(1)Βιοτεχνολογία Γιώργος Τσιάμης – Διονυσοπούλου Εύα Αναπληρωτής Καθηγητής – ΕΔΙΠ (2)Ausblick | 8 DIE PFLANZE ALS BIOFABRIK 8-1 Anwendungen der Pflanzenbiotechnologie Βελτιωµένη συστατικά σε βρώσιµα φυτά π.χ

Βιοτεχνολογία

Γιώργος Τσιάμης – Διονυσοπούλου Εύα

Αναπληρωτής Καθηγητής – ΕΔΙΠ

Ausblick | 8 DIE PFLANZE ALS BIOFABRIK

8-1 Anwendungen der Pflanzenbiotechnologie

Βελτιωµένη συστατικά σε βρώσιµα φυτά π.χ. µεγαλύτερη περιεκτικότητα σε υγιή λιπαρά, χαµηλότερο δυναµικό αλλεργία Βελτίωση των καλλιεργειών για τη

βιοµηχανική παραγωγή χηµικών π.χ αλλαγή της περιεκτικότητας ελαίων/λιπαρών

οξέων, µειώνοντας τη λιγνίνη στο ξύλο για τη βιοµηχανία χαρτιού, την παραγωγή

βιοπολυµερών ή ενζύµων

Βελτιωµένη συστατικά σε ζωοτροφές π.χ. διευκολύνει την πέψη, αυξάνουν το ποσοστό

των βασικών αµινοξέων

Παραγωγή πρωτεΐνων στα φυτά που προορίζονται για ανθρώπινη και κτηνιατρική

„Molecular Pharming“

π.χ. τα ένζυµα για τη διάγνωση, τα εµβόλια, πρωτεΐνες του αίµατος, θεραπευτική

αντισώµατα

Βελτιωµένες ιδιότητες των φυτών για την αποµάκρυνση των περιβαλλοντικών

ρύπων σε µολυσµένα εδάφη ΤΑ ΦΥΤΑ ΕΙΝΑΙ ΒΙΟΕΡΓΟΣΤΑΣΙΑ

Εφαρμογές της Βιοτεχνολογίας των φυτών

3

ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΒΙΟΤΕΝΟΛΟΓΙΑΣ

«ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ ΣΤΟΥΣ ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΟΥΣ ΚΑΙ ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΟΥΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥΣ: ΟΜΟΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΔΙΑΦΟΡΕΣ»

Θα πρέπει να δοθεί έμφαση στην οργάνωση, τρόπους ρύθμισης και στην επίδραση που έχει η γονιδιακή ρύθμιση στην ανάπτυξη και στην εξέλιξη.

•Η εργασία θα πρέπει να είναι 10 σελίδες (Times New Roman 12, 1.5 line spacing).

•Καταληκτική ημερομηνία υποβολής: 30/5/2020.

•Η υποβολή θα γίνει με εμαιλ στην ηλεκτρονική διεύθυνση του διδάσκοντα.

•Ο βαθμός της εργασίας θα προσμετρήσει με συντελεστή 10% στη διαμόρφωση του τελικού βαθμού της θεωρίας του μαθήματος.

•H εργασία δεν είναι υποχρεωτική Υλικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί:

1.Βασικές Αρχές Μοριακής Βιολογίας (Burton E. Tropp)

2.Μοριακή Βιολογία του Γονιδίου (Watson, Baker, Bell, Gann, Levine, Losick)

3.GENES VIII (Lewin Benjamin)

