Maestría en Ciencias - Biotecnología

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Diseño racional y validación in silico e in vitro de péptidos antimicrobianos sintéticos inspirados en proteomas de especies de la biodiversidad colombiana
(Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, 2025-11-20) Mesa Gómez, Andrea; Orduz Peralta, Sergio; Mesa, Andrea [0000000253873732]; Ordúz Peralta, Sergio [0000000175873816]; Biología Funcional
La creciente resistencia de los microrganismos a los antibióticos y la baja eficacia de los antivirales representan una crisis de salud pública con un impacto significativo, estimándose que para 2050 esta problemática podría causar alrededor de 10 millones de muertes anuales. Ante esta situación, los péptidos antimicrobianos y antivirales han emergido como alternativas prometedoras debido a su alta especificidad y menor propensión a generar resistencia. Colombia por su biodiversidad ofrece un recurso valioso para la identificación de péptidos con potencial terapéutico. En este estudio, se utilizaron plataformas bioinformáticas para analizar el proteoma de 20 organismos, obteniendo 17,483,597 péptidos, de los cuales se seleccionaron ocho con alta predicción de actividad antimicrobiana (>95 %) y antiviral (>70 %), además de cumplir con parámetros favorables de bioseguridad y estabilidad biológica. Posteriormente, estos péptidos fueron optimizados mediante modificaciones estructurales para mejorar su estabilidad y bioseguridad. La validación in silico, mediante acoplamiento molecular con la proteína Spike del SARS-CoV-2, evidenció que los péptidos Vp-P1 y Pl-P4 establecen interacciones fuertes con el dominio viral, sugiriendo una posible inhibición de la entrada del virus en células huésped. Asimismo, los péptidos Pl-P4M y Am-P5 mostraron interacciones cercanas, estables y fuertes con la tríada catalítica del complejo NS2B-NS3 del virus del Dengue, indicando su potencial inhibitorio en el procesamiento de la poliproteína viral. Además, la evaluación in vitro contra microorganismos evidenció que siete de los diez péptidos presentaron actividad significativa (MIC <10 µM). Estos hallazgos resaltan su potencial para estudios preclínicos, reafirmando la importancia de las estrategias utilizadas en el desarrollo de nuevos compuestos contra patógenos de interés clínico. Palabras clave: Biodiversidad, Péptidos, Antivirales, Antimicrobianos, Acoplamiento molecular . (Texto tomado de la fuente)
Estandarización de un protocolo de cultivo in vitro de Smallanthus sonchifolius para el suministro de material de siembra en la cadena productiva de yacón del departamento de Cundinamarca - Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Cardozo Niño, Laura Viviana; Buitrago Hurtado, Gustavo; Cardozo Niño, Laura Viviana [0001597720]; Buitrago Hurtado, Gustavo [0000051098]; Bustamante Rodríguez, Silvia Lizette [0000169307]; Bustamante Rodríguez, Silvia Lizette; Buitrago Hurtado, Gustavo [0000000343315646]; Bustamante Rodríguez, Silvia Lizette [0000000225959758]; Grupo de Investigación sobre El Cultivo del Ñame
El yacón, Smallanthus sonchifolius (Asteraceae: Smallanthus), representa un importante cultivo agrícola andino dotado de considerables atributos nutracéuticos y medicinales; sin embargo, su propagación convencional a través de rizomas se ve obstaculizada por diversas restricciones fitosanitarias. Este estudio tuvo como objetivo establecer un protocolo estandarizado de cultivo in vitro para facilitar la generación eficiente de material de siembra de calidad superior en el departamento de Cundinamarca - Colombia. Para ello, se evaluaron diferentes tratamientos a lo largo del proceso de micropropagación, desde la selección del material vegetal de origen hasta la aclimatación de las plántulas obtenidas. En la primera etapa de selección del material vegetal se desarrolló el establecimiento de un cultivo stock (in vivo) en invernadero donde evaluaron tres diferentes métodos de desinfección del material origen (secciones del rizoma), siendo el tratamiento hipoclorito de sodio (NaClO) al 0,5 % que permitió alcanzar una regeneración del 92,5 % en la propagación vegetativa bajo condiciones de invernadero, complementado con estrategias preventivas de manejo integrado de plagas. Durante el establecimiento a condiciones in vitro, se evaluó el efecto del ácido indolacético (AIA) y kinetina (KIN) en interacción con los protocolos de desinfección superficial elegidos, logrando el establecimiento in vitro con el protocolo modificado de Murashige y Skoog (MS), suplementado con carbón activado y libre de reguladores de crecimiento a partir de la evaluación de la combinación de tratamientos de desinfección y uso reguladores de crecimiento. En esta etapa también se evaluaron dos citoquininas: BAP (6-bencilaminopurina) y KIN, las cuales no promovieron el desarrollo adecuado de los explantes, induciendo la formación de callos sin diferenciación. En la fase de aclimatación y endurecimiento, se comparó el uso de cámara de intercambio gaseoso bajo dos condiciones: cámara climática y en invernadero, obteniendo mejor respuesta en la primera con una supervivencia del 44,8 %, evidenciando en esta fase un punto crítico del proceso. El protocolo estandarizado alcanzó una tasa de propagación de 4.0 y permitió identificar factores limitantes para el establecimiento del cultivo in vitro de S. sonchifolius. Esta herramienta biotecnológica contribuye a la producción de material de siembra de alta calidad y con un estándar fitosanitario acorde con las buenas prácticas agrícolas, fortaleciendo la capacidad productiva de los pequeños agricultores de Cundinamarca. (Texto tomado de la fuente)
Procesos microbianos y fotocatalíticos para la degradación de glifosato y acetamiprid usados en cultivos de arroz del departamento del Tolima
(Universidad Nacional de Colombia sede Medellín, 2025) Penagos Jaramillo, Nicolas Eduardo; Pabon Gelves, Elizabeth; Penagos-Jaramillo, Nicolas Eduardo [0001886937]; Pabón-Gelves, Elizabeth [0000628670]; Jaramillo-Paez, Cesar Augusto [0000386316]; Penagos-Jaramillo, Nicolas Eduardo [0000000291174748]; Pabón-Gelves, Elizabeth [0000000181087635]; Jaramillo-Paez, Cesar Augusto [0000000246228508]; Ciencia de Materiales Avanzados
