Biología Sintética
En nuestro programa abordamos diversas preguntas biológicas a distintas escalas (moléculas, células, comunidades) desde distintas disciplinas como biología de sistemas, bioinformática, genómica funcional, bioquímica, ecología y biología molecular, entre otras. Lo anterior con el fin de estudiar cómo evolucionan los sistemas biológicos y cómo podemos modificarlos para generar beneficios a la humanidad en aplicaciones de biología sintética.
Uno de nuestros temas de estudio es la dinámica ecológica y evolutiva de poblaciones bacterianas y su respuesta a distintas condiciones ambientales. En particular estamos interesadas en estudiar el efecto de las sustancias antimicrobianas en bajas y altas dosis en las dinámicas complejas de poblaciones bacterianas. Para esto construimos comunidades sintéticas y estudiamos sus interacciones utilizando técnicas de evolución experimental, modelos matemáticos, computacionales y microfluídica de células individuales.
También nos interesa aprender las reglas evolutivas detrás de la forma y función de las fábricas macromoleculares, como el ribosoma, para finalmente modificarlas y crear nuestras propias versiones sintéticas. En nuestras estrategias experimentales utilizamos uno de los desarrollos más exitosos de la biología sintética: un sistema de expresión de proteínas libres de células. Con este sistema producimos proteínas en ambientes cuidadosamente determinados sin las restricciones que imponen las células vivas; esto nos permite controlar con precisión los elementos que influyen en el plegamiento de proteínas durante la traducción.
Otros de nuestros temas específicos de investigación incluyen la genómica funcional para entender y guiar el diseño de cepas microbianas de producción. La generación de herramientas computacionales a escala genómica para ayudar en el diseño de fenotipos sintéticos a través de la manipulación de la relación genotipo-fenotipo (por ej., de la red de regulación). La ingeniería de las maquinarias transcripcional y traduccional de bacterias modelo (Escherichia coli) y no modelo (por ej. pseudomonas chlororaphis) para mejorar la distribución de recursos celulares a funciones sintéticas.
Somos una mezcla de jóvenes bioinformáticos y experimentalistas, esta configuración proporciona la combinación perfecta para proyectos exitosos. En nuestro laboratorio fomentamos la creatividad, la innovación y el pensamiento crítico en un ambiente relajado para promover el desarrollo de jóvenes estudiantes de licenciatura, maestría, doctorado y postdoctorados.
Académicos del Grupo
| Nombre | Puesto | Categoría | Correo | Teléfono |
|---|---|---|---|---|
| José Utrilla Carreri | Investigador | Inv. Tit. A T.C. Definitivo | utrilla@ccg.unam.mx | (777) 3291686 |
| Ayari Fuentes Hernández | Investigador | Inv. Tit. A T.C. Definitivo | ayarifh@ccg.unam.mx | (777) 3291686 |
| José Arcadio Farías Rico | Investigador | Inv. Asoc. C T.C. Interino | jafarias@ccg.unam.mx | (777) 3291686 |
