H2020 Rafts4Biotech proiektua: bakterio lipidodun baltsa sintetikoak bioprozesu industrialak optimizatzeko
- Mota Proiektua
- Egoera Bete
- Exekuzioa 2017 -2021
- Esleitutako Aurrekontua 6.733.580,00 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia H2020
- Proiektuaren webgunea Rafts4Biotech
Rafts4Biotech 48 hilabeteko ikerketa-proiektua da, hiru RTO, lau unibertsitate eta bost ETE-k osatutako partzuergo orekatu batek garatuko duena.
Rafts4Biotech proposamena garatzeko beharrezkoa den metodologia sistemen biologiaren ikuspegi integratuan oinarritzen da, hainbat diziplina ezberdinekin konbinatuta, hala nola, modelizazio matematikoa, entzimologia eta biologia sintetikoa. Rafts4Biotech partzuergoaren diziplina-alderdi anitz hau bakterio lipidodun baltsa sintetikoak industria aplikazio zabalak dituen teknologia berritzaile gisa garatzeko gure konbentzimenduaren ondorioa da.
Proposamen honetan behean deskribatzen diren lan-paketeek gure teknologiaren aldakortasuna frogatzea dute helburu, ohiko txasis mikrobialak jasaten dituen egungo muga metabolikoek eragindako hiru arazo bioteknologiko garrantzitsuei aurre eginez:
- Laborategiko baldintzetan ekoizteko zailak diren antibiotiko lipofilo berriak ekoizteko zelula-fabrikak ingeniaritza (Pharma-SC).
- Dauden zelula-fabrikak ezartzea gaur egun ekoizpen-etekin baxua eta ekoizpen-kostu handiak erakusten dituzten gehigarri kosmetikoak ekoizteko (Kosmetikoak-SC) eta
- Garatu zelula-fabrika sendo eta sendoagoak elikagai eta edarien iturrietatik (Feed-SC) kutsadura industrialak kentzeko.
Bakterio-zelulen tratagarritasun genetikoak aplikazio bioteknologiko esanguratsuak dituzten mikrobioen xasis plataforma sintetikoak (SMCP) sortzeko aukera ematen du. Hala ere, gaur egun haien funtzionaltasunak muga estragenomiko nabarmenak ditu, proteina-proteina interakzio eskasengatik, proteina estekiometria desegokiagatik edo industria-ekoizpen-prozesuak arriskuan jartzen dituzten bitarteko toxikoen sorreragatik.
Arazo honi aurre egiteko, Rafts4Biotech proiektuak gure azken aurkikuntza aprobetxatuko du: bakterioak gai dira zelula eukariotoen baltsa lipidoen antzeko mintz azpizelularreko konpartimentuak antolatzeko, prozesu zelular zehatzak hobetzeko/babestzeko. Rafts4Biotech proiektuak bakterio-zelulak diseinatuko ditu bioteknologikoki garrantzitsuak diren erreakzioak bakterioen baltsa lipidoen barruan mugatzeko, haien estekiometria optimizatuz eta zelulak interferentzia metaboliko desiragarrietatik babestuz.
Hori dela eta, Rafts4Biotech proiektuak hurrengo belaunaldiko SMCP fidagarriak eta sendoak ekoitziko ditu, zeinetan produkzio-prozesu industrialak bakterio-baltsa lipidoen barruan mugatuta dauden, beren muga estragenomiko klasikoetatik askatuta eta industria-ekoizpenerako optimizatuta. Gainera, kontzeptu hau prokarioto askori aplika daiteke, bakterio espezie askotan baitaude baltsa lipidoak.
Aldakortasun hori oinarri hartuta, Rafts4Biotech proiektuak bioteknologikoki garrantzitsuak diren bi biosistema erabiliko ditu, Bacillus subtilis eta Escherichia coli, bakterio lipidoen baltsa sintetikoak ingeniaritzeko, hiru prozesu biokimiko konplexuen errendimendua optimizatzeko farmazia, kosmetika eta animalien elikadura industrietan.
