Laboratorio de Genética y Fisiología de Bacterias de Interés Biotecnológico

Líneas de investigación:

Las líneas de investigación de nuestro laboratorio han estado y están centradas en los estudios genéticos y fisiológicos de microorganismos productores de bienes de interés industrial: biocombustibles, solventes (etanol, acetona y butanol), bioplásticos, principalmente poli (3-hidroxibutirato) y otros compuestos químicos, como succinato y 1,3, propanodiol, dentro de un marco de sostenibilidad y de uso de los recursos naturales del país. En la obtención de un bioproducto hay tres variables a considerar: los recursos de biomasa, la tecnología del proceso y los microorganismos involucrados. Nuestros proyectos se enfocan en el mejoramiento de microorganismos y optimización de su cultivo a escala de laboratorio. También realizamos proyectos en colaboración que involucren análisis de la fisiología, genética y metabolismo de diferentes bacterias de interés.

Manipulación de reguladores globales en Escherichia coli: su efecto en el metabolismo central y la síntesis de bioproductos.

Entre las estrategias utilizadas para mejorar la obtención de productos en microorganismos está la optimización de caminos metabólicos a través de Ingeniería Metabólica. Tradicionalmente se han utilizado para ello modificaciones tendientes a aumentar la actividad de un paso limitante de una vía metabólica esencial para la síntesis del producto deseado, o a disminuir la síntesis de un producto indeseado. Un enfoque alternativo es la utilización de mutaciones en genes reguladores globales que controlan los flujos de carbono y poder reductor dentro de la célula, modificando muchas vías metabólicas al mismo tiempo. Ambas estrategias se pueden combinar para lograr optimizar la síntesis de diferentes bioproductos. 

Análisis de la síntesis de butanol en Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum, anaerobio celulolítico y termófilo.

El butanol es un compuesto con múltiples aplicaciones, entre las que se destaca su uso como biocombustible. En nuestro laboratorio hemos aislado y caracterizado una nueva especie, T. thermosaccharolyticum. Es una bacteria anaerobia, termófila, que puede degradar la celulosa, y sintetiza etanol y butanol. La caracterización genética y metabólica de este microorganismo permite conocer los caminos metabólicos que conducen a la síntesis de compuestos de interés, y también aquellos involucrados en la degradación de biomasa lignocelulósica. 

Análisis estructural y funcional de la proteína PhaP y su uso para mejorar la producción de diferentes compuestos 

Las phasinas se encuentran asociadas a gránulos de polihidroxialcanoatos en bacterias que producen estos polímeros. En trabajos realizados en el laboratorio se descubrió que la PhaP proveniente de una cepa de Azotobacter posee actividad chaperona. La sobreexpresión de esta proteína permite aumentar la tolerancia a diferentes compuestos, e incrementar su producción en E. coli. El análisis de este grupo de proteínas y sus efectos es una nueva estrategia para la optimización de cepas recombinantes.

Nanoencapsulación de drogas utilizando PHB y otros compuestos

La nanoencapsulación de drogas aumenta su biodisponibilidad y estabilidad. Junto con otros grupos de investigación desarrollamos nanopartículas de polímeros bacterianos, como el PHB, y de polímeros sintéticos para la encapsulación de drogas con diferentes actividades biológicas.