Ausblick | 9 BIOTECHNOLOGIE UND MEER

9-1 Anwendungen der marinen Biotechnologie

Aντιβιοτικά

π.χ. Ενεργά συστατικά από το κυανοβακτήριο Lyngbya majuscula

Αντικαρκινικά

π.χ. αντι-λευκαιµικά παρασκευάσµατα από το σφουγγάρι της ΜεσογείουIrcinia

fasciculata

Πρόσθετα σε καλλυντικά

Π.χ Κολλαγόνο από σφουγγάρια

Ιο-στατικά

π.χ. φάρµακα εναντίον του έρπιτα

Πρόσθετα σε τροφές

π.χ. β-καροτίνη από το Αυστραλιανό θαλάσσιο φύκος

Dunaliella salina

Σταθερά

βιοµηχανικά ένζυµα

π.χ από θερµοσταθερά βακτήρια

ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΘΑΛΑΣΣΑ

Πιθανές χρήσεις της θαλάσσιας Βιοτεχνολογίας

}

είναι ο συνδυασµός υδρόβιων και θαλάσσιων οργανισµών µε την

τεχνολογία για την εξασφάλιση νέων πηγών ενέργειας, την ανάπτυξη νέων

φαρµάκων, την εκχύλιση νέων δραστικών

συστατικών ή την αύξηση της παραγωγής

θαλασσινών

} Εξετάζει ποικιλίες θαλάσσιων οικοσυστηµάτων που µας

είναι ακόµα άγνωστες. Βιοτεχνολογικές εφαρµογές µπορούν να µας δώσουν τρόφιµα και ενεργειακούς πόρους. Η βιοτεχνολογία µπορεί να διαδραµατίσει τεράστιο ρόλο στην υποβάθµιση της περιβαλλοντικής ρύπανσης και στην βελτίωση της ανθρώπινης υγείας.

}

Οι ιχθυοκαλλιέργειες περιλαµβάνουν την καλλιέργεια πληθυσµών γλυκού νερού και θαλασσινού νερού υπό

ελεγχόµενες συνθήκες.

} Microalgae ( phytoplankton, microphytes) have

many commercial and industrial uses.

According to their specific uses, they are being cultivated on a large scale at present. Eg: Agar agar.2. Transgenic salmon fish is being

cultivated worldwide. It has more growth

hormone thus it grows faster. (also known as AquAdvantage.)

} Χρησιµοποιούµε υδρόβιους οργανισµούς για

την προµήθεια τροφής. Η µπλε βιοτεχνολογία βελτιώνει την ποιότητα αυτών των τροφίµων και βοηθά την παραγωγή τους σε βιοµηχανικό επίπεδο.

} Ανάπτυξη ανανεώσιµων ενεργειακών πόρων και

διεργασιών που χρησιµοποιούν θαλάσσια φύκη, αιολική ενέργεια, υπεράκτια αιολική ενέργεια, θαλάσσια βιοµάζα, παλίρροια, ωκεάνια ρεύµατα και θερµική κλίση.

}

1. Sea weeds (Marine algae) can be turned into effective biofuels and it produces very less CO2 when burned unlike fossil fuel.

}

2. Marine and wave technologies use the energy in the ocean to produce electricity.

Hydroelectric power is a well established technology in the UK. The flow of water is used to turn turbines to generate

electricity.

}

Ανάπτυξη φαρµάκων, θεραπειών και προϊόντων υγείας και προσωπικής

φροντίδας για τον άνθρωπο. Πλαγκτόν

και σαλιγκάρια είναι πλούσιες πηγές

αντικαρκινικών και αντικαρκινικών

µορίων.

} 1.Azidothymidine obtained from Cryptotethya

sponge is a very effective retroviral medicine for AIDS.

} 2. Brown algae are the source of Fucodian drug that can be used to treat Leukemia type 1.

} 3. Discodermolide is undergoing trials which was found in Caribbean sea sponge can become a

promising cancer medication in future.

} 4. Facial elixir consisting of all natural products, primarily phytoplankton extracts can give

juvenile youthful skin.

} Enzymes : A new type of alkaline protease has been derived from marine Psychrobacte and is being comercially produced.

} Chitinase and chitosanase helps in removing toxin from body.

} Agarases is used in Biotechnology.

} Biopolymers:. In recent years, marine-derived biomolecules have become important in

medicine and engineering. The main polymers derived include alginate, chitin, chitosan,

collagen, fucoidan, etc.