El uso intensivo de glifosato y acetamiprid en cultivos de arroz ha generado preocupación ambiental debido a su persistencia y toxicidad. Se evaluaron procesos de degradación fotocatalítica y microbiana para ambos compuestos, así como la toxicidad de sus productos de degradación. El TiO2 presentó fase anatasa, con una banda prohibida de 3,02 eV, absorbancia máxima a 369 nm, y un área superficial de 273 m²/g. El ZnO mostró fase wurtzita, absorbancia a 384 nm, morfología de nanoplacas de 200 nm y un área superficial de 187 m²/g. En condiciones óptimas, el TiO₂ degradó 96% del glifosato en su formulación comercial (Roundup) y 100% del estándar analítico. En el caso del acetamiprid se alcanzó una remoción del 62% para la formulación comercial (Rescate 200SP) y del 84% para el estándar analítico. Asimismo, el ZnO alcanzó una remoción del 44% y 73% para glifosato comercial y el estándar analítico respectivamente. En el caso del acetamiprid, se obtuvo un porcentaje de eliminación del 58% y del 87% para el estándar analítico, bajo condiciones específicas de operación. Las bacterias comerciales utilizadas (Bacillus cereus ATCC 14579, Bacillus subtilis 160 y Pseudomona aeruginosa ATCC 27853), solo Bacillus cereus mostró tolerancia, pero sin lograr una biodegradación efectiva. Los ensayos ecotoxicológicos revelaron que el glifosato fue fitotóxico en Lactuca sativa, que se redujo tras la fotocatálisis. El acetamiprid causó toxicidad aguda en Eisenia foetida, reducida al 30% con TiO₂ y al 50% con ZnO. Los resultados evidencian el potencial de la fotocatálisis en la remediación de aguas contaminadas y la necesidad de optimizar condiciones para la biodegradación. (Texto tomado de la fuente)
Caracterización molecular mediante dos marcadores mitocondriales y detección de infección por Mycoplasma en loros y guacamayas recuperados del tráfico en tres zonas de Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-12) Marín Villa, Julián; Úsuga Monroy, Cristina; Marín Villa, Julián [0001709795]; López Herrera, Albeiro; Marín Villa, Julián [Q24nXQkAAAAJ]; Marín Villa, Julián [0009000649782949]; López Herrera, Albeiro [0000000314443470]; Úsuga Monroy, Cristina [0000000161012994]; Julián Marín Villa [Julian-Marin-Villa]; Biodiversidad y Génetica Molecular "Biogem"
El tráfico ilegal de fauna silvestre representa una amenaza para la biodiversidad en Colombia, donde los psitácidos son uno de los grupos más afectados. Esta situación genera retos para identificar y evaluar sanitariamente a los individuos que ingresan a los Centros de Atención y Valoración de Fauna Silvestre para su rehabilitación y liberación. La ausencia de información sobre la circulación de patógenos como Mycoplasma gallisepticum (MG) y Mycoplasma synoviae (MS) en psitácidos del país, junto con la falta de datos genéticos de referencia, limita la toma de decisiones informadas. La información genética de base no solo permite identificar individuos completos, sino también subproductos difíciles de reconocer morfológicamente. En este estudio se caracterizaron molecularmente a 88 individuos de los géneros Amazona y Ara mediante los genes mitocondriales COI y 16S rRNA, y se evaluó la presencia de MG y MS mediante ELISA y PCR en tiempo real. Se generaron 61 secuencias nuevas del gen COI y 77 del 16S rRNA, con un total de 35 haplotipos para COI (20 en Amazona, 15 en Ara) y 28 para 16S rRNA (19 en Amazona, 9 en Ara). El gen COI mostró alta capacidad de discriminación taxonómica, evidenciando haplotipos únicos para cada especie y agrupaciones claras en las inferencias filogenéticas y análisis de componentes principales. En Amazona, las especies del complejo de loros de cabeza amarilla presentaron baja diferenciación genética, mientras que, en Ara, Ara militaris y Ara ambiguus mostraron alta similitud genética. No obstante, especies como Amazona amazonica, Ara severus y Ara ararauna mostraron alta diversidad genética intraespecífica, lo que sugiere la utilidad del gen COI para estudios de estructuración poblacional. En cuanto al gen 16S rRNA, si bien presentó menor resolución en los análisis de componentes principales y redes haplotípicas, la inferencia filogenética permitió separar adecuadamente la mayoría de las especies, excepto aquellas del complejo de loros de cabeza amarilla. Por otro lado, en la detección de MG y MS se encontró una seropositividad del 10.2 % para MG y del 2.3 % para MS, sin positividad molecular. El gen mitocondrial COI demostró ser una herramienta eficaz para la identificación molecular en psitácidos, mientras que el gen 16S rRNA presentó limitaciones por su menor variabilidad. La detección de anticuerpos frente a MG y MS, sin evidencia de infección activa, pone en evidencia la importancia de incorporar evaluaciones sanitarias en los procesos de rehabilitación y liberación. La integración de datos genéticos y sanitarios orienta decisiones responsables de manejo y liberación, minimizando el riesgo de introducir patógenos o alterar la estructura genética de las poblaciones silvestres receptoras. (Texto tomado de la fuente)
Evaluación de la microbiota intestinal de Aedes aegypti del municipio de Florencia Caquetá y su capacidad de biodegradación de los insecticidas temefos y deltametrina
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-11-24) Viafara Campo, Jennifer Danitza; Cadavid Restrepo, Gloria Ester; Viafara Campo, Jennifer Danitza [0002212156]; Vivero Gómez, Rafael José; Moreno Herrera, Claudia Ximena; Viafara Campo, Jennifer Danitza [0009000372596595]; Cadavid Restrepo, Gloria Ester [0000000310266358]; Vivero Gómez, Rafael José [0000000167684097]; Moreno Herrea, Claudia Ximena [0000-0002-8132-5223]; Microbiodiversidad y Bioprospección
Aedes aegypti es el principal vector de diversos arbovirus, como el dengue, Zika, chikungunya y fiebre amarilla. Su alta capacidad de adaptación a entornos urbanos representa un riesgo considerable para la salud pública. La creciente disminución de susceptibilidad de esta especie a insecticidas organofosforados y piretroides, como el temefos y la deltametrina, ha generado preocupación respecto a la eficacia de los programas de control vectorial. Estudios recientes sugieren que las bacterias intestinales de los insectos vectores podrían desempeñar un papel clave en la respuesta a los insecticidas y en la biodegradación de estos compuestos. Este estudio evaluó la susceptibilidad de Ae. aegypti de Florencia, Caquetá, al temefos y la deltametrina, así como la diversidad de su microbiota intestinal en larvas y hembras adultas expuestas a estos insecticidas. Las larvas mostraron susceptibilidad al temefos, con una razón de resistencia (RR) de 1,84, mientras que las hembras adultas exhibieron tolerancia, manifestada como una pérdida de susceptibilidad frente a la concentración discriminante de 10 μg/mL de deltametrina. Se observó una mayor carga bacteriana en intestinos de hembras expuestas a deltametrina (3,42 × 10⁶ UFC/mL), en comparación con larvas expuestas al temefos (9,4 × 10⁵ UFC/mL) y con las hembras no expuestas (8 × 10⁴ UFC/mL). En total, se obtuvieron 68 aislados bacterianos, de los cuales 31 fueron identificados mediante secuenciación del gen ARN 16S y 11 mediante el gen gyrB. Se identificaron géneros bacterianos exclusivos asociados a cada tratamiento: Bacillus en hembras no expuestas (12,55 %), Serratia en larvas expuestas (35,29 %) y Cedecea en hembras expuestas (66,67 %). Adicionalmente, se evaluó la tolerancia y el potencial de biodegradación in vitro de temefos y deltametrina de 13 cepas bacterianas intestinales aisladas de esta población. La cinética de crecimiento mostró que todas las cepas crecieron