ANII | Agencia Nacional de Investigación e Innovación

Los organismos vivos disponemos de la capacidad de reconocer estímulos específicos utilizando un conjunto de proteínas de señalización, el cual constituye la maquinaria sensorial. Este sistema de antenas dispara la ejecución de programas genéticos y/o bioquímicos provocando las respuestas adaptativas. La red de conexiones entre los diversos actores moleculares confiere una gran capacidad para integrar información del entorno, organizándose en un auténtico código de programación. En los últimos años se han logrado avances en entender y rediseñar sistemas biológicos, sin embargo las herramientas disponibles son aún limitadas, y los procedimientos de reprogramación celular no son universalmente transferibles a distintos organismos. Para extender nuestra habilidad de reprogramar células, resulta indispensable comprender cómo ocurren los procesos de detección de señales al nivel molecular, así como la subsiguiente transmisión de información y su transformación en cambios espaciales y temporales precisos de los programas celulares. En este proyecto proponemos utilizar el sistema de fosforelevos Spo0 que regula la esporulación de Bacillus subtilis, como modelo para dilucidar el mecanismo molecular de integración de información en sistemas de señalización bacterianos. Además, planteamos realizar una aproximación racional de ingeniería de proteínas para reescribir el código de programación celular, y poder así modular respuestas de salida de interés. Las aplicaciones de este tipo de reprogramación celular son inmensas y están impulsando una nueva revolución en Biología, yendo desde el desarrollo de biosensores para monitoreo ambiental, la optimización de sistemas de bioproducción y biorremediación, hasta incluso la construcción de probióticos inteligentes.