El curso teórico-práctico de purificación de proteínas recombinantes está dirigido a profesionales egresados de programas de ciencias naturales, salud e ingenierías afines

El curso se desarrolla en 40 horas presenciales durante las cuales en 36 de ellas los matriculados desarrollan actividades en el laboratorio y en las 4 finales se hacen presentaciones grupales de los resultados obtenidos, en un espacio apropiado para ello. El curso está dividido en módulos que comprenden actividades y contenidos que abarcan los procesos típicos a seguir para purificar y evaluar la purificación de proteínas recombinantes. Durante los procesos de purificación de proteínas es habitual tener momentos de actividad y momentos de espera de tiempos considerables. En el desarrollo del curso se aprovechan estos momentos de espera para presentar a los participantes de una manera informal y amena las bases teóricas que soportan las actividades que se están desarrollando por los participantes. De esta manera se propone que el participante logre un aprendizaje duradero y profundo al relacionar conceptos teóricos con actividades prácticas.

Para la dinámica de la actividad se plantea dividir a los participantes en equipos, idealmente interdisciplinares. Estos equipos realizaran todo el proceso de purificación y presentación de resultados al final del curso. Cada equipo trabajará con una proteína relacionada pero diferente y usará una técnica de purificación distinta. El módulo 1 es común para todos los equipos. Para los módulos 2 y 3, cada equipo realizará las actividades correspondientes a la metodología escogida, pero todos recibirán los conceptos teóricos en los que se basan ambas metodologías. De esta manera se optimiza el tiempo del curso ya que cada grupo va haciendo los pasos pertinentes para cada método de purificación, pero recibe conceptos teóricos transversales sobre la fisicoquímica y racional detrás de las técnicas más importantes de purificación de proteínas. Finalmente, las actividades y conceptos de los módulos 4 y 5 son transversales para todos los participantes. En particular el modulo 4 se cubre durante el desarrollo de las vivencias prácticas y el modulo 5 se hace un pequeño simposio con presentaciones por parte de cada uno de los grupos donde se llevan a cabo reflexiones y discusiones sobre el proceso y los resultados obtenidos.

Objetivos general:

El curso teórico-práctico de purificación de proteínas recombinantes tiene como objetivo general brindar experiencia práctica en las técnicas para la purificación y caracterización de proteínas recombinantes.

Objetivos específicos por módulos:

• Conocer las herramientas disponibles para análisis de datos metabarcoding y metagenómica
• Interpretar características taxonómicas y funcionales de datos metagenómicos
• Generar tablas ASV/OTU, además de la asignación de taxonomía y realización de análisis de diversidad
• Aplicar control de calidad de los datos metagenómicos

Modulo 1: Manipulación de elementos genéticos móviles bacterianos

• Conocer las técnicas para la extracción y purificación de plásmidos bacterianos
• Desarrollar experimentos de caracterización de plásmidos bacterianos usando técnicas como cuantificación y electroforesis
• Interpretar resultados de experimentos de caracterización de plásmidos bacterianos como electroforesis y secuenciación

Modulo 2: Purificación de proteínas por cromatografía de intercambio iónico

• Entender las condiciones necesarias para purificar proteínas por cromatografía de intercambio iónico
• Conocer los principios fisicoquímicos que permiten la separación de las proteínas y otras biomoléculas usando resinas de intercambio iónico
• Realizar la purificación de una proteína de interés mediante intercambio iónico
• Realizar la purificación de una proteína de interés mediante intercambio iónico
• Evaluar la eficiencia de la técnica usada y el grado de pureza de la proteína obtenida

Modulo 3: Purificación de proteínas por cromatografía de afinidad a metales (IMAC)

• Entender las condiciones necesarias para purificar proteínas por cromatografía de afinidad a metales (IMAC por sus siglas en inglés)
• Conocer los principios fisicoquímicos que permiten la separación de las proteínas usando resinas para IMAC
• Realizar la purificación de una proteína de interés mediante cromatografía IMAC
• Evaluar la eficiencia de la técnica usada y el grado de pureza de la proteína obtenida

Modulo 4: técnicas básicas de microbiología

• Conocer las consideraciones mínimas básicas para la manipulación y cultivo de organismos hospederos comunes para la producción de proteínas recombinantes
• Comprender los requerimientos metabólicos de los hospederos necesarios para maximizar el rendimiento en la producción de proteínas recombinantes
• Conocer técnicas de selección y screening de microorganismos transformados con elementos genéticos móviles o plásmidos

Modulo 5: Presentación y análisis crítico de resultados experimentales de purificación de proteínas

• Desarrollar capacidades de presentación y discusión de resultados experimentales
• Analizar críticamente los resultados de procesos de purificación de proteínas y discutir su eficiencia con otros investigadores

El curso teórico-práctico es una oportunidad para los participantes de enfrentarse al reto de purificar proteínas distintas usando técnicas y equipos comúnmente usados para este fin. La experiencia práctica se complementa con discusiones y exposiciones de los principios fisicoquímicos detrás de las técnicas que se desarrollan. La presentación de resultados entre los participantes les permite fomentar la capacidad de argumentación y análisis. El carácter interdisciplinar central al desarrollo y aplicabilidad de las PR hace el curso ideal para ser ofertado a egresados de programas de ciencias naturales, salud e ingenierías afines.