en medio LB, pero solo tres cepas Enterobacter asburiae (P2D2C1), Chryseobacterium gleum (P31D2) y Cedecea neteri (P2HD2) mostraron el mejor crecimiento en medio mínimo M9 utilizando los insecticidas como única fuente de carbono. La biodegradación se analizó mediante HPLC-MS/MS y GC-MS, identificando metabolitos en distintos tiempos de incubación. En particular, C. gleum (P31D2) generó cinco metabolitos durante la biodegradación de temefos en 72 horas: 4,4′-tiodifenol, 4,4′-sulfinildifenol, 4,4′-sulfonildifenol, temefos dioxon y sulfóxido de temefos. De manera similar, C. neteri (P2HD2) generó cuatro metabolitos durante la biodegradación de la deltametrina en un periodo de 24 horas: 3-(2,2-dibromoetenil)-2,2-dimetilciclopropanoico, 3-fenoxifenilacetonitrilo, 3-fenoxibenzaldehído y éster metílico del ácido 4-fenoxibenzoico. A partir de los metabolitos identificados, se propusieron posibles rutas metabólicas para cada insecticida, sugiriendo que ambas cepas, C. gleum (P31D2) y C. neteri (P2HD2), tienen un alto potencial para biodegradar estos compuestos, lo cual podría ser prometedor y de gran interés biotecnológico en estrategias de biorremediación. Estos hallazgos proporcionan evidencia del papel funcional de la microbiota intestinal en la respuesta de los insectos a los insecticidas y abren nuevas perspectivas para el desarrollo de estrategias de control de vectores más sostenibles, orientadas a comprender las interacciones entre el insecto y su comunidad bacteriana. (Texto tomado de la fuente)
Estudio del microbioma asociado a insectos vectores triatominos en zonas de transmisión de la enfermedad de Chagas
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Varón Saavedra, Angie Natalia; Moreno Herrera, Claudia Ximena; Vivero Gomez Rafael Jose; Cadavid Restrepo, Gloria Ester; Moreno Herrera, Claudia Ximena [0000000281325223]; Cadavid Restrepo, Gloria Ester [0000000310266358]; Vivero Gómez, Rafael José [0000000167684097]; Microbiodiversidad y Bioprospección
La enfermedad de Chagas, causada por Trypanosoma cruzi, continúa siendo un importante problema de salud pública en América Latina; en esta región, la transmisión ocurre principalmente a través de insectos triatominos, que eliminan el parásito en sus heces. Según su capacidad para transmitir el parásito, estos insectos se clasifican en vectores primarios y secundarios En Tolima, Colombia, el vector secundario Rhodnius colombiensis ha adquirido una relevancia epidemiológica debido a su capacidad para colonizar ambientes domiciliarios y a sus altas tasas de infección por T. cruzi, lo que aumenta el riesgo de transmisión en áreas donde los vectores primarios, como R. prolixus, han sido controlados; comprender las interacciones ecoepidemiológicas de este vector, incluyendo sus fuentes de alimentación sanguínea, la microbiota intestinal, la presencia de endosimbiontes y la infección por T. cruzi, es clave para evaluar su capacidad vectorial y su posible uso en estrategias de control biológico. En este estudio se caracterizó el microbioma intestinal de R. colombiensis mediante enfoques dependientes e independientes del cultivo, incluyendo la secuenciación de próxima generación (NGS) del gen 16S rRNA y la detección de endosimbiontes bacterianos, las fuentes de alimentación sanguínea y la presencia de T. cruzi, para esto, se analizaron especímenes en diferentes etapas de desarrollo, provenientes ambientes selváticos e insectario de Coyaima-Tolima y, la identificación de los insectos se realizó mediante claves taxonómicas y análisis molecular del gen COI. Se analizaron 151 especímenes (85 silvestres y 66 de insectario), en el DNA intestinal donde se detectaron los endosimbiontes Cardinium (2,2%) y Microsporidia (4,4%), Didelphis marsupialis y Gallus gallus como fuentes de sangre, y ADN de T. cruzi estuvo presente en el 92% de las muestras evaluadas. El análisis por NGS reveló que los filos bacterianos más abundantes fueron Actinobacteria (54%), Firmicutes (24%) y Proteobacteria (19%), con Gordonia, Lactococcus y Enterobacter como géneros predominantes. Los métodos dependientes del cultivo permitieron aislar y caracterizar 22 cepas bacterianas, siendo Staphylococcus, Yokenella y Dietzia las más representativas. Estos hallazgos sobre la composición y diversidad bacteriana, reportados por primera vez en este estudio, junto con la información sobre sus hospederos silvestres y las tasas de infección por el parásito, destacan la importancia de investigar la microbiota en vectores secundarios como R. colombiensis, este conocimiento puede contribuir a mejorar la vigilancia y el desarrollo de estrategias de control dirigidas a triatominos no domésticos en Colombia. (Texto tomado de la fuente)
Caracterización del microbioma, los endosimbiontes, las fuentes de ingesta sanguínea y Leishmania sp. en flebotomíneos presentes en áreas de transmisión histórica para Leishmaniasis en Amazonas y Caquetá
(Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, 2025) Caviedes-Triana, Katerine; Moreno Herrera, Claudia Ximena; Vivero Gómez, Rafael José; Cadavid Restrepo, Gloria Estér; Katerine Caviedes Triana; Caviedes-Triana, Katerine {0009000558383782]; Moreno Herrera, Claudia Ximena [0000000281325223]; Microbiodiversidad y Bioprospección
La integración de enfoques taxonómicos y moleculares, junto con el análisis de fuentes sanguíneas y la diversidad bacteriana y patogénica asociada con los flebotomíneos, es relevante para diseñar estrategias que mitiguen la transmisión patógenos, principalmente en regiones poco exploradas como la Amazonía colombiana. Este estudio tuvo como objetivos identificar las especies de flebotomíneos en áreas de Amazonas y Caquetá mediante taxonomía integrativa; detectar las fuentes sanguíneas mediante los marcadores Cytb y 12S; y el ADN de Leishmania con el marcador HSP-70, y caracterizar el microbioma mediante secuenciación de próxima generación. Se recolectaron 1104 flebotomíneos, agrupados en 30 especies, 11 de relevancia epidemiológica. El enfoque integrativo confirmó 12 nuevos registros a nivel departamental, incluyendo Sciopemyia fluviatilis documentado por primera vez en Colombia. Homo sapiens y Sus scrofa representaron las principales fuentes sanguíneas, mientras que Leishmania predominó en Nyssomyia y Trichophoromyia. La comunidad central del microbioma estuvo representada por 18 géneros, siendo Novosphingobium, Cutibacterium, Methylobacterium y Staphylococcus los de mayor prevalencia. Se identificaron géneros como Delftia, Haemophillus y Serratia con potencial para inhibir el desarrollo de patógenos. Y se detectaron los endosimbiontes Arsenophonus, Spiroplasma, Wolbachia y Cardinium, junto con Bartonella y Rickettsia. Los resultados destacan la importancia de mantener actualizado el conocimiento de las especies de flebotomíneos en zonas endémicas, desde una perspectiva taxonómica, molecular y ecológica, motiva a futuros estudios que permitan comprender el posible impacto de los endosimbiontes sobre el comportamiento vectorial y a profundizar sobre su posible participación en la transmisión de otros patógenos de interés en salud pública. (Tomado de la fuente)
