RESOLUCION Nº 278/09 CD

Transcripción

1 Santa Rosa, 18 de diciembre de VISTO: La propuesta de dictar un curso de posgrado Ingeniería Genética de Plantas presentada por el Dr. Alberto GOLBERG. CONSIDERANDO Que el Dr. Alberto GOLBERG es el Director de la Escuela de Posgrado. Que es objetivo de la Facultad generar de manera continua y sistémica espacios de formación y actualización para nuestros graduados. Que el responsable del dictado del curso de Posgrado es el Dr. Hugo Raúl PERMINGEAT cuyo Curriculum vitae se adjunta. Que el Dr. PERMINGEAT adjunta el programa de la actividad a desarrollar. Que el Dr. PERMINGEAT es un docente investigador de reconocida trayectoria en la temática a desarrollar. Que la Comisión de Asuntos Académicos analizo las presentes actuaciones y emitió despacho al respecto, considerando que la temática a desarrollar es de actualidad y de interés para la comunidad. Que el Consejo Directivo trató el tema en su reunión extraordinaria del día de la fecha y aprobó por unanimidad el despacho de la Comisión. POR ELLO EL CONSEJO DIRECTIVO DE LA FACULTAD DE AGRONOMÍA RESUELVE Artículo 1.- Autorizar el dictado del curso de Posgrado: Ingeniería Genética de Plantas, de acuerdo a las especificaciones que constan en el Anexo I. Artículo 2.- Regístrese, comuníquese, tomen conocimiento, el Director Escuela de Postgrado, Secretaría Académica, Secretaría Administrativa, Dirección Académica y Secretaría de Decanato para su difusión. Cumplido, archívese.

2 ANEXO I Curso Ingeniería Genética de Plantas Facultad de Agronomía - UNLPam Edición Docente responsable: Dr. Hugo Raúl Permingeat (se adjunta CV). 2. Programa analítico: Introducción al Curso. La Agricultura, la Biotecnología y el Fitomejoramiento. Los ácidos nucleicos y la información genética. El genoma vegetal. DNA nuclear y citoplásmico. Avances en la secuenciación de los genomas. DNA recombinante: impacto en la Agricultura. El Siglo Biotecnológico: promesas y realidades. Avances en la Ingeniería Genética de Cultivos. Una visión educativa de la Ingeniería Genética de Plantas: dónde estamos y hacia dónde vamos. La Biología Celular como herramienta biotecnológica. La totipotencialidad de la célula vegetal. Cultivo de tejidos vegetales. Cultivos celulares. Condiciones de trabajo. Equipo necesario. Requerimientos nutricionales y hormonales. Medios de cultivo sólidos y líquidos. Explantos: meristemas, secciones de hoja, tallos, hipocótilos, cotiledones, embriones, anteras, óvulos. Micropropagación y sus aplicaciones. Desdiferenciación celular: callos, microcallos y suspensiones celulares. Inducción y mantenimiento. Regeneración de plantas: organogénesis y embriogénesis somática. Rusticación. Variación somaclonal y gametoclonal. Obtención y cultivo de protoplastos. Fusión y obtención de cíbridos. Selección de mutantes resistentes a herbicidas. Adelantamiento de generaciones. Cultivo de tejidos y regeneración de plantas en las especies cultivadas de mayor interés: soja y girasol, maíz, trigo, arroz, algodón y otros. Transformación Genética de Células y Tejidos Vegetales. Transformación transiente estable. Métodos de transformación indirectos: Transferencia de genes mediada por Agrobacterium. Métodos de transformación directa. Aceleración de micropartículas ecubiertas con DNA. Agrolística. Electroporación de tejidos intactos. Fibras de carburo de silicio. Protoplastos: PEG y electroporación. Transformación por tubo polínico. Patrones de integración y números de copia. Ventajas y desventajas de cada método. Eficiencia. Transformación de cultivos de interés: soja y girasol, maíz, trigo, arroz, lgodón, hortalizas, frutales y forestales. Identificación y clonado de genes de interés agronómico. La clonación molecular. Herramientas de clonación: Enzimas de restricción, Vectores de

