Padronização de protocolo de atividade didática de biologia molecular, aplicável em comunidades ou em sala de aula

Abstract

Muitos trabalhos relatam a utilização de técnicas básicas de biologia molecular em aulas práticas de graduação e pós-graduação como ferramentas importantes do ponto de vista didático. O projeto Imagine, criado em 2013 por pesquisadores de diversos centros e departamentos da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), busca a popularização científica, compartilhando o conhecimento dos laboratórios da instituição com pessoas de diferentes localidades. O projeto possui três módulos, disponíveis em seu site, na forma de Recursos Educacionais Abertos (REAs). O módulo de interesse do presente trabalho: “DNA, Diversidade e Hereditariedade”, inclui protocolos de extração de DNA humano, PCR, confecção de gel de agarose e execução de eletroforese com fins de genotipagem. Todos esses protocolos são usados em etapas experimentais e sequenciais, para que haja a visualização e comparação genotípica, utilizando os marcadores moleculares AT3-I/D (rs3138521) e PV92-Alu (rs3138523), de indivíduos de uma mesma comunidade ou de comunidades distintas. Falhas nessas técnicas foram detectadas durante as aplicações do módulo em aulas práticas curriculares, realizadas na UFSC e, por esse motivo, o presente trabalho buscou a otimização dos protocolos que envolvem desde a extração do DNA até a sua análise final. Como resultado, foram adequados os seguintes passos: quantidade de DNAzol® durante a extração de DNA, de 500 para 250 µL; solubilização final do DNA genômico mantida em Água Milli-Q; temperatura de anelamento (de 58 para 55 ºC), concentração dos primers (de 0,8 µM para 0,4 µM) e volume de DNA genômico (de 3 para 9 µL) usados na PCR; alteração da marca de corante intercalante de DNA utilizado na eletroforese (de Safer da Kasvi para Unisafe da Uniscience). As falhas detectadas nas técnicas foram solucionadas e com os resultados aqui obtidos, os protocolos serão atualizados no site do Projeto Imagine, em diversas línguas, para que estejam disponíveis à aplicação livre e gratuita em comunidades e sala de aula e assim sejam amplamente utilizados para fins de ensino e divulgação científica em diferentes países.

Many articles report the use of basic molecular biology techniques in undergraduate and graduate laboratory classes as important teaching tools. The Imagine Project, created in 2013 by researchers from different departments of the Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), aims at scientific popularization by sharing the knowledge generated inside the institution with people from different rural areas. The project has three modules that are available in its website in the form of Open Educational Resources (OERs). The module of interest of the present work: " DNA, Diversity and Heredity", includes protocols of human DNA extraction, PCR, preparation of agarose gel and execution of electrophoresis for genotyping purposes. All these protocols are used in sequential experimental steps for genotypic determination and comparison using the molecular markers AT3-I/D (rs3138521) and PV92-Alu (rs3138523) from different individuals from the same or from different communities. Problems with these techniques have been detected during their application in curricular laboratory classes held at UFSC and, for this reason, the present work sought to optimize the protocols from DNA extraction to its final analysis. As a result, the following steps have been adjusted: amount of DNAzol® during DNA extraction, from 500 to 250 μL; final solubilization of genomic DNA kept in Milli-Q Water; annealing temperature (from 58 to 55 ° C), final concentration of primers (from 0,8 μM to 0,4 μM); volume of genomic DNA (from 3 to 9 μL) used in the PCR; and change of the DNA intercalating dye used in the electrophoresis (from Safer by Kasvi to Unisafe by Uniscience). All the technical problems have been solved and, thanks to the present study, the respective Imagine Project protocols will be updated and translated in its open website, therefore becoming available to be used free of charges for teaching and scientific popularization purposes all over the world.