Inovace Ph.D. studia pro biotechnologické aplikace

(01.2011 – 12.2013)

Reg. číslo: CZ.1.07/2.2.00/15.0272

Hl.řešitel: UPOL Imunologie

Partneři: Contipro Group s.r.o.

VUT Brno, FCH

Praktickým základem projektu je realizace 7 workshopů, které proběhnou ve společnosti Contipro. Každý z nich sestává ze 3 bloků:

biotechnologická část,

nanotechnologická část a

praktická část.

Projekt je určen pro Ph.D. studenty z celé republiky (kromě hl. města Prahy).

Teoretická i praktická náročnost

Inovace Ph.D. studia pro biotechnologické aplikace

Biotechnologie Nanotechnologie

Biotechnologie

Karl Ereky

1917

Biotechnologie jsou všechny pracovní postupy, při nichž je výsledný produkt

tvořen ze surových materiálů s využitím živých organismů

Nová definice biotechnologií

1961 Carl Göran Hedén doporučil změnu názvu odborného časopisu

„ Journal of Microbiological and Biochemical Engeneering and Technology“ na Biotechnology and Bioingeenering

Od té doby je biotechnologie asociována s industriálními procesy využívajícími biologické organismy, systémy a procesy

Biotechnologie – aplikace vědeckých a technických principů

na biologické činitele zahrnuté ve zpracovávání materiálů za účelem přípravy

zboží a služeb

Biotechnologie jako vědecká disciplína je určována především ekonomickými faktory

Svébytnost biotechnologie

Historické využití

Molekulární biotechnologie

Vědecká disciplína založená na schopnosti přenášet specifické jednotky genetické informace z jednoho

organismu do druhého

Mol. biologie

Mikrobiologie Biochemie Imunologie Genetika Chemické inženýrství.

Buněčná biologie

Molekulární biotechnologie

Plodiny Léky Vakcíny Diagnostika Živočišnávýroba

Výrobní nástroje molekulárních biotechnologií

Mikrobiální systémy

Escherichia coli, Salmonella typhimurium, fág λ, Saccharomyces cerevisiae

Restrikční endonukleázy

Meselson and Yuan 1968, Smith and Wilcox 1970(použitím restrikční endonukleázy vznikaly spojitelné konce na fragmentech DNA různého původu)

První rekombinantní DNA

Jackson, Symonsen, Berg 1972

(do genomu SV40 vložili DNA pocházející z E. coli a nesoucí geny fága λ a galaktózový operon) Paul Berg 1980 Nobelova cena

Molekulární biotechnologie

První konstrukce biologicky funkčních bakteriálních plazmidů in vitro

zrození rekombinantních technologií S.N. Cohen, A.C.Y. Chang, H.W. Boyer, R.B. Helling

Proc. Natl. Acad. Sci. USA 70:3240-32444, 1973

Fragmenty náhodně štěpeného plazmidu daly po vpravení do E.Coli vzniknout funkčnímu plazmidu o velikosti 1/10

původní struktury.

Počátek éry molekulárních biotechnologií

New Yorkská burza

14. října 1980 stoupla během 20ti minut cena akcií společnosti Genetech ze 35$ na

89$. Šlo o doposud historicky největší navýšení cen veřejně obchodovatelných

akcií

Úspěch firmy Genetech

Pracovníci firmy Genetech izolovali sekvence DNA

kontrolující syntézu obou peptidů lidského inzulínu a efektivně je

přenesli do E.coli. Tento mikroorganismus se stal

producentem lidského inzulínu

V roce 1982 byl rekombinantní inzulín schválen FDA . Na trh ho uvedla firma Eli Lilly pod názvem Humulin

Vývoj molekulárních biotechnologií v USA po burzovním úspěchu Genetechu (1980)

1983 - 200 malých firem orientovaných na genové manipulace1985 - 400 firem a obchodních společnostíSoučasnost – 1300 v USA a 2500 celosvětově------------------------------------------------------------------Praktické výstupy: více než 2000 nových léčiv,750 dalších produktů založených na rekombinantních technologiích175 000 zaměstnaných lidí (v USA)Zisk – 33 miliard dolarů ročně (USA do r. 2005)Geneticky modifikované rostliny a živočichové

Geneticky modifikované organismy

Mikroorganismy

Rostliny

Živočichové

Vývoj vakcíny proti hepatitidě B

Nor-muramyl dipeptid – molekulární adjuvans

Lipozomový nosič - fosfolipidy

O O

O

O

OO

O

HN

H

O O

O

O

OO

O

HN

H

O O

O

O

OO

O

HN

H

Lipidové spojky

Metalochelatačnízakončení

Rekombinantní protein - vlastní antigen

Polyhistidinová kotva

Konstrukce vakcinačního antigenu s adjuvans

Raška, Turánek, Ledvina