3 clonación, Ligasas, Insertos de DNA, Células huéspedes. Estrategias a utilizar. Construcción y análisis de bibliotecas genómicas y de cdna. Secuenciación de ácidos nucleicos. Caracterización de las secuencias nucleotídicas. Estudios de expresión génica. Transformación bacteriana y electroporación. La región codificante de los genes a expresar en plantas. Genes marcadores: importancia y necesidad. Criterios para elegir genes marcadores. Genes reporteros. Genes marcadores de selección: resistencia a antibióticos, resistencia a herbicidas, otros sistemas selectivos. Genes de interés agronómico, industrial, biomédico, farmacológico. Adaptación de genes de distintos orígenes. Uso de codones. Contenido de CG. Preferencias por monocotiledóneas y dicotiledóneas. Genes sintéticos. Control de la expresión de transgenes en plantas. Diseño en la construcción de los vectores de expresión. Elección del promotor. Promotores constitutivos, específicos de tejido e inducibles. Expresión en monocotiledóneas y dicotiledóneas. Inclusión de intrones en la unidad transcripcional. Presencia de secuencias leader no traducidas. Transformación de organelas. Gene targeting: Péptidos señal. Regiones 3 : estabilidad del mrna. Efecto del plegado de proteínas. Silenciamiento de transgenes. Efecto de posición. Regiones MARs. Silenciamiento a nivel transcripcional. Metilación del promotor. Silenciamiento a nivel posttranscripcional. Metilación de la región codificante. Cosupresión. Epistasis. Determinación del origen del silenciamiento. sirnas. Detección, Identificación y Cuantificación de Organismos Vegetales Genéticamente Modificados (OVGMs). Métodos analíticos sobre el ADN. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR) convencional y en tiempo real. Hibridización Dot y Slot blot. Hibridización Southern. Métodos analíticos sobre el ARN. Hibridización Northern blot. Retrotranscripción + PCR (RT-PCR) analítica y cuantitativa. Métodos analíticos sobre la proteína transgénica. Separación electroforética de proteínas. SDS-PAGE, Geles de actividad, Análisis enzimático de actividad, Western blot. Evaluación del impacto ambiental y alimentario derivado del uso de OVGMs. Aspectos regulatorios de los OVGMs. Proteínas Bt derivadas de maíz transgénico en alimentos y en el ambiente. Exudación radicular. Flujo polínico. Riesgos y su evaluación. Aplicaciones del uso de plantas transgénicas. La senescencia retardada en flores y frutos. La resistencia a herbicidas: Estrategias y ejemplos. La resistencia a insectos: Estrategias y ejemplos. La resistencia a enfermedades: Estrategias y ejemplos. La manipulación de las biomoléculas vegetales: Alteración en el contenido y la calidad de polisacáridos, lípidos y proteínas, vitaminas y minerales (biofortificación). Proteínas recombinantes. Calidad nutricional. Ejemplos

4 Trabajos Prácticos posibles de desarrollar. Detección de OVGMs en muestras de granos (extracción ADN PCR Electroforesis). Bioinformática: Análisis de secuencias nucleotídicas en bases de datos. 3. Destinatarios: Ingenieros Agrónomos, Bioquímicos, Biotecnólogos, Profesionales afines, Tesistas de Doctorado o Maestría. 4. Fecha de realización: 22 al 26 de Febrero de (U otra fecha a discutir) Distribución horaria semanal: Día Mañana (8:30hs-12:30hs) Tarde (14:00hs-18:00hs) Lunes 22 - Introducción. - Una visión educativa de la ingeniería genética: hacia dónde vamos y por qué. - La Biología Celular como herramienta biotecnológica. - Identificación y clonado de genes de interés agronómico. - La región Codificante de los transgenes. - Control de la expresión de transgenes en plantas. Silenciamiento de transgenes. Práctico: - Extracción de ADN. Martes 23 Reunión Institucional Reunión Institucional Miércoles 24 Jueves 25 - Transformación Genética de Células y Tejidos Vegetales - Bioinformática - Detección, cuantificación e Identificación de OVGMs. Análisis moleculares. Práctico: - Detección de OVGMs (PCR) Práctico Bioinformática: - (Sala con PCs y acceso a Internet) Práctico: - Detección de OVGMs (Electroforesis) - Aplicación del uso de plantas transgénicas: Proteccón Vegetal Viernes 26 - Aplicación del uso de plantas transgénicas: La manipulación de las biomoléculas vegetales:polisacáridos, lípidos y proteínas, vitaminas y minerales. Proteínas recombinantes. Calidadnutricional - Evaluación del impacto ambiental derivado del uso de OVGMs. - Sistemas regulatorios para la liberación de OVGMs al medio

