Doctorado en Biotecnología

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Estudio de asociación de genoma completo en aislamientos clínicos de Mycobacterium tuberculosis pan-susceptibles, multi-fármacorresistentes (MDR) y extremadamente resistente (XDR)
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Mosquera Rendón, Jeanneth; Hurtado Páez, Uriel Alonso; Moreno Herrera, Claudia Ximena
El aumento en los casos de tuberculosis farmacorresistente (TB-DR) en los últimos años, junto con la aparición de aislamientos de Mycobacterium tuberculosis resistentes a nuevos medicamentos como la bedaquilina, y a reutilizados, como la clofazimina, D-cicloserina y linezolid, que representan las últimas alternativas terapéuticas para la TB-DR, resalta la necesidad de comprender los mecanismos que estas bacterias desarrollan para evadir su acción. Este estudio tiene como objetivo principal la implementación de enfoques de estudio de asociación de todo el genoma (GWAS) para identificar variantes genéticas asociadas a diferentes concentraciones inhibitorias mínimas (CIM) a estos medicamentos. Para ello, analizamos 2,056 cepas de M. tuberculosis de diversos países, incluidos 59 de Colombia, integrando datos de secuenciación del genoma completo (WGS) y datos fenotípicos cuantitativos (valores CIM). Los análisis GWAS basados en SNP-INDELS identificaron mutaciones en los genes rplC (Cys154Arg) y Rv0678 (Glu49fs) asociadas con la resistencia a linezolid, bedaquilina y clofazimina. Adicionalmente, los análisis GWAS basados en k-mers revelaron unitigs en los genes aspC, murE, qor, y mmpL5 potencialmente asociadas a diferentes CIM de medicamentos antituberculosos como D-cicloserina y clofazimina. Estos hallazgos demuestran el potencial de los análisis genotipo-fenotipo, combinado con la cuantificación del fenotipo de resistencia a través de las CIM, para detectar variantes genéticas significativas y profundizar nuestra comprensión de los mecanismos de resistencia a los agentes antituberculosos. (Tomado de la fuente)
Evaluación de extractos bacterianos bioactivos contra patógenos de importancia agrícola en palma de aceite
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-04) Pedroza Padilla, Carmen Julia; Orduz Peralta, Sergio; Pedroza Padilla, Carmen Julia [0000-0003-2233-0898]; Biología Funcional
En Colombia la palma de aceite es un cultivo de mayor importancia agrícola, pero tiene limitaciones por los problemas fitosanitarios que provoca la pudrición de cogollo, enfermedad causada por Phytophthora palmivora Butl. que puede devastar grandes plantaciones, y que se agrava por el crecimiento de patógenos oportunistas como Colletotrichum sp., Fusarium sp., Rhizoctonia sp. y bacterias pectolíticas. En este trabajo se propone la evaluación de extractos bacterianos que puedan inhibir el crecimiento de fitopatógenos asociados a Elaeis sp. Para ello se evaluó la actividad antagónica de aislados del suelo contra P. palmivora, hongos y bacterias; a partir de aislados seleccionados se obtuvieron extractos de los cuales se purificaron antimicrobianos. Este es el primer reporte sobre la producción y la actividad antimicrobiana de la iturina y bacilomicina producida por Bacillus nakamurai CBAS-959 contra C. gloeosporioides, C. acutatum, F. oxysporum, F. graminearum y R. solani; además la producción de surfactinas, bacileno y el sideróforo bacilibactina; así mismo se comprobó el efecto antibacteriano directo de la bacilibactina contra R. solanacearum y P. carotovorum que hasta ahora no se conocía. Por otro lado, Streptomyces sp. Caat 5-35 mostró efecto antagonista contra P. palmivora y otros hongos; también es el primer reporte de la actividad antimicrobiana de albofungina, albonoursina, 2-cloroadenosina y 5´-sulfamoil-2-cloroadenosina contra P. palmivora, C. gloeosporioides y P. carotovorum. Los hallazgos in vitro de esta investigación sugieren, que los aislados bacterianos seleccionados podrían ser una alternativa potencial para el control biológico de enfermedades causadas por los microorganismos fitopatógenos evaluados en este estudio. (Tomado de la fuente)
Evaluación de compuestos nutracéuticos en cerdos posdestete sobre la dinámica de desarrollo microbiano como biomarcador asociado a la expresión de mRNA de proteínas de salud intestinal
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Ángel Isaza, Jaime Andres; Parra Suescún, Jaime; López Herrera, Albeiro; https://scholar.google.es/citations?user=oN_sET4AAAAJ&hl=es; Ángel Isaza, Jaime Andres [0000-0003-1612-6938]; Biodiversidad y Génetica Molecular "Biogem"
En el ciclo de producción del cerdo, la fase posdestete es de gran importancia, debido a que confluyen factores estresantes que generan desbalance de la microbiota intestinal, alterando la salud de los lechones y causando diarreas. Los productores han recurrido al uso de antibióticos en el alimento, sin embargo, esta práctica ya se ha prohibido en diversos países por la posible inducción de resistencia microbiana. El objetivo del presente estudio fue evaluar la suplementación de aditivos alimenticios sobre la composición microbiana como biomarcador asociado a la expresión de proteínas de salud intestinal en cerdos durante el posdestete. Se utilizaron 240 lechones, distribuidos en seis dietas: (D1) alimento base, (D2) D1 + 350 ppm de bacitracina de zinc, (D3) D1 + 550 ppm de maltodextrina, (D4) D1 + 300 ppm de fructooligosacáridos, (D5) D1 + 69 ppm de aceite esencial de Lippia origanoides, y (D6) D1 + 750 ppm de humatos de sodio. Se evaluaron parámetros clínicos y productivos, así como muestras intestinales para el análisis del desarrollo morfológico, la expresión de proteínas de barrera y enzimáticas, y la composición microbiana ileal y fecal. Se observó que los fructooligosacáridos y aceite esencial de Lippia origanoides mejoraron la productividad, el desarrollo morfométrico, la expresión molecular de proteínas enzimáticas y de barrera, además de modular positivamente las comunidades microbianas ileales y fecales de los lechones en comparación con el D1 y D2. En conclusión, estos dos compuestos se postulan como alternativas biotecnológicas al uso de promotores de crecimiento antibióticos durante el posdestete. (Tomado de la fuente)
Evaluación de nuevas tecnologías para el estudio de función génica en Pseudocercospora fijiensis con potencial para el manejo de la Sigatoka Negra en el cultivo del banano.
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Canacuán Melo, Flor Yuranny; Arango Isaza, Rafael Eduