Encendiendo luces y genes II

por Bio! México

Encendiendo luces y genes II
iGEM Lighters 2004-2009
Ir a la parte I

La inducción por luz ha inspirado muchos proyectos en el concurso iGEM. El ingenio de los competidores ha dado lugar a proyectos muy interesantes, empezando por los trabajos del equipo de la Universidad de Texas en Austin.

Equipo UT Austin 2004
Equipo UT Austin 20042005 y 2006

En los primeros años del concurso iGEM, los participantes de la Universidad de Texas utilizaron el sistema de EnvZ-Cph1 desarrollado por el Dr. Levskaya y pudieron hacer que en un cultivo de bacterias quedaran fotografiadas las palabras “Hello world”. En la edición del 2005, el equipo se propuso realizar un detector de bordes. Finalmente, en la edición del 2006, el equipo incluso da instrucciones sobre cómo armar un proyector de luz propio.



Algunos otros equipos que también trabajaron con luz en el 2006 fueron Chiba (con un globo-E. coli) y ETH Zurich.

En el 2007, el equipo de Calgary se propuso construir una impresora de E. coli, la cual consistía en una cepa que sintetizaba agarasa (enzima que degrada el agar) en respuesta al a luz. Sin embargo, como es el caso de un gran número de proyectos de iGEM, el tiempo transcurrió y solamente alcanzaron a realizar algunas caracterizaciones de sus construcciones. El equipo de todas maneras realizó varias contribuciones al registro de partes, incluyendo el gen para la agarasa. 
Algo similar sucedió para los otros equipos que se propusieron trabajar con inducción por luz en ese año, para los cuales también fue un problema echar a andar sus sistemas de recpeción de la luz: el equipo de CSHL se había propuesto hacer que Drosophila melanogaster cambiara su comportamiento al conectar la respuesta a la luz con la síntesis de neurotransmisores (una línea de trabajo muy interesante, sobre la cual existen en la actualidad algunos reportes); el equipo de Melbourne se propuso hacer un a cepa de E. coli que formara agregados celulares en cultivo líquido en respuesta a la forma dictada por dos estímulos de luz, con la intención de moldear andamios que pudieran servir en ingeniería de tejidos; finalmente, el equipo de Freiburg se propuso implementar el sistema del fitocromo PhyA para la elaboración de un switch de respuesta a a luz roja y luz roja lejana en E. coli.
En el 2008, el equipo del Imperial College se propuso un objetivo similar al de Melbourne 2006, pero utilizando un chasis de Bacillus subitilis, sobreexpresando su propio fotorreceptor YtvA, y haciendo que la motilidad de las células se viera arrestada en respuesta a la luz, la cual también estimulaba la producción de biomaterial. El equipo ganó una medalla de oro y los premios a Mejor Proyecto de Manufactura y Mejor Parte BioBrick Natural, pues agregaron 45 nuevas partes para B. subtilis al registro.
Ese mismo año, el equipo de Kyoto se propuso entre sus objetivos la realización de una cepa de E. coli cuyo movimiento flagelar estuviera regulado por la luz.

Al año siguiente, el equipo de Sheffield se propuso lograr generar una cepa de E. coli que respondiera a múltiples longitudes de onda de luz y que para cada longitud de onda respondiera con un reportero distinto; sin embargo, por falta de tiempo y de personas, el equipo se decidio a enfocarse a caracterizar la respuesta hacia la longitud de onda, la intensidad lumínica y el tiempo de exposición para el sistema EnvZ-Cph1. 

En el mismo año, el equipo del MIT se propusieron crear una cepa de levadura capaz de sintetizar el cromóforo ficocianobilina, el cual es necesario para hacer funcionar al sistema de fitocromos Phy-PIF y que, como se mencionó antes, es necesario tener que adquirilo de manera externa para agregarlo al medio. Este equipo también se propuso generar un switch de respuesta a la luz para regular la localización intracelular de proteínas, de tal manera que con luz roja, dos reporteros se recultaran en el mismo compartimento celular. También destacaron los estudiantes del equipo de Tokyo-NOKOGEN quienes se propusieron generar un mecanismo de respuesta a la luz utilizando tanto el sistema EnvZ-Cph1 como el sistema CcaS-CcaR de cianobacterias.
Sin embargo, en el 2010 destacaron tres proyectos:
Equipo EPF Lausanne 2009
El equipo logró exitosamente pasar a formato BioBrick el sistema de fotorreceptores LovTAP. Estos fotorreceptores quiméricos son capaces de unirse a DNA a través de su dominio de unión al promotor de respuesta a triptófano, e inhibir directamente la transcripción a partir de un estímulo de luz azul. En pocas palabras, ¡un fotorreceptor que al mismo tiempo es factor de transcripción! Este equipo construyó también un inversor de la respuesta a luz, de tal manera que cuando iluminaban su sistema con luz azul, se incrementaba la expresión de su gen reportero. El equipo ganó el premio a la Mejor Parte BioBrick Diseñada por la inclusión del sistema LovTAP al registro.
Equipo Harvard 2009
Este equipo se propuso crear un mecanismo de comunicación entre bacterias y levaduras utilizando luz: las bacterias sintetizarían luciferasa roja y las levaduras recibirían esta señal a través de un sistema fotorreceptor en formato doble híbrido similar al reportado por Shimizu-Sato y colaboradores en el 2002
Equipo Leuven 2009
Los estudiantes del equipo KU Leuven lograron hacer que la síntesis de vanillina -la proteína responsable del olor a vainilla- fuera regulada por la exposición a luz azul, utilizando un chasis de E. coli junto con el sistema de fotorreceptores de luz azul YcgF propio de esta bacteria. El equipo pudo demostrar que la producción de vanillina era dependiente a la exposición a la luz azul y también realizó un modelo matemático muy interesante. Su circuito destaca también por el empleo de riboreguladores para controlar la cantidad de vainillina expresada.

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