Lovelace’s Note in Gene: construção de um circuito de regulação autônomo e temporal da expressão gênica

Abstract

A biologia sintética é um ramo interdisciplinar que mescla a biologia, engenharia e informática com o propósito de conceber sistemas biológicos artificiais que cumpram funções específicas. A estratégia para tal é a construção de partes biológicas modularizáveis e padronizadas, denominadas BioBricks, que possam ser utilizadas para criar organismos ou sistemas biológicos. Neste contexto, o presente trabalho de conclusão de curso buscou investigar como um sistema biológico complexo, produzido e expresso em Escherichia coli, pode atuar como hardware para o armazenamento de dados. Para tal, foram construídos os plasmídeos encarregados dos sistemas Ativador - Repressor e Repórter, e promovida a clonagem em bactéria. Os processos de ativação de ativação e repressão foram construídos com base na ferramenta CRISPR, o que permite que múltiplos processos de regulação sejam desenvolvidos de forma simples, rápida e programável. Em suma, a utilização da biologia sintética na construção de circuitos genéticos autônomos representa um potencial promissor para avanços na regulação temporal da expressão gênica.

Synthetic biology is an interdisciplinary field that merges biology, engineering, and informatics to design artificial biological systems that perform specific functions. The strategy for this is the construction of modular and standardized biological parts, called BioBricks, that can be used to create organisms or biological systems. In this context, this undergraduate thesis aimed to investigate how a complex biological system, produced, and expressed in Escherichia coli, can act as hardware for data storage. To this end, plasmids responsible for the Activator - Repressor and Reporter systems were constructed and cloned into bacteria. The activation and repression processes were built based on the CRISPR tool, which allows multiple regulatory processes to be developed in a simple, fast, and programmable way. In summary, the use of synthetic biology in the construction of autonomous genetic circuits represents a promising potential for advancements in the temporal regulation of gene expression.