Detalle de: Redesigning bacterial flagella to harbor functional domains for biotechnology and biomedicine

LA LUCHA MUNDIAL CONTRA LA CRECIENTE CONTAMINACION PLASTICA PROVOCADA POR EL HOMBRE ES UNA DE LAS PRINCIPALES PRIORIDADES EN LA ACTUALIDAD. MEDIANTE UN PROYECTO DE MULTIPLES ETAPAS, CREAREMOS UN KIT DE HERRAMIENTAS DE MICROBIOLOGIA SINTETICA PARA BIORREMEDIACION BASADO EN CEPAS DE ESCHERICHIA COLI CON FLAGELOS FUNCIONALIZADOS EN SUPERFICIE. LOS FLAGELOS SON APENDICES DE 10 μM CON FUNCIONES LOCOMOTORAS CONSTITUIDOS POR 20,000 UNIDADES DE LA PROTEINA FLAGELINA. AL INSERTAR UNIDADES ENZIMATICAS QUE DEGRADAN POLIMEROS PLASTICOS EN LA FLAGELINA DE E. COLI, CUYOS FLAGELOS SON CATALITICAMENTE INERTES, MIENTRAS SE MANTIENE SU COMPETENCIA PARA LA MOTILIDAD, CONVERTIREMOS UNA BACTERIA AMBIENTALMENTE INERTE EN UNA POTENTE HERRAMIENTA MULTICATALITICA PARA FINES BIOTECNOLOGICOS. ADEMAS, DADO QUE E. COLI ES UN MIEMBRO DEL MICROBIOMA HUMANO, TAMBIEN ES SUSCEPTIBLE DE SER EMPLEADA EN APLICACIONES BIOMEDICAS. APLICANDO LA MISMA ESTRATEGIA, INCORPORAREMOS NANOBODIES TERAPEUTICOS EN LOS FLAGELOS BACTERIANOS, CON LO QUE TRANSFORMAREMOS ESTAS BACTERIAS GASTROINTESTINALES COMENSALES EN PROBIOTICOS CAPACES DE UNIR Y NEUTRALIZAR ESPECIFICAMENTE FACTORES DE VIRULENCIA DE BACTERIAS O VIRUS PATOGENICOS HUMANOS.PARA ALCANZAR ESTOS OBJETIVOS, PRIMERO ESTUDIAREMOS LA FLAGELINA DE CLOSTRIDIUM HAEMOLYTICUM, QUE A DIFERENCIA DE E. COLI POSEE UNA PROTEINA DE APENDICE FUNCIONALIZADA CATALITICAMENTE GRACIAS A LA INSERCION DE LA METALOPEPTIDASA FLAGELINOLISINA. DETERMINAREMOS LA ESTRUCTURA CRISTALINA DE ESTA ULTIMA Y EVALUAREMOS SU FUNCION IN VITRO, LO QUE NOS PERMITIRA IDENTIFICAR DETERMINANTES ESTRUCTURALES Y FISICOQUIMICOS GENERALES PARA UNA OPTIMA EXPOSICION FLAGELAR PARA SU IMPLEMENTACION EN E. COLI. EN SEGUNDO LUGAR, CREAREMOS FLAGELINAS DE E. COLI MINIMAS PERO COMPETENTES PARA LA MOTILIDAD UTILIZANDO UN ENFOQUE DE COMPLEMENTACION DE FILAMENTOS BASADO EN PLASMIDOS Y EVOLUCION DE LABORATORIO ADAPTATIVA PARA SELECCIONAR LOS MEJORES CONSTRUCTOS PARA LA INSERCION ENZIMATICA E INSERTAR FLAGELINOLISINA COMO PRUEBA DE CONCEPTO DEL ENFOQUE. EN TERCER LUGAR, INCORPORAREMOS ENZIMAS PETASA Y CUTINASA, QUE DEGRADAN EL PLASTICO, Y UN NANOBODY PUBLICADO DIRIGIDO CONTRA LA TOXINA DE CLOSTRIDIUM DIFFICILE (CDT), EN ESTAS FLAGELINAS MINIMAS. FINALMENTE, EVALUAREMOS LA VIABILIDAD Y MOTILIDAD DE LOS MUTANTES BACTERIANOS RESULTANTES EN CULTIVOS CELULARES, ASI COMO SU CAPACIDAD DE DEGRADACION DE POLIMEROS Y DE UNION/INACTIVACION DE CDT, RESPECTIVAMENTE.LOS RESULTADOS ESPERADOS CONSTITUIRAN UNA PRUEBA DE CONCEPTO DE UNA TECNOLOGIA DE POTENCIAL APLICACION GENERAL EN BIOTECNOLOGIA Y BIOMEDICINA.MICROBIOLOGIA SINTETICA\KIT DE HERRAMIENTAS DE BIOLOGIA SINTETIC\FLAGLAGELINOLISINA\ANTICUERPOS SINTETICOS\NANOBODIES\ENZIMAS QUE DEGRADAN EL PLASTICO\FLAGELINA FUNCIONALIZADA\FLAGELO BACTERIANO