Browsing by Author "Cerda Rojas, Ariel"

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    Engineering multicellular domains in M. polymorpha from internal phytohormone gradients
    (2022) Cerda Rojas, Ariel; Federici, Fernán; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas. Departamento Genética Molecular y Microbiología
    La biología sintética es un campo multidisciplinario emergente que involucra a la biología, la ingeniería, y la física en el desarrollo de abstracciones, herramientas y modelos para diseñar sustratos biológicos de manera reproducible, escalable y eficiente. Uno de los temas más desafiantes corresponde a la programación de comportamientos emergentes y procesos de autoorganización en sistemas multicelulares, campo denominado ingeniería morfogenética. Las plantas son una plataforma atractiva para estudiar cómo la formación de patrones contribuye al desarrollo y la morfogénesis, así como para definir principios morfogenéticos. Un modelo atractivo para abordar estos desafíos y reducir la brecha entre la facilidad de manejo de los organismos unicelulares y la complejidad de las plantas superiores es la hepática Marchantia Polymorpha (Marchantia). Marchantia presenta características prometedoras para la biología sintética, como un ciclo de vida más corto, una fase de gametofito haploide dominante, un genoma secuenciado con baja redundancia genética, una propagación clonal sencilla y robusta a través del subcultivo de gemas y una transformación de alta eficiencia para la manipulación genética. La ingeniería morfogenética en plantas debe enfrentar constantemente la escasez de herramientas fundacionales y componentes genéticos estandarizados, y su progreso se ha visto retrasado por la falta de información sobre los elementos funcionales de ADN. En este trabajo, nuestro objetivo es crear funciones elementales para la ingeniería de patrones en plantas mediante el establecimiento de dominios artificiales de estados celulares, utilizando gradientes internos (fitohormonas) como entradas para nuestros circuitos formadores de patrones. Para lograrlo, creamos nuevas herramientas para la construcción rápida, modular y combinatoria de circuitos genéticos en plantas, probamos elementos genéticos para construir estos circuitos y propusimos formalismos matemáticos para el desarrollo de modelos morfogenéticos. Todo esto se hizo utilizando Marchantia y sus ventajas como chasis para la biología sintética.
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    Universal loop assembly: open, efficient and cross-kingdom DNA fabrication.
    (2020) Pollak, Bernardo; Matute Torres, Tamara Francisca; Núñez Quijada, Isaac Natán; Cerda Rojas, Ariel; López Sierra, Constanza Andrea; Vargas Torres, Valentina Isabel; Kan, Anton; Bielinski,Vincent; Dassow, Peter von; Dupont, Chris L.; Federici, Fernán
    Standardized type IIS DNA assembly methods are becoming essential for biological engineering and research. These methods are becoming widespread and more accessible due to the proposition of a 'common syntax' that enables higher interoperability between DNA libraries. Currently, Golden Gate (GG)-based assembly systems, originally implemented in hostspecific vectors, are being made compatible with multiple organisms. We have recently developed the GG-based Loop assembly system for plants, which uses a small library and an intuitive strategy for hierarchical fabrication of large DNA constructs (>30 kb). Here, we describe 'universal Loop' (uLoop) assembly, a system based on Loop assembly for use in potentially any organismof choice. This design permits the use of a compact number of plasmids (two sets of four odd and even vectors), which are utilized repeatedly in alternating steps. The elements required for transformation/maintenance in target organisms are also assembled as standardized parts, enabling customization of host-specific plasmids. Decoupling of the Loop assembly logic from the host-specific propagation elements enables universal DNA assembly that retains high efficiency regardless of the final host. As a proof-of-concept, we show the engineering of multigene expression vectors in diatoms, yeast, plants and bacteria. These resources are available through the OpenMTA for unrestricted sharing and open access.