Bi7034 Bioinženýrství mikroorganismů

Přírodovědecká fakulta
podzim 2025
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučováno kontaktně
Vyučující
doc. Mgr. Pavel Dvořák, Ph.D. (přednášející)
Garance
doc. Mgr. Pavel Dvořák, Ph.D.
Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: Ing. Jiřina Kučerová, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Rychle se rozvíjející obory metabolického inženýrství, systémové a syntetické biologie se stávají pilíři moderních mikrobiálních biotechnologií v 21. století. Zároveň umožňují čím dál detailnější vhled do fungování živých systémů. Cílem tohoto předmětu je prezentovat studentům základní principy, přístupy a experimentální a teoretické metody využívané v těchto vědních disciplínách. Kurz klade značný důraz i na popis praktických aplikací popisovaných strategií a metod v technologiích využívajících rekombinantní mikroorganismy pro biodegradace toxických odpadů či pro biosyntézu komoditních chemikálií a biofarmak. Kromě atraktivních aktuálních příkladů ze světové literatury i z průmyslu budou studentům představena i témata řešená v laboratoři vyučujícího. Získané znalosti budou moci absolventi využít ve své další pracovní praxi i v navazujícím hlubším studiu diskutovaných témat. Pro lepší orientaci v probírané látce doporučujeme, aby posluchači měli alespoň základní znalosti z mikrobiologie, molekulární biologie a biochemie. Předmět je primárně určen pro studenty navazujícího magisterského studia oborů Mikrobiologie, Molekulární biologie a Biochemie, otevřen je ale všem zájemcům o probíranou problematiku.
Výstupy z učení
Problematika metabolického inženýrství a syntetické biologie mikroorganismů bude prezentována především z pohledu molekulárně biologických a biochemických metod, které se v těchto disciplínách uplatňují. Uplatnění metod bude demonstrováno na řadě praktických příkladů z aktuální vědecké literatury i z praxe. Diskutovány však budou i teoretické bioinformatické přístupy. Student po absolvování předmětu: - Bude schopen rozlišit výhody a nevýhody různých mikroorganismů využívaných v projektech metabolického inženýrství a syntetické biologie. - Získá přehled v probíraných metodách a jejich využití v praxi. - Bude schopen popsat postupy uplatňované v projektech metabolického inženýrství mikroorganismů a uvědomí si návaznost jednotlivých kroků. - Pochopí vliv syntetické a systémové biologie na metabolické inženýrství.
Osnova
1) Informace o kurzu, úvod do problematiky bioinženýrství mikroorganismů, bioekonomika 2) Základní koncepty metabolického inženýrství, hostitelské mikroorganismy 3) Design metabolických drah - vliv systémové biologie (teoretické a experimentální nástroje, praktické příklady) 4) Konstrukce metabolických drah (teoretické a experimentální nástroje, praktické příklady) 5) Analýza metabolických drah (teoretické a experimentální nástroje, praktické příklady) 6) Optimalizace metabolických drah (racionální přístupy, adaptivní laboratorní evoluce), příklady metabolického inženýrství mikroorganismů z praxe 7) Syntetická biologie mikroorganismů a její využití v biodegradacích a v bioprodukci zajímavých chemikálií (úvod, historie, etické apsekty, soutěž iGEM) 8) Syntetické genetické okruhy a koncept minimální buňky 9) Příklady úspěšné aplikace mikroorganismů upravených metabolickým inženýrstvím v praxi, technoekonomická analýza a Life Cycle Assessment, vize budoucnosti metabolického inženýrství a syntetické biologie mikroorganismů
Literatura
  • Primárním studijním zdrojem jsou powerpointové prezentace vyučujícího s četnými odkazy na doporučenou odbornou literaturu.
  • Metabolic engineering : concepts and applications. Edited by Sang Yup Lee - Jens Nielsen - G. Stephanopoulos. Weinheim: Wiley-VCH, 2021, xviii, 337. ISBN 9783527346622. info
Výukové metody
Výuka proběhne v podzimním semestru 2025 prezenční formou za využití powerpointových prezentací. Texty prezentací jsou v anglickém jazyce, výklad vyučujícího bude po domluvě se studenty v angličtině nebo v češtině.
Metody hodnocení
Dle počtu zapsaných posluchačů je předmět zakončen buď ústní zkouškou formou prezentace článku, který doporučí vyučující, a následnou rozpravou nad tématy kurzu nebo přehledovým testem.
Navazující předměty
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2025/Bi7034