Efecto de la competencia entre especies de rizobacterias sobre los rasgos de promoción del crecimiento vegetal in vitro y el desarrollo del modelo vegetal Solanum lycopersicum bajo condiciones de vivero
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-09-05) Ceballos Ruiz, Estefania; Bedoya Pérez, Juan Carlos; Pérez Naranjo, Juan Carlos; Ceballos Ruiz, Estefania; Bedoya Pérez, Juan Carlos [0000-0003-3776-9190]; Fitosanidad y Control biológico
Los bioinoculantes a base de microorganismos benéficos representan una estrategia prometedora para mejorar la salud del suelo y la productividad de los cultivos. Sin embargo, su desempeño bajo condiciones de campo es inconsistente, lo que ha impulsado la investigación en muchas áreas del conocimiento con el fin de mejorar su efectividad. Una posible causa de esto puede estar relacionada con el ciclo de vida bacteriano en el suelo. El uso de inóculos microbianos implica constantes interacciones competitivas entre las comunidades presentes en el suelo y los agentes biológicos aplicados. La competencia microbiana con la microbiota residente del suelo, puede impedir que el microorganismo introducido sobreviva, se establezca y exprese los rasgos deseados lo que puede ejercer una presión selectiva e inducir la aparición de variantes fenotípicas con mayor capacidad para establecerse en un ambiente selectivo dado. Así, las interacciones microbianas podrían representar una alternativa para la obtención de fenotipos con mejores rasgos de promoción de crecimiento vegetal potenciando su aplicación como bioinoculantes en sistemas agrícolas. No obstante, para alcanzar esta instancia, es necesario comprender las interacciones microbianas y los principios ecológicos que las gobiernan. Este trabajo evaluó el efecto de la competencia entre rizobacterias sobre sus rasgos de promoción del crecimiento vegetal in vitro. Se aplicó un enfoque de evolución experimental basado en interacciones de competencia sucesivas en medio solido con la finalidad de inducir variaciones fenotípicas en tres aislados bacterianos previamente seleccionados por su capacidad biofertilizante. Se analizaron cambios en la morfología de las colonias bacterianas, rasgos de promoción de crecimiento vegetal in vitro (solubilización de fosfatos y producción de indoles totales), y el efecto de aislamientos seleccionados sobre el desarrollo de plántulas de Solanum lycopersicum bajo condiciones de vivero. La interacción microbiana generó cambios en la morfología colonial y variaciones significativas en los rasgos de promoción de crecimiento entre poblaciones seleccionadas de procesos de repique, competencia y los aislamientos parentales. Los resultados obtenidos sugieren que la competencia microbiana puede ser utilizada como una alternativa de selección de fenotipos mejorados para el desarrollo de bioinoculantes agrícolas más eficaces. (Tomado de la fuente)
Desarrollo de un prototipo de biofertilizante a partir de bacterias promotoras de crecimiento vegetal de cebolla de rama (Allium fistulosum L.)
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-06-12) Ballestas Álvarez, Karen Lorena; Perez Naranjo, Juan Carlos; Camelo Rusinque, Mauricio; https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001410532; Ballestas Álvarez, Karen Lorena [0000-0002-4580-4120]; Sistemas Simbioticos
Desarrollo de un prototipo de biofertilizante a partir de bacterias promotoras de crecimiento vegetal de cebolla de rama (Allium fistulosum L.) La agricultura enfrenta el desafío de aumentar la productividad para satisfacer la demanda creciente de alimentos, estimada en un 60% para el año 2030. Para lograr buenos rendimientos en los cultivos se acude al uso excesivo de fertilizantes químicos. Las bacterias promotoras de crecimiento, mediados por procesos naturales, representan una opción sostenible de manejo agrícola, comparado con el uso de fertilizantes químicos, que son efectivos para aumentar la productividad, pero plantean riesgos ambientales. En esta investigación se aislaron bacterias de hojas, raíces y tallos de plantas de cebolla de rama, que se evaluaron in vitro por su capacidad para solubilizar fosfatos, producir compuestos indólicos o presentar actividad de la enzima ACC desaminasa (desaminasa del ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico). Luego en casa de malla se determinó su efecto en la promoción de germinación de semillas y en el crecimiento de plantas de cebolla. Tres aislamientos bacterianos promisorios, se seleccionaron para elaborar formulaciones líquida, liofilizada o microencapsulada en alginato de sodio 4% y fueron al almacenarlas temporalmente en diferentes temperaturas (4 °C, T° ambiente (21° C±2) y 50 °C) durante 60 días para evaluar su viabilidad celular (UFC mL-1). Diecisiete aislados bacterianos mostraron actividad solubilizadora de fosfatos y de estos nueve produjeron compuestos indólicos y dos actividad ACC desaminasa. Catorce de quince bacterias evaluados en condiciones de casa malla mostraron efecto positivo en al menos un parámetro de crecimiento de las plantas. El alginato de sodio 4% y la temperatura a 4 °C permitieron que la viabilidad celular de las bacterias fuera mayor en comparación con los demás formulados. Este estudio subraya la importancia de continuar investigando el potencial para desarrollar bioinsumos agrícolas a partir de la biodiversidad microbiana local, que optimicen el rendimiento de los cultivos y promuevan prácticas agrícolas más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente. (Tomado de la fuente)
Descripción del panorama mutacional de 50 genes en algunos tipos de cáncer presentes en población antioqueña a través de Secuenciación de Próxima Generación
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Moreno López, Isabel; Hernández Ortiz, Juan Pablo; Isabel Moreno López; Moreno López, Isabel [0000-0003-2258-4724]; Hernández Ortiz. Juan Pablo [0000-0003-0404-9947]; https://www.researchgate.net/profile/Isabel-Moreno-Lopez-2?ev=hdr_xprf; Crs-Tid Center for Research and Surveillance of Tropical and Infectious Diseases
