2. Construction de l objet (génie génétique, à la chimie de synthèse, à la microfluidique )

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1 Biologie de Synthèse La biologie de synthèse (BS) a été définie par le consortium européen "Synbiology" comme «l ingénierie de composants et systèmes biologiques qui n existent pas dans la nature» Trois phases: 1. Conception rationnelle d un nouveau composant, dispositif ou système biologique (modélisation mathématique et simulation informatique s appuyant sur les données disponibles (génomique, protéomique ) permet d'explorer par avance les propriétés de l'objet qui sera construit. Le recours à cette méthodologie et la complexité des objets conçus sont les éléments qui distinguent la BS du génie génétique 2. Construction de l objet (génie génétique, à la chimie de synthèse, à la microfluidique ) 3. Caractérisation de l objet ainsi construit au moyen de toute méthode adaptée, et l'évaluation de ses impacts sur la santé, l'environnement et la société.

2 Cours Objectifs: 1) Introduire les bases de la biologie de synthèse 2) Introduire les principes de la découverte puis d'utilisation des activités cellulaires d'intérêt dans le design de nouveaux systèmes 3) Inculquer les principes de conception de systèmes biomoléculaires simples 4) Illustrer ces notions par des exemples d'applications en biologie de synthèse marquants et d'actualité

3 1er bloc : Les fondements de la Biologie de Synthèse (2h) articles fondateurs(oscillator + toggle switch),grand domaines de recherche et aplications En quoi la biologie de synthèse est elle différente de l ingénierie génétique? Abstraction / Modularité, Standardisation, Ethique et impact sociétal 2 ème bloc: Aperçu des techniques de base (2h) La boite à outils traditionnelle (ADN recombinant, clonage) 3 ème bloc: les BioBricks (2h) Avantages du clonage standardisé (modularité/abstraction), standard BioBrick + concept de la Registry, Méthodes d'assemblage, Comment construire une BioBrick (PCR vs DNA synthesis) 4 ème bloc : standard pour composer des devices transcriptionnels fonctionnels (2h) Expression génétique en BioBrick parts: transcription / traduction / DNA-binding protein, Promoter / RBS / ORF / Terminator /Protein Generator / Genetic Inverter, Polymerase per second (PoPS), Ribosomes per second (RiPS) 5ème bloc : Caracterisation et controle qualité (2h) importance du controle qualité and de la caracterisation en ingénierie (exemples de systémes electroniques et mechaniques), intégrité de l'adn, Caracterisation de la BioBrick (promoter, RBS, Protein...) et des chassis 6ème bloc : Conception d'un système biologique au format BioBricks (4h) Cycle de développement ingénierie appliqué à l'igem: Specifications, Design, Modelling, Implementation, testing/validation, Ressources pour démarrer 7 ème bloc: la compétition igem comme exemple de travail sur projet (4h) Concevoir son propre device sur sujet libre (ressources: projets igem, litterature pubmed, initiation pubmed Doc INSA

4 TP Objectifs: Mettre en œuvre la démarche expérimentale pour contrôler la qualité d un plasmide contenant une construction ADN d intérêt commandé à un prestataire. Réaliser la bioamplification de l ADN réceptionné. Analyser in silico les données de séquençage ADN fournies par le prestataire. Réaliser la tenue d un cahier de laboratoire. Lors de ces travaux pratiques, votre mission sera de comparer l option synthétique (conception in silico de la construction ADN et appel à un prestataire pour la synthétiser) à l option «maison» (amplification PCR et clonage en laboratoire du produit PCR) en terme d efficacité, pénibilité et cout. «Bob Burlage examines specially engineered bacteria in a petri dish. These bacteria fluoresce when exposed to TNT compounds such as those that may leak from buried land mines» Oak Ridge National Laboratory (USA)

5 Evaluation du module Biologie de Synthèse Evaluation cours : Note/5 Présentation orale d un projet de construction ADN (5min/binome) Note/5 Test vocabulaire SYNBIO (30 min) Evaluation TP Note/5 Test sur ordinateur de la prise en main du logiciel Serial Cloner (10 min/élève) Note/5 Evaluation sur la tenue du cahier de laboratoire