GloFish:

}

It is a patented and trademarked brand of genetically modified (GM) fluorescent fish.

}

It is available in different fluorescent colors such as "Electric Green", "Sunburst

Orange", "Moonrise Pink", "Starfire Red",

"Cosmic Blue", and "Galactic Purple”

}

Zebra fish: GM zebrafish is modified to detect aquatic pollution. Several

transgenic methods have been used to

introduce target DNA into zebrafish for

environmental monitoring.

} Η µπλε βιοτεχνολογία εργάζεται για τη διατήρηση της ποικιλοµορφίας των υδάτων, η οποία είναι πολύ

σηµαντική για τη φυσική σταθερότητα των οικοσυστηµάτων.

} Παρέχει υψηλά θρεπτικά φυσικά συµπληρώµατα διατροφής.

} Τα φύκια έχουν τη δυνατότητα να γίνουν χρήσιµα και φιλικά προς το περιβάλλον καύσιµα.

} Τα µικροφύκη και οι ειδικές ποικιλίες σπόγγου έχουν ουσίες που µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την

πρόληψη του καρκίνου, του όγκου, της λευχαιµίας και του AIDS.

} Το 50% των ψαριών που καταναλώνονται από ανθρώπους σε όλο τον κόσµο είναι αποτέλεσµα της υδατοκαλλιέργειας.

}

Zebra ψάρια ως δείκτης ρύπανσης.

}

Ιατρική για τον καρκίνο και το AIDS.

}

Αντοχή ασθενειών σε ψάρια και στρείδια.

}

Παραγωγή καυσίµων από φύκια.

v Οι περισσότεροι άνθρωποι ανησυχούν για την ασφάλεια των ΓΤ τροφίµων.

v Τα ψάρια AquAdvantage έχουν αυξηµένη ορµόνη ανάπτυξης.

v Απειλή για τους φυσικούς υδρόβιους οργανισµούς.

Conversion of chemical energy contained in a substrate to electricity by bacteria

Bacteria are used as biocatalysts to degrade an organic substrate. They transfer electrons to an external acceptor (electrode) and generate electricity.

APPLICATION: Warning system ^which

monitors water quality of natural and industrial environments in real-time.

The electrical signal geproportional to bacterial activitynerated is

ee^-- ee^--

Effluent Effluent

(Mati

(Matièère Organique)re Organique)

HH₂₂OO

(et Produits de D (et Produits de Déégradation)gradation)

MoléMoléculecule Biod

Biodéégradablegradable

COCO₂₂

HH₂₂OO

OO₂₂

H H⁺⁺ HH⁺⁺

Air

biofilms Air

A

C

ee^-- ee^--

Effluent Effluent

(Mati

(Matièère Organique)re Organique)

HH₂₂OO

(et Produits de D (et Produits de Déégradation)gradation)

MoléMoléculecule Biod

Biodéégradablegradable

COCO₂₂

HH₂₂OO

OO₂₂

H H⁺⁺ HH⁺⁺

Air

biofilms Air

A

C

Principle of microbial biosensors

0 50 100 150 200 250 300 350 400

0 4 8 12 16 20 24 28 Time (days)

Voltage (mV)

Time required for the colonization of the electrode

Stability of the system

*

Typical curve of voltages obtained

- Injection of toxic compound

- Decrease in the concentration of biodegradable compounds

*

Natural and industrial environments

• Groundwater

• Rivers, lakes

• Bioprocesses

• Wastewater treatment and sanitation networks

Applications

• Monitoring of organic compound concentration

• Detection of toxic compounds

• Estimation of BOD

• Monitoring the effectiveness of the amendment

Correlation between voltage and conventional measures of BOD_{5 days}

® Good correlation coefficient

® Requiresa priori calibration step

® Gives an immediate response : thus, saves considerable time

® Real-time measurement

Application for sewage treatment

Industry Industry

Sewage treatment

Lower yield

Can send an alert by GSM

Pre-treatment tank