos de éxito en la industria: producción de biofármacos, enzimas industriales y proteínas para la investigación.
• Aplicaciones emergentes de los vectores de expresión en sistemas no convencionales (hongos filamentosos, microbios heterólogos).
• Escalado industrial de la producción de proteínas recombinantes.
• Aspectos regulatorios y normativos en la producción de proteínas recombinantes.
Sesión 9 sesión práctica:
Purificación de una proteína recombinante producida en un sistema bacteriano, y análisis de su pureza mediante SDS-PAGE.
Sesión 10 sesión práctica:
Diseño de un proyecto de producción de una proteína recombinante para una aplicación específica, evaluando todos los aspectos técnicos.
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.