El análisis mutacional de tumores se ha convertido en una herramienta fundamental para el diagnóstico, tratamiento y seguimiento del cáncer. Las tecnologías de Secuenciación de Próxima Generación (NGS) han permitido obtener información detallada sobre las mutaciones y variantes presentes en los tumores, impulsando el desarrollo de la medicina de precisión. Sin embargo, en países con limitaciones de recursos, como Colombia, la adopción de estas tecnologías ha sido limitada, lo que ha generado una falta de información sobre la variabilidad genética del cáncer en su población. Este estudio tiene como objetivo describir el panorama mutacional de once muestras de tumor de pacientes con diferentes tipos de cáncer (gástrico, recto, pleura, colon y periampular) en el departamento de Antioquia, Colombia. Para desarrollar esta investigación se utilizó un panel comercial de secuenciación dirigida que está diseñado para identificar variantes en puntos de alta mutación de 50 genes asociados al cáncer, los cuales presentan relevancia clínica. Los datos obtenidos se analizaron con el fin de describir el perfil mutacional de cada tumor. De esta forma, se identificaron y detallaron variantes genéticas de interés en las muestras tumorales analizadas. La información obtenida permitió describir el perfil mutacional de cada tumor, proporcionando información de alta relevancia sobre la variabilidad genética del cáncer en once pacientes del departamento de Antioquia. Dichos resultados contribuyeron al desarrollo de estrategias de diagnóstico, tratamiento y seguimiento más precisas para el cáncer en la región, lo cual se distingue como un aporte al desarrollo de la medicina personalizada en Colombia. (Tomado de la fuente)
Predicción funcional de péptidos antimicrobianos en metagenomas de suelo y mantillo de bosques de la Amazonia Noroccidental
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-08-20) Toro-Ardila, Diego A.; Orduz Peralta, Sergio; Ortiz Morea, Fausto Andrés; Toro-Ardila, Diego A. [0009000759708598]; Ordúz Peralta, Sergio [0000-000175873816]; Ortiz-Morea, Fausto Andrés [0000000309781256]; Biología Funcional
La resistencia a los antimicrobianos es un fenómeno natural que surge de la competencia entre microorganismos por espacio y nutrientes. Sin embargo, esta dinámica se ha intensificado desde el siglo XX debido al uso excesivo de antibióticos, lo que ha generado una fuerte presión selectiva que ha acelerado la aparición de microorganismos resistentes, convirtiéndose en un grave problema de salud pública. Ante esta situación, los péptidos antimicrobianos (AMPs) surgen como alternativas prometedoras a los antibióticos, debido a su destacada actividad de amplio espectro contra una variedad de patógenos. En este contexto, nuestro estudio emplea un enfoque bioinformático combinado con algoritmos de machine learning para identificar AMPs promisorios en metagenomas de suelo y mantillo de bosque de la Amazonia colombiana, una fuente rica e inexplorada de moléculas con potencial biotecnológico. A través del análisis de metaproteomas, identificamos 1.329.511 péptidos que cumplían con los criterios fisicoquímicos preestablecidos para ser considerados potenciales AMPs. Seleccionamos los 10 mejores péptidos y se modificaron buscando aumentar su potencial antimicrobiano. La evaluación in silico de las propiedades fisicoquímicas, estructurales y biológicas de los péptidos seleccionados y sus versiones modificadas, reveló que la mayoría presentan una baja toxicidad, alta probabilidad de unión a membranas microbianas y un alto potencial de actividad contra bacterias, hongos, virus, además de potenciales propiedades anticancerígenas. Los resultados obtenidos validan la eficacia del enfoque computacional y el diseño racional aplicados en la identificación de AMPs, abriendo nuevas perspectivas para el desarrollo de terapias antimicrobianas innovadoras. (Texto tomado de la fuente)
Efecto de scaffold de fibrina y suplementos séricos, sobre la proliferación de células madre mesenquimales y su diferenciación a osteoblastos in vitro
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Cataño Torres, Isabel Cristina; Vásquez Araque, Neil Aldrin; Alfonso García, Sandra Liliana; mailto:https://orcid.org/0009-0004-0857-4698; Biotecnología Animal y Crecimiento y Desarrollo Craneofacial
Resumen Objetivo Evaluar el cultivo en el scaffold de fibrina (S-FBR) y con los suplementos séricos de plasma rico en factores de crecimiento (PRGF) y suero fetal bovino (SFB), sobre la proliferación de células madre mesenquimales de cordón umbilical humano (hUCMSC) y su potencial de diferenciación a osteoblastos. Materiales y métodos: para evaluar el efecto del S-FBR sobre la cinética de proliferación de una línea celular de hUCMSC, con el sangrado periférico de 3 voluntarios masculinos sanos entre 20 -30 años, obteniendo el S-FBR con un protocolo de centrifugado determinado (primera centrifugación a 450 xg por 5 minutos, se sustrajo el plasma inmediatamente por encima de la capa del buffy coat y debajo del plasma pobre en plaquetas; con este plasma se realiza un segundo centrifugado a 1400 xg por 5 minutos, al plasma resultante se le adicionó cloruro de calcio (CaCl₂) a 50 mM según volumen del pozo) y adicionando el suplemento de PRGF 10% (obtenido con la muestra sanguínea de los donantes, centrifugando inicialmente a 580xg por 10 min, se sustrajo el plasma de los 3 voluntarios y se hizo un pool de PRP, que se centrifugó nuevamente a 1400 xg, 10 min. se le agregó gluconato de calcio (0,5 ml/10ml de PRP) según volumen del pozo y luego se le realizaron 4 ciclos de congelamiento y descongelamiento de 37°C a -20 °C para generar lisis plaquetaria, agregando al medio (DMEM) una concentración de PRGF 10%) y suplemento de FBS 10%. Se generaron 5 grupos de estudio 1. S-FBR+ PRGF. 2. S-FBR + FBS. 3. S-FBR. 4. PRGF 10% y 5. FBS 10%. En cada uno de ellos se sembró por pozo 10.000 hUCMSC caracterizadas. Se evaluó inicialmente, por grupo experimental la proliferación, nivel de duplicación y tiempo de generación, a las 24h y 48h con MTT (absorbancia de 570nm). Luego en los 5 grupos de estudio, se observó la diferenciación de las hUCMSC a osteoblastos por 21 días, identificando los centros de calcificación temprana con tinción de alizarina roja, Von Kossa, SEM (scanning electron microscope) y su composición por EDS (energy-dispersive X-ray spectroscopy). Resultados: El porcentaje de proliferación de la hUCMSC de mayor a menor valor en los grupos de estudio a las 24 h. fue: S-FBR (363,6 % ± 48,19), S-FBR + FBS (261,64% ± 83,10), PRFG (190,5 % ± 14,5), S-FBR + PRGF (177,93% ± 46,93) y FBS (92,82% ± 14,46); no se presentó diferencia estadística significativa entre los grupos S-FBR + PRGF vs. PRGF, entre los demás sí la hubo (P < 0,05). El porcentaje de proliferación a las 48 h. fue: S-FBR (494,46 % ± 88,38), S-FBR + FBS (349,27% ± 112,34), PRGF (261,97% ± 24,28), FBS (178,61% ± 37,04) y S-FBR + PRGF (137,07% ± 82,03), no se presentó diferencia estadística significativa entre los grupos S-FBR + PRGF vs. FBS y S-FBR + FBS vs. PRGF, entre los demás si la hubo. El grupo S-FBR tuvo el mejor nivel de duplicación, a las 24h (2,21 ± 0,15), con diferencia estadística significativa vs. los demás grupos de estudio, y a las 48 h. (2,48 ± 0,41), no presentó diferencia significativa con el grupo S-FBR + FBS (P > 0,05). En cuanto al tiempo de generación, el grupo S-FBR tuvo los menores tiempos de generación, a las 24h.:10,91 ± 0,80 con diferencia estadística significativa comparado con los demás grupos, y a las 48 h. 20,10 ± 5,15, tiempo en el que no se dio diferencia significativa con el grupo S-FBR + FBS, con los demás grupos experimentales si hubo (P >0,05). Se confirmaron centros de osificación por tinción de alizarina roja y Von Kossa además por SEM y EDS en los grupos S-FBR, S-FBR + FBS y S-FBS + PRGF. Conclusiones: el S-FBR tiene un mejor efecto sobre la proliferación de células madre mesenquimales y sostiene su estímulo hasta los 21 días durante el periodo de diferenciación a osteoblastos. El S-FBR + PRGF y S-FBR + FBS también lograron un buen estímulo sobre la cinética celular. (texto tomado de la fuente)
