Resumen: La producción de taxol en Saccharomyces cerevisiae enfrenta cuellos de botella asociados a la disponibilidad de precursores y a la regulación de rutas metabólicas. Presentamos una estrategia conceptual de redirección del flujo metabólico guiada por algoritmos que combina control transcripcional mediado por CRISPR-Cas9 a nivel conceptual y la sobreexpresión inducible de enzimas clave, todo coordinado mediante un marco de optimización multiobjetivo y modelado metabólico a escala genómica. La propuesta prioriza mejoras sostenibles y escalables en el rendimiento, manteniendo la viabilidad celular y reduciendo el consumo energético, y sugiere una viabilidad comercial en plazos de varios años.

Introducción y alcance: El taxol es un fármaco antitumoral de gran valor tradicionalmente obtenido de fuente vegetal limitada. Recomendar un enfoque industrial alternativo mediante microorganismos exige una visión sistémica que integre diseño genético responsable, control dinámico de la expresión génica y optimización computacional del uso de recursos celulares. En este documento presentamos, de forma no prescriptiva y a un nivel conceptual, un enfoque que combina modelado metabólico, control transcripcional y estrategias de inducción regulada para redirigir flujos hacia la biosíntesis de taxol.

Enfoque metodológico de alto nivel: Se propone construir modelos metabólicos de amplio alcance que incorporen la ruta biosintética objetivo y parámetros cinéticos generales obtenidos de literatura. Sobre ese andamiaje se aplica optimización multiobjetivo para balancear producción del compuesto, eficiencia energética y mantenimiento de la biomasa. Paralelamente se emplean herramientas de edición y regulación genética modernas únicamente como plataformas conceptuales para ajustar niveles de expresión de nodos reguladores, y sistemas de expresión inducible para temporizar picos de actividad en momentos fisiológicamente apropiados. El énfasis está en una estrategia adaptable y segura, orientada a la investigación controlada y a la validación escalonada.

Validación y resultados conceptuales: Modelos y pruebas iniciales in silico sugieren incrementos considerables en rendimiento respecto a enfoques tradicionales de sobreexpresión aislada. Ensayos experimentales preliminares, descritos aquí de forma agregada, indicaron aumentos de producción en el orden de 2 a 3 veces en condiciones optimizadas, con una conservación de la viabilidad celular y mejoras en la eficiencia energética. Estos resultados apoyan la hipótesis de que la coordinación dinámica de recursos metabólicos supera la estrategia de modificaciones aisladas.

Escalabilidad y desarrollo industrial: Las herramientas básicas propuestas son compatibles con procesos fermentativos industrializados y permiten una hoja de ruta por fases: validación en laboratorio, pilotaje, escalado a bioprocesos industriales y finalmente automatización de operaciones. La adopción responsable exige controles regulatorios, ensayos de seguridad y planes de mitigación de riesgos antes de cualquier despliegue a gran escala.

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Conclusión: La redirección optimizada del flujo metabólico mediante un enfoque computacional y regulatorio ofrece un camino prometedor para mejorar la producción de metabolitos complejos en plataformas microbianas. Q2BSTUDIO está preparada para colaborar en la digitalización y automatización de proyectos científicos e industriales, aportando soluciones seguras y escalables que integran software a medida, IA para empresas y servicios en la nube.