¿Qué constituye la investigación innovadora ? Ok Google … Definir “avance”.
Dada esa denotación, aquí están los tres documentos que creo que impactan enormemente en el campo de la biología sintética, junto con algunos comentarios. Usted pidió tanto recientes como revolucionarios. Daré dos para el primero, y uno para el último que no es reciente.
- ¿Cuáles son algunas áreas de investigación actuales en biotecnología que involucran microorganismos?
- ¿Qué empresas que cotizan en bolsa se beneficiarían de una mayor demanda de audífonos?
- ¿Cómo se involucra la termodinámica en la biotecnología?
- ¿Cuáles son las mejores instituciones para una maestría en biotecnología en la India?
- ¿Cómo pueden las neuronas ser tan lentas y, sin embargo, somos tan inteligentes? Nuestro pensamiento se siente rápido y somos más inteligentes que las computadoras, pero las computadoras realizan ciclos de operaciones más rápido.
Revolucionario
Biología sintética: nuevas reglas de ingeniería para una disciplina emergente por Ernesto Andrianantoandro et al. del Prof. Ron Weiss ‘Lab. [1]
Los biólogos sintéticos diseñan sistemas biológicos artificiales complejos para investigar fenómenos biológicos naturales y para una variedad de aplicaciones. Esbozamos las características básicas de la biología sintética como una nueva disciplina de ingeniería, cubriendo ejemplos de la literatura más reciente y reflexionando sobre las características que la hacen única entre todos los demás campos de ingeniería existentes. Discutimos métodos para diseñar y construir células de ingeniería con funciones novedosas en el marco de una jerarquía abstracta de dispositivos biológicos, módulos, células y sistemas multicelulares. Las estrategias de ingeniería clásicas de estandarización, desacoplamiento y abstracción deberán extenderse para tener en cuenta las características inherentes de los dispositivos y módulos biológicos. Para lograr previsibilidad y confiabilidad, las estrategias para la biología de ingeniería deben incluir la noción de contexto celular en la definición funcional de dispositivos y módulos, usar un rediseño racional y evolución dirigida para la optimización del sistema, y enfocarse en lograr tareas usando poblaciones celulares en lugar de células individuales. La discusión saca a la luz los problemas en el corazón del diseño de sistemas de vida complejos y proporciona una trayectoria para el desarrollo futuro.
Cuando una nueva disciplina emerge de la nada, alguien tiene que definirla y sus nuevos desafíos. Sin un documento histórico que grite “EXISTIMOS AHORA”, los involucrados en el nuevo campo tendrán más dificultades para reunirse. Este artículo de 2006 proporciona una referencia para que los nuevos biólogos sintéticos citen cuando definen “biología sintética” en su nuevo artículo.
“Aquí comienza la revolución synbio. Una nueva era para la biotecnología. Ahora es el momento de llevar el principio de ingeniería a la biología molecular ”, es lo que este artículo me grita.
Penetración
Redes de genes sintéticos basados en papel por el profesor Keith Pardee et al . [2]
Las redes de genes sintéticos tienen usos muy diversos en la reprogramación y el recableado de organismos. Hasta la fecha, no ha habido una manera de aprovechar el vasto potencial de estas redes más allá de las limitaciones de un laboratorio o entorno in vivo. Aquí, presentamos una plataforma basada en papel in vitro que proporciona un lugar alternativo y versátil para que operen los biólogos sintéticos y un medio muy necesario para el despliegue seguro de circuitos genéticos diseñados más allá del laboratorio. Los sistemas sin células disponibles comercialmente se liofilizan en papel, lo que permite la distribución económica, estéril y abiótica de tecnologías basadas en biología sintética para la clínica, la salud global, la industria, la investigación y la educación.
Los circuitos genéticos (GeCs) son una gran cosa en la biología sintética porque pueden diseñarse para interactuar entre sí, formando así GeCs más complejos que pueden lograr muchas cosas. Los ingenieros en disciplinas más clásicas trabajan mucho con las operaciones de la unidad ; Los GeC son análogos. Los GeC generalmente se prueban in vivo, específicamente E. coli y S.cerevisiae . La cuestión es que limitas tus innovaciones a las contenidas en microbios vivos; Esto no va a volar con la salud / seguridad / desafíos éticos. El profesor Pardee aquí, en su postdoctorado, estableció una nueva plataforma de expresión génica que ya no requiere células vivas. Funciona de manera sorprendente, como lo demuestra su trabajo posterior desarrollando un sensor viral clínicamente significativo durante el brote de Zika aquí. [3]
Ingeniería de circuitos de genes sintéticos en células vivas con tecnología CRISPR por Barbara Jusiak et al. por el Prof. Tim Lu’s Lab. [4]
Uno de los objetivos de la biología sintética es construir circuitos reguladores que controlen el comportamiento celular, tanto para fines de investigación básica como para aplicaciones biomédicas. La capacidad de construir dispositivos reguladores de la transcripción depende de la disponibilidad de factores de transcripción sintética (TF) programables, específicos de secuencia y efectivos. El sistema de repetición palindrómica corta (CRISPR) procariótica agrupada regularmente entre espacios, aprovechada recientemente para la regulación transcripcional en varias células huésped heterólogas, ofrece una facilidad sin precedentes para diseñar TF sintéticos. Revisamos cómo CRISPR puede usarse para construir circuitos genéticos sintéticos y discutimos los avances recientes en la regulación genética mediada por CRISPR que ofrecen el potencial de construir circuitos genéticos cada vez más complejos, programables y eficientes en el futuro.
Esta es una revisión que describe cómo CRISPR avanza profundamente en el campo de la biología sintética. Ser capaz de regular transcripcionalmente cualquier gen permite muchas más interacciones entre GeC. Anteriormente, esta regulación transcripcional estaba limitada por las proteínas disponibles del factor de transcripción conocidas por los científicos. Necesitaban proteínas específicas que se unieran a promotores específicos . Esto significaba que estaba limitado a un pequeño conjunto de promotores. Con CRISPR, ahora puede controlar un promotor sin la necesidad de averiguar cuáles son sus factores transcripcionales. En lugar de Cas9, que corta el ADN, usaría dCas9 para encontrar la secuencia y simplemente sentarse allí, bloqueando estéricamente lo que se uniría regularmente al promotor.
Lo que esto también significa es que sus GeC tienen más flexibilidad para dirigirse a los genes endógenos del microbio que alberga el GeC para la represión transcripcional. Y si sabe cómo funciona CRISPR, sabría que se podrían crear múltiples sgRNA para un solo gen dCas9, lo que significa que puede reprimir / activar “fácilmente” múltiples genes al mismo tiempo. Es algo poderoso, aunque se necesita más investigación.
Es una respuesta larga, pero esta es una pregunta importante para que los aspirantes a biólogos sintéticos lean la respuesta. Gracias Usuario Quora por el A2A!
Para mi blog, visite SynbioToronto
Notas al pie
[1] Biología sintética: nuevas reglas de ingeniería para una disciplina emergente
[2] https://www.google.ca/url?sa=t&r…
[3] https://www.google.ca/url?sa=t&r…
[4] http://www.sciencedirect.com/sci…