Estudio del potencial prebiótico del epicarpio de mangostino (Garcinia mangostana)
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Sánchez Vega, Paula Daniela; Montoya Campuzano, Olga Inés; Ruiz Villadiego, Orlando Simón; Probióticos y Bioprospección
En la actualidad se investigan métodos alternativos como medios de cultivo para el crecimiento de probióticos, económicamente viables, que provengan de subproductos con características prebióticas. Específicamente, el mangostino: fruta exótica colombiana, contiene una voluminosa epidermis que alcanza hasta el 70% del peso total del fruto; cuando se descarta, genera enormes cantidades de residuos que afectan el medio ambiente, sin que a la fecha, se hayan desplegado estrategias biotecnológicas para su valorización. Sin embargo, diversas investigaciones evidencian el potencial del mangostino en la modulación de la microbiota intestinal, razón por la cual, este estudio evaluó una estrategia de aprovechamiento de la cáscara, como sustrato para el crecimiento de tres cepas comerciales de bacterias ácido lácticas (BAL) con propiedades probióticas: Lactiplantibacillus plantarum Lp-115400 B; Lacticaseibacillus paracasei LPC-37400 B; Bifidobacterium animalis ssp lactis. Los resultados revelaron crecimiento de L. plantarum e inhibición de Escherichia coli ATCC 8739 en el medio de cultivo elaborado con cáscara y, crecimiento de B. lactis en el medio preparado con hemicelulosa. Estos efectos se atribuyen a los carbohidratos y compuestos fenólicos presentes en la cáscara, que estimularon el crecimiento de las BAL probióticas, pero no el de E. coli. Adicionalmente, la actividad prebiótica fue positiva para todos los medios de cultivo, siendo mayor en el medio elaborado con cáscara inoculado con L. plantarum (80.06 ± 0.78); y acorde al modelo de optimización, la concentración de cáscara que favoreció el crecimiento de L. plantarum, fue de 6.41 g/L. Estos hallazgos confirman el potencial prebiótico del epicarpio de mangostino. (Tomado de la fuente)
Producción de isómeros de sacarosa a partir de la enzima sacarosa isomerasa recombinante de Burkholderia ubonensis en Pichia pastoris
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-04-02) Bravo Reyes, Carlos Alberto; Zapata Zapata, Arley David; Biotecnología Industrial
La investigación en el campo de la salud ha permitido evidenciar que la sacarosa presente en los alimentos genera diversas patologías como: obesidad, diabetes, enfermedades cardiovasculares entre otras, lo cual promueve la realización de estudios que permitan mitigar estas patologías y obtener nuevas alternativas a la sacarosa. En respuesta a esto se ha encontrado una amplia gama de edulcorantes, tanto artificiales como naturales que brindan perfiles de sabor y propiedades nutricionales variadas, es el caso de los isómeros de sacarosa como la isomaltulosa y trehalulosa que con una estructura molecular similar a la sacarosa, presentan un poder edulcorante respecto a la sacarosa del 50.0% y 60.0 % respectivamente, son de absorción lenta en el cuerpo además no cancerígeno y permiten el cuidado dental, presentando efectos positivos en la salud. Para avanzar en estos estudios se establece la cooperación entre la Universidad Nacional de Quilmes (UNQui) y Universidad Nacional de Colombia (UNAL), que tiene como propósito la producción de isómeros de sacarosa por vía biotecnológica, usando el clon de Burkholderia ubonensis que codifica para la expresión de enzimas sacarosa isomerasa (SIasa), en un microorganismo plataforma como Pichia pastoris, evaluando diferentes condiciones de operación para la producción de SIasa a escala matraz y biorreactor de tanque agitado de 3 L y luego mediante procesos de isomerización obtener los isómeros de sacarosa. Los resultados destacan la influencia significativa de los factores como el inductor metanol al 1 %v/v, con adición de 3 pulsos de este, velocidad de 600 rpm en biorreactor para la expresión de la SIasa con actividades de 95.0 U/mL, los extractos purificados lograron un máximo de 659.0 U/mL, además, de un rendimiento de 43.0 % para la isomaltulosa y de 14.5 % para la trehalulosa en reacciones de isomerización. (Tomado de la fuente)
Valorización de cascarilla de arroz a través de una estrategia de biorrefinería y determinación del impacto ambiental mediante el análisis de ciclo de vida del proceso
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Eraso Calvachi, Lina Maria; Zapata Zapata, Arley David; Biotecnología Industrial
Debido a la amplia disponibilidad de la cascarilla de arroz, su bajo costo como subproducto del procesamiento del arroz, la inadecuada disposición actual y su subutilización, surge la necesidad de su valorización. Por ello, en el presente estudio se propone la aplicación de una estrategia de biorrefinería para transformar la cascarilla de arroz en metabolitos de valor agregado como el xilitol y la glucosa, además, de la realización de un análisis ciclo de vida (ACV) para determinar el impacto ambiental del proceso de biorrefinación propuesto. Para ello, se evaluó el efecto del tamaño de partícula y tiempo de hidrólisis ácida para la producción de xilosa, posteriormente se llevó a cabo la adaptación de la levadura Candida tropicalis y se estudió la concentración de xilosa y de inóculo para la producción de xilitol mediante fermentación. Posteriormente, se determinó el efecto de la carga de enzima FoodPro® CBL y el sustrato en la hidrólisis enzimática para la producción de glucosa. Entre las posibles aplicaciones de la glucosa, se exploró su uso en la producción de etanol y finalmente se realizó un ACV. Los resultados indicaron que las partículas de mayor tamaño generaron la mayor producción de xilosa, siendo la cascarilla de arroz sin moler durante 60 min el tratamiento óptimo, con una concentración de xilosa de 12,846 g/L. Para la producción de xilitol se determinó que la concentración de xilosa es el factor determinante sobre la producción de xilitol, por medio del modelo matemático desarrollado se establecieron condiciones óptimas de 4,41 g/L de inóculo y 68,28 g/L de xilosa, logrando una concentración de xilitol de 36,74 g/L. En cuanto a la producción de glucosa, ambos factores influyeron significativamente, con condiciones óptimas de relación sólido-líquido de 24,57% y dosis de enzima de 22,43 FPU/g, logrando una concentración de glucosa de 10,31 g/L. A partir de la glucosa obtenida, se produjo 4,43 g/L de etanol, destacando su potencial para la generación de biocombustibles. Mediante el ACV, se identificó que el principal punto crítico del proceso es el uso de electricidad, proponiéndose mejoras en su uso y en el proceso en general. Este proyecto demuestra que la cascarilla de arroz puede ser valorizada mediante una estrategia de biorrefinería, obteniendo productos de valor agregado y destacando su potencial como fuente de producción de metabolitos en la industria biotecnológica. Así mismo, proporciona una base para la adopción de tecnologías de biorrefinería en la gestión de residuos agrícolas y reitera la importancia del ACV en la evaluación de nuevos procesos industriales. (Texto tomado de la fuente)
