בסרטון זה אני מציג את BioBIT, מערך למידה ביולוגי המלמד את תלמידי K-12 את העקרונות הבסיסיים של ביולוגיה מולקולרית וסינתטית בידיים מצחיקות – בניסויים. במדריך זה נלמד עם ספריית חלבונים פלואורסצנטית המסונתזת מתאים ונלמד את יסודות הביולוגיה של התאים והשימוש בחלבוני פלואורסצנט במעבדה.

הסט מכיל גלולה מיובשת בהקפאה המכילה את רכיבי התאים הדרושים לתרגום DNA לחלבוני פלואורסצנט בצבעים שונים

מודול המעבדה השני כולל משתתפים במחזור התכנון, הבנייה והבדיקה, שכל אחד מהם יוצר תוכנית DNA משלו. תמונה אחת נועדה להקליט צלחת עם 96 בארות עם תוכניות ביולוגיות, ואילו השנייה נועדה להדמיה של ניסויי טיטרציה של DNA.

פעילות אחרת כוללת שימוש בפיפטות להעברת גושי נוזל זעירים לצינורות קטנים המפעילים את נקודת הקפאה

כדורים מיובשים מעורבבים עם DNA ו- RNA. כדי להכין את החלבון, התלמידים פשוט מוסיפים את תבנית ה- DNA והמים למכונת FD / CF, מתבוננים בתגובה ומניחים אותה בחממה לא יקרה ($ 30) למשך מספר שעות, או מוסיפים אותה לאמבט מים וצופים בה מספר דקות מול מסך מחשב. כדי לייצר חלבון, התלמיד פשוט מכניס את תבנית ה- DNA למים למכונות ה- FD / CF ומציב אותה בחממה מחוממת זולה ומחממת טמפרטורה נמוכה (חממה במחיר של 10,000 עד 12,500 דולר) וצופה בתגובות מספר שעות בסביבה זולה ומחוממת בטמפרטורה בינונית עד גבוהה.

הצוות עידן את עיצוב הערכה ויצר מאגר מקוון מקוון פתוח שבו מורים ותלמידים יכולים לחלוק ערכות שניתן לשנות בכדי ללמוד נושאים ביולוגיים שונים

הם גם מתכננים אתר שבו התלמידים יכולים לחלוק את הנתונים והתכניות הביולוגיות שלהם עם משתמשים אחרים בערכות ברחבי העולם. אנו מאמינים כי הוראת ביולוגיה היא דבר שצריך להיות זמין לכולם, ואנו מקווים לבנות קהילת משתמשים שתוכל לחלוק את ניסיונם ואת הידע שלהם כדי להפוך את הביולוגיה לנגישה יותר ונגישה יותר למגוון רחב יותר של תלמידים ומורים.

ביולוגיה סינתטית מציעה מגוון רחב של אפשרויות הכשרה המחייבות את התלמידים להתמודד עם בעיות בין תחומיות בתחומים שונים כגון ביולוגיה

כימיה, פיזיקה, הנדסה, מתמטיקה ומדעי המחשב. ביולוגיה סינטטית מציעה הזדמנויות לפעילויות חינוכיות חווייתיות בממשק בין מדעי החיים לתכנון הנדסי. עם זאת, יישום פעילויות ביולוגיות מעשיות בכיתה יכול להיות מאתגר בשל מורכבות הצמיחה של תאים חיים וחוסר גישה לכלים ומכשירים. אלי הואנג הוא פרופסור לביוטכנולוגיה באוניברסיטת קליפורניה, סן דייגו והמחבר הראשי של חיבור על פיתוח כלים סינתטיים – ביולוגיים להוראת ביולוגיה אצל תלמידי תיכון.

הסרת מגבלות אלו תעזור להרחיב את ההזדמנויות החינוכיות עבור תלמידים בכיתה ולעודד מעורבות ציבורית בביולוגיה סינתטית

אם אתה מורה לביולוגיה יסודי, חטיבת ביניים או תיכון, אתה יכול להסתכל באחת הערכות או תכניות הלימודים שלנו כדי לראות אם פעילויות אלה משתלבות בתכנית הלימודים שלך. הגשנו זאת כפרויקט מדעי עצמאי ארוך טווח, הכולל פרויקט לשימוש בכלים ביולוגיים סינתטיים כמו ארגז הכלים הסינתטי – ביולוגי.

על ידי השתתפות במחזור DBT בשליטה עצמית, מודול זה מציע דרך קלה לשילוב עקרונות טכניים בתכנית הלימודים בביולוגיה.

מודול זה בונה גשר בין מדע לאמנות על ידי מתן דוגמה לאידיאולוגיית ה- STEAM הבינתחומית המתפתחת בתכנית הלימודים בביולוגיה

אשר נאמרת כמשפרת את התוצאות החינוכיות. עבודה עתידית יכולה להרחיב את הממצאים הללו ובכך לתרום להבנת ויסות ביולוגי במגוון מערכות ביולוגיות שונות. לדוגמה, התקשרות עם תלמידים בעלי יכולות חושיות שונות עשויה לשפר את מעורבותם והבנתם של התלמידים, אשר שניהם יאפשרו להם לקבל החלטות מושכלות יותר לגבי השימוש בחזרות קצרות פלינדרומיות (CRISPR – Cas9, למשל), אשר במקרים מסוימים מתמזגים באופן קבוע. . יתר על כן, דוגמאות מורכבות יותר, כגון שליטה בביטוי של חלבוני פלואורסצנט, היו מציגות בפני התלמידים דוגמאות מורכבות יותר של ויסות ביולוגי.

MiniPCR ובואינג מפעילה תוכנית פיילוט בה סטודנטים יוכלו להגיש בקרוב ביובס ורעיונות להתנסות

אחד מהם ייבחר לאסטרונאוטים העובדים על סיפון ה- ISS. ביולוגיה סינתטית – מאמצי חינוך המבוססים על יוזמות חינוכיות כמו יוזמת מכונות החלל המותאמות גנטית פועלים לשילוב הביולוגיה הסינתטית בחינוך הבית ספרי והאוניברסיטאי.

פעילויות אלה מלמדות את התלמידים כיצד ביולוגים סינתטיים יכולים לבנות מערכות ביולוגיות באופן צפוי וכיצד הם יכולים לגרום לשינויים במערכת הביולוגית בזמן אמת.

כדי לעזור לסטודנטים להבין טוב יותר מושגים ביולוגיים, חוקרים מאוניברסיטת MIT ואוניברסיטת נורת'ווסטרן פיתחו תיאוריה המאפשרת להם לערוך ניסויים ב- DNA ולייצר חלבונים זוהרים. ערכת BioBits מציגה מושגים ביולוגיים מולקולריים וסינתטיים במגוון דרכים, כגון באמצעות מיקרוסקופ ומחשב, ומציגה אותם למגוון רחב של מערכות ביולוגיות טבעיות ומלאכותיות, כמו גם תאים אנושיים ואורגניזמים ביולוגיים אחרים, באמת. זמן במעבדה. ערכת Bio Bits מציגה מושגי ביולוגיה מולקולריים וסינתטיים באופן אינטראקטיבי, פרקטי ואינטראקטיבי, על פי חוקרים ב- MIT, נורת'ווסטרן ובאוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין (UIC) בשיקגו. בנוסף להכנסת המערכת הביולוגית ומרכיביה הביולוגיים הרבים, ערכת הביוביט מכניסה מושגים ביולוגיים מולקולריים או סינתטיים למספר מערכות ביולוגיות טבעיות או מלאכותיות אחרות.