| Omar Alejandro Aguilar Vera | Técnico Académico | Tec. Acad. Tit. B T.C. Definitivo | aaguilar@ccg.unam.mx | (777) 3139944 |
| María Soledad Juárez Ramírez | Técnico por honorarios | UNAM | sjuarez@ccg.unam.mx | (777) 3133881 |
| Andrés de Sandozequi Mijares | Posdoctoral | DGAPA | desandoz@ccg.unam.mx | (777) 3291686 |
Publicaciones del Grupo
| Año | Publicación | PMID |
|---|---|---|
| 2024 | Bedoya-Pérez, L.P., Aguilar-Vera, A., Sánchez-Pérez, M., Utrilla, J., Sohlenkamp, C.. (2024). "Enhancing Escherichia coli abiotic stress resistance through ornithine lipid formation.". Applied Microbiology And Biotechnology. 108(1):-. [doi:10.1007/s00253-024-13130-5] | 38587638 |
| 2024 | Amaro-Reyes, A., Marcial-Ramírez, D., Vázquez-Landaverde, P.A., Utrilla, J., Escamilla-García, M., Regalado, C., Macias-Bobadilla, G., Campos-Guillén, J., Ramos-López, M.A., Favela-Camacho, S.E.. (2024). "Electrostatic Fermentation: Molecular Response Insights for Tailored Beer Production.". Foods. 13(4):-. [doi:10.3390/foods13040600] | 38397576 |
| 2024 | Lara, A.R., Utrilla, J., Martínez, L.M., Krausch, N., Kaspersetz, L., Hidalgo, D., Cruz-Bournazou, N., Neubauer, P., Sigala, J.C., Gosset, G., Büchs, J.. (2024). "Recombinant protein expression in proteome-reduced cells under aerobic and oxygen-limited regimes.". BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING. ():-. [doi:10.1002/bit.28645] | 38178599 |
| 2024 | Hernandez-Beltran, J.C.R., Rodríguez-Beltrán, J., Aguilar-Luviano, O.B., Velez-Santiago, J., Mondragón-Palomino, O., MacLean, R.C., Fuentes-Hernández, A., San Millán, A., Peña-Miller, R.. (2024). "Plasmid-mediated phenotypic noise leads to transient antibiotic resistance in bacteria.". Nature Communications. 15(1):-. [doi:10.1038/s41467-024-45045-0] | 38521779 |
| 2024 | Aguilar-Vera, A., Bello-López, E., Pantoja-Nuñez, G.I., Rodríguez-López, G.M., Morales-Erasto, V., Castillo-Ramírez, S.. (2024). "Acinetobacter junii : an emerging One Health pathogen.". mSphere. 9(5):-. [doi:10.1128/msphere.00162-24] | 38606973 |
| 2024 | Toledo-Patiño, S., Goetz, S.K., Shanmugaratnam, S., Höcker, B., Farías-Rico, J.A.. (2024). "Molecular handcraft of a well-folded protein chimera.". FEBS LETTERS. ():-. [doi:10.1002/1873-3468.14856] | 38508768 |
| 2023 | Mateo-Estrada, V., Tyrrell, C., Evans, B.A., Aguiiar-Vera, A., Drissner, D., Castillo-Ramirez, S., Walsh, F.. (2023). "Acinetobacter baumannii from grass: novel but non-resistant clones.". Microbial genomics. 9(7):-. [doi:10.1099/mgen.0.001054] | 37439781 |
| 2023 | Bedoya-Pérez, L.P., Aguiiar-Vera, A., Utrilla, J., Sohlenkamp, C.. (2023). "Engineering of Robust Host Strains: Enhancing Escherichia coli Abiotic Stress Resistance through Ornithine Lipid Formation". bioRxiv. ():-. [doi:https://doi.org/10.1101/2023.06.13.544863] | |
| 2023 | Marquez-Zavala, E., Utrilla, J.. (2023). "Engineering resource allocation in artificially minimized cells: Is genome reduction the best strategy?". Microbial biotechnology. 16(5):990-999. [doi:10.1111/1751-7915.14233] | 36808834 |