Estudio de genómica comparativa para la identificación de biomarcadores con actividad probiótica en el género bacteriano Lactobacillus spp
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-01-21) Pazos López, Juliana; Isaza Agudelo, Juan Pablo; Montoya Campuzano, Olga Ines; Pazos, Juliana [0000000332991825]; Probióticos, prospección funcional y metabolitos (Universidad Nacional de Colombia); Biología de sistemas (Universidad Pontificia Bolivariana)
La genómica comparativa permite identificar elementos genéticos comunes y específicos de cepas de microorganismos. En el caso del género Lactobacillus spp, posibilita la identificación de rasgos asociados a actividad probiótica, a través de marcadores que brinden información de seguridad para el hospedero, respuesta al estrés, capacidad de adhesión y actividad antimicrobiana e inmunomodulatoria. Con el objetivo de identificar biomarcadores de actividad probiótica, se descargaron genomas completos de Lactobacillus spp de la base de datos Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI, por sus siglas en inglés). Se realizó una predicción génica y anotación funcional para posteriormente agrupar proteínas ortólogas. Teniendo en cuenta el core-genoma, se seleccionaron 20 biomarcadores y se diseñaron sus respectivos primers. Para las amplificaciones de los biomarcadores, se extrajo ADN de cepas probióticas y patógenas, se realizaron PCRs individuales para cada gen y los amplicones obtenidos se confirmaron por medio de electroforesis y secuenciación. Como resultado, se descargaron 180 genomas de Lactobacillus spp pertenecientes a 29 especies diferentes, encontrando 34 cepas descritas como probióticas basados en la revisión bibliográfica. El promedio de CDS fue 2001, donde el 37,3% codifican para proteínas hipotéticas. En la anotación funcional, se obtuvo en promedio 913 COGs y 618 códigos de EC por genoma. Entre las cepas probióticas se obtuvo un pan-genoma y un core-genoma conformado por 4823 y 671 clústers de proteínas, respectivamente. Se lograron amplificar 8 biomarcadores asociados a metabolismo de carbohidratos, resistencia al estrés, interacción con células hospedero, metabolismo de aminoácidos. (Texto tomado de la fuente)
Desarrollo de un producto alimenticio probiótico y antioxidante a partir de la inmovilización de Lactobacillus rhamnosus sobre cáscara de café
(Universidad Nacional de Colombia, 2021-11-11) Rosales Delgado, Stephania; Rojano, Benjamín Alberto; Alzate Arbeláez, Andrés Felipe; Stephania Rosales Delgado; Rosales Delgado, Stephania [0000-0002-9229-8427]; Química de Los Productos Naturales y Los Alimentos
En el cuerpo humano habitan alrededor de cien billones de bacterias, las cuales en conjunto dan forma a un auténtico ecosistema, el cual ejerce importantes y diversas funciones. Las alteraciones de esta comunidad microbiana y la respuesta adversa del hospedero a estos cambios se le ha denominado disbiosis, la cual se ha asociado con afecciones como asma, enfermedades inflamatorias crónicas, obesidad entre otras. Debido a la importancia del mantenimiento de la microbiota intestinal la industria alimentaria ha puesto en el mercado alimentos con probióticos (microorganismos vivos que, cuando son administrados en cantidades adecuadas, confieren beneficios para la salud del huésped), Una de las principales limitaciones en este tipo de alimentos es la susceptibilidad de las cepas probióticas a las condiciones intestinales humanas. Una estrategia para contrarrestar esta limitación es la formación de biopelículas que sirven de nicho para los microorganismo y proveen protección para las células frente a los cambios fisiológicos y en procesos industriales incrementan la productividad y eficiencia. Este proyecto tuvo como objetivo desarrollar un alimento nutracéutico con propiedades antioxidantes y probióticas mediante la inmovilización de la cepa probiótica Lactobacillus rhamnosus sobre cáscara de café liofilizada y pulverizada. El aporte nutraceútico antioxidante fue aportado por el material de inmovilización, la cáscara de café, siendo esta un subproducto del beneficio del café del cual se tienen antecedentes como fuente de compuestos bioactivos, utilizarlo como matriz de inmovilización representa una propuesta novedosa y ambientalmente sustentable. (Tomado de la fuente)
Propiedades biológicas y actividad antioxidante del corozo (Bactris guineensis) del Caribe Colombiano
(Universidad Nacional de Colombia, 2020) Jaimes Gualdrón, Tania Rocío; Rojano, Benjamín Alberto; Rugeles López, María Teresa; Jaimes, Tania [0000-0003-3146-1718]; Alimentos y Nutraceuticos
Las especies reactivas del oxígeno (EROs) pueden causar daño oxidativo a biomoléculas importantes en la célula, por lo que surge la necesidad de consumir antioxidantes exógenos en la dieta de fuentes vegetales, como por ejemplo las antocianinas, las cuales son compuestos con múltiples propiedades biológicas. Así, el propósito de esta investigación fue preparar un extracto de corozo (Bactris guineensis), fruta del Caribe Colombiano, determinar su contenido de metabolitos de interés, entre ellos las antocianinas, y evaluar su actividad antioxidante y antimicrobiana frente a bacterias y virus en modelos in vitro, así como su efecto en la viabilidad de células cancerosas. Para esto se utilizó extracción química para obtener el extracto, métodos colorimétricos y fluorimétricos para determinar el contenido de metabolitos y la actividad antioxidante, y ensayos en cultivos celulares para determinar las propiedades biológicas. El extracto mostró un alto contenido de metabolitos, en especial antocianinas, buena actividad antioxidante, gran inhibición del crecimiento bacteriano (Klebsiella sp. y Staphylococcus sp.) y de infección viral (FLUAV y VIH-1), y finalmente disminuyó la viabilidad de células de cáncer de próstata murino y humano. De esta manera, se logró obtener un extracto promisorio con excelentes propiedades biológicas. (Tomado de la fuente)
Evaluación de inóculos microbianos en el proceso de fermentación de cacaos especiales para la mitigación del contenido de cadmio en grano
