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Brainstorming
Biología Sintética
¿Qué es Biología Sintética?
La Biología Sintética es la Ingeniería de la Biología: la síntesis de sistemas
complejos, basados (o inspirados) en la biología, que pueden realizar
funciones que no existen en la naturaleza. Esta nueva perspectiva implica
adaptar los principios de Ingeniería a los sistemas biológicos, es decir, el
desarrollo de módulos robustos y estandarizados, con el fin de diseñar
circuitos biológicos complejos a partir de una combinación de dichos módulos
que den lugar a funciones nuevas o mejoradas.
La Biología Sintética es un campo que potencia la multidisciplinaridad, acogiendo desde
biotecnólogos, químicos, bioquímicos e ingenieros de diversas áreas que participan en
hardware y modelamiento (eléctrica, mecánica, computación)
Los biobricks, fragmentos de ADN que codifican para una característica biológica y que
pueden ser combinados para formar circuitos complejos, constituyen la unidad estándar y
modular básica que realiza una función simple, permitiendo modificar el comportamiento de una
célula sin la necesidad de conocer a priori el funcionamiento exacto del sistema.
MÁS INFO (videos explicativos):
Synthetic Biology - Fidelity Investments: Thinking Big
https://www.youtube.com/watch?v=3xArETjua30
Synthetic Biology Explained
https://www.youtube.com/watch?v=rD5uNAMbDaQ
¿Cuáles son sus aplicaciones?
La amplitud de esta disciplina permite que sus proyectos beneficien a una extensa gama de
sectores, desde el campo de la medicina, hasta los biomateriales, pasando
por biorremediación, energías renovables, cosméticos, etc.
La biomedicina es uno de los campos de aplicación más atractivos para
la Biología Sintética, desde la creación de fármacos inteligentes, hasta
la terapia génica y regeneración tisular.
http://www.genomecompiler.com/about-us/
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El medio ambiente, como una de las mayores preocupaciones actuales, existe el desarrollo de la
biorremediación para eliminar eficientemente contaminantes, y el desarrollo de biosensores.
También facilita la producción de materiales biodegradables, el diseño de proteínas y bioplásticos
respetuosos con el medio ambiente.
MÁS INFO
Yunsi Luo, et al., Challenges and opportunities in synthetic biology for chemical engineers. Chemical. Engineering. Science. (2012) http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009250912003624
¿Qué es un cromosoma? ¿Qué es un gen?
El cromosoma contiene el ácido nucleico (ADN), que se divide en pequeñas unidades llamadas
genes. Éstos determinan las características hereditarias de la célula u organismo.
Cada cromosoma contiene miles de trozos de información
o instrucciones que dirigen el desarrollo del cuerpo.
Un gen también codifica o lleva la información de un
producto específico, como por ejemplo, una proteína.
Dicha proteína estará involucrada en algún proceso
específico que determinará un rasgo o característica
particular, por lo que toda la información que el cuerpo
necesita para trabajar proviene de los cromosomas.
MÁS INFO:
What is a Chromosome?
https://www.youtube.com/watch?v=xUrlreMaUrs
What is a gene?
https://www.youtube.com/watch?v=5MQdXjRPHmQ
¿Qué es iGEM?
Son las siglas de “International Genetically Engineered Machine
competition” y se trata de un concurso de biología sintética a nivel
mundial organizado por la fundación iGEM (escindida del MIT),
organización independiente sin fines de lucro ubicada en Cambridge,
Massachusetts. Participan estudiantes y profesores para desarrollar y
presentar proyectos dirigidos a las áreas que componen la biología
sintética: biología, física, informática, matemáticas, etc. Una de las
características del concurso es que los estudiantes deben trabajar en
la parte ingenieril y luego usando un kit con partes biológicas
(biobricks) deben implementar el diseño del sistema biológico.
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Dentro de los objetivos de este concurso se encuentran el impulsar la parte sistemática de la
biología y desarrollar herramientas biológicas libres, enfocándose en beneficiar a la sociedad,
resolviendo alguna necesidad o problema, y permitir que la sociedad pueda tener alcance esta
tecnología.
MÁS INFO:
What is iGEM: An Introduction to iGEM
https://www.youtube.com/watch?v=Hz7pPXJvhVE
¿Qué ideas han participado en iGEM?
BioTools Marte. Stanford (2011)
Uno de los principales retos de la exploración espacial es la masa de carga útil limitada que puede
ser lanzada en un cohete y la dificultad de reabastecimiento a mediados de la misión.
Se pretende diseñar fábricas microbianas para eludir en gran medida los factores de carga útil
limitantes. Estas fábricas celulares generarán combustible, alimentos, medicinas y materiales de
construcción y podrían ser almacenadas en un sólo tubo de ensayo y vuelto a crecer a escala de
producción en el lugar, según sea necesario.
MÁS INFO:
Brown-Stanford iGEM Teaser
https://www.youtube.com/watch?v=b2AkJRTLOcs
Descripción detallada. Brown-Stanford iGEM
http://2011.igem.org/Team:Brown-Stanford
E. chromi. Cambridge (2009)
En el desarrollo de biosensores bacterianos la respuesta más popular es la expresión de una
proteína fluorescente, detectable mediante microscopía de fluorescencia, pero ¿y si se pudiera ver
a simple vista la respuesta?
Se logró expresar con éxito una gama de pigmentos en E. coli y se han creado dos kits de partes
que faciliten el diseño y la construcción de biosensores en el futuro.
