Η Συνθετική Βιολογία και το project μας στα πλαίσια του διαγωνισμού igem 2018

Transcript

1 Η Συνθετική Βιολογία και το project μας στα πλαίσια του διαγωνισμού igem 2018

2 Η ομάδα μας Wet Lab Dry Lab Αλεξόπουλος Ιωάννης, Τμήμα Βιολογίας Α.Π.Θ. Γιαννόπουλος Δημητρίου Αλέξανδρος, Τμήμα Φαρμακευτικής Α.Π.Θ. Γιαννούλα Υβόνη, Τμήμα Φαρμακευτικής Α.Π.Θ. Καρατάκης Παναγιώτης, Τμήμα Πληροφορικής Α.Π.Θ. Κυριακίδης Παντελής, Τμήμα Πληροφορικής Α.Π.Θ. Ξεσφύγγη Υβόννη, Τμήμα Χημικών Μηχανικών Α.Π.Θ. Κυρπιζίδης Γρηγόριος, Τμήμα Βιολογίας Α.Π.Θ. Επιστημονικώς υπεύθυνοι: Bιζιριανάκης Ιωάννης, Αναπληρωτής καθηγητής Μοριακής Φαρμακολογίας & Φαρμακογονιδωματικής, Α.Π.Θ. Μόσιαλος Γεώργιος, Καθηγητής Βιολογίας, Α.Π.Θ.

3 Ο διαγωνισμός igem Παγκόσμιος διαγωνισμός Συνθετικής Βιολογίας Περισσότερες από 300 ομάδες και συμμετέχοντες από κορυφαία πανεπιστήμια

4 Competition Tracks Diagnostics Energy Environment Food and Nutrition Foundational Advance High School Information Processing Manufacturing New Applications Therapeutics Software Art and Design Hardware Measurement

5 Συνθετική Βιολογία

6 Biobricks Στόχος: Ο σχεδιασμός καλά χαρακτηρισμένων biobricks για να μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πολύπλοκα συστήματα

7 Εφαρμογές Biosynthetic Pathways Series of enzymatic reactions to produce a non-native metabolite Motility and Chemotaxis Many types of cells have the ability to move based on a chemical gradient. Biodegradative Pathways Series of enzymatic reactions to degrade a xenobiotic Substance Sensing The ability to recognise a series of different substances Quorum Sensing Proteins and regulatory pathways contributing in cell signaling and communication Cell Death Parts and pathways that ignite apoptosis

8 Το project μας A genetic toolbox for controlled gene expression

9 Στοχοι του project μας Βελτιστοποίηση ήδη υπαρχόντων μοριακών συστημάτων συμβάλλοντας στον περαιτέρω έλεγχό τους. Βελτιστοποίηση Παραγωγής Θεραπευτικών Πρωτεϊνών σε βιομηχανική κλίμακα. Βελτιστοποίηση Μεταβολικών Οδών (π.χ. βιοτεχνολογικώς παραγόμενης αρτεμισινίνης, αναλόγων μορφίνης). Πώς; Θέτοντας την πρωτεϊνική έκφραση ανεξάρτητη από τον αριθμό των πλασμιδιακών αντιγράφων.

10 Διακυμάνσεις στον αριθμό των πλασμιδικών αντιγράφων

11 Stabilized Promoters Ο αριθμός πλασμιδιακών αντιγράφων (Copy number) επηρεάζει την έκφραση του γονιδίου στόχου (Gene of Interest) και ταυτόχρονα ενός πρωτεϊνικού καταστολέα (Repressor). Ο πρωτεϊνικός καταστολέας αντισταθμίζει τυχόν διακυμάνσεις στην έκφραση του γονιδίου στόχου

12 Stabilized Promoters

13 Galene genetic Toolbox Stabilization & Inducibility TALeffectors: Είναι πρωτεΐνες που απομονώθηκαν από το γένος Xanthomonas, στοχεύουν και προσδένονται σε συγκεκριμένες αλληλουχίες υποκινητών, αναστέλλοντας τη μεταγραφή. CRISPRi: (dcas9): Kαταλυτικώς αδρανής πρωτεΐνη που σχηματίζει σύμπλοκο με ένα sgrna συμπληρωματικό με τον υποκινητή ενδιαφέροντος και αναστέλλει τη μεταγραφή του γονιδίου. Transcriptional Attenuator: Aλληλουχία που επιτρέπει τον έλεγχο της έκφρασης του επιθυμητού γονιδίου σε επίπεδο RNA εξαιτίας της δευτεροταγούς της δομής

14 Επαγωγιμότητα Η χρήση ενός εξωτερικώς επαγώμενου υποκινητή για έκφραση γονιδίου με ακρίβεια. Επαγωγέας: Το φαρμακευτικό μόριο Θεοφυλλίνη Espah Borujeni, A., Mishler, D. M., Wang, J., Huso, W., & Salis, H. M. (2016). Automated physics-based design of synthetic riboswitches from diverse RNA aptamers. Nucleic Acids Research.

15 Βελτιστοποίηση μεταβολικών οδών Βιοτεχνολογικώς Παραγόμενη Παρακεταμόλη από κυανοβακτήρια: αντιμετώπιση προβλημάτων κακής ποιότητας παραγωγής τροποποίηση κυανοβακτηρίων με εισαγωγή ενζύμων από άλλους οργανισμούς πολυσταδιακή διαδικασία που απαιτεί διατήρηση στοιχειομετρικής αναλογίας ενζύμων για αύξηση απόδοσης της αντίδρασης Newton, P. N., Green, M. D., & Fernández, F. M. (2010). Impact of poor-quality medicines in the developing world. Trends in Pharmacological Sciences.

16 Βιοτεχνολογική Παραγωγή Πρωτεϊνών Σε μεγάλης κλίμακα παραγωγή η σταθερότητα των εισαγόμενων συστημάτων κρίνεται απαραίτητη. Διαφορετική συμπεριφορά των βιολογικών συστημάτων σε μεγάλης κλίμακα παραγωγή ενός βιοτεχνολογικού προϊόντος. Segall-Shapiro, T. H., Sontag, E. D., & Voigt, C. A. (2018). Engineered promoters enable constant gene expression at any copy number in bacteria. Nature Biotechnology.

17 Οι δράσεις της ομάδας μας Βιοηθική Βιομηχανία Science Communication:Synbalkans tour University of Belgrade and University of Novi Sad(Serbia), University of Sarajevo (Bosnia and Herzegovina), University of Split (Croatia).

18 Ευχαριστούμε για την προσοχή σας facebook: igem Thessaloniki instagram: igem Thessaloniki wiki page:

19 Our Sponsors