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    Sistema de control de calidad de proteínas sintéticas en bacterias

    Crédito:Unsplash / CC0 Public Domain

    El 5 de febrero Universidad Nacional de Seúl, College of Engineering (Dean Kookheon Char) anunció que el equipo de investigación del profesor Sang Woo Seo (Dr. Jina Yang y Sr. Yong Hee Han) en la Escuela de Ingeniería Química y Biológica ha desarrollado un sistema de control de calidad de proteínas sintéticas para mejorar la traducción completa en bacterias. Se espera que esta tecnología aumente la eficiencia de la producción de biofármacos, enzimas industriales, y productos químicos de base biológica.

    Las proteínas recombinantes se utilizan en diversos campos industriales, desde fármacos proteicos como la insulina hasta proteínas industriales como los detergentes para ropa. Dado que las proteínas pueden realizar sus funciones solo con una estructura tridimensional adecuada y de longitud completa, La producción de proteínas recombinantes utilizando fábricas de células microbianas requiere varios pasos de purificación de proteínas. Para mejorar el rendimiento del proceso de producción, Se han desarrollado técnicas de mejora de cepas para aumentar el nivel de expresión de la proteína diana o para complementar la insuficiencia de aminoácidos en una célula. Sin embargo, Dado que los pasos de transcripción y traducción ocurren en el mismo lugar y al mismo tiempo en las bacterias, El ARNm truncado puede servir como molde para la traducción por el ribosoma dando como resultado la producción de polipéptidos incompletos.

    El sistema de control de calidad de las proteínas (ProQC), desarrollado por el equipo de investigación del Prof. Seo, es un casete de expresión génica sintética que permite que los ribosomas solo utilicen ARNm intacto como plantilla. En los sistemas de expresión eucariotas, el proceso de traducción se inicia después de que se completa el proceso de transcripción. Al imitar esto, cuando se completa el proceso de transcripción, el elemento activador cis en el extremo 3 'del ARNm puede hibridar con el interruptor de Toehold en el extremo 5' y exponer los sitios de unión del ribosoma para la traducción. También, el ARNm se vuelve circular asegurando una reiniciación eficiente de los ribosomas.

    Al aplicar el sistema ProQC a varias expresiones de proteínas, las células bacterianas sintetizaron más proteínas de longitud completa (hasta 250%). Además, cuando las enzimas en las vías de síntesis bioquímica se expresaron bajo el control del sistema ProQC, los niveles de producción de metabolitos objetivo también se incrementaron más de dos veces.

    El profesor Sang Woo Seo dijo:"El sistema de expresión génica desarrollado en este estudio permite a las bacterias traducir selectivamente ARNm intacto para sintetizar proteínas de alta calidad por sí mismas. Además, a medida que esta tecnología se aplica a un nuevo nivel de regulación, Habrá sinergias cuando se utilice con estrategias de producción de proteínas recombinantes existentes. Mejorará drásticamente la eficiencia de la producción bioquímica y de proteína recombinante basada en la fábrica de células microbianas ".


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