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MÁS INFO:
Descripción detallada. Cambridge iGEM Team
http://2009.igem.org/Team:Cambridge
E.glowli. Cambridge (2010)
Se colocaron genes de luciérnagas y bioluminiscentes en bacterias E. coli, generando la salida de
luz brillante en una gama de colores diferentes. Las aplicaciones futuras incluyen biosensores y
alternativas biológicas a la iluminación convencional.
MÁS INFO:
The Bacterial Bubble Lamp(Lámpara de burbuja bacteriana)
https://www.youtube.com/watch?v=tUFscEVK5Ks
Project Firefly Preview
https://www.youtube.com/watch?v=nvE2IMTiWMY#t=24
Descripción detallada. Cambridge iGEM Team
http://2010.igem.org/Team:Cambridge
Luxilla Biolamp. UC Chile (2012)
El proyecto consistió en la realización de bioluminiscencia controlada por los ciclos circadianos con
funcionalidad a largo plazo. El objetivo fue producir una cianobacteria bioluminiscente que se
iluminara durante las horas de la oscuridad y regenerara los sustratos durante el día.
MÁS INFO:
Descripción detallada. UC Chile iGEM Team
http://2012.igem.org/Team:UC_Chile
Página iGEM UC
http://www.igemuc.cl/
FlashBacter. UPO-Sevilla (2011)
Para almacenar información en las computadoras se usan flip-flop, un
dispositivo electrónico que permite cambiar entre dos estados diferentes,
denominados 0 y 1.
El fin de este proyecto fue el desarrollo de sistemas moleculares que reprodujeran
un flip-flop electrónico, lo que permitiría la construcción de dispositivos de memoria en
diferentes organismos modelo, desde las bacterias a las levaduras.
MÁS INFO:
Descripción detallada proyecto. UPO-Sevilla iGEM Team
http://2011.igem.org/Team:UPO-Sevilla
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Talking Life. Valencia Biocampus (2012)
Se pretende romper las barreras de comunicación entre las especies a través de un lenguaje
artificial basado en las longitudes de onda de luz. Dependiendo de las diferentes condiciones
metabólicas, los microorganismos (bacterias y levaduras) expresaron proteínas fluorescentes bajo
el control de promotores sensibles a estos factores ambientales. De esta manera, mediante el uso
de un fluorímetro controlado por un software de reconocimiento de voz, fue posible preguntar y
obtener respuestas por parte de los microorganismos usados.
MÁS INFO:
Descripción detallada proyecto. Valencia Biocampus iGEM Team
http://2012.igem.org/Team:Valencia_Biocampus/Project
Talking Life. iGEM 2012
https://www.youtube.com/watch?v=PW4o7-V7KeY
E. musici. University of Southern California (2012) Muchas cepas de E. coli poseen flagelos, bajo el control de un grupo clave de factores genéticos.
La expresión de estos genes puede regularse mediante la creación de diversas combinaciones de
promotores genéticos. Bajo condiciones variables, como la concentración de sal, la concentración
de nitratos, pH y la temperatura, podemos identificar un cambio significativo en la rotación de los
flagelos y la frecuencia, la cual se puede traducir en un rango audible que puede actuar como un
indicador de la angustia de las bacterias sobre la base de la condición ambiental.
MÁS INFO:
Descripción detallada proyecto. USC iGEM http://2012.igem.org/Team:USC Making Bacteria Sing https://www.youtube.com/watch?v=s_VsqPCiNXo#t=901
Programmable Autonomous Self Elimination. BGU-Israel (2013) Los procesos de biorremediación, biosensores y la biomedicina
requieren a menudo la liberación de organismos modificados
genéticamente (OMG) en el medio ambiente. Después de ser
liberado, estos OGM ya no están bajo el control directo, por lo
tanto, presenta amenazas potenciales, como la sustitución de la
población natural de bacterias, la transferencia horizontal de
genes, etc. Con el fin de superar estos problemas, se diseñó un
circuito genético que limita el tiempo de vida de una población
bacteriana después de que se libera en el medio ambiente, es
decir, mueren luego de un número determinado de duplicación.
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MÁS INFO:
Descripción detallada proyecto. BGU-Israel http://2013.igem.org/Team:BGU_Israel/Solution iGEM-BGU Proyect https://www.youtube.com/watch?v=p3zuIQ3I5O8
Más proyectos iGEM participantes
AÑO 2013
http://2013.igem.org/Jamboree/Team_Abstracts
AÑO 2012
http://2012.igem.org/Jamboree/Team_Abstracts
AÑO 2011
http://2011.igem.org/Jamboree/Team_Abstracts
Otros videos de tu interés
o DNA Hackers
- part 1 (Synthetic biology)
https://www.youtube.com/watch?v=Eg5_NQRIMxs&list=PLjQR9Rvna2WQQK35pyzOx
D57MKibB8WXw
- part 2 (Patented genes)
https://www.youtube.com/watch?v=PHH68DhtsYc
- part 3 (Who owns nature?)
https://www.youtube.com/watch?v=J_GaKpjpVz8
o Synthetic biology and mass production: Yasaman Sheri at TED
Montreal
https://www.youtube.com/watch?v=SPdHxdSSbvQ
o Synthetic Biology Documentary: Creating Life - The Ultimate
Engineering Challenge
https://www.youtube.com/watch?v=ushmgPM7HT8&list=PLjQR9Rvna2WQQK35pyzOxD57
MKibB8WXw
o Programming of Life
https://www.youtube.com/watch?v=00vBqYDBW5s&list=PLjQR9Rvna2WQQK35pyzOxD57
MKibB8WXw&feature=mh_lolz