Modelo metabólico y estrategias transcripcionales para el proceso de electrofermentación en Escherichia coli
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Acceso abierto
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2022Metadata
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Cómo citar
Martínez Bastarrechea, Irene
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Modelo metabólico y estrategias transcripcionales para el proceso de electrofermentación en Escherichia coli
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Abstract
Los estados celulares redox se pueden expresar y cuantificar como las razones NADH/NAD+
y NADPH/NADP+, y son generalmente sostenidos por intrincadas redes con múltiples reac-
ciones de óxido-reducción. De este modo, al enfrentar perturbaciones, los microorganismos
ajustarán sus flujos metabólicos hasta alcanzar un apropiado balance intracelular redox. A
este respecto, en muchos casos este tipo de regulación surge como cuello de botella más allá
de las deficiencias enzimáticas que dificultan vías metabólicas específicas [1, 2]. Por ende, pa-
ra propósitos industriales, muchos esfuerzos de la ingeniería metabólica hacia la utilización
de substratos específicos o síntesis de compuestos diana se ha realizado en microorganismos
a través de la modificación o introducción de vías metabólicas que involucran reacciones redox.
Dentro de las herramientas más prometedoras frente a las limitaciones redox, asociada a
la interacción exoelectrogénica, se encuentran la electrosíntesis microbiana (MES, Microbial
Electrosynthesis) y la electrofermentación (EF, Electro-Fermentation) [3, 4]. Estas atañen la
utilización de la interacción célula-electrodo para dirigir el metabolismo microbiano hacia una
producción incrementada de químicos y combustibles. Es decir, se genera un input/output
energético extra que es usado para optimizar el metabolismo celular redox y, por lo tanto, in-
crementar la producción del compuesto de interés [5]. Sin embargo, a pesar del gran auge por
el desarrollo de estas técnicas, aún se desconoce de forma minuciosa la interacción genética,
transcripcional y metabólica asociada a estas tecnologías. En consecuencia, los dos grandes
obstáculos a superar para generar un proceso de relevancia industrial, radican en la baja
razón de transferencia de electrones entre los electrodos y los microorganismos empleados,
además del bajo valor de productos químicos generados [6, 7].
A partir de lo anterior, es que el trabajo de título propuesto involucra la generación de un
modelo metabólico y un análisis de estrategias transcripcionales para el microorganismo E.
coli bajo condiciones de electrofermentación. Esto, en virtud de identificar y relacionar genes
asociados al metabolismo redox e interacción exoelectrogénica con hipótesis del incremento
del poder reductor y la generación de productos de alto valor agregado. Así, la sinergia entre
un modelo metabólico y redes de factores de transcripción, podrían aportar conocimiento a
la regulación entre genes y generación de metabolitos definiendo, de esta manera, el com-
portamiento y maquinaria necesaria para la optimización y adaptación bajo condiciones de
producción de electrofermentación para futuros procesos de validación experimenta
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Memoria para optar al título de Ingeniera Civil Química e Ingeniera Civil en Biotecnología
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