Synthetic biology design principles enable efficient bioproduction of Heparosan with low molecular weight and low polydispersion index for the biomedical industry

El heparosano es un polímero natural con propiedades químicas y biológicas únicas, que posee un gran potencial para aplicaciones biomédicas. El peso molecular (Mw) y el índice de polidispersión (PDI) son factores críticos que influyen en el rendimiento de los materiales basados en heparosano. Lograr un control preciso sobre el proceso de síntesis para producir de manera consistente heparosano con bajo Mw y bajo PDI puede ser un desafío, ya que requiere una regulación estricta de las condiciones de reacción, la actividad enzimática y las concentraciones de precursores. Proponemos un enfoque novedoso que utiliza principios de la biología sintética para controlar con precisión la biosíntesis de heparosano en bacterias. Nuestra estrategia consiste en diseñar un controlador biomolecular que pueda regular la expresión de los genes involucrados en la biosíntesis del heparosano. Este controlador es activado por biosensores que detectan los precursores del heparosano, permitiendo así un control ajustado del proceso de polimerización. Mediante este enfoque, anticipamos la implementación de este dispositivo sintético, demostrando el potencial de producir heparosano con bajo Mw y bajo PDI en la E. coli Nissle 1917 (una cepa probiótica) como una biofábrica biosaludable y biosegura. Este estudio representa un avance significativo en el campo de la producción de heparosano, ofreciendo nuevas oportunidades para el desarrollo y la fabricación de biomateriales con propiedades a medida para diversas aplicaciones biomédicas.