Diseño conceptual de una planta de productos biotecnológicos SD20A M.Elena Lienqueo C. Departamento de Ing. Química

Productos Biotecnológicos

Proceso productivo a gran escala Enzima Producida en m.o Proceso productivo a gran escala Hepatitis A Materia Prima $ Energía

FUENTE: P. VALENZUELA - FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA BIOTECNOLOGIA: CREACION DE VALOR Ciencias Biológicas Productos y Servicios Impacto Social y Económico Ciencias de la Ingeniería FUENTE: P. VALENZUELA - FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

FUENTE: P. VALENZUELA - FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA CIENCIAS BIOLOGICAS INGENIERIA GENETICA Capacidad de aislar, amplificar, modificar, activar/silenciar y transferir material genética entre organismos. Tecnología clave de la biotecnología moderna, en especial junto a la genómica. FUENTE: P. VALENZUELA - FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

FUENTE: P. VALENZUELA - FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA SISTEMAS BIOLOGICOS Todos los organismos que habitan la tierra usan un mismo sistema para almacenar, expresar y transferir la información genética. 2. Existe una gran cantidad y diversidad de genes en todo el conjunto de especies que habitan la tierra. Estos genes son intercambiables entre organismos vivos: Creación de nuevas capacidades en base a intercambio de programas genéticos FUENTE: P. VALENZUELA - FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

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FUENTE: P. VALENZUELA - FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA INTERCAMBIO DE GENES EJEMPLO: HEPATITIS B Grave insuficiencia hepática y cáncer 300 millones de enfermos 2 millones de muertes al año FUENTE: P. VALENZUELA - FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

(Transferencia virus levadura) VACUNA DE HEPATITIS B (Transferencia virus levadura) Levaduras Gen de la proteína de envoltura Virus de la hepatitis B Levaduras producen partículas de proteína de envoltura Genoma del virus de la hepatitis B FUENTE: P. VALENZUELA - FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

BIOTECNOLOGIA: EL VALOR DE LA GENOMICA EL CASO DEL GENOMA DEL VIRUS DE LA HEPATITIS B (3.200 PARES DE BASES) Gen Producto Valor de Mercado (dólares/año en ventas) Antígeno de envoltura interior DNA Polimerasa Vacuna Diagnóstico Tamizaje de sangre Antivirales 1.000.000.000 600.000.000 en desarrollo 1.600.000.000 TOTAL ~ 500.000 / par de bases de DNA FUENTE: P. VALENZUELA - FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

MANTENER ALTO CRECIMIENTO DESAFIO DE CHILE: MANTENER ALTO CRECIMIENTO DOBLAR EXPORTACIONES EN PROXIMOS SIETE AÑOS US$ 25 MM US$ 50 MM DOBLAR EXPORTACIONES EN SIGUIENTES DIEZ AÑOS año 2020 US$ ~100MM FUENTE: P. VALENZUELA - FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

APLICACIONES BIOTECNOLOGICAS DE LA “EMPRESA” CHILE Innovación en áreas productivas de exportación. Minería del cobre Hortifruticultura Area Forestal / Celulosa Acuicultura Pecuaria / Avícola Agroindustria y vinos Medio ambiente y desarrollo sostenible FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

Cu+ + MINERIA DEL COBRE biolixiviación Cu++ calcopirita calcopirita Identificación bacterias biolixiviantes Bacterias claves, genes y sus funciones Mejoramiento genético Combinaciones de mayor rendimiento Cu+ Cu++ + Hoy: BIOSIGMA; mañana muchos otros FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

ACUICULTURA (PECES) Patógenos (diagnóstico, vacunas) Mejoramiento genético Crecimiento acelerado Nuevas especies Desarrollo sostenible: proteínas y aceites de origen vegetal FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

VACUNAS OBTENIDAS POR INGENIERIA GENETICA ACUICULTURA VACUNAS OBTENIDAS POR INGENIERIA GENETICA 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 7 14 21 28 35 42 49 mortalidad acumulada (%) Peces vacunados Peces controles Tiempo (días) P. salmonis ~ 2,000,000 bp Hoy: Piscirickettsia salmonis Mañana: Otros patógenos emergentes FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

VACUNA PARA LA SEPTICEMIA RICKETTSIAL Industria del Salmón Ventas Pérdidas por SRS Vacuna (Mercado) Costo investigación 1.100.000.000 dólares / año ~100.000.000 dólares / año ~ 25.000.000 dólares / año 1.000.000 dólares FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

