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PID2021-127671NB-I00

Financiado

INGENIERIA DE CIRCUITOS GENETICOS CON CABLEADO LUMINICO Y QUIMICO

LA BIOLOGIA SINTETICA ES UNA DISCIPLINA EN CRECIMIENTO QUE BUSCA PARTES INTERCAMBIABLES DE LA BIOLOGIA NATURAL PARA ENSAMBLARLOS EN SISTEMAS FUNCIONALES QUE ACTUAN DE MANERA ARTIFICIAL. EN GENERAL, LAS SEÑALES QUIMICAS SE UTILIZAN... ver más

01/01/2021

CSIC

145K€

Presupuesto del proyecto: 145K€

Líder del proyecto

AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGA... No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

TRL 2-3 | 552M€

Financiación concedida El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2021-01-01

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Participantes

CSIC

Lider

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Líder del proyecto

AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGA...

TRL 2-3 | 552M€

Presupuesto del proyecto 145K€

Descripción del proyecto LA BIOLOGIA SINTETICA ES UNA DISCIPLINA EN CRECIMIENTO QUE BUSCA PARTES INTERCAMBIABLES DE LA BIOLOGIA NATURAL PARA ENSAMBLARLOS EN SISTEMAS FUNCIONALES QUE ACTUAN DE MANERA ARTIFICIAL. EN GENERAL, LAS SEÑALES QUIMICAS SE UTILIZAN PARA DISEÑAR CIRCUITOS FUNCIONALES (ES DECIR, LA EXPRESION DE PROTEINAS DEPENDE DE LA CONCENTRACION DE UNA PEQUEÑA MOLECULA DETERMINADA). SIN EMBARGO, DESDE UN PUNTO DE VISTA FUNDAMENTAL, ESTO LIMITA LAS POSIBILIDADES DE LOS SISTEMAS PREVISTOS, YA QUE LAS SEÑALES QUIMICAS NO SON LAS UNICAS QUE LOS SISTEMAS BIOLOGICOS PUEDEN SENSAR Y PROCESAR. ADEMAS, ESTAN SUJETAS A DIFUSION A TRAVES DE UN MEDIO COMPLEJO. ES POR ESTO QUE EL USO DE LUZ COMO SEÑAL EN BIOLOGIA MOLECULAR HA GANADO MUCHA ATENCION EN LOS ULTIMOS AÑOS, LO QUE SE DENOMINA OPTOGENETICA. EN ESTE PROYECTO, PROPONEMOS IR MAS ALLA DEL USO DE UNA FUENTE DE LUZ EXTERNA PARA MODULAR LA ACTIVIDAD DE MOLECULAS IN VIVO; A SABER, PROMOVER LA INGENIERIA DE CIRCUITOS REGULADORES DE GENES QUE UTILIZAN LA LUZ COMO SEÑAL INTERNA. ES DECIR, MEDIANTE LA IMPLEMENTACION DE CABLES DE LUZ EN UN CONTEXTO DE BIOLOGIA MOLECULAR. LA IDEA BASICA ES EXPLOTAR LA CAPACIDAD DE CODIFICAR EN UN GEN UN PRODUCTO PROTEICO QUE PUEDE GENERAR LUZ, UNA LUZ QUE PUEDE SER PERCIBIDA AGUAS ABAJO POR PROTEINAS FOTORRECEPTORAS ADECUADAS. CON ESTE FIN, APROVECHAREMOS UNA NUEVA PROTEINA LUMINISCENTE LLAMADA NANOLUC QUE HA SIDO DISEÑADA POR EVOLUCION DIRIGIDA A PARTIR DE UNA LUCIFERASA DE CAMARON DE AGUAS PROFUNDAS. JUNTO CON UN SUSTRATO NOVEDOSO OBTENIDO POR SINTESIS Y CRIBADO DE ANALOGOS DE COELENTERAZINA, ESTA ENZIMA PERMITE GENERAR LUZ AZUL DE FORMA EFICIENTE. PARA DETECTAR LA LUZ PRODUCIDA, EXPLOTAREMOS UN SISTEMA TRANSCRIPCIONAL SINTETICO DISEÑADO MEDIANTE LA FUSION DE LA ARN POLIMERASA DEL FAGO T7 DIVIDIDA CON DOMINIOS DE PROTEINAS FOTORRECEPTORAS HETERODIMERIZANTES LLAMADOS MAGNETS. LA ARN POLIMERASA DE T7 SE RECONSTITUYE MEDIANTE IRRADIACION CON LUZ AZUL. ES IMPORTANTE DESTACAR QUE INVESTIGAREMOS LA CAPACIDAD DE COMUNICAR DOS GENES DIFERENTES DENTRO DE LA MISMA CELULA Y TAMBIEN DE COMUNICAR DOS CELULAS DIFERENTES EN EL MISMO ENTORNO. ESPERAMOS PROPORCIONAR PRINCIPIOS BASICOS DE DISEÑO Y OBTENER UNA COMPRENSION CUANTITATIVA COMPLETA DEL MECANISMO. ADEMAS, PROBAREMOS SI LOS CABLES LUMINICOS Y QUIMICOS SE PUEDEN COMBINAR PARA DISEÑAR SISTEMAS SOFISTICADOS. SE ESPERA QUE LA LUZ PUEDA USARSE PARA IMPLEMENTAR BUCLES DE RETROALIMENTACION Y SOBREALIMENTACION EN CIRCUITOS FUNCIONALES. POR UN LADO, INVESTIGAREMOS LA REGULACION QUIMICA DE LA GENERACION DE LUZ EN UN CONTEXTO CELULAR, CON EL OBJETIVO DE DESARROLLAR UNA NUEVA GENERACION DE BIOSENSORES BASADOS EN CELULAS VIVAS. POR OTRO LADO, INVESTIGAREMOS LA CAPACIDAD DE USAR BIOLUMINISCENCIA PARA CATALIZAR REACCIONES QUIMICAS QUE OCURREN EXTRACELULARMENTE. CON TODO, LA INTERACCION ENTRE LAS SEÑALES ELECTROMAGNETICAS Y BIOQUIMICAS AMPLIA LAS CAPACIDADES DE DISEÑO Y CONSTRUCCION EN BIOLOGIA SINTETICA, ESTABLECIENDO ASI NUEVAS BASES PARA FUTURAS APLICACIONES EN LA INDUSTRIA Y EN LA CLINICA. IOLOGIA SINTETICA\BIOLOGIA DE SISTEMAS

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