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Abordagens de biologia sintética para decifrar os mecanismos de integração de sinais em promotores bacterianos complexos

Processo: 12/22921-8
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
Data de Início da vigência: 01 de março de 2015
Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2020
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
Pesquisador responsável:Rafael Silva Rocha
Beneficiário:Rafael Silva Rocha
Instituição Sede: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Pesquisadores associados: Stephen Busby ; Víctor de Lorenzo
Bolsa(s) vinculada(s):19/14883-8 - Reconstrução da complexidade da rede regulatória de Pseudomonas aeruginona, BP.IC
19/06672-7 - Montagem de genoma para identificação de genes de resistência a antibióticos em isolados clínicos do Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto, BP.IC
19/04942-7 - Biologia sintética aplicada a Rhodosporidium toruloides visando a produção de químicos finos, BP.DR
 + mais bolsas vinculadas 19/04604-4 - Prospecção e caracterização de promotores responsivos a hipóxia utilizando genômica funcional, BP.IC
19/03212-5 - Padronização de sistemas de expressão de alta eficiência em Escherichia coli baseado no indutor benzoato, BP.TT
18/04810-0 - Desconstruindo a complexidade nas redes regulatórias de formação de biofilme em Escherichia coli, BP.DD
18/06509-6 - Desenho de novos promotores sintéticos de leveduras baseados em abordagens in silico, BP.MS
18/08607-5 - Quantificação do efeito do espaçamento entre as regiões -35/-10 em promotores sintéticos bacterianos, BP.IC
18/03274-8 - Aplicação de biologia sintética na construção de circuito genético para melhorar o efeito antitumoral da Salmonella spp., BP.MS
18/01820-5 - Padronização de sistemas de expressão de alta eficiência em Escherichia coli baseado no indutor benzoato, BP.TT
18/03857-3 - Desconstrução da complexidade regulatória em Escherichia coli através de abordagens de biologia sistêmica, BP.IC
17/17924-1 - Construção de promotores sintéticos para expressão de celulases usando novos elementos cis-regulatórios em Trichoderma reesei, BP.DD
17/04217-5 - Desenvolvimento de uma ferramenta computacional para busca e predição de força de promotores em bactéria para aplicações em biologia sintética, BP.IC
16/19179-9 - Desvendando as relações arquitetura/função de promotores bacterianos complexos utilizando abordagens de biologia sintética, BP.DR
16/05472-6 - Engenharia e prospecção de novos elementos regulatórios em bactéria através de abordagens de biologia sintética, BP.MS
16/03763-3 - Desvendando os mecanismos de regulação gênica a nível de células únicas em Trichoderma reesei, BP.MS
16/11093-8 - Construção de biossensores de arsênio ultrassensíveis através da abordagem da biologia sintética, BP.IC
16/01946-3 - Construção de promotores sintéticos para expressão de celulases usando novos elementos cis-regulatórios em Trichoderma reesei, BP.MS
15/22386-3 - Construção e caracterização de promotores constitutivos mutantes e de promotores controlados pelos reguladores globais CRP e Fis em Escherichia coli, BP.IC
15/12553-0 - Construção de linhagens hospedeiras de E. coli para a caracterização de bibliotecas de promotores, BP.TT - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Biologia sintética  Modelagem de sistemas biológicos  Regulação da expressão gênica 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Biologia Sintetica | Modelagem de Sistemas Biológicos | Regulação gênica | Biologia Sintética