| 2023 | Duran-Bedolla, J., Rodríguez-Medina, N., Dunn, M., Mosqueda-García, D., Barrios-Camacho, H., Aguilar-Vera, A., Aguilar-Vera, E., Suárez-Rodríguez, R., Ramírez-Trujillo, J.A., Garza-Ramos, U.. (2023). "Plasmids of the incompatibility group FIBK occur in Klebsiella variicola from diverse ecological niches". INTERNATIONAL MICROBIOLOGY. 26(4):917-927. [doi:10.1007/s10123-023-00346-0] | 36971854 |
| 2022 | Hidalgo, D., Martínez-Ortiz, C.A., Palsson, B.O., Jiménez, J.I., Utrilla, J.. (2022). "Regulatory perturbations of ribosome allocation in bacteria reshape the growth proteome with a trade-off in adaptation capacity.". Iscience. 25(3):-. [doi:10.1016/j.isci.2022.103879] | 35243241 |
| 2022 | García-Rodríguez, A, Basanta, MD, García-Castillo, MG, Zumbado-Ulate, H, Neam, K, Rovito, S, Searle, CL, Parra-Olea, G. (2022). "Anticipating the potential impacts of Batrachochytrium salamandrivorans on Neotropical salamander diversity". Biotropica. 54(1):157-169. [doi:10.1111/btp.13042] | |
| 2022 | Humberto, B.C., Jesús, S.S., Elena, C.A., Luis, L.A., Josefina, D.B., Alejandro, A.V., Elvira, G.G., Paola, B.I., Rayo, M.O., Rigoberto, H.C., Ulises, G.R.. (2022). "PCR system for the correct differentiation of the main bacterial species of the Klebsiella pneumoniae complex.". Archives Of Microbiology. 204(1):-. [doi:10.1007/s00203-021-02668-x] | 34951665 |
| 2022 | Romero-Leiton, J.P., Prieto, K., Reyes-Gonzalez, D., Fuentes-Hernandez, A.. (2022). "Optimal control and Bayes inference applied to complex microbial communities.". MATHEMATICAL BIOSCIENCES AND ENGINEERING. 19(7):6860-6882. [doi:10.3934/mbe.2022323] | 35730286 |
| 2022 | Vargas-Lagunas, C., Mora, Y., Aguilar, A., Reyes-González, A.R., Arteaga-Ide, A., Dunn, M.F., Encarnación, S., Girard, L., Peralta, H., Mora, J.. (2022). "A Tar aspartate receptor and Rubisco-like protein substitute biotin in the growth of rhizobial strains.". MICROBIOLOGY-SGM. 168(1):-. [doi:10.1099/mic.0.001130] | 35077343 |
| 2022 | Rodríguez-Santiago, J., Rodríguez-Medina, N., Tamayo-Legorreta, E.M., Silva-Sánchez, J., Téllez-Sosa, J., Duran-Bedolla, J., Aguilar-Vera, A., Lecona-Valera, A.N., Garza-Ramos, U., Alpuche-Aranda, C.. (2022). "Molecular and Genomic Insights of mcr-1 -Producing Escherichia coli Isolates from Piglets.". ANTIBIOTICS-BASEL. 11(2):-. [doi:10.3390/antibiotics11020157] | 35203760 |
| 2022 | León-González, J.A., Flatet, P., Juárez-Ramírez, M.S., Farías-Rico, J.A.. (2022). "Folding and Evolution of a Repeat Protein on the Ribosome.". Frontiers in molecular biosciences. 9():-. [doi:10.3389/fmolb.2022.851038] | 35707224 |
| 2022 | Peralta, H., Aguilar, A., Cancino-Díaz, J.C., Cuevas-Rico, E.A., Carmona-González, A., Cruz-Maya, J.A., Jan-Roblero, J.. (2022). "Determination of the metabolic pathways for degradation of naphthalene and pyrene in Amycolatopsis sp. Poz14.". COMPARATIVE BIOCHEMISTRY AND PHYSIOLOGY C-TOXICOLOGY & PHARMACOLOGY. 254():-. [doi:10.1016/j.cbpc.2022.109268] | 35026398 |