AREA FORESTAL Propiedades de madera Resistencia a patógenos Resistencia a sequía Resistencia al frío Nuevas variedades Contenido celulosa FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

AREA FORESTAL Y AGRICULTURA RESISTENCIA A LA SEQUIA Control Transgénico 7 semanas con agua normal 1 semana sin agua 2 semanas con agua normal FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

AGRICULTURA Nuevas variedades Patógenos (virus / hongos) Resistencia al frío y sequía Problemas de poscosecha FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

AGRICULTURA: NUEVAS VARIEDADES AUMENTO DE TAMAÑO Antes de transferencia Después de transferencia Data for G1073 is shown. G1073 is a member of the AT-Hook family of TFs.

AGRICULTURA RESISTENCIA A BAJA TEMPERATURA Antes de congelar Después de 2 días a –2ºC Control Transgénico Control Transgénico FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

AISLAMIENTO, SECUENCIA DEL GENOMA Y DETECCION DE VIRUS QUE AFECTAN VIDES EN CHILE Exportaciones fruta fresca: ~1500 MM US; uva de mesa: ~ 650 MM US; vinos: ~ 400 MM US. Infecciones virales son problema grave en industria frutícula nacional. Se requiere diagnóstico, prevención y control de estos patógenos. Nuevos requerimientos internacionales: Certificación de vides libre de virus. Virus de la hoja enrollada Grape Leafroll Virus (GLRV) Virus de la hoja de abanico Grape Fanleaf Virus (GFLV) FUNDACION CIENCIA PARA LA VIDA

Objetivos Diseñar un producto biotecnológico y su proceso de producción ¿Cómo opera el producto? ¿Cómo se produce? ¿ Podemos mejorar el producto? Desarrollar trabajo en equipo Desarrollar las capacidades de comunicación Oral y Escrita

Etapas Selección un producto biotecnológico Exploración del Mercado ¿ Qué producto biotecnológico queremos producir, por qué y cuánto? Estudio del proceso productivo ¿ Cómo se produce ese producto? Análisis de cada etapa del proceso productivo Diseño de mejoras en cada etapa ¿Qué mejoras podemos proponer en una etapa dada? Diseño del prototipo

Trabajo en Equipo de 3 personas Entregas de Informes escritos Presentaciones Orales por cada Informe 3 Presentaciones Evaluación Nf = 0.2*Ni1+0.3 Ni2 + 0.3 Ni3 + 0.2*Np

Selección de un Tema Propuestos por los alumnos

Fechas de Informes Primer Informe + Presentación 1 31 de Agosto 2004 Exploración del Mercado para la selección del producto (Presentaciones Lunes 9 a las 18:00 de alumnos de cursos avanzados) Segundo Informe + Presentación 2 12 de Octubre 2004 Estudio del proceso productivo Informe Final + Presentación Final 16 de Noviembre 2004 Diseño de mejoras al proceso productivo

Equipos de Trabajo y Temas

Dificultades en el Desarrollo del Proyecto en Estudiantes Las tareas y roles no son distribuidas entre los miembros. Rara vez se designa al líder del equipo del proyecto Los grupos no son capaces de organizar los tiempos de trabajo y las prioridades. Los plazos fijados para las entregas de Informes rara vez se cumplen. La falta de planificación y la motivación tardía de los estudiantes conduce inevitablemente a que el trabajo de haga las últimas dos semanas.

Las dudas y consultas para el desarrollo del proyecto son resultas por el profesor, en vez de ser primero discutidas y resueltas por el Grupo, lo que es más eficiente. Baja asistencia a las reuniones del Grupo y falta de puntualidad. El trabajo casi siempre se duplica por los miembros del Grupo, y rara vez se revisan y discuten los resultados obtenidos. Se observan fricciones en las relaciones personales entre los miembros del Grupo, sin que hayan caminos de mediación definidos.

La participación de cada miembro del Grupo en el trabajo total es dispareja, la comunicación es poco efectiva y eficiente. La información recolectada por miembros del Grupo normalmente no está disponible a la hora de necesitarla. La división del trabajo no es equitativa y normalmente los mejores alumnos se frustran durante el desarrollo del trabajo. No hay un criterio para la evaluación del trabajo por parte de los pares del Grupo.