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-10-29) Hurtado Dávila, Johanna; Bedoya Pérez, Juan Carlos; Ramírez Pisco, Ramiro; https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001546264; Hurtado Dávila, Johanna [0009-0003-3620-0004]; Unidad de Fitosanidad y Control Biológico
El cacao colombiano es reconocido por los mercados internacionales como fino y de aroma, característica que ha incrementado su valor comercial. Por tal razón, el cultivo de cacao se ha convertido en una opción cada vez más atractiva para los agricultores y de mayor importancia económica para el país. Sin embargo, en algunas zonas cacaoteras de Colombia se superan los límites de cadmio establecidos en el reglamento de la Unión Europea impactando de manera negativa las exportaciones. Aunque existen diferentes metodologías para la extracción de metales pesados, la mayoría no son compatibles con el sistema de producción de cacao o son altamente costosas. En respuesta a esta problemática, en esta investigación se evaluó la capacidad de inóculos microbianos para disminuir el contenido de cadmio en los granos de cacao durante el proceso de fermentación. Para tal fin, se aislaron microorganismos del proceso fermentativo y se seleccionaron dos cepas de bacterias y una de levadura con capacidad para disminuir el contenido de cadmio en medio acuoso (10 mg Cd+2/L) a diferentes valores de pH inicial (3,5; 4,5 y 5,5). Las cepas seleccionadas fueron evaluadas de manera individual y en combinación durante el proceso de fermentación de cacao bajo condiciones de campo. Además, se definieron condiciones apropiadas para el crecimiento de uno de los microorganismos seleccionados. Estas condiciones incluyeron el diseño de un medio de cultivo de bajo costo y la definición de parámetros de operación adecuados (pH y temperatura) para la producción de biomasa a través de diseños factoriales fraccionados. La cepa Bacillus subtilis M21HB (46,23 mg Cd+2/gBS), tanto de manera individual como en cultivo mixto con Bacillus megaterium M17HB (50,18 mg Cd+2/gBS) a pH 4,5, demostró la máxima capacidad para secuestrar cadmio. Además, se observó que a este pH se favorece la captura del metal tanto para las cepas individuales como para aquellas en cultivo mixto. Sin embargo, los microrganismos seleccionados en las pruebas a nivel in vitro, al ser inoculados en el grano durante el proceso de fermentación bajo condiciones de campo, no disminuyeron la concentración de cadmio en el grano. Aunque los microorganismos obtenidos e identificados en este trabajo demostraron ser potencialmente útiles para la biorremediación de metales pesados, es necesario realizar estudios posteriores que permitan definir condiciones adecuadas para su implementación durante el proceso de fermentación de cacao. (Tomado de la fuente)
Evaluación de la degradación de los insecticidas lambda-cialotrina y metomil por bacterias intestinales provenientes de Spodoptera frugiperda como potenciales biodegradadoras de compuestos xenobióticos
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Pineda Galindo, Lina María; Cadavid Restrepo, Gloria Ester; Saldamando Benjumea, Clara Ines; Microbiodiversidad y Bioprospección
La búsqueda de microorganismos capaces de degradar insecticidas es necesaria en procesos de biorremediación. Para ello, los insectos plaga son un nicho alternativo al compartir una historia evolutiva de asociación con la microbiota intestinal, la cual cumple funciones vitales para el hospedero como la nutrición, defensa, desarrollo, y participa en la degradación de moléculas orgánicas naturales y sintéticas, incluyendo los insecticidas. En Colombia, las principales estrategias de control de insectos plaga incluyen el uso de insecticidas de síntesis química, sin embargo, su aplicación conlleva a la resistencia del insecto, tanto como a generar afectaciones en la salud del ser humano y a nivel ambiental. En este estudio se evaluó la capacidad de degradación de los insecticidas lambdacialotrina y metomil por cepas bacterianas provenientes del intestino de diferentes estadíos de desarrollo, del gusano cogollero, Spodoptera frugiperda de los biotipos maíz y arroz, desafiados naturalmente en campo a altas concentraciones de insecticidas, entre ellos la lambda-cialotrina y el metomil. De un total de 31 cepas bacterianas evaluadas, 11 de ellas toleraron alguno de los dos o los dos insecticidas evaluados. De éstas, dos cepas de Enterobacter tabaci del biotipo arroz (RLL1C7 y RLL2C5) crecieron en medio MM9 a 40 μg/mL con lambdacialotrina, Enterococcus casseliflavus (CYL2C2) obtenida del biotipo maíz) y Staphylococcus capitis (RE1C4 obtenida del biotipo arroz) crecieron en medio MM9 a 40 μg/mL con metomil. Enterococcus mundtii (CYL2C1 obtenida del biotipo maíz) creció en MM9 a 80 μg/mL de lambda-cialotrina y Enterococcus mundtii (RMA1C2 obtenida del biotipo arroz) en MM9 a 80 μg/mL con metomil. Por otro lado, Staphylococcus warneri (CE1C5 del biotipo maíz) y Enterococcus mundtii (RP1C1 del biotipo arroz) fueron capaces de crecer en medio mínimo MM9 a 160 μg/mL de lambda-cialotrina y Cellulomonas pakistanensis (CE2C6 obtenida del biotipo maíz) a 160 μg/mL de metomil. Por último, Leclercia adecarboxylata (CE1C3 obtenida del biotipo maíz) y Staphylococcus pasteuri (RLL1C6 obtenida del biotipo arroz) crecieron tanto en lambda-cialotrina como en metomil a 40 μg/mL en medio MM9. Todas estas cepas utilizaron los insecticidas mencionados como única fuente de carbono, implicando su capacidad de sobrevivir en presencia de los mismos. Por otro lado, análisis cromatográficos demuestran que a partir de la biodegradación mediada por Enterococcus mundtii (RP1C1, biotipo arroz) con lambda-cialotrina a 80 μg/mL en MM9 se lograron identificar metabolitos como fenol, ácido fenil acético, 3-fenoxibenzaldehído, éster metílico del ácido fenilacético, éster metílico del ácido 3-fenoxibenzoico, ácido 3-fenoxibenzoico, 3- fenoxibencenoacetonitrilo y α-hidroxi-3-fenoxibencenoacetonitrilo como producto de la degradación de este insecticida. Basado en la estructura de los metabolitos identificados, se propone una ruta metabólica de biodegradación para lambdacialotrina por E. mundtii. Con relación a la degradación del metomil, el análisis cromatográfico no fue concluyente pues se obtuvo degradación asociada tanto a la cepa evaluada como a los controles usados, por lo que se debe afinar el ensayo realizado. Este trabajo es un primer acercamiento a la comprensión del rol de las bacterias intestinales encontrada en plagas de importancia económica y su respuesta de resistencia a insecticidas, ya que a pesar de que la resistencia de S. frugiperda tiene una base genética, la microbiota puede contribuir en la respuesta del insecto. Es por esto que esta investigación demuestra que especies como E. mundtii presentan capacidad de tolerar y degradar el insecticida lambda-cialotrina in vitro y se convierte en una bacteria promisoria para evaluar su potencial biodegradador. (Tomado de la fuente)

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