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Title
Diseño e implementación de funciones biológicas elementales en colonias bacterianas para la ingeniería de morfogénesis
Subject
570
Biología
Biología sintética.
Sistemas CRISPR-Cas.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2017
La ingeniería biológica se constituye sobre la dicotomía entre el enfoque estructurado y determinista de la ingeniería, y la naturaleza autoorganizada y estocástica de los sistemas biológicos que utiliza. La ingeniería morfogenética se define en medio de este conflicto, aprovechando el potencial de la autoorganización para formar sistemas altamente estructurados, mediante la manipulación de las unidades que los componen y definen. Por otra parte, la biología sintética pretende crear herramientas y formalismos para mejorar la trazabilidad y capacidad de diseño del sustrato biológico. En esta tesis se exploran estas dos áreas para crear una plataforma de prototipado de funciones morfogéneticas, que permita tanto estudiar sus principios como diseñar estructuras de nivel superior a partir de la programación de una célula fundadora. Para este fin, se propone desacoplar la morfogénesis en funciones elementales modulares, como lo son la ruptura de simetría y la regulación celular dominio específica. Concretamente, se desarrolló un sistema genético en dos capas: una formadora de patrones, fundamentada en la segregación de instrucciones celulares, y otra capaz de modificar el comportamiento celular en base a la interacción con los componentes co-localizados de la primera capa. Estas funciones fueron incluidas como módulos computacionales en CellModeller, lo que permitió explorar in silico su funcionamiento y guiar el diseño. Este enfoque de desacoplamiento y exploración computacional, unido a la inclusión de un sistema modular y combinatorial de ensamblaje de ADN, facilitaron el ciclo de “diseño, fabricación y testeo” de funciones morfogenéticas. Para poder aplicar estas herramientas, en primer lugar, se testeó y estableció su funcionamiento de manera independiente. Luego, se prototiparon funciones simples como “expresión genética dominio específica” mediante RNAPT7 y complementación metabólica. Finalmente, como prueba de concepto, se utilizó un sistema CRISPRi capaz de regular la tasa de crecimiento celular para modificar la morfología de las colonias bacterianas.
Creator
Núñez Quijada, Isaac Natán
Date
2018-06-27T14:57:54Z
2018-06-27T14:57:54Z
2017
Contributor
Federici, Fernán
Rudge, Timothy
Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Rights
acceso abierto
Format
x, 104 hojas
application/pdf
Language
es
Type
tesis de maestría
Identifier
10.7764/tesisUC/ING/21924
https://doi.org/10.7764/tesisUC/ING/21924
https://repositorio.uc.cl/handle/11534/21924