Resumo

A habilidade de coordenar a expressão de milhares de genes em resposta a diferentes estímulos é uma característica essencial de qualquer ser vivo. Entretanto, o conhecimento atual sobre esse processo há sido obtido em sistemas formados por poucos elementos regulatórios. Nesse contexto, o presente projeto propõe a utilização de um sistema experimental (Escherichia coli) juntamente com as ferramentas conceptuais e matérias da Biologia Sintética para examinar os mecanismos moleculares (hardware) e a lógica intrínseca (software) responsáveis pelo comportamento regulatório de sistemas biológicos complexos. A abordagem principal envolverá a criação de bibliotecas de promotores sintéticos formandos pela combinação aleatória de sequências operadoras para cinco reguladores globais de E. coli (IHF, Fis, Crp, NarL e Fnr). O comportamento das bibliotecas resultantes, serão parametrizados in células únicas e em populações para permitir a quantificação da capacidade transcricional, cinética e o ruído estocástico dos sistemas. Os resultados serão utilizados para a criação e análise de modelos computacionais dedicados a identificar as regras gerais dos sistemas em questão e para predizer o comportamento de novos promotores sintéticos. Os resultados esperados deveriam contribuir não somente parta um melhor entendimento dos mecanismos fundamentais relacionados com a integração de sinais em promotores procarióticos, senão que também permitiriam gerar as regras e os métodos necessários para o desenho de sistemas biológicos padronizados para diferentes aplicações biotecnológicas. (AU)

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Publicações científicas (23)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
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DE FRIAS, ULYSSES AMANCIO; BONIFACIO PEREIRA, GREICY KELLY; GUAZZARONI, MARIA-EUGENIA; SILVA-ROCHA, RAFAEL. Boosting Secondary Metabolite Production and Discovery through the Engineering of Novel Microbial Biosensors. BIOMED RESEARCH INTERNATIONAL, . (15/04309-1, 12/22921-8)
GUPTA, VIJAI KUMAR; STEINDORFF, ANDREI STECCA; DE PAULA, RENATO GRACIANO; SILVA-ROCHA, RAFAEL; MACH-AIGNER, ASTRID R.; MACH, ROBERT L.; SILVA, ROBERTO N.. The Post-cenomic Era of Trichoderma reesei: What's Next?. TRENDS IN BIOTECHNOLOGY, v. 34, n. 12, p. 970-982, . (14/23653-2, 12/22921-8)
ARRUDA, LETICIA M.; MONTEIRO, LUMMY M. O.; SILVA-ROCHA, RAFAEL. The Chromobacterium violaceum ArsR Arsenite Repressor Exerts Tighter Control on Its Cognate Promoter Than the Escherichia coil System. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 7, . (12/22921-8, 15/12553-0)
NORA, LUISA CZAMANSKI; WESTMANN, CAUA ANTUNES; GUAZZARONI, MARIA-EUGENIA; SIDDAIAH, CHANDRANAYAKA; GUPTA, VIJAI KUMAR; SILVA-ROCHA, RAFAEL. Recent advances in plasmid-based tools for establishing novel microbial chassis. BIOTECHNOLOGY ADVANCES, v. 37, n. 8, . (16/03763-3, 15/04309-1, 16/05472-6, 12/22921-8)
SANCHES-MEDEIROS, ANANDA; OLIVEIRA MONTEIRO, LUMMY MARIA; SILVA-ROCHA, RAFAEL. Calibrating Transcriptional Activity Using Constitutive Synthetic Promoters in Mutants for Global Regulators in Escherichia coli. INTERNATIONAL JOURNAL OF GENOMICS, v. 2018, p. 10-pg., . (16/19179-9, 12/22921-8, 15/22386-3)
