Nouvelle méthode pédagogique révolutionnaire pour l'enseignement de la biologie synthétique

ParisDes chercheurs de l'Université Northwestern ont mis au point une nouvelle méthode pour enseigner la biologie synthétique. Leur approche, déclinée en plusieurs niveaux, des molécules à la société, vise à éclairer les concepts clés de manière globale. Le but est de fournir une vue d'ensemble pour la création de technologies durables en biologie synthétique. Ils ont présenté leur cadre méthodologique dans la revue Nature Communications.

La biologie synthétique fait appel à divers domaines tels que l'ingénierie chimique et l'éthique. Chaque discipline possède ses propres méthodes d'enseignement et ses propres ouvrages, ce qui entraîne des variations dans l'apprentissage des étudiants. Julius Lucks, un expert en biologie synthétique, a souligné l'importance d'un cadre commun. Lucks est professeur à la McCormick School of Engineering de Northwestern et co-directeur du Centre de biologie synthétique (CSB).

Lucks explique que les premiers cours de biologie synthétique étaient mal définis. Avec le début du génie génétique dans les années 1970, de nouvelles opportunités ont émergé. L'arrivée de CRISPR dans les années 1990 a rendu la biologie synthétique plus populaire, mais le domaine peinait toujours à se définir. Il n'y avait pas de programme standardisé.

Ashty Karim, auteur principal de l'étude, a souligné que les étudiants se concentrent souvent trop sur des problèmes précis. Par exemple, les recherches sur CRISPR se limitent souvent à l'édition de l'ADN au niveau moléculaire. Toutefois, Karim a fait remarquer qu'élaborer une technologie utilisant CRISPR nécessite une compréhension plus large. Il faut envisager comment CRISPR fonctionne dans une cellule, un organisme et au sein des systèmes de santé. Karim est professeur adjoint de recherche et directeur de recherche au CSB.

L'enseignement de la biologie synthétique est organisé en cinq volets.

• Moléculaire
• Circuit/Réseau
• Cellulaire
• Communautés biologiques
• Sociétal

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L'approche souligne l'importance de l'éthique à tous les niveaux. Lors des tests avec les étudiants de Northwestern, le programme a donné de bons résultats. Les concepts fondamentaux comme la thermodynamique et la cinétique se sont bien adaptés à différentes échelles. Certains concepts doivent être compris en permanence, tandis que d'autres peuvent être ignorés jusqu'à un certain point.

Les études de cas jouent un rôle crucial dans ce programme. Elles permettent aux étudiants de comprendre comment les décisions en ingénierie à un niveau donné impactent les fonctions biologiques à un autre. Grâce à ces études, les étudiants peuvent proposer des solutions à des problèmes mondiaux de diverses échelles. Elles aident également à saisir l'influence de la biologie synthétique sur la société et les enjeux éthiques. Les institutions ou les enseignants peuvent adapter les études de cas selon leurs besoins.

Lucks et Karim affirment que les étudiants ont rapidement saisi le concept des échelles, même dès leur premier cours. En conséquence, le Northwestern Center for Synthetic Biology utilise désormais cette idée dans leurs projets de recherche. Les chercheurs espèrent que leur méthode d'enseignement sera largement adoptée et ont partagé des ressources et des recommandations pour encourager son utilisation par d'autres.

Cette nouvelle méthode a été financée par le programme SynBAS NRT de la National Science Foundation (numéro de subvention 2021900) et la Fondation Bachrach.