Andrés González

Miembro

Profesor Asociado vinculado al Departamento de IQUI desde el 2001. Investigador senior, enfocado a la biología de sistemas, específicamente al diseño de productos y mejoramiento de procesos de la industria usando estrategia de modelación de metabolismo, proteínas e ingeniería de proteínas. El entendimiento de los procesos metabólicos y comportamiento de biomoléculas permite mejorar procesos de fermentación en la industria de alimentos y biotecnológica. Por otro lado, el modelamiento de proteínas permita desde el diseño de drogas hasta el desarrollo de moleculas que tengan actividad surfactante.

Educación 

  • Doctor Of Philosophy In Chemical Engineering
    University Of Connecticut
    Estados Unidos
    2007
  • Master Of Science In Chemical Engineering
    University Of Connecticut
    Estados Unidos
    2006
  • Magíster En Ingeniería Civil
    Universidad de los Andes
    Colombia
    2002
  • Ingeniero Químico
    Universidad Pontificia Bolivariana
    Colombia
    2000

Línea de Investigación: Ingeniería Biológica


  • Ingeniería Biológica:

El conocimiento de las especies biológicas orientado hacia la búsqueda del diseño de alternativas de uso sostenible en procesos productivos a escala industrial mediante el ejercicio de racional de bioprospección permite dar paso a alternativas de negocio que tengan una mayor probabilidad de éxito económico. Se pretende plantear la estrategia de diseño racional e integral de productos cuya formulación esté basada en mezclas tipo emulsión, teniendo como objetivo el mejoramiento de las capacidades funcionales  de los biosurfactantes utilizados y el aprovechamiento de la actividad biológica de los metabolitos primarios y secundarios presentes en extractos oleosos de especies vegetales.

  • Diseño Racional de Proteínas:

La ingeniería de proteínas se enfoca en el diseño e implementación de mutaciones dirigidas o aleatorias mediante herramientas computacionales y de biología molecular, con el objetivo de obtener nueva funcionalidad o  funcionalidad mejorada. Muchas técnicas de ingeniería de proteínas se conocen en la actualidad, debido al rápido desarrollo de las ciencias biológicas específicamente las tecnologías de ADN recombinante. Globalmente las técnicas se clasifican en métodos racionales que comprender mutagénesis dirigida, métodos aleatorios que incluyen mutagénesis aleatoria y métodos evolutivos, dentro de los cuales se encuentra el abarajado de ADN. Se pretende encontrar nuevas moléculas con actividad surfactante, mediante el abarajado del ADN de genes que codifiquen a proteínas transmembranales de E. coli

  • Ingeniería Metabólica:

El petróleo es la principal fuente de energía utilizada en el mundo a pesar de su alto costo ambiental, pero su disponibilidad es limitada y la búsqueda de nuevas fuentes de energía renovables es de gran interés. Los biocombustibles se encuentran dentro de las fuentes mas prometedoras para reemplazar los combustibles fósiles. El biodiesel puede remplazar al diésel del petróleo ya que se produce de grasas animales y vegetales; dando como subproducto glicerol. Sin embargo, dicho proceso genera una gran cantidad de glicerol, el cual es utilizado principalmente en la producción de artículos de aseo y desengrasantes, pero el exceso de glicerol generado puede convertirse en un problema ambiental. Por tal razón, la búsqueda de compuestos de alto valor agregado basados en la ingeniería de procesos, la ingeniería metabólica y la biología de sistemas, que puedan ser generados a partir de glicerol es una excelente alternativa, para la generación de productos de valor agregado empleando un enfoque multidisciplinario.

  • Modelamiento a escala genómica de microorganismos:

Las levaduras lipodependientes del género Malassezia spp., son reconocidas como parte de la microbiota de humanos y de algunos animales endotérmicos en zonas corporales abundantes en glándulas sebáceas. Estas levaduras han sido asociadas con diferentes entidades dermatológicas como la dermatitis seborreica, pitiriasis versicolor, dermatitis atópica y foliculitis. En la actualidad son catalogadas como agentes oportunistas emergentes de gran importancia, debido a que también han sido aisladas a partir de infecciones sistémicas. De tal manera, mediante la construcción de un modelo computacional del metabolismo de la levadura con énfasis en la ruta de síntesis de lípidos. La reconstrucción será alimentada con datos experimentales: el perfil lipídico y la proteómica de las levaduras crecidas en diferentes condiciones. Finalmente se evaluarán los posibles blancos terapéuticos a partir de un análisis de viabilidad de la red con diferentes knock outs in silico .

