Bi7430c Molekulární biotechnologie - cvičení

Přírodovědecká fakulta
podzim 2018
Rozsah
0/4/0. 4 kr. Ukončení: z.
Vyučující
prof. RNDr. Zbyněk Prokop, Ph.D. (přednášející)
doc. RNDr. Jaroslav Turánek, DSc. (cvičící)
Mgr. David Kovář, Ph.D. (cvičící)
Ing. RNDr. Martin Marek, Ph.D. (cvičící)
doc. Mgr. Radka Chaloupková, Ph.D. (cvičící)
Mgr. Šárka Nevolová, Ph.D. (cvičící)
Ing. Andrea Schenkmayerová, Ph.D. (cvičící)
Mgr. Martina Damborská (pomocník)
Garance
prof. Mgr. Jiří Damborský, Dr.
Ústav experimentální biologie - Biologická sekce - Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Zbyněk Prokop, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav experimentální biologie - Biologická sekce - Přírodovědecká fakulta
Rozvrh seminárních/paralelních skupin
Bi7430c/01: Po 17. 9. až Pá 14. 12. St 10:00–11:50 Kontaktujte učitele, Z. Prokop, J. Turánek
Bi7430c/02: Po 17. 9. až Pá 14. 12. St 14:00–15:50 Kontaktujte učitele, Z. Prokop, J. Turánek
Předpoklady
NOW ( Bi7430 Molekulární biotechnologie )
Souběžné navštěvování přednášek Bi7430c Molekulární biotechnologie. Absolvované kurzy Bi4020 Molekulární biologie a Bi4010 Základy molekulární biologie.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Předmět si smí zapsat nejvýše 20 stud.
Momentální stav registrace a zápisu: zapsáno: 6/20, pouze zareg.: 0/20, pouze zareg. s předností (mateřské obory): 0/20
Jiné omezení: Přednost mají studenti specializace mikrobiologie.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cvičení poskytuje zajímavou kombinaci praktických úloh řešených pod vedením odborníků z akademického (PřF MU a VÚVeL) i firemního prostředí (biotechnologická firma). Na konci cvičení budou studenti prakticky ovládat řadu postupů molekulární biotechnologie, např. design primerů, štěpení DNA restrikčními enzymy, transformace bakteriálních buněk, metody fermentační kultivace E. coli, využití rekombinantních mikroorganismů a izolovaných enzymů při biosensingu a odstraňování nebezpečných látek nebo syntéze farmaceuticky čistých chemikálií. Kurz umožní studentům prohloubení jejich teoretických znalostí získaných na přednáškách Molekulární biotechnologie. Studenti se seznámí s aktuálně používanými metodami i s principem a obsluhou moderních laboratorních přístrojů. Předmět si klade rovněž za cíl posilování komunikační dovednosti studentů diskusí s odborníky daného oboru, napomůže i rozvoji stylistických dovedností studentů při samostatném vypracování esejí a protokolů z absolvovaného cvičení. Využití studijních materiálů v angličtině podpoří schopnost práce s odborným textem, včetně upevnění znalostí anglické terminologie užívané v tomto oboru.
Výstupy z učení
Cvičení poskytuje studentům zajímavou kombinaci praktických úloh řešených pod vedením odborníků z akademického (PřF MU a VÚVeL) i firemního prostředí (biotechnologická firma). V praktických cvičeních se student seznámí s moderními metodami:

Design rekombinantních systémů

Fermentační kultivace rekombinantních mikroorganismů

Příprava enzymatického biosenzoru

Příprava a testování mikrofluidního chipu

Biokatalytická příprava farmaceutického prekurzoru

Příprava a transformace liposomů

Analýza liposomů

Na konci cvičení budou studenti prakticky ovládat řadu postupů molekulární biotechnologie, např. design primerů, štěpení DNA restrikčními enzymy, transformace bakteriálních buněk, metody fermentační kultivace E. coli, využití rekombinantních mikroorganismů a izolovaných enzymů při biosensingu a odstraňování nebezpečných látek nebo syntéze farmaceuticky čistých chemikálií. Kurz umožní studentům prohloubení jejich teoretických znalostí získaných na přednáškách Molekulární biotechnologie. Studenti se seznámí s aktuálně používanými metodami i s principem a obsluhou moderních laboratorních přístrojů. Předmět si klade rovněž za cíl posilování komunikační dovednosti studentů diskusí s odborníky daného oboru, napomůže i rozvoji stylistických dovedností studentů při samostatném vypracování esejí a protokolů z absolvovaného cvičení. Využití studijních materiálů v angličtině podpoří schopnost práce s odborným textem, včetně upevnění znalostí anglické terminologie užívané v tomto oboru.
Osnova
  • Design rekombinantních systémů
  • Náplň: softwarový nástroj Clone Manager, design primerů, restrikční štěpení, klonování, transformace
  • Příprava a testování mikrofluidního chipu
  • Náplň: fabrikace PDMS chipu, příprava a mikroskopie mikrokapének, mikroskopie kapének s buňkami
  • Fermentační kultivace rekombinantních mikroorganismů
  • Náplň: fermentační kultivace E. coli a exprese rekombinantního proteinu, technologie EnBase
  • Příprava enzymatického biosenzoru
  • Náplň: imobilizace rekombinantního enzymu a fluorescenční sondy na optický převodník, detekce vybraného analytu
  • Biokatalytická příprava farmaceutického prekurzoru
  • Náplň: syntéza farmaceutického prekurzoru s využitím rekombinantního enzymu
  • Příprava a transformace liposomů
  • Náplň: příprava liposomů, transformace liposomů, vysokotlaká extruze, příprava SUV (small unilamellar vesicels), měření s DLS (dynamic light scattering) a ZetaSizer
  • Analýza liposomů
  • Náplň: analýza liposomů na přístroji Nanosight 500 a transmisní elektronovou mikroskopií
Literatura
  • An introduction to molecular biotechnology : fundamentals, methods, and applications. Edited by Michael Wink. 2nd, update ed. Weinheim: Wiley-Blackwell, 2011. xxxiii, 60. ISBN 9783527326372. info
  • GLICK, Bernard R., Jack J. PASTERNAK a Cheryl L. PATTEN. Molecular biotechnology : principles and applications of recombinant DNA. 4th ed. Washington, D.C.: ASM Press, 2010. xvi, 1000. ISBN 9781555814984. info
Výukové metody
V laboratoři každý student pracuje samostatně nebo ve dvojicích pod vedením učitele. Každý student pracuje s vlastním vzorkem.

ORGANIZACE CVIČENÍ
1. Teoretický úvod (prezentace vyučujícího)
2. Úvod do vlastního cvičení a kontrola přípravy (domácí zadání)
3. Experimentální práce v laboratoři
Metody hodnocení
Výsledky experimentů jsou hodnoceny v samostatných esejích nebo protokolech připravených každým studentem samostatně a založených na vlastních výsledcích práce. Studenti získají kladné hodnocení za aktivní účast a vypracování protokolů a esejů z každého cvičení.
Informace učitele
https://loschmidt.chemi.muni.cz/peg/courses/
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2019, podzim 2020.