Μαθησιακά Αποτελέσματα
Οι φοιτητές θα εισαχθούν σε σύγχρονες προσεγγίσεις της βιοτεχνολογίας και συνθετικής βιολογίας που έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια και βρίσκουν εφαρμογή στη διατροφή και το περιβάλλον. Θα δοθεί έμφαση στην:
- κατανόηση των αρχών που διέπουν τη βιοτεχνολογία και τη συνθετική (ή μηχανική) βιολογία, καθώς και τις ομοιότητες και διαφορές ανάμεσα στις δύο αυτές προσεγγίσεις.
- κατανόηση μέρους της «εργαλειοθήκης» που διαθέτει η συνθετική βιολογία και των δυνατοτήτων χρήσης της σε πλήθος εφαρμογών στη αγροδιατροφή, το περιβάλλον και την υγεία.
- κατανόηση των αρχών των βιοδιακοπτών και βιοαισθητήρων και των πολλαπλών χρήσεών τους.
- κατανόηση των βασικών αρχών της συνθετικής μικροβιακής οικολογίας και των αρχών που διέπουν την δημιουργία τους.
- κατανόηση των αρχών της «κατευθυνόμενης εξέλιξης» και των δυνατοτήτων δημιουργίας ενζύμων με επιθυμητές ιδιότητες.
- κατανόηση των προσεγγίσεων αλληλούχησης νέας γενιάς και των εφαρμογών τους στη διατροφή και το περιβάλλον.
- κατανόηση της αναγκαιότητας των εργαλείων βιοπληροφορικής/βιοστατιστικής ανάλυσης στην σύγχρονη μικροβιολογία της διατροφής και του περιβάλλοντος.
- κατανόηση βασικών αρχών και της στρατηγικής εφαρμογής των σύγχρονων μεθόδων βιοπληροφορικής ανάλυσης των μικροβιωμάτων στη διατροφή και το περιβάλλον.
- Κατανόηση των βασικών αρχών του 3D printing και τον συνδυασμό των υλικών, των τεχνικών και των αρχών που διέπουν την προετοιμασία και την παρασκευή πολύπλοκων προσαρμοσμένων τροφίμων.
Ενδεικτικό Περιεχόμενο Μαθήματος
- Αρχές και διεπιστημονικότητα της Συνθετικής Βιολογίας.
- Συνθετική βιολογία, μηχανική βιολογία ή βιοτεχνολογία. Οι έννοιες της «συνδυαστικότητας», της «ορθογωνικότητας» και του κύκλου DBTL (Design-Build-Test-Learn).
- Εργαλεία και εφαρμογές της Συνθετικής Βιολογίας.
- Σύγχρονες τεχνολογίες κλωνοποίησης και τροποποίησης των γονιδιωμάτων.
- Εφαρμογές της συνθετικής βιολογίας στην αγροδιατροφή και το περιβάλλον.
- Βιοδιακόπτες
- Έννοια, δομή και λειτουργία των φυσικών βιοδιακοπτών.
- Παραδείγματα και βιοτεχνολογικές εφαρμογές βιοδιακοπτών στο Περιβάλλον.
- Συνθετικές Μικροβιακές Κοινότητες.
- Τι είναι η συνθετική μικροβιακή οικολογία
- Ποιες βασικές αρχές διέπουν την αλληλεπίδραση μεταξύ μικροοργανισμών.
- Πώς κατασκευάζουμε συνθετικές μικροβιακές κοινότητες.
- Εφαρμογές συνθετικών μικροβιακών κοινοτήτων σε υγεία, διατροφή και περιβάλλον.
- Κατευθυνόμενη εξέλιξη ενζύμων και συνθετικός μεταβολισμός με εφαρμογές στην Διατροφή και το Περιβάλλον.
- Συνθετικός μεταβολισμός και μεταβολική μηχανική.
- Κατευθυνόμενη εξέλιξη ενζύμων ως εργαλείο μεταβολικής μηχανικής.
- Μεθοδολογική προσέγγιση και παραδείγματα με εφαρμογές στην ”πράσινη” βιοτεχνολογία.
- Βιοαισθητήρες
- Η έννοια του βιοαισθητήρα και τα συστατικά του
- Διαφορετικοί τύποι βιοαισθητήρων (ηλεκτροχημικός, αμπερομετρικός, ποτενσιομετρικός, ιμπιμετρικός, βολταμετρικός).
- Εφαρμογές βιοαισθητήρων στη διατροφή, την υγεία και το περιβάλλον.
- 3D εκτύπωση και εφαρμογές της στα τρόφιμα.
- Είδη τεχνολογιών 3D εκτύπωσης.
- Λειτουργικά χαρακτηριστικά των συστατικών τροφίμων τα οποία προσαρμόζονται στην εκτυπωτική επεξεργασία ώστε τα τελικά τρόφιμα να διατηρούν συγκεκριμένα επιθυμητά ποιοτικά χαρακτηριστικά μετά την εκτύπωση.
- Αλληλούχηση νέας γενιάς.
- Σύγχρονες τάσεις της αλληλούχησης νέας γενιάς.
- Εφαρμογές αλληλούχησης νέας γενιάς στη διατροφή και το περιβάλλον.
- Insilicoανάλυση και επεξεργασία δεδομένων – Η βιοπληροφορική ως εργαλείο ανάλυσης στα τρόφιμα διατροφή και περιβάλλον.
- Σύγχρονες στρατηγικές ανάλυσης μικροβιωμάτων και μεγάλα/ογκώδη δεδομένα.
- Εφαρμογές βιοπληροφορικής/βιοστατιστικής ανάλυσης σε δεδομένα αλληλούχησης νέας γενιάς προϊόντων PCR ενίσχυσης φυλογενετικών δεικτών: Επιλογή μεθόδων αλληλούχησης, ποιοτικός έλεγχος δεδομένων, συσταδοποίηση/ταξινόμηση αλληλουχιών, α/β-ποικιλότητα.
- Εφαρμογές βιοπληροφορικής/βιοστατιστικής ανάλυσης δεδομένων αλληλούχησης νέας γενιάς, με προσέγγιση αλληλούχησης τυχαίας προσπέλασης: Επιλογή μεθόδων αλληλούχησης, ποιοτικός έλεγχος δεδομένων, στρατηγικές βασιζόμενες σε συναρμολόγηση μεταγονιδιώματος και ελεύθερες συναρμολόγησης, ταξινομική κατάταξη και λειτουργική πληροφορία.