Grupo de Investigación


Proyectos

Establecimiento de una estrategia para la extracción y purificación de enzimas procedentes del proceso de fermentación de cacao para la elaboración de productos nutracéuticos

Esta propuesta se orienta en el desarrollo de una plataforma para la obtención de nutracéuticos novedosos partiendo del proceso de fermentación de cacao. Se espera que la industria nutracéutica alcance un valor estimado de dos billones de dólares en los siguientes años. Con respecto al Cacao, se ha encontrado actividad de polifenoles, metilxantinas, y antioxidantes con gran diversidad en Colombia dependiendo de sus cultivares dadas las variaciones significativas a nivel ecológico. Entonces, usando biología sintética se construirá una ruta en Escherichia coli con la capacidad de sintetizar un nutracéutico de valor agregado. Esta ruta se construirá a partir de la reconstrucción metabólica a nivel metagenómico de la fermentación, y su posterior análisis in silico para construcción de rutas de novo usando técnicas de programación lineal de entero mixto tomando en cuenta las restricciones provenientes del balance de materia, restricciones termodinámicas, potencial redox y otros. Finalmente, usando biología sintética se introducirá esta ruta en E. coli y de diseñará una estrategia de bioseparaciones para que usando cultivos en planta piloto se logre obtener una masa crítica para el desarrollo de una formulación inicial de producto.

 

  

 

 

 

Diseño de bacterias mediante la integración de la modelación de redes metabólicas y procesos de recuperación y purificación

En los últimos años, la demanda de productos de base biológica ha proporcionado una alternativa a aquellos derivados del petróleo. Como respuesta, el uso de microorganismos como importantes fábricas ambientalmente amigables que permiten la bioconversión de materias primas renovables en compuestos de gran interés para la industria como el ácido succínico (SA) han incrementado en los últimos años. SA puede ser obtenido mediante el uso de microorganismos a partir del glicerol. El cual se ha convertido en un peso para la industria del biodiesel. No obstante, la producción de SA usando glicerol bajo condiciones naturales presenta bajos rendimientos, haciendo que no sea económicamente factible. Una estrategia es la implementación de ingeniería metabólica, y el diseño y optimización de procesos de recuperación y purificación, pero estos procesos son usualmente estudiados de manera separada. En esta investigación, nosotros buscamos incrementar la producción de SA en Escherichia coli usando como fuente el carbono glicerol mediante la integración de modelos basado en restricciones (COBRA) para predecir blancos de ingeniería metabólica y el diseño computacional de métodos de recuperación y purificación del ácido succínico que permiten evaluar cada mutante en términos de costo de operación y consumo de energía.

Inmovilización de proteínas de la membrana externa de Escherichia coli sobre nanopartículas magnéticas para su uso en la separación de emulsiones de agua en aceite.

Se estudió el efecto de dos proteínas de la membrana externa de Escherichia coli (OmpA y OmpN) en la separación de agua en emulsiones oleosas para su posible aplicación como biosurfactantes. Las nanopartículas magnéticas sintetizadas para este estudio tenían un radio hidrodinámico de 122 cuando eran sintetizadas y un radio hidrodinámico de 196 nm cuando eran funcionalizadas. Las imágenes SEM mostraron que las nanopartículas necesitaban ser sondeadas antes de su uso debido a la formación de cúmulos debido a los enlaces no covalentes (interacciones de van der Waals) entre las partículas. Para determinar si la inmovilización de la proteína en las nanopartículas afectaba a la eficacia del biosurfactante, se probó tanto la proteína pura como la inmovilizada. Los ensayos de forma de gota de colgante mostraron que tanto el OmpA puro como las nanopartículas funcionalizadas disminuyeron la tensión interfacial de las muestras de decanato en agua evaluadas a un valor de 11 mN/m y 10 mN/m respectivamente. Para reducir la tensión interfacial de las muestras se necesitó una concentración más baja para las nanopartículas inmovilizadas en comparación con el OmpA puro, lo que demuestra que este sistema tiene una mejor efectividad y requiere menos proteínas para obtener resultados similares.

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Diseño de bioproductos multiescala con extractos provenientes de especies Amazonicas.
Colombia es reconocida a nivel mundial como un país megadiverso y especialmente rico en especies de palmas, lo cual puede ser considerado como una ventaja para el desarrollo de nuevos productos y servicios derivados del uso de nuestra biodiversidad. Especies de palmas como Euterpe precatoria, Oenocarpus bataua, and Mauritia flexuosa han sido identificadas como abundantes y con un alto contenido de triglicéridos con potencial como ingredientes naturales para la industria cosmética. Dado, que la mayoría de los productos cosméticos son formulados como mezclas coloidales, nuestro trabajo se ha centrado en el diseño multiescala de emulsiones que incluyen biosurfactantes como agentes de actividad superficial. Para tal fin, se han acoplado técnicas experimentales y computacionales que han permitido el entendimiento de los fenómenos moleculares en la interfaz, así como las propiedades de las emulsiones obtenidas a nivel microscópico y macroscópico.
Proyectos

Artículos Destacados

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