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Científicos sientan las bases para el desarrollo de circuitos biológicos reprogramables

22 Dic 22

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  • Dispositivos biológicos únicos capaces de realizar varias funciones, sin necesidad de ingeniería genética, ofrecen múltiples oportunidades en biomedicina y bioingeniería.
  • Un equipo de investigación del IRB Barcelona propone en la revista Nucleic Acids Research una arquitectura celular para el desarrollo de sistemas biológicos reprogramables.

Los sistemas biológicos pueden ser rediseñados y modificados genéticamente para que adquieran nuevas funciones o habilidades. Por ejemplo, un grupo de células puede programarse para detectar una señal (como una hormona) y producir una respuesta específica (como una enzima). Sin embargo, hasta ahora, estos dispositivos biológicos sólo podían realizar la función para la que habían sido diseñados originalmente.

Un equipo de investigación del laboratorio de Señalización Celular del IRB Barcelona, liderados por los Dres. Francesc Posas y Eulàlia de Nadal, han desarrollado y validado una arquitectura celular general que sirve de base para la generación de sistemas biológicos reprogramables. Utilizando un único conjunto de células y moléculas de reprogramación externas, los científicos han conseguido que un único dispositivo biológico lleve a cabo diferentes funciones, que. Las diversas funcionalidades se activan sin necesidad de ingeniería genética ni generación de nuevas células.

Los sistemas reprogramables podrían en una amplia variedad de campos de la ciencia. "En biomedicina, un número creciente de aplicaciones terapéuticas dependen del uso de dispositivos celulares implantados en el paciente. La posibilidad de contar con implantes celulares que puedan reprogramarse externamente para adaptarse a las distintas necesidades de cada paciente ofrece oportunidades increíbles", explica el Dr. Posas.


Computación biológica

La computación biológica es un campo en auge que persigue el objetivo de utilizar células vivas y moléculas derivadas para realizar cálculos y procesar datos.

"La reprogramación biológica es una herramienta que permite que la computación biológica sea escalable, reutilizable y fácil de implementar, y permite superar las limitaciones actuales relativas a la complejidad de los circuitos", explica el Dr. David Canadell, investigador postdoctoral del IRB Barcelona.

 

Este trabajo se ha llevado a cabo en colaboración con el Grupo de Investigación en Biología Sintética para Aplicaciones Biomédicas dirigido por el Dr. Javier Macía en el Departamento de Medicina y Ciencias de la Vida (MELIS) de la Universitat Pompeu Fabra (UPF).

El proyecto ha recibido financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación, la Generalitat de Cataluña, la Fundació La Marató de TV3, la Office of Naval Research (ONR) y la AFOSR.


Artículo relacionado:

Implementing re-configurable biological computation with distributed multicellular consortia
David Canadell, Nicolás Ortiz-Vaquerizas, Sira Mogas-Diez, Eulàlia de Nadal, Javier Macia & Francesc Posas
Nucleic Acids Research (2022) DOI: 10.1093/nar/gkac1120

 

IRB Barcelona

El Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) trabaja para conseguir una vida libre de enfermedades. Desarrolla una investigación multidisciplinar de excelencia para ofrecer soluciones pioneras a necesidades médicas no resueltas en el cáncer y otras enfermedades vinculadas al envejecimiento. Establece colaboraciones con la industria farmacéutica y los principales hospitales para hacer llegar los resultados de la investigación a la sociedad, a través de la transferencia de tecnología, y realiza  diferentes iniciativas de divulgación científica para mantener un diálogo abierto con la ciudadanía. El IRB Barcelona es un centro internacional que acoge a alrededor de 400 trabajadores de más de 30 nacionalidades. Reconocido como Centro de Excelencia Severo Ochoa desde 2011, es un centro CERCA y miembro del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).