| 2022 | Reyes-González D, De Luna-Valenciano H, Utrilla J, Sieber M, Peña-Miller R, Fuentes-Hernández A. (2022). "Dynamic proteome allocation regulates the profile of interaction of auxotrophic bacterial consortia.". Royal Society open science. 9(5):212008-212008. [doi:10.1098/rsos.212008] | 35592760 |
| 2022 | Basanta, M.D., Rebollar, E.A., García-Castillo, M.G., Parra Olea, G.. (2022). "Comparative Analysis of Skin Bacterial Diversity and Its Potential Antifungal Function Between Desert and Pine Forest Populations of Boreal Toads Anaxyrus boreas.". Microbial Ecology. 84(1):257-266. [doi:10.1007/s00248-021-01845-1] | 34427721 |
| 2022 | Farías-Rico JA, Mourra-Díaz CM. (2022). "A Short Tale of the Origin of Proteins and Ribosome Evolution.". Microorganisms. 10(11):-. [doi:10.3390/microorganisms10112115] | 36363706 |
| 2022 | Tardío Pi, C., Reyez-González, D., Fernandez-Duque, A., Fuentes-Hernández, A., Santos-Escobar, F., Peña Miller, Rafael. (2022). "A 3D Printable Device for Macroscopic Quantification of Fluorescent Bacteria in Space and Time". Journal Of Open Source Software. 6():1-. [doi:10.5334/joh.44] | |
| 2022 | Cisneros-Mayoral, S., Graña-Miraglia, L., Pérez-Morales, D., Peña-Miller, R., Fuentes-Hernández, A.. (2022). "Evolutionary History and Strength of Selection Determine the Rate of Antibiotic Resistance Adaptation.". MOLECULAR BIOLOGY AND EVOLUTION. 39(9):-. [doi:10.1093/molbev/msac185] | 36062982 |
| 2021 | Hernandez-Beltran, J.C.R., Rodríguez-Beltrán, J., Millán, A.S., Peña-Miller, R., Fuentes-Hernández, A.. (2021). "Quantifying plasmid dynamics using single-cell microfluidics and image bioinformatics.". Plasmid. 113():-. [doi:10.1016/j.plasmid.2020.102517] | 32535165 |
| 2021 | Hidalgo, D., Martínez-Ortiz, C.A., O. Palsson, B., Jiménez, J.I., Utrilla, J.. (2021). "Regulatory perturbations of ribosome allocation reshape the growth proteome with a trade-off in adaptation capacity". bioRxiv. ():-. [doi:https://doi.org/10.1101/2021.08.01.454633] | |
| 2021 | Hernández-Beltrán, J.C.R., San Millán, A., Fuentes-Hernández, A., Peña-Miller, R.. (2021). "Mathematical Models of Plasmid Population Dynamics.". Frontiers in Microbiology. 12():-. [doi:10.3389/fmicb.2021.606396] | 34803935 |
| 2021 | Contreras-Calvario, AI, Reyes, AM, Vela, RA, Juárez, JLC, Basanta, MD. (2021). "Variation of amphibian and reptile composition in forest fragments of Veracruz highlands, Mexico". Phyllomedusa. 20(2):139-150. [doi:10.11606/issn.2316-9079.v20i2p139-150] | |
| 2020 | Rodriguez, Susana, Correa-Galeote, David, Sanchez-Perez, Mishael, Ramirez, Mario, Isidra-Arellano, Mariel C., Reyero-Saavedra, Maria del Rocio, Zamorano-Sanchez, David, Hernandez, Georgina, Valdes-Lopez, Oswaldo, Girard, Lourdes. (2020). "A Novel OmpR-Type Response Regulator Controls Multiple Stages of the Rhizobium etli – Phaseolus vulgaris N2-Fixing Symbiosis". Frontiers in Microbiology. 11():-. [doi:10.3389/fmicb.2020.615775] | 33384681 |
