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.

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