El campo de la biología sintética, la ciencia de la manipulación de organismos, tiene muchos “cocineros en la cocina”, lo que le ha ayudado a florecer y su inusual creación de un plan de estudios coherente y consistente para estudiantes de todos los niveles de estudio lo ha dificultado. Cada disciplina involucrada –desde la ingeniería química hasta la ética– tiene un enfoque único hacia la enseñanza y la literatura, creando un contraste entre cómo aprenden los científicos.
Ahora, los investigadores de la Universidad Northwestern proponen un nuevo enfoque para la enseñanza de la biología sintética que utiliza diferentes niveles de organización, comenzando en la escala molecular y ascendiendo hasta la escala social, para construir principios fundamentales y una biología sintética sostenible. tecnologías en desarrollo. El enfoque incluye muchos componentes disciplinarios, lo que hace que la educación en biología sintética sea accesible a personas de diferentes orígenes.
Ayer (26 de junio) se publicó en la revista un artículo que detalla el marco. Comunicaciones de la naturaleza.
“Las primeras versiones de los cursos de biología sintética carecían de una base conceptual”, afirmó Julius Lux, experto en biología sintética y autor principal. “Desde un punto de vista académico, veías una especie de mezcolanza dependiendo del campo en el que te encontrabas. Nos desafiamos a nosotros mismos a tratar de descubrir cómo se podrían integrar todos esos campos. ¿Cómo podemos crear un lenguaje común mediante el desarrollo de un marco común? ?
Lux es profesor de ingeniería química y biológica y codirector del Centro de Biología Sintética (CSB) de la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern.
Cuando surgió la ingeniería genética en la década de 1970, la idea de reutilizar, reutilizar y reutilizar los sistemas biológicos para abordar los desafíos de la sociedad (el núcleo de la biología sintética) se hizo posible. Con la llegada de CRISPR alrededor de 1990, la biología sintética ganó popularidad y, sin un plan de estudios, enfrentó el problema de la identidad.
“El mayor problema que hemos visto en nuestros estudiantes y laboratorios es que tienden a centrarse en un problema en particular”, dijo Ashti Karim, profesora asistente de investigación de ingeniería química y biológica de Northwestern y primera autora del artículo.
“Por ejemplo, si estás observando cómo funciona CRISPR, podrías estar estudiando la maquinaria de la proteína nativa que edita el ADN. Pero si vas a construir una tecnología basada en CRISPR, hay muchos otros aspectos importantes de cómo funciona. dentro del propio cuerpo es donde necesitamos influir en la ciencia”.
Karim es el Director de Investigación del CSB y un miembro principal de su cuerpo docente.
Esto llevó a la idea de dividir la biología en escalas, que originalmente surgió de una discusión sobre cómo la mayoría de los cursos de introducción a la biología presentan un continuo que va del ADN al tejido. Hay comportamientos emergentes que aparecen en diferentes niveles de la organización. Una sociedad se comporta de manera diferente a un organismo, etc. Según el artículo, la biología sintética se puede dividir en cinco partes: molecular, circuito/red, celular, comunidades biológicas y social.
La clave del marco propuesto es la presencia de una ética sólida en todas las escalas.
Al poner a prueba el plan de estudios con estudiantes de pregrado y posgrado en Northwestern, los autores dijeron que encontraron que diferentes principios fundamentales, como la termodinámica y la cinética, se asignan naturalmente a diferentes escalas. Por ejemplo, ¿necesitas entender una regla todo el tiempo? ¿O puedes “ignorarlo” hasta cierto punto?
El plan de estudios también debe estar respaldado por estudios de casos que ayuden a los estudiantes a analizar cómo las opciones de ingeniería afectan las funciones biológicas en una escala y en otra, reuniendo soluciones potenciales a los desafíos globales e identificando el impacto de la biología sintética en los objetivos sociales y las cuestiones éticas. Los estudios de casos también pueden adaptarse al implementador del plan de estudios o al instructor.
La introducción de este enfoque en las clases ha sido muy exitosa, según Lux y Karim, quienes dijeron que el concepto “encajó” entre los estudiantes, incluso la primera vez que impartieron el curso. El concepto de escalas ha tenido tanto éxito que, de hecho, el Centro de Biología Sintética de Northwestern lo utiliza para organizar su innovadora investigación colaborativa.
Los investigadores también esperan que el plan de estudios pueda aplicarse más ampliamente y haya proporcionado recursos e ideas que otros puedan utilizar para adaptarlo a sus propias necesidades e intereses.
El desarrollo del enfoque de deconstrucción fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias a través del Programa SynBAS NRT (Subvención No. 2021900) y la Fundación de la Familia Bacharach.
