Són les deu, i al laboratori 227 del campus del Mar ja ha arribat la desena d'alumnes que avui comencen les pràctiques de Biologia Sintètica Avançada. Mentre es posen la bata i els guants, Javier Santos Moreno, el professor que coordina l'assignatura i que dirigeix el Laboratori de Programació de Cèl·lules Sintètiques al Departament de Medicina i Ciències de la Vida de la UPF, dibuixa circuits d'ADN bacterià en una pissarra, on crida l'atenció el títol: The stranger circuits. A CRISPRi  mistery tale.

Fa tres anys, el Javier, amb Guillermo Nevot i Marc Güell, del Laboratori de Biologia Sintètica Translacional del mateix departament, es van plantejar innovar en la manera de plantejar els treballs teòrics i pràctics que proposen als estudiants de Biologia Sintètica Avançada. “Ens vam adonar que la teoria i les pràctiques d'aquesta optativa eren molt semblants a les d’Enginyeria de Cèl·lules i Teixits”, explica Javier Santos. Una assignatura troncal de la qual tots n’eren docents. A més, “vèiem els estudiants seguir un guió sense plantejar-se massa el que estaven fent. I pensàvem, què podem fer perquè es qüestionin el que estan fent en cada pas?”, afegeix Nevot.

"Vèiem els estudiants seguir un guió sense plantejar-se massa el que estaven fent. I pensàvem, què podem fer perquè es qüestionin el que estan fent en cada pas?", Guillermo Nevot

Aquesta inquietud, sumada al fet que als estudiants els costava integrar els coneixements teòrics, va fer que el Marc –que en aquell moment era el coordinador de l'assignatura– plantegés al Javier i al Guillermo la possibilitat de demanar un PlaCLIK i innovar en la manera d'abordar i d’impartir l'assignatura. Tres anys després, aquesta optativa ha canviat completament. Ara, només una de cada tres hores les dediquen a classes magistrals i passen la major part del temps fent treballs en petits grups o pràctiques al laboratori per fomentar el pensament crític i estimular la creativitat, promoure el treball cooperatiu i millorar les habilitats comunicatives dels estudiants alhora que interconnecten els conceptes –sovint complexos– de la biologia sintètica.

Pensament crític i procés editorial

Un dels grans canvis de l'assignatura ha estat introduir un treball teòric fet en petits grups per analitzar un preprint –un article científic publicat sense que hagi estat sotmès a la revisió per parells– i la seva versió final publicada en una revista científica. En aquest, els alumnes aprofundeixen en una àrea de la biologia sintètica alhora que coneixen el procés editorial que hi ha darrere de la publicació en una revista científica.

“La biologia sintètica és una àrea de coneixement molt interdisciplinària que comprèn des de les matemàtiques o l'enginyeria fins als bacteris o les simulacions sense cèl·lules”, explica Guillermo Nevot. Un ampli ventall de coneixements que “té un paper clau per afrontar canvis globals”. Per això, plantejar als estudiants fer una anàlisi crítica d'un preprint perquè es posin a la pell dels revisors i l'editor –suggerint canvis per millorar l'article i decidint si ha de ser publicat o no, respectivament–, permet als alumnes “explorar temes molt concrets, interconnectar conceptes que han après a la teoria i arribar a tenir una visió transversal sense perdre el rigor tècnic”.

En una tercera fase de l'activitat, els estudiants preparen un projecte científic que presenten davant els seus companys en un format de pòster científic –com si es tractés d'una conferència– per proposar millores experimentals al preprint que han analitzat. Tres tasques diferents, però ben lligades perquè els estudiants experimentin el procés de revisió per parells característic de les publicacions científiques, alhora que es posen, potser per primera vegada, a la pell de l'editor i reflexionen sobre “la decisió i les conseqüències de publicar un article trencador o que contradiu una cosa establerta en aquell camp”, afegeix el Javier.

