Los científicos de Vanderbilt ajustan el reloj biológico de las cianobacterias

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Carl H. Johnson, Profesor Cornelius Vanderbilt de Ciencias Biológicas

by hamiltcl 

CArl H. Johnson, Cornelius Vanderbilt Profesor de Ciencias Biológicas, junto con un equipo de científicos de Vanderbilt, han logrado ajustar el reloj biológico diario de las cianobacterias, haciendo de las algas verdiazules un productor más prolífico de combustibles renovables, productos químicos y productos farmacéuticos, como la insulina.

Las cianobacterias son como pequeños talleres que producen de todo, desde medicinas hasta combustibles. Durante años, los científicos han estado trabajando para hacer de las cianobacterias una fábrica de células microbianas más fructífera y versátil. Sin embargo, la investigación no ha avanzado tan rápido como lo ha hecho con otros microbios como E. coli y levadura.

Debido a que la expresión genética de los microorganismos está estrictamente controlada por sus relojes internos, las cianobacterias tienen un "botón de repetición" incorporado. El Laboratorio Johnson reprogramó la expresión genética mediante la liberación de elementos represores circadianos en sus vías reguladoras, lo que resultó en una mejora dramática en la producción de enzimas activas y polipéptidos que son importantes en biomedicina.

"En lugar de centrarnos simplemente en las formas tradicionales de impulsar una expresión genética más fuerte del producto deseado, razonamos que el reloj biológico diario que modula la expresión genética podría manipularse para que se pudieran producir más cosas las 24 horas del día, los 7 días de la semana", dijo Johnson. "Al inactivar el reloj biológico interno de las cianobacterias y su represión de la expresión genética, ahora podríamos lograr una gran regulación positiva de los bioproductos verdes, incluida la insulina medicinal".

Este trabajo centrado en las cianobacterias es especialmente importante porque su cultivo es fácil y rentable, utiliza la luz solar como fuente de energía y prospera en entornos pobres en nutrientes. Los hallazgos podrían permitir que la biotecnología verde avance a un ritmo acelerado. El objetivo de la biotecnología verde es desarrollar organismos fotosintéticos genéticamente alterados para que sirvan como “biorreactores” que produzcan combustibles renovables, productos farmacéuticos y precursores químicos con un impacto ambiental mínimo.

Johnson colaboró ​​en la investigación con académicos de la Facultad de Artes y Ciencias y Escuela de Ingenieríaque incluyen:

  • Yao Xu, profesor asociado de investigación de ciencias biológicas;
  • Maria Luísa Jabbur, estudiante de investigación de posgrado;
  • Tetsuya Mori, profesor asistente de investigación de ciencias biológicas; y
  • Jamey Young, profesor Cornelius Vanderbilt de ingeniería química y biomolecular.

El trabajo fue apoyado por subvenciones del Instituto Nacional de Ciencias de Medicina General, el Departamento de Energía y los Institutos Nacionales de Salud.

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