Aptamer-based biosensing of bioactive compounds: towards the rational screening of metagenomic libraries
Los estudios de metagenómica han sido prometedores porque han conducido al descubrimiento de nuevos bioproductos como enzimas y metabolitos. Sin embargo, este proceso es ineficiente debido a las bajas tasas de transcripción, traducción y la dificultad para detectar los productos de interés. Estos pr...
- Autores:
-
Ocasión Martínez, Camila
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad de los Andes
- Repositorio:
- Séneca: repositorio Uniandes
- Idioma:
- eng
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/53615
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/1992/53615
- Palabra clave:
- Metagenómica
Compuestos bioactivos
Ingeniería
Química
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Los estudios de metagenómica han sido prometedores porque han conducido al descubrimiento de nuevos bioproductos como enzimas y metabolitos. Sin embargo, este proceso es ineficiente debido a las bajas tasas de transcripción, traducción y la dificultad para detectar los productos de interés. Estos problemas se han estudiado individualmente utilizando soluciones como transposones a modo de promotores, cepas con codones no nativos y biosensores con genes reporteros, respectivamente. Sin embargo, estas estrategias no han mostrado más que resultados parciales y ninguna mejora integrada para cribado de bibliotecas metagenómicas. Este proyecto propone una solución integrada que consiste en una metodología robusta metodología que permite el cribado funcional de bibliotecas metagenómicas utilizando biosensores. Con este propósito, se llevó a cabo un diseño in-silico y la validación de biosensores utilizando el paquete Vienna RNA, Rosetta, AutoDock Vina y GROMACS. La biblioteca de riboswitchs obtenida se clonó en Escherichia coli y tras un cribado, se obtuvieron biosensores para la detección de narigenina. Se demostró que la metodología de diseño y validación in silico e in vitro funciona, se obtuvo una librería de riboswitches para el ligando de interés y el cribado SELEX permitió la identificación de dos potenciales biosensores capaces de detectarlo a bajas concentraciones. Esta metodología integrada demostró ser robusta y eficiente para el diseño y desarrollo de biosensores, que podrían ser integrados en una biblioteca metagenómica para facilitar su cribado funcional. |
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Estos problemas se han estudiado individualmente utilizando soluciones como transposones a modo de promotores, cepas con codones no nativos y biosensores con genes reporteros, respectivamente. Sin embargo, estas estrategias no han mostrado más que resultados parciales y ninguna mejora integrada para cribado de bibliotecas metagenómicas. Este proyecto propone una solución integrada que consiste en una metodología robusta metodología que permite el cribado funcional de bibliotecas metagenómicas utilizando biosensores. Con este propósito, se llevó a cabo un diseño in-silico y la validación de biosensores utilizando el paquete Vienna RNA, Rosetta, AutoDock Vina y GROMACS. La biblioteca de riboswitchs obtenida se clonó en Escherichia coli y tras un cribado, se obtuvieron biosensores para la detección de narigenina. Se demostró que la metodología de diseño y validación in silico e in vitro funciona, se obtuvo una librería de riboswitches para el ligando de interés y el cribado SELEX permitió la identificación de dos potenciales biosensores capaces de detectarlo a bajas concentraciones. Esta metodología integrada demostró ser robusta y eficiente para el diseño y desarrollo de biosensores, que podrían ser integrados en una biblioteca metagenómica para facilitar su cribado funcional.Metagenomics studies have been promising because they have led to the discovery of novel bioproducts such as enzymes and metabolites. However, this is inefficient due to low transcription and translation rates and difficulty detecting the products of interest. These problems have been studied individually using solutions such as transposons as promoters, strains with non-native codons, and biosensors with reporter genes, respectively. However, these strategies have only shown partial results and no integrated improvements for screening metagenomic libraries. This project proposes an integrated solution consisting of a robust methodology that allows the functional screening of metagenomic libraries using biosensors. With this purpose, an in-silico design and validation of biosensors is carried out using the Vienna RNA package, Rosetta, AutoDock Vina and GROMACS. The riboswitch library obtained was cloned in Escherichia coli, and after a screening, biosensors for narigenin detection are obtained. The in-silico and in-vitro design and validation methodology was proven to work, a library of riboswitches for the ligand of interest was obtained, and SELEX screening allowed the identification of two potential biosensors capable of detecting it at low concentrations. This integrated methodology proved to be robust and efficient for the design and development of biosensors, which could be integrated into a metagenomic library to facilitate their functional screening.Magíster en Ingeniería QuímicaMaestría21 páginasapplication/pdfengUniversidad de los AndesMaestría en Ingeniería QuímicaFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Química y de AlimentosAptamer-based biosensing of bioactive compounds: towards the rational screening of metagenomic librariesTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMMetagenómicaCompuestos bioactivosIngenieríaQuímica201515217Publicationhttps://scholar.google.es/citations?user=2vO8IrIAAAAJvirtual::13304-10000-0001-7251-5298virtual::13304-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001574664virtual::13304-17bc6dc94-4e9c-4245-8b42-9f7dbc69de83virtual::13304-110c65e28-e393-4bfe-91e5-f3a7d32e6771virtual::13305-17bc6dc94-4e9c-4245-8b42-9f7dbc69de83virtual::13304-110c65e28-e393-4bfe-91e5-f3a7d32e6771virtual::13305-1THUMBNAIL24606.pdf.jpg24606.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg25452https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/2f03dd8c-7095-4d6c-a369-9c807bd74bc0/downloadff72298fc1ce6c0994b71310b5f46ce5MD55ORIGINAL24606.pdfapplication/pdf1604939https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/33e6d12a-eedf-48f8-9c78-257fce47fdef/downloadd8488a630fc8fa90a51599710ccc5551MD51TEXT24606.pdf.txt24606.pdf.txtExtracted texttext/plain49494https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/66f792e3-d3c9-430a-9da5-c63960756851/downloadab6e7b541c40e5a8497e4afae81499e4MD541992/53615oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/536152024-03-13 14:54:17.052http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/open.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co |