WESTMANN, CAUA ANTUNES; GUAZZARONI, MARA-EUGENIA; SILVA-ROCHA, RAFAEL. Engineering Complexity in Bacterial Regulatory Circuits for Biotechnological Applications. MSYSTEMS, v. 3, n. 2, p. 4-pg., . (16/05472-6, 12/22921-8, 15/04309-1)
NORA, LUISA CZAMANSKI; WESTMANN, CAUA ANTUNES; MARTINS-SANTANA, LEONARDO; ALVES, LUANA DE FATIMA; OLIVEIRA MONTEIRO, LUMMY MARIA; GUAZZARONI, MARIA-EUGENIA; SILVA-ROCHA, RAFAEL. The art of vector engineering: towards the construction of next-generation genetic tools. MICROBIAL BIOTECHNOLOGY, v. 12, n. 1, p. 23-pg., . (16/05472-6, 16/06323-4, 17/17924-1, 16/19179-9, 16/03763-3, 12/22921-8, 15/04309-1)
OLIVEIRA MONTEIRO, LUMMY MARIA; ARRUDA, LETICIA MAGALHAES; SANCHES-MEDEIROS, ANANDA; MARTINS-SANTANA, LEONARDO; DE FATIMA ALVES, LUANA; DEFELIPE, LUCAS; GUSTAVO TURJANSKI, ADRIAN; GUAZZARONI, MARIA-EUGENIA; DE LORENZO, VICTOR; SILVA-ROCHA, RAFAEL. Reverse Engineering of an Aspirin-Responsive Transcriptional Regulator in Escherichia coli. ACS SYNTHETIC BIOLOGY, v. 8, n. 8, p. 1890-1900, . (16/19179-9, 17/17924-1, 16/06323-4, 18/04810-0, 15/04309-1, 12/22921-8)
OLIVEIRA MONTEIRO, LUMMY MARIA; ARRUDA, LETICIA MAGALHAES; SILVA-ROCHA, RAFAEL. Emergent Properties in Complex Synthetic Bacterial Promoters. ACS SYNTHETIC BIOLOGY, v. 7, n. 2, p. 602-612, . (16/19179-9, 12/22921-8)
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NORA, LUISA CZAMANSKI; WEHRS, MAREN; KIM, JOONHOON; CHENG, JAN-FANG; TARVER, ANGELA; SIMMONS, BLAKE A.; MAGNUSON, JON; HARMON-SMITH, MIRANDA; SILVA-ROCHA, RAFAEL; GLADDEN, JOHN M.; et al. A toolset of constitutive promoters for metabolic engineering of Rhodosporidium toruloides. Microbial Cell Factories, v. 18, . (12/22921-8, 18/02227-6)
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NORA, LUISA CZAMANSKI; WESTMANN, CAUA ANTUNES; MARTINS-SANTANA, LEONARDO; ALVES, LUANA DE FATIMA; OLIVEIRA MONTEIRO, LUMMY MARIA; GUAZZARONI, MARIA-EUGENIA; SILVA-ROCHA, RAFAEL. The art of vector engineering: towards the construction of next-generation genetic tools. MICROBIAL BIOTECHNOLOGY, v. 12, n. 1, p. 125-147, . (16/19179-9, 17/17924-1, 16/06323-4, 16/05472-6, 16/03763-3, 15/04309-1, 12/22921-8)
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CAMPOS ANTONIETO, AMANDA CRISTINA; VIEIRA NOGUEIRA, KAROLINE MARIA; DE PAULA, RENATO GRACIANO; NORA, LUFSA CZAMANSKI; ANZOLINI CASSIANO, MURILO HENRIQUE; GUAZZARONI, MARIA-EUGENIA; ALMEIDA, FAUSTO; DA SILVA, THIAGO APARECIDO; RIES, LAURE NICOLAS ANNICK; DE ASSIS, LEANDRO JOSE; et al. A Novel Cys2His2 Zinc Finger Homolog of AZF1 Modulates Holocellulase Expression in Trichoderma reesei. MSYSTEMS, v. 4, n. 4, . (16/23233-9, 16/03322-7, 15/04309-1, 17/04217-5, 16/03763-3, 18/03766-8, 15/09553-8, 12/22921-8)
LUÍSA CZAMANSKI NORA; RELBER AGUIAR GONÇALES; LEONARDO MARTINS-SANTANA; BEATRIZ HENRIQUES FERREIRA; FERNANDO RODRIGUES; RAFAEL SILVA-ROCHA. Synthetic and minimalist vectors for Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of fungi. GENETICS AND MOLECULAR BIOLOGY, v. 42, n. 2, p. 395-398, . (16/03763-3, 16/01946-3, 14/22561-7, 12/22921-8)
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MARTINS-SANTANA, LEONARDO; NORA, LUISA C.; SANCHES-MEDEIROS, ANANDA; LOVATE, GABRIEL L.; CASSIANO, MURILO H. A.; SILVA-ROCHA, RAFAEL. Systems and Synthetic Biology Approaches to Engineer Fungi for Fine Chemical Production. FRONTIERS IN BIOENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY, v. 6, . (15/22386-3, 17/17924-1, 16/11093-8, 17/04217-5, 16/03763-3, 12/22921-8)
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