Desenvolvimento de dispositivo kill switch foto-ativado para biocontenção de microrganismos geneticamente modificados

Resumo

Desde os primórdios da engenheira genética, por volta de 1973, a comunidade cientifica vem se questionando sobre quais seriam os limites da aplicação dessa tecnologia. Atualmente, com a biologia sintética, surge a ideia de se utilizar as células como máquinas biológicas capazes de sentir, processar e responder de forma programada a uma determinada situação. Porém, essa mudança de paradigma, que passa da utilização de células como biofábricas restritas a um ambiente fechado (como um biorreator, por exemplo) para a visão de pequenos dispositivos dinâmicos, que podem interagir com o meio ambiente ou com o corpo humano, cria a necessidade da utilização de um sistema de alta eficiência e bem caracterizado para sua biocontenção, de forma a evitar o espalhamento do DNA recombinante para o meio ambiente. Para os sistemas atuais, que são usados em reatores biológicos, soluções como auxotrofia vinham apresentando ótimos resultados, entretanto para aplicações fora do reator, essa opção pode ser facilmente superada por mecanismos evolutivos (como mutações e transferência horizontal), além de não resolverem o problema da dispersão de material genético recombinante. Dentre as alternativas existentes atualmente, os kill switches baseados em nucleases se destacam por serem altamente eficazes, a ponto de serem tóxicos para as células, o que pode inviabilizar sua aplicação. Dessa forma, esse trabalho tem como objetivo construir e caracterizar um circuito utilizando a endonuclease Cas9 associada a domínios foto-ativáveis negative magnet (nMag) e positive Magnet (pMag) como uma alternativa de kill switch baseado em nuclease para aplicação fora do bioreator.