Inferir la seqüència a partir del resultat 

Les pràctiques al laboratori han suposat un altre gran repte per a l'assignatura. Aquí proposen als estudiants construir un circuit genètic basat en el sistema d'interferència de CRISPR i introduir-lo en una soca bacteriana. Uns circuits estranys que, com a la sèrie Stranger Things, es resoldran emetent llum.

Durant les sessions pràctiques, “malgrat que cada parella fa els seus experiments seguint el mateix protocol, cadascuna construeix un circuit diferent”, explica Javier Santos Moreno. “Abans de començar, els alumnes saben de quines peces disposen per muntar el seu circuit genètic, però fins que no veuen el resultat final en els bacteris que han editat no poden inferir quines peces han utilitzat i quin és el circuit amb el qual han estat treballant”, afegeix el jove professor. 

D'aquesta manera aconsegueixen que els alumnes es qüestionin cadascun dels passos que estan fent i que considerin les implicacions tècniques de la metodologia a l'hora d'analitzar el resultat. Un model que, segons diu Nevot, ha suposat “un treball de disseny i de producció de plasmidis” així com “adaptar els protocols perquè, malgrat fer coses diverses, tots segueixin els mateixos passos amb els mateixos temps”. Feta la feina, han decidit compartir els plasmidis a Addgene, un repositori de plasmidis sense ànim de lucre, perquè qualsevol docent pugui utilitzar-los en les seves lliçons.

L'últim dia de pràctiques arriba el moment de la veritat. El misteri dels circuits es resol valorant si els bacteris emeten fluorescència o no en diferents condicions. I així és com els alumnes aconsegueixen endevinar les peces amb les quals fa tres dies que treballen i tanquen aquest exercici de revisió i integració de coneixements.

La càrrega invisible de la innovació

Per desenvolupar el nou disseny de l'assignatura, el Marc, el Javier i el Guillermo han comptat amb l'ajuda del PlaCLIK de la UPF, que promou la innovació docent i cerca la millora de la qualitat educativa alhora que transforma els processos d'aprenentatge. A més, van revisar la proposta Carlos Peñarrubia, de l'equip de la Facultat d'Educació de la Universitat de Saragossa, i Niko McCarty, un divulgador sobre biologia sintètica que assessorava el MIT en qüestions d'enginyeria. 

Ells també han fet partícips els alumnes per ajustar els temps i la càrrega de tasques. Així i tot, 8 de cada 10 estudiants considera que, amb aquest format, aprenen millor els conceptes de biologia sintètica i se senten més motivats. Valoren especialment la sessió de laboratori. “Simular una situació real al laboratori t'ajuda a veure com és el dia a dia d'un projecte de recerca i aprens millor”, comenta l’Efran García, estudiant de tercer del grau en Enginyeria Biomèdica. “Durant el trimestre assistim a moltes classes teòriques, i tenir tres dies d'intensiu al laboratori està molt bé”, afegeix la seva companya, la Noa Expósito. “Fa anys que parlem d'aquests processos i, aplicant-los, entenem realment el que fem més enllà de seguir el guió”, conclou el Bruno Vela, el seu company de promoció.

"Fa anys que parlem d'aquests processos i, aplicant-los, entenem realment el que fem més enllà de seguir el guió", Bruno Vela

Malgrat els bons resultats, el Guillermo sent que l'esforç de dissenyar continguts de qualitat i innovar en la manera com es fa classe encara depèn massa de la inquietud i la motivació individual dels docents. “La càrrega docent, igual que la càrrega de comunicació, sembla un ‘extra’ en el sistema”. Si bé l'Agència Nacional d'Avaluació de la Qualitat i Acreditació (ANECA) reconeix les tasques d'innovació docent, és una iniciativa anecdòtica. “Estem ensenyant a les generacions futures. Per això m'agradaria que la innovació docent fos més transversal i que arribés més a les assignatures de ciències, on no hi ha tants incentius perquè millorem la manera com fem classe.”