La metodología a seguir se basa en una experiencia vivencial de 40 horas que refleja las situaciones comúnmente encontradas en el laboratorio para la purificación de una proteína producida de manera recombinante en un organismo hospedero como E.coli o una levadura como S. cerevisiae. Durante el curso se aprovechan los tiempos de espera entre actividades para exponer de manera sucinta los aspectos teóricos que sustentan las técnicas que los participantes están utilizando. De esta manera se propone que el participante logra un aprendizaje duradero y profundo al relacionar conceptos teóricos con actividades prácticas.

Los resultados de aprendizaje esperados al finalizar la actividad son:

• Evaluar una estrategia de purificación de una proteína de interés, acorde con las capacidades de infraestructura disponibles y el uso final de la proteína en cuestión
• Aplicar principios físico-químicos para la purificación de proteínas recombinantes
• Analizar los datos obtenidos en un proceso de purificación de proteínas para determinar la eficiencia de la metodología de purificación empleada
• Presentar y argumentar ante otros profesionales los resultados de un proceso de purificación de proteínas, evaluando su efectividad y haciendo posibles recomendaciones de mejora

Módulo 1. Manipulación y análisis de elementos genéticos móviles bacterianos
Duración: 8 horas

Actividades:

• Extracción de un plásmido bacteriano el cual contiene el gen que codifica por la proteína de trabajo
• Análisis electroforético de un plásmido bacteriano
• Análisis de restricción de un plásmido bacteriano para confirmar la presencia del gen de interé

Temas:

• Transformación bacteriana
• Electroforesis de ADN
• Enzimas de restricción y análisis de patrones de restricción

Módulo 2. Purificación de proteínas por cromatografía de intercambio iónico
Duración: 12 horas

Actividades:

• Lisis celular
• Tratamiento de lisados bacterianos para la purificación por intercambio iónico
• Purificación de proteínas por intercambio iónico usando un equipo semiautomático de purificación
• Análisis espectroscópico y electroforético de las fracciones obtenidas
• Concentración de la proteína obtenida
• Análisis de pureza de la proteína obtenida por métodos espectroscópicos y electroforéticos
• Cálculos de rendimiento y porcentaje de purificación

Temas:

• Consideraciones para maximizar la producción de proteínas recombinantes
• La superficie proteica, carga de la proteína y punto isoeléctrico
• Fisicoquímica de la purificación por intercambio iónico
• Electroforesis de proteínas

Módulo 3. Purificación de proteínas por cromatografía de afinidad a metales (IMAC)
Duración: 12 horas

Actividades:

• Lisis celular
• Tratamiento de lisados bacterianos para la purificación por IMAC
• Purificación de proteínas por IMAC usando gravedad
• Análisis espectroscópico y electroforético de las fracciones obtenidas
• Concentración de la proteína obtenida
• Análisis de pureza de la proteína obtenida por métodos espectroscópicos y electroforéticos
• Cálculos de rendimiento y porcentaje de purificación

Temas:

• Consideraciones para maximizar la producción de proteínas recombinantes en biorreactores
• Modificaciones genéticas para la purificación por IMAC y otras cromatografías de afinidad
• Fisicoquímica de la purificación por IMAC
• Espectroscopía UV-VIS de proteínas

Módulo 4. Técnicas básicas de microbiología para la producción de proteínas recombinantes
Duración: 4 horas

Actividades:

• Manipulación de organismos vivos genéticamente modificados

Temas:

• Técnicas de cultivo microbiológicas básicas para la producción de proteínas recombinantes
• Requerimientos metabólicos para la producción óptima de proteínas recombinantes

Módulo 5. Presentación y análisis crítico de resultados experimentales de purificación de proteínas
Duración: 4 horas

Temas:

• Análisis de los datos obtenidos durante el curso
• Presentación y discusión de los resultados de las diferentes técnicas y métodos de purificación de proteínas usados durante el curso

Actividades:

• Cálculos de pureza y rendimiento de purificación
• Presentación de datos de purificación de proteínas recombinantes"