Laboratorio de Estudios Ecogenómicos de la UNAM
Por Marytere Narváez
Mérida, Yucatán. 19 de agosto de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Una importante cantidad de las enfermedades que contraemos derivan de la contaminación ambiental a la que estamos expuestos comúnmente, como el consumo de agua y de alimentos contaminados. Ante esto, el Laboratorio de Estudios Ecogenómicos de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) desarrolla, entre otras disciplinas, la ecogenómica, que es la disciplina científica que se ocupa del estudio de la estructura y función de los genomas para entender las relaciones entre los organismos y el ambiente, con el objetivo de encontrar respuesta a este y otros problemas de la región.
Entrevistada por la Agencia Informativa Conacyt, la responsable del laboratorio de Estudios Ecogenómicos de la UNAM, María Leticia Arena Ortiz, señaló que es un espacio diseñado para la docencia y la investigación, para la formación de recursos humanos y para brindar servicios a centros de investigación, instituciones universitarias, empresas y dependencias gubernamentales de la región sureste de México.
María Leticia Arena Ortiz.“Nosotros usamos herramientas de biología molecular para contestar diferentes preguntas; básicamente a través del ADN (ácido desoxirribonucleico) o del ARN (ácido ribonucleico) estudiamos la función y la estructura de los genomas de los organismos, y con base en esa información buscamos dar respuestas a preguntas que tengan que ver con interacciones ecológicas relacionadas a la salud, la filogenia, entre otras”, comentó.
De acuerdo con la investigadora, quien forma parte del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) con nivel I, los objetivos del laboratorio consisten en desarrollar estudios metagenómicos y metatranscriptómicos de especies de interés ecológico, comercial o cultural, estudios de genómica ambiental y proyectos de innovación para la generación de soluciones biotecnológicas para el sector salud y ambiental.
El laboratorio forma parte de la Unidad de Ciencias de la Conservación de la Biodiversidad de la Facultad de Ciencias de la UNAM y está ubicado actualmente en el Parque Científico Tecnológico de Yucatán.
Las 11 secciones que lo conforman están distribuidas en áreas de microarreglos, implementación de técnica PCR (por sus siglas en inglés), microscopios, cómputo, congelación, refrigeración, almacén, recepción de muestras, un cepario y un cuarto oscuro donde se puede recuperar el ADN y el ARN.
¿Cómo funciona el laboratorio en ecogenómica?
En el laboratorio se desarrollan investigaciones en las áreas de metagenómica y metatranscriptómica, así como en temas de biología sintética mediante el estudio de estresomas bacterianos. De manera complementaria, se está consolidando la infraestructura de cómputo necesaria para el procesamiento de datos provenientes de secuenciaciones masivas de última generación (NGS, por sus siglas en inglés), así como para la formación de recursos humanos en el área de la bioinformática y la genómica.
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Proyectos de investigación en marcha: |
En el laboratorio se extrae, purifica y analiza el material genético de las colecciones biológicas que forman parte de la línea de investigación en biología de la conservación de la UNAM.
La especialidad de la investigadora Arena Ortiz es la extracción del material, y para saber qué genes se encuentran en este extrae su ADN, mientras que para conocer qué actividad están realizando los genes, extrae el ARN.
“Nosotros generamos datos y la otra parte importante es la bioinformática, que implica poder correlacionar los datos a circunstancias; por ejemplo, cuál es la respuesta de organismos sanos y enfermos a los alimentos, qué pasa con las comunidades de bacterias en un sitio que fue perturbado después de un desastre natural, etcétera”, señaló Arena Ortiz.
El laboratorio ofrece servicios tecnológicos únicos en la región, como el lector de microarreglos Affymetrix, tecnología que, entre sus diversas aplicaciones, actualmente es empleada en el campo de la medicina.
Desarrollo de microarreglo para el área de salud
Con el financiamiento de Atención a Problemas Nacionales del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), Arena Ortiz lleva a cabo un proyecto que tiene por objetivo diseñar y construir un prototipo de microarreglo para detectar riesgos a la salud en muestras ambientales.