| 2020 | Martínez-Pacheco, M., Tenorio, M., Almonte, L., Fajardo, V., Godínez, A., Fernández, D., Cornejo-Páramo, P., Díaz-Barba, K., Halbert, J., Liechti, A., Székely, T., Urrutia, A.O., Cortez, D.. (2020). "Expression Evolution of Ancestral XY Gametologs across All Major Groups of Placental Mammals.". Genome Biology And Evolution. 12(11):2015-2028. [doi:10.1093/gbe/evaa173] | 32790864 |
| 2020 | Moreno-Avitia, Fabian, Utrilla, Jose, Bolivar, Francisco, Nogales, Juan, Escalante, Adelfo. (2020). "Metabolic reconstruction ofPseudomonas chlororaphisATCC 9446 to understand its metabolic potential as a phenazine-1-carboxamide-producing strain". Applied Microbiology And Biotechnology. 104(23):10119-10132. [doi:10.1007/s00253-020-10913-4] | 32984920 |
| 2020 | de la Cruz, M., Ramírez, E.A., Sigala, J.C., Utrilla, J., Lara, A.R.. (2020). "Plasmid DNA Production in Proteome-Reduced Escherichia coli .". Microorganisms. 8(9):1-8. [doi:10.3390/microorganisms8091444] | 32967123 |
| 2020 | Lastiri-Pancardo, G., Mercado-Hernández, J.S., Kim, J., Jiménez, J.I., Utrilla, J.. (2020). "A quantitative method for proteome reallocation using minimal regulatory interventions.". NATURE CHEMICAL BIOLOGY. 16(9):1026-1033. [doi:10.1038/s41589-020-0593-y] | 32661378 |
| 2020 | Cornejo-Páramo, P., Dissanayake, D.S.B., Lira-Noriega, A., Martínez-Pacheco, M.L., Acosta, A., Ramírez-Suástegui, C., Méndez-de-la-Cruz, F.R., Székely, T., Urrutia, A.O., Georges, A., Cortez, D.. (2020). "Viviparous Reptile Regarded to Have Temperature-Dependent Sex Determination Has Old XY Chromosomes.". Genome Biology And Evolution. 12(6):924-930. [doi:10.1093/gbe/evaa104] | 32433751 |
| 2020 | Ferruz N, Lobos F, Lemm D, Toledo-Patino S, Farías-Rico JA, Schmidt S, Höcker B. (2020). "Identification and Analysis of Natural Building Blocks for Evolution-Guided Fragment-Based Protein Design.". Journal Of Molecular Biology. 432(13):3898-3914. [doi:10.1016/j.jmb.2020.04.013] | 32330481 |
| 2020 | Kim, J., Darlington, A., Salvador, M., Utrilla, J., Jiménez, J.I.. (2020). "Trade-offs between gene expression, growth and phenotypic diversity in microbial populations". CURRENT OPINION IN BIOTECHNOLOGY. 62():29-37. [doi:10.1016/j.copbio.2019.08.004] | 31580950 |
| 2020 | Rojas, E., Martinez-Pacheco, M., Rodriguez-Sastre, M.A., Ramos-Espinosa, P., Valverde, M.. (2020). "Post-transcriptional regulation of Rad51c by miR-222 contributes cellular transformation.". Plos One. 15(1):-. [doi:10.1371/journal.pone.0221681] | 31923208 |
| 2019 | Santos-Zavaleta, A., Salgado, H., Gama-Castro, S., Sánchez-Pérez, M., Gómez-Romero, L., Ledezma-Tejeida, D., García-Sotelo, J.S., Alquicira-Hernández, K., Muñiz-Rascado, L.J., Peña-Loredo, P., Ishida-Gutiérrez, C., Velázquez-Ramírez, D.A., Del Moral-Chávez, V., Bonavides-Martínez, C., Méndez-Cruz, C.F., Galagan, J., Collado-Vides, J.. (2019). "RegulonDB v 10.5: tackling challenges to unify classic and high throughput knowledge of gene regulation in E. coli K-12". Nucleic Acids Research. 47(D1):212-220. [doi:10.1093/nar/gky1077] | 30395280 |