5 5. Justificación y fundamentación del curso: A pesar de grandes esfuerzos para balancear la población y el suplemento de alimentos, la población mundial continúa creciendo a una tasa del 1.5 % anual y se prevé que ésta alcanzará los millones de habitantes en el año 2020 y de millones en el La mayor parte de este crecimiento ocurrirá en áreas ya superpobladas, subdesarrolladas y pobres de África, Asia y América Latina, las que tendrán el 90 % de la población mundial. La demanda de alimentos en los lugares más poblados se duplicará hacia el año 2025 y prácticamente triplicará hacia el El aumento requerido en la productividad para compensar esta demanda es de tal magnitud que no podrá alcanzarse por métodos convencionales de cultivo o incrementando el área de siembra (alrededor del 3 % de la superficie terrestre) la cuál se está deteriorando rápidamente y decrece como consecuencia de la erosión hídrica y eólica, la salinización, la acidificación, la compactación y explotación descontrolada (con una pérdida neta anual del 1.4 % de la corteza superior cultivable por año). El gran desafío del sector agrario es duplicar la producción de alimentos para el año 2025 y triplicarla para el año 2050, contando con menos tierra, menos agua y bajo condiciones ambientales más adversas (Vasil Indra K). Si bien la selección tradicional de variedades durante el siglo pasado ha traído un aumento enorme en la productividad de los cultivos (y en consecuencia ha salvado la biodiversidad existente en millones de hectáreas de bosques y áreas salvajes que no fueron convertidas en cultivables), el mejoramiento de variedades por hibridización es lento y limitado a un grupo de genes. Los métodos biotecnológicos deberán ser usados para complementar y suplementar ese mejoramiento tradicional de variedades, con el fin de incrementar el rendimiento en zonas donde, a pesar del avance en tecnologíaagrícola y el uso masivo de agroquímicos, el 42 % de la producción se pierde por competencia con malezas, plagas y enfermedades. Una pérdida adicional del 10-30% ocurre después de la cosecha por una gran variedad de factores, especialmente en países en desarrollo donde las condiciones de almacenaje no son las más favorables. Los avances en biotecnología vegetal han permitido expandir este pool" genético, haciendo posible la transferencia de genes específicos entre especies bien distantes como cereales, legumbres y muchas verduras y frutas. Se espera que el mercado mundial de plantas transgénicas sufra un incremento significativo en un futuro cercano. Es de destacar que el patrimonio genético del planeta (ya sea de plantas, animales, bacterias, o virus) se ha vuelto accesible para el mejoramiento de especies aptas para agricultura, en gran parte debido al conocimiento de las secuencias genómicas. Las aplicaciones y uso de organismos genéticamente modificados son tan amplias como la imaginación del hombre lo permite, porque la tecnología permite el rediseño de los genomas de las especies. Estas aplicaciones merecen ser analizadas porque ofrecen estrategias de cuidado del ambiente y de producción de más y mejores alimentos, al mismo tiempo que posibilitan el uso de las plantas como biofábricas de innumerables productos. Todos estos aspectos sugieren los cambios

