Ciclo Dbtl Para Biología Sintética: Diseño Y Ajuste Óptimo De Mecanismos De Regulación Dinámica

2024

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Vignoni Alejandro

DBTL4SynBioCON desarrollará un flujo de trabajo de Diseño-Construcción-Prueba-Aprendizaje para el diseño, la caracterización experimental y la ajuste óptimo de los mecanismos de regulación dinámica de la expresión génica en células bacterianas utilizadas como dispositivos microbianos y biofábricas. El proyecto se centrará en cuatro pilares principales: (I) Mejora de la caracterización modular (identificación de modelos) de circuitos génicos sintéticos (bucles de retroalimentación), dispositivos (biosensores y biocontroladores) y sus bloques de construcción de ADN (biopartes). El proyecto se enfocará en métodos conscientes del contexto, considerando las interacciones de acoplamiento causadas por la competencia por recursos celulares compartidos y el efecto del crecimiento celular y cambios ambientales en un biorreactor. Con este fin, DBTL4SynBioCON (a) desarrollará modelos híbridos dinámicos conscientes del contexto, (b) creará herramientas de aprendizaje automático (ML) para mapear modelos de biopartes a sus secuencias de ADN correspondientes y (c) aprovechará estas herramientas para la modelización modular e identificación de circuitos génicos sintéticos complejos. (II) Desarrollará controladores biomoleculares de alto rendimiento para la regulación dinámica de la expresión génica en células bacterianas basados en mecanismos de aniquilación molecular, separación de escalas temporales y generación de respuestas ultrasensibles. (III) Implementará un flujo de trabajo DBTL iterativo para caracterizar e construir de manera iterativa dispositivos génicos sintéticos complejos y bucles de regulación de retroalimentación con el rendimiento deseado, y (IV) Estandarización del flujo de trabajo DBTL4SynBioCON, con énfasis en: (a) protocolos mejorados para medidas calibradas estándar, (b) definición de protocolos automatizados de manipulación de líquidos y (c) refinamiento de protocolos operativos para una adopción generalizada y eficiencia. DBTL4SynBioCON validará sus métodos y herramientas de flujo de trabajo mediante casos de estudio relevantes utilizando la cepa bacteriana E. coli, incluida la regulación dinámica de la producción de naringenina y heparosano, compuestos de interés nutracéutico, biomédico y terapéutico con diferentes necesidades de regulación.