Ingeniería Metabólica / Bioingeniería

La ingeniería metabólica consiste en "la mejora de las actividades celulares mediante manipulaciones de las funciones enzimáticas, de transporte y regulatorias de la célula con el uso de la tecnología del DNA recombinante". Evidentemente, las manipulaciones deberían hacerse de la manera más racional y holística posible, a manera de asegurar en la medida de lo posible que la célula modificada se comporte conforme a las expectativas. Para esto se requiere de métodos avanzados de análisis matemático y manipulación genética.
El análisis más comprensivo del funcionamiento celular se realiza mediante la llamada "biología sistémica" o "biología computacional", la cual permite identificar reacciones limitantes, mejorar las condiciones de cultivo y predecir los cambios genéticos más convenientes para la producción de cierto metabolito. En este contexto las herramientas como el "Análisis de Rutas Bioquímicas", el "Balance de Flujos Metabólicos" y el "Análisis de Flujos Metabólicos" son enfoques complementarios que proporcionan bases teóricas estrictas para el desarrollo de la Ingeniería Metabólica. En el grupo de trabajo usamos de manera particular el Análisis de Flujos Metabólicos acoplado a Modos Elementales para el estudio del comportamiento bioquímico de especies y procesos de interés.
Para la modificación genética usamos el sistema de edición CRISPR/Cas, así como herramientas tradicionales. El sistema CRISPR/Cas permite tanto la eliminación como la inserción de genes de una manera precisa. Proporciona así, la posibilidad de hacer diversas manipulaciones simultáneas como la eliminacio´n de diversos genes y la inserción de fracciones de rutas o rutas bioquímicas completas en muy pocos pasos.
Actualmente, estamos aplicando estas herramientas de ingeniería metabólica en el contexto de los biocombustibles, en particular los lípidos, el hidrógeno y alcoholes, así como de los polihidroxialcanoatos (PHA), para su uso como bioplásticos y; carotenoides, para su uso como colorantes en diversas industrias. Los microorganismos involucrados son Chlamydomonas reinhardtii,
Clostridium pasteurianum, Azotobacter vinelandii y Rhodopseudomonas palustris.
En el contexto de productos para las industrias farmacéutica y alimentaria, trabajamos con el desarrollo e Nanoanticuerpos®, antioxidantes, pigmentos y saborizantes en Saccharomyces cerevisiae.