“Lo que queremos es vincular la línea de investigación de genómica ambiental con la salud pública, para lo que tenemos un microchip con 38 mil sondas que pueden identificar 270 patógenos en agua, aire, suelo y alimentos”, comentó.
La elaboración del microarreglo se realizó con un equipo de trabajo conformado por médicos, biólogos, epidemiólogos y una empresa especializada en bioinformática para generar una base de datos con todas las enfermedades infecciosas que afectan en el país y, particularmente, en las zonas de la península de Yucatán.
La importancia de las bacterias
Uno de los principales intereses del laboratorio son las bacterias, consideradas como las responsables de la vida por su actividad de reciclaje de nutrientes y contaminantes.
“Actualmente sabemos que una fracción de nuestro cuerpo trabaja por nuestros genes y una fracción muy importante por miles de genes bacterianos que nos hacen ser quien somos, que nos ayudan a digerir, que nos protegen de las enfermedades, que están asociados a ciertos padecimientos y eso es lo que estudiamos en los organismos marinos de la zona costera en Yucatán”, apuntó Arena Ortiz.
De esta manera, los estudios en ecogenómica complementan la acuacultura y la ecología a través del análisis del componente microbiano que se encuentra en el ADN. En esta línea de investigación, se estudian los tipos de bacterias que viven en la zona costera y en la ciénaga, observando cuáles producen metano, cuáles pueden degradar hidrocarburos, pesticidas y cuáles tienen un potencial biotecnológico para la salud.
A través del estudio de las bacterias pueden desarrollarse nuevos antibióticos, productos para la industria alimenticia, cosmética, entre muchas otras. Por tanto, resulta importante conocer los recursos bacteriológicos al alcance para generar herramientas que puedan defender el medio ambiente.
Monitoreo y evaluación ambiental
Mario Alberto Martínez Núñez, investigador asociado del Laboratorio de Estudios Ecogenómicos, se integró al grupo con la intención de llevar a cabo estudios de los perfiles de expresión o de transcriptoma de comunidades microbianas en las zonas costeras, con el fin de generar una plataforma de monitoreo y evaluación ambiental basada en métodos moleculares.
Mario Alberto Martínez Núñez.“La idea es comparar sitios que se encuentran impactados por la contaminación contra sitios que tengan alto grado de conservación y hacer el análisis de las comunidades microbianas a través del estudio de los genes que se están expresando en estas comunidades”, comentó para la Agencia Informativa Conacyt.
En palabras del investigador, la hipótesis del trabajo sugiere que al comparar los sitios impactados con aquellos que no están impactados, se obtenga que las comunidades microbianas que habitan en estos sitios tendrán un patrón de expresión de genes diferentes.
Con esto, el objetivo es conocer cuáles son los patrones de expresión diferentes y qué genes expresa cada comunidad. Una vez que se encuentren los genes que están en sitios contaminados exclusivamente y los que están únicamente en sitios conservados, se pretende utilizarlos como marcadores de los diversos estados ambientales. “Con esto, se puede evaluar a través de estos genes el nivel de impacto que estas zonas están sufriendo y de esta manera podemos monitorearlas”, apuntó.
Colaboraciones
El laboratorio está conformado por María Leticia Arena Ortiz, como profesora y responsable técnica; Mario Alberto Martínez Núñez, como profesor asociado y especialista de bioinformática; Joanna Ortiz Alcántara, como técnico académico; y profesores del Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas (IIMAS) y de la Facultad de Química de la UNAM, en las sedes del Parque Científico Tecnológico de Yucatán.
También existe una colaboración con Carmen Ponce Caballero, investigadora de la Universidad Autónoma de Yucatán (Uady) y especialista en microbiología ambiental con amplio reconocimiento en el estado. Asimismo, colaboran con Otto Ortega Morales, de la Universidad Autónoma de Campeche, quien junto con Rafael Rojas de la Uady, es uno de los pioneros en el estudio de las bacterias que habitan en el ambiente.
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