Hori lortzeko, Rafts4Biotech partzuergoak biologia sintetikoan, sistemen biologian eta modelizazio matematikoan hainbat esperientzia uztartzen ditu, eta proiektu honetan aktiboki lan egingo duten hainbat ETE biltzen ditu eta teknologia hori aplikazio komertzialetan itzultzen dute. Rafts4Biotech-ek garatutako teknologiak etapa anitzeko industria-prozesuak optimizatuko ditu eta Europako ikerketa bultzatuko du.
Gizarte-eragina: R4B proiektuak balio handiko produktuak garatuko ditu, biologia sintetiko eta sistemikoen pertzepzio publiko positiboa sortzen lagunduko dutenak. Gainera, Rafts4Biotech-ek ez du inongo eraikuntzarik kaleratzea ingurune irekian, beraz, proiektu honek interes-talde eta bioteknologia industrialeko eragile guztien artean harrera positiboa izango duela aurreikusten dugu, horrela bioteknologiaren eta biologia sintetikoari buruzko iritzi publikoa hobetzen lagunduz.
Helburu orokorra: R4B-k mikrobio-txasisen belaunaldi berri polifazetikoa garatuko du, industrialki garrantzitsuak diren erreakzioak aurkitu berri diren mintz azpizelularraren konpartimentuetan bakterio lipidoen baltsa izenekoak mugatzeko. Horrek prozesu industrialak zehatz-mehatz erregulatzea ahalbidetuko du, haien errendimendu optimoa eta metabolismo zelularretik isolatzea, erreaktibotasun toxikoa saihesteko.
Bakterio-zelulen tratagarritasun genetikoak aplikazio bioteknologiko esanguratsuak dituzten mikrobioen xasis plataforma sintetikoak (SMCP) sortzeko aukera ematen du. Hala ere, gaur egun haien funtzionaltasunak muga estragenomiko nabarmenak ditu, proteina-proteina interakzio eskasengatik, proteina estekiometria desegokiagatik edo industria-ekoizpen-prozesuak arriskuan jartzen dituzten bitarteko toxikoen sorreragatik.
Arazo honi aurre egiteko, Rafts4Biotech proiektuak gure azken aurkikuntza aprobetxatuko du: bakterioak gai dira zelula eukariotoen baltsa lipidoen antzeko mintz azpizelularreko konpartimentuak antolatzeko, prozesu zelular zehatzak hobetzeko/babestzeko. Rafts4Biotech proiektuak bakterio-zelulak diseinatuko ditu bioteknologikoki garrantzitsuak diren erreakzioak bakterioen baltsa lipidoen barruan mugatzeko, haien estekiometria optimizatuz eta zelulak interferentzia metaboliko desiragarrietatik babestuz.
Hori dela eta, Rafts4Biotech proiektuak hurrengo belaunaldiko SMCP fidagarriak eta sendoak ekoitziko ditu, zeinetan produkzio-prozesu industrialak bakterio-baltsa lipidoen barruan mugatuta dauden, beren muga estragenomiko klasikoetatik askatuta eta industria-ekoizpenerako optimizatuta. Gainera, kontzeptu hau prokarioto ugariri aplika dakioke, bakterio-espezie ugaritan baitaude baltsa lipidikoak.
Aldakortasun hori oinarritzat hartuta, Raft4Biotech proiektuak bioteknologikoki garrantzitsuak diren bi biosistema erabiliko ditu, Bacillus subtilis eta Escherichia coli, bakterioen baltsa lipido sintetikoak diseinatzeko eta farmazia, kosmetika eta animalien elikadura sektoreko hiru prozesu biokimiko konplexuen errendimendua optimizatzeko.
Hori lortzeko, Rafts4Biotech partzuergoak biologia sintetikoan, sistemen biologian eta modelizazio matematikoan hainbat esperientzia uztartzen ditu, eta proiektu honetan aktiboki lan egingo duten hainbat ETE biltzen ditu eta teknologia hori aplikazio komertzialetan itzultzen dute. Rafts4Biotech-ek garatutako teknologiak etapa anitzeko industria-prozesuak optimizatuko ditu eta Europako ikerketa bultzatuko du.
Bakterio-zelulen tratagarritasun genetikoak aplikazio bioteknologiko esanguratsuak dituzten zirkuitu genetiko konplexuak adierazten dituzten mikrobioen xasis plataforma sintetikoak (SMCP) sortzea ahalbidetzen du. Aldakortasun genetikoa izan arren, gaur egun SMCPen funtzionaltasun egokiak muga estragenomiko nabarmenak ditu, proteina-proteina interakzio eskasengatik, proteina estekiometria desegokiagatik eta metabolismoa oztopatzen duten eta, azken batean, produkzio-prozesu industrialak arriskuan jartzen dituzten bitarteko toxikoen sorreragatik. Muga horiek gainditzea da biologia sintetikoaren erronka garrantzitsuenetako bat biosistema artifizialak ezartzeko. Rafts4Biotech proiektuak oztopo hori gainditu nahi du.
Rafts4Biotech proiektuaren berrikuntza osagaia bakterioek mintz azpizelularraren konpartimentu espezifikoak antolatzeko gai direla aurkikuntzan oinarritzen da, zelula eukariotoen baltsa lipidoen antzera, prozesu zelular zehatzen eraginkortasuna hobetzeko eta bakterioen baltsa lipidoetatik kanpoko erreakzio gurutzatuak babesteko. Aurkikuntza honetan oinarrituta, posible da bakterio-zelulak ingeniaritzea bioteknologikoki garrantzitsuak diren erreakzioak lipido-baltsaetan mugatzeko, eta, horrela, haien estekiometria optimizatu eta interferentzia metaboliko desiragarrietatik babestuz.
Rafts4Biotech proiektuak teknologia berri hau inplementatuko du eta SMCP fidagarri eta sendoen belaunaldi berri bat ekoiztuko du, zeinetan ekoizpen industrialaren prozesuak bakterio-baltsa lipidoen barruan mugatuta dauden. Teknologia berri honi esker, SMCPek genomatik kanpo dituzten muga klasikoak gaindituko dituzte eta industria-ekoizpenerako optimizatuko dira. Gainera, biosistema artifizial berri hauek interakzio biologikoen aldeko eta kontrako aukerak egin ditzakete eta oso moldagarria den mikrobio-txasis bat sor dezakete balio erantsiko produktuen talde zabal eta anitza ekoizteko. Gainera, metabolismo zelularrarekin elkarrekintzak mugatzeak zelula-fabriken sendotasuna areagotuko du, zelulak nahi ez diren erreakzioetatik babestuko baititu eta, ondorioz, bitarteko toxikoen metatzetik.
Garrantzitsua da azpimarratzea Rafts4Biotech proposamenean garatuko dugun kontzeptu zientifikoa industria-esparruetan mikrobio-txasis gisa erabiltzen diren prokarioto ugaritan aplika daitekeela. Hau da, bakterio-baltsa lipidoen existentzia ia bakterio-espezie guztietan detektatu delako. Teknologia berri honen aldakortasunean oinarrituta, Raft4Biotech proiektuak bioteknologikoki garrantzitsuak diren bi mikrobio-sistema erabiliko ditu —Bacillus subtilis bakterio Gram-positiboa eta Escherichia coli bakterio Gram negatiboa—, bakterio lipidoen baltsa sintetikoak diseinatzeko, interes bioteknologiko gero eta handiagoa duten hiru prozesu biokimiko konplexuen errendimendua optimizatzeko. Proposamen hau ezartzeko kasu praktiko gisa erabiliko dira eta jarraian zehazten dira:
- Infekzio erresistenteei aurre egiteko antibiotiko berrien ekoizpena (Pharma-SC kasuaren azterketa)
- Merkataritzarako balio duten bide biokimikoak ezartzea (Kosmetika kasuaren azterketa edo Kosmetika-SC)
- Mikrobioen txasisa hobetzea industria-prozesu erasokorrei eusteko (Food Case Study edo Feed-SC)
- CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC)
Lotutako proiektuak