6 que experimentarán los sistemas de producción en las décadas venideras y remarcan la importancia de conocer los productos que consumiremos en el futuro. Un eslogan inglés from the Green Revolution to the Gene Revolution (de la Revolución Verde a la Revolución Genética parece marcar el camino de la agricultura y otras disciplinas del siglo XXI hacia el desarrollo sustentable. 6. Objetivos del curso: Generar conciencia de los alcances de las tecnologías del DNA recombinante para aplicaciones agronómicas, industriales y productivas. Transmitir conocimiento sobre las metodologías de generación de OVGMs con diferentes fines y de la expresión / silenciamiento de los transgenes en plantas. Capacitar en el manejo de OVGMs, de acuerdo a la finalidad de la transgénesis. Interpretar el impacto de los mismos en el ambiente y la salud. 7. Bibliografía propuesta: Se incluyen cerca de 240 citas bibliográficas seleccionadas de artículos specíficos y de revisión de los siguientes Journals científicos, lo que se proveerán en un CD a los alumnos cursantes: Agronomy Journal, Annals of Applied Biology, Annals of Botany, Annual Review of Biochemestry, Annual Review of Genetics, Annual Review of Plant Biology, Applied Biochemistry and Microbiology, Applied Microbiology and Biotechnology, Biologia Plantarum, Biotechniques, Biotechnology Advances, Biotechnology Letters, Biotechnology Progress, Cell, Chinese Journal of Agricultural Biotechnology, Critical Reviews in Biotechnology, Critical Reviews in Plant Sciences, Crop Science, Current Biology, Current Genetics, Current Microbiology, Current Opinion in Biotechnology, Current Opinion in Cell Biology, Current Opinion in Chemistry Biology, Current Opinion in Genetics and Development, Current Opinion in Microbiology, Current Opinion in Plant Biology, Electronic Journal of Biotechnology (EJB), Environmental Biosafety Research, Euphytica, European Journal of Biochemistry (FEBS Letters), Funtional and Integrative Genomics, Genetic Resources and Crop Evolution, Genetics, Genome Research, Genomics, In Vitro Cel ular and Develop Biol. Plant, Insect Biochemistry and Molecular Biology, Journal of Agriculture and Food Chemistry, Journal of Agronomy and Crop Science, Journal of Biotechnology, Journal of Cereal Science, Journal of Experimental Botany, Journal of Food Biochemistry, Journal of Plant Physiology, Journal of Plant Research, Molecular Breeding, Molecular Cell, Molecular Genetics and Genomics (MGG), Molecular Plant-Microbe Interaction, Nature, Nature Biotechnology, Nature Cell Biology, Nature Chemistry Biology, Nature Genetics, Nature Reviews in Genetics, Nature Reviews in Microbiology, Nature Reviews in Molecular Cell Biology, Nucleic Acid Research, Physiologia Plantarum, Plant and Cell Physiology, Plant Biology, Plant Biotechnology Journal, Plant Breeding, Plant Cell Report, Plant Cell, Tissue and Organ Culture, Plant Molecular Biology, Plant Molecular Biology Reporter, Plant Physiology, Plant Physiology and Biochemistry, Plant Science, Plant, Cell & Environment, Planta, Proceedings of the National Academy of Sciences USA, Reviews in Environmental

7 Science and Biotechnology, RNA, Science, Soil Biology and Biochemistry, The Plant Cell, The Plant Journal, Theoretical and Applied Genetics, Transgenic Research, Trends in Biochemical Sciences, Trends in Biotechnology, Trends in Cell Biology, Trends in Food Science and Technology, Trends in Genetics, Trends in Plant Sciences, Weed Biology and Management, Weed Research, Weed Science y Weed Technology. 8. Propuesta pedagógica: Las modalidades didácticas que se adoptarán serán exposiciones ilustradas de los diferentes temas en forma teórica, explicaciones teórico-prácticas de actividades prácticas y las actividades prácticas propiamente dichas que consistirán en un taller de bioinformática y en un práctico de laboratorio aplicado a la detección de OVGMs en granos. 9. Modalidad de implementación: Presencial. 10. Evaluación y condiciones para la aprobación: La evaluación final será escrita, sobre análisis de casos. Los alumnos desarrollarán un caso planteado y lo enviarán para su corrección al Docente con copia a la autoridad correspondiente de la Facultad. 11. Costos de implementación: Docente: Honorarios ($110/hora). Se calculan 32 hs frente alumnos más 4 hs de corrección de exámenes, totalizando 36 hs: $ Viáticos (viaje y estadía del 21 al 27 de febrero) Desarrollo de Prácticos: Reactivos e insumos necesarios para el desarrollo de los prácticos. Material para Cursantes: 1 CD/alumno conteniendo la bibliografía que lleva el docente. Impresión o fotocopiado de un cuadernillo/alumno con el resumen de las clases teóricas. 12. MATRÍCULA: $ 400.