Biyoteknoloji

AMAÇ

Lisansüstü öğrencilere moleküler araçlar ve ekspresyon sistemlerinden biyoüretime, ileri tedavilere, tanı teknolojilerine ve regülasyona uzanan, uygulama odaklı ve bütünleşik bir modern biyoteknoloji bilgisi kazandırmak; biyomedikal mühendisliğinde biyoteknoloji tabanlı çözümleri eleştirel olarak değerlendirme ve tasarlama becerisini geliştirmek.

İÇERİK

Bu ders; Giriş: modern biyoteknolojinin kapsamı, biyoteknoloji ürün geliştirme süreci, rDNA'dan ATMP'lere; dönem projesi konularının atanması,Fabrika olarak hücreler: ekspresyon konakları (E. coli, maya, CHO, HEK293), hücre kültürü ve hücre hattı geliştirme,Rekombinant DNA teknolojisi ve sentetik biyoloji: vektörler, klonlama, DNA birleştirme,Nükleik asit çoğaltma ve analizi: PCR, qPCR, NGS ve biyoenformatik bağlantıları ,Genom düzenleme: CRISPR-Cas, baz ve prime düzenleme, off-target değerlendirmesi,Protein mühendisliği: yönlendirilmiş evrim, hesaplamalı ve yapay zekâ tabanlı protein tasarımı,Terapötik proteinler ve monoklonal antikorlar: biyobenzerler, ADC'ler, bispesifik antikorlar,Biyoproses: upstream (biyoreaktörler, fermentasyon), downstream saflaştırma, GMP,Biyolojik ürünlerin karakterizasyonu ve kalitesi: HPLC, MS, peptit haritalama, glikozilasyon, endotoksin, immünojenisite,Nükleik asit terapötikleri ve gen aktarımı: AAV/lentiviral vektörler, siRNA/ASO, mRNA-LNP,İlaç taşınımında nanobiyoteknoloji: lipit nanotaşıyıcılar, hücre dışı veziküller ,Hücre tabanlı tedaviler ve rejeneratif tıp: CAR-T, kök hücreler/iPSC, doku mühendisliği,Moleküler tanı ve biyosensörler: sıvı biyopsi, CRISPR tabanlı tanı, hasta başı testler,Ürünleşme: patentler ve lisanslama, regülasyon (EMA/FDA/TİTCK), biyoetik; dönem projesi sunumları; konularını içermektedir.

HAFTALIK PLAN

1. HAFTA 1

   Giriş: modern biyoteknolojinin kapsamı, biyoteknoloji ürün geliştirme süreci, rDNA'dan ATMP'lere; dönem projesi konularının atanması

   Ön hazırlık: Godbey: biyoteknolojiye giriş

2. HAFTA 2

   Fabrika olarak hücreler: ekspresyon konakları (E. coli, maya, CHO, HEK293), hücre kültürü ve hücre hattı geliştirme

   Ön hazırlık: Godbey: hücre kültürü ve ökaryot hücreler; Glick & Patten: heterolog protein üretimi

3. HAFTA 3

   Rekombinant DNA teknolojisi ve sentetik biyoloji: vektörler, klonlama, DNA birleştirme

   Ön hazırlık: Godbey: genetik mühendisliği; Glick & Patten: rekombinant DNA teknolojisi

4. HAFTA 4

   Nükleik asit çoğaltma ve analizi: PCR, qPCR, NGS ve biyoenformatik bağlantıları

   Ön hazırlık: Godbey: PCR; atanan makale

5. HAFTA 5

   Genom düzenleme: CRISPR-Cas, baz ve prime düzenleme, off-target değerlendirmesi

   Ön hazırlık: Godbey: genom düzenleme; Glick & Patten: CRISPR; atanan makale

6. HAFTA 6

   Protein mühendisliği: yönlendirilmiş evrim, hesaplamalı ve yapay zekâ tabanlı protein tasarımı

   Ön hazırlık: Glick & Patten: protein mühendisliği; atanan makale

7. HAFTA 7

   Terapötik proteinler ve monoklonal antikorlar: biyobenzerler, ADC'ler, bispesifik antikorlar

   Ön hazırlık: Crommelin: monoklonal antikorlar

8. HAFTA 8

   Biyoproses: upstream (biyoreaktörler, fermentasyon), downstream saflaştırma, GMP

   Ön hazırlık: Godbey: üretim ve proses; Crommelin: üretim ve downstream işlemler

9. HAFTA 9

   Biyolojik ürünlerin karakterizasyonu ve kalitesi: HPLC, MS, peptit haritalama, glikozilasyon, endotoksin, immünojenisite

   Ön hazırlık: Crommelin: biyofiziksel/biyokimyasal analiz; immünojenisite

10. HAFTA 10

    Nükleik asit terapötikleri ve gen aktarımı: AAV/lentiviral vektörler, siRNA/ASO, mRNA-LNP

    Ön hazırlık: Godbey: gen aktarımı, RNAi; Crommelin: oligonükleotidler, mRNA, gen terapisi

11. HAFTA 11

    İlaç taşınımında nanobiyoteknoloji: lipit nanotaşıyıcılar, hücre dışı veziküller

    Ön hazırlık: Atanan derleme makaleleri

12. HAFTA 12

    Hücre tabanlı tedaviler ve rejeneratif tıp: CAR-T, kök hücreler/iPSC, doku mühendisliği

    Ön hazırlık: Godbey: kök hücreler, doku mühendisliği, immünoterapi; Crommelin: hücre tedavileri

13. HAFTA 13

    Moleküler tanı ve biyosensörler: sıvı biyopsi, CRISPR tabanlı tanı, hasta başı testler

    Ön hazırlık: Glick & Patten: moleküler tanı; atanan makale

14. HAFTA 14

    Ürünleşme: patentler ve lisanslama, regülasyon (EMA/FDA/TİTCK), biyoetik; dönem projesi sunumları

    Ön hazırlık: Godbey: patentler ve lisanslar; proje dosyası

DEĞERLENDİRME

• Ara Sınavın Başarıya Oranı50%
• Genel Sınavın Başarıya Oranı50%

İŞ YÜKÜ

KAYNAKLAR

• W.T. Godbey, Biotechnology and its Applications: Using Cells to Change the World, 3. baskı, Academic Press (Elsevier), 2026. ISBN 978-0-443-24101-7. 3. baskı kütüphanede henüz mevcut değilse: 2. baskı, 2021, ISBN 978-0-12-817726-6.
• 1. D.J.A. Crommelin, R.D. Sindelar, B. Meibohm (ed.), Pharmaceutical Biotechnology: Fundamentals and Applications, 6. baskı, Springer, 2024. ISBN 978-3-031-30022-6. 2. B.R. Glick, C.L. Patten, Molecular Biotechnology: Principles and Applications of Recombinant DNA, 6. baskı, ASM Press / Wiley, 2022. ISBN 978-1-68367-364-4. 3. Makale kulübü için haftalık olarak atanan derleme ve araştırma makaleleri (ör. Nature Biotechnology, Nature Reviews Drug Discovery, Trends in Biotechnology).

ÖĞRETİM ELEMANLARI

• Assist.Prof. Mehmet Hikmet ÜÇIŞIKKOORDİNATÖR
• Assist.Prof. Mehmet Hikmet ÜÇIŞIK