Transcriptional attenuation versus rhytmic repression: lessons from an optogenetic ttfl synthetic system in Saccharomyces cerevisiae

La biología Sintética busca entender los principios de diseño de procesos celulares complejos como por ejemplo los sistemas transcripcional-traduccional de retro-alimentación negativa o TTFL por sus siglas en inglés (Transcriptional-Translational Feedback Loop).

Esta tesis, se concentró en explorar los mecanismos que subyacen a los aspectos topológicos de los TTFL circadianos eucariontes, a través de la reconstrucción en Saccharomyces cerevisiae, de un TTFL artificial. El diseño de este último (llamado OptoLoop) replica la arquitectura del reloj circadiano del hongo modelo Neurospora crassa, donde el elemento positivo activa la expresión del elemento negativo que reprime a su propio activador. La topología de este sistema sintético se basa en componentes de un TTFL no circadiano de N. crassa, utilizando los dominios LOV provenientes del sistema de fotorecepción- fotoadaptación fusionadas como proteínas híbridas al sistema de doble híbrido Gal4. Ambos dominios interactúan en presencia de luz formando el factor de transcripción Gal4 funcional. Este activador conduce la expresión de una tercera proteína, tal como Gal80, que negativamente interfiere con su propia expresión,creando un TTFL.

Nosotros implementamos este sistema de expresión génica en células de levadura y fuimos capaces de controlar distintos fenotipos. El resultado final es una respuesta de atenuación transcripcional, sin oscilaciones, que en parte pueden ser explicados por la falta de mecanismos de “time-delay” explícitos. Además, se desarrolló un modelo matemático que establece una relación entre la dinámica y topología en el OptoLoop, el cual puede ser usado para diseñar y crear futuros relojes moleculares sintéticos.

• Nombre: Verónica Delgado Hernández
• Laboratorio: Cronobiología
• Mención: Genética Molecular y Microbiología
• Director Tesis: Luis Larrondo