| 2019 | Acosta, A., Martínez-Pacheco, M.L., Díaz-Barba, K., Porras, N., Gutiérrez-Mariscal, M., Cortez, D.. (2019). "Deciphering Ancestral Sex Chromosome Turnovers Based on Analysis of Male Mutation Bias.". Genome Biology And Evolution. 11(11):3054-3067. [doi:10.1093/gbe/evz221] | 31605487 |
| 2019 | Astudillo-Melgar, Fernando, Ochoa-Leyva, Adrian, Utrilla, Jose, Huerta-Beristain, Gerardo. (2019). "Bacterial Diversity and Population Dynamics During the Fermentation of Palm Wine From Guerrero Mexico.". Frontiers in Microbiology. 10():-. [doi:10.3389/fmicb.2019.00531] | 30967846 |
| 2019 | Santos-Zavaleta, A., Pérez-Rueda, E., Sánchez-Pérez, M., Velázquez-Ramírez, D.A., Collado-Vides, J.. (2019). "Tracing the phylogenetic history of the Crl regulon through the Bacteria and Archaea genomes.". Bmc Genomics. 20(1):-. [doi:10.1186/s12864-019-5619-z] | 30991941 |
| 2018 | Latif, H., Federowicz, S., Ebrahim, A., Tarasova, J., Szubin, R., Utrilla, J., Zengler, K., Palsson, B.O.. (2018). "ChIP-exo interrogation of Crp, DNA, and RNAP holoenzyme interactions". Plos One. 13(5):-. [doi:10.1371/journal.pone.0197272] | 29771928 |
| 2018 | Rodriguez-Beltran, J., Hernandez-Beltran, J.C.R., Delafuente, J., Escudero, J.A., Fuentes-Hernandez, A., MacLean, R.C., Peña-Miller, R., San Millan, A.. (2018). "Multicopy plasmids allow bacteria to escape from fitness trade-offs during evolutionary innovation". Nature Ecology & Evolution. 2(5):873-881. [doi:10.1038/s41559-018-0529-z] | 29632354 |
| 2017 | Steffani-Vallejo, J.L., Zuñiga, C., Cruz-Morales, P., Lozano, L., Morales, M., Licona-Cassani, C., Revah, S., Utrilla, J.. (2017). "Draft genome sequence of Sphingobacterium sp. CZ-UAM, isolated from a methanotrophic consortium". Microbiology Resource Announcements. 5(33):-. [doi:10.1128/genomeA.00792-17] | 28818899 |
| 2017 | Moreno-Avitia, F., Lozano, L., Utrilla, J., Bolívar, F., Escalante, A.. (2017). "Draft genome sequence of pseudomonas chlororaphis ATCC 9446, a nonpathogenic bacterium with bioremediation and industrial potential". Microbiology Resource Announcements. 5(23):-. [doi:10.1128/genomeA.00474-17] | 28596401 |
| 2017 | Utrilla, Jose. (2017). "Evolutionary Engineering of Microorganisms to Overcome Toxicity During Lignocellulose Hydrolysates Utilization". Engineering of Microorganisms for the Production of Chemicals and Biofuels from Renewable Resources. ():181-200. [doi:https://doi.org/10.1007/978-3-319-51729-2_7] | |
| 2016 | Utrilla, Jose, Vargas-Tah, Alejandra, Trujillo-Martinez, Berenice, Gosset, Guillermo, Martinez, Alfredo. (2016). "Production of D-lactate from sugarcane bagasse and corn stover hydrolysates using metabolic engineered Escherichia coli strains". BIORESOURCE TECHNOLOGY. 220():208-214. [doi:10.1016/j.biortech.2016.08.067] | 27573474 |
| 2016 | Utrilla, J., O'Brien, E.J., Chen, K., McCloskey, D., Cheung, J., Wang, H., Armenta-Medina, D., Feist, A.M., Palsson, B.O.. (2016). "Global Rebalancing of Cellular Resources by Pleiotropic Point Mutations Illustrates a Multi-scale Mechanism of Adaptive Evolution". Cell systems. 2(4):260-271. [doi:10.1016/j.cels.2016.04.003] | 27135538 |