| Resumo: |
Este projecto visa desenvolver e aplicar ferramentas de biologia de sistemas e biologia sintética de "fábricas" celulares microbianas para a produção de aminoácidos. Estes compostos representam interessantes casos de estudos para engenharia metabólica, dada a sua utilização crescente como suplementos na alimentação humana e animal, com especial ênfase para o acido L-glutâmico e L-lisina. Acresce que os aminoácidos constituem bons exemplos de casos de sucesso de Biotecnologia Industrial; embora há poucos anos, apenas um número reduzido era produzido por bioprocessos, ao passo que hoje quase todos os 20 aminoácidos naturais são produzidos por fermentação ou tecnologias enzimáticas.
O microrganismo a usar será a bactéria Escherichia coli, para o qual existe um conhecimento acumulado razoável para executar estas tarefas e também pelo facto de este organismo ser capaz de produzir naturalmente todos os 20 aminoácidos a partir de fontes de azoto inorgânico.
As principais tarefas do projecto abrangem todo o ciclo da engenharia metabólica e tem por base abordagens avançadas de biologia de sistemas e de biologia sintética.
O ciclo do projecto começa com a construção de modelos matemáticos melhorados, representando os dois processos metabólicos e regulatórios. A partir de diferentes bases de dados, recorrendo a ferramentas estado da arte em bioinformática. Serão realizadas experiencias com a estirpe selvagem de Escherichia coli para adaptar e validar os modelos desenvolvidos e para ajudar na compreensão dos objectivos que regem um determinado estado fisiológico. Neste contexto, será usada uma metodologia inovadora, integrando o conceito de "Elementary Flux Modes" (EFMS) com recurso à técnica "Projection to Latent Structures", para elucidaras principais vias metabólicas.
O modelo optimizado será seguidamente utilizado na previsão in silico de alvos moleculares para "knockouts', adição de genes e sub / sobre - expressão  |
Resumo
Este projecto visa desenvolver e aplicar ferramentas de biologia de sistemas e biologia sintética de "fábricas" celulares microbianas para a produção de aminoácidos. Estes compostos representam interessantes casos de estudos para engenharia metabólica, dada a sua utilização crescente como suplementos na alimentação humana e animal, com especial ênfase para o acido L-glutâmico e L-lisina. Acresce que os aminoácidos constituem bons exemplos de casos de sucesso de Biotecnologia Industrial; embora há poucos anos, apenas um número reduzido era produzido por bioprocessos, ao passo que hoje quase todos os 20 aminoácidos naturais são produzidos por fermentação ou tecnologias enzimáticas.
O microrganismo a usar será a bactéria Escherichia coli, para o qual existe um conhecimento acumulado razoável para executar estas tarefas e também pelo facto de este organismo ser capaz de produzir naturalmente todos os 20 aminoácidos a partir de fontes de azoto inorgânico.
As principais tarefas do projecto abrangem todo o ciclo da engenharia metabólica e tem por base abordagens avançadas de biologia de sistemas e de biologia sintética.
O ciclo do projecto começa com a construção de modelos matemáticos melhorados, representando os dois processos metabólicos e regulatórios. A partir de diferentes bases de dados, recorrendo a ferramentas estado da arte em bioinformática. Serão realizadas experiencias com a estirpe selvagem de Escherichia coli para adaptar e validar os modelos desenvolvidos e para ajudar na compreensão dos objectivos que regem um determinado estado fisiológico. Neste contexto, será usada uma metodologia inovadora, integrando o conceito de "Elementary Flux Modes" (EFMS) com recurso à técnica "Projection to Latent Structures", para elucidaras principais vias metabólicas.
O modelo optimizado será seguidamente utilizado na previsão in silico de alvos moleculares para "knockouts', adição de genes e sub / sobre - expressão por recurso a algoritmos avançados de optimização desenvolvidos no seio equipa do projecto. Essas estratégias serão depois aplicadas directamente em E. coli, recorrendo-se a abordagens de Biologia Sintética para previamente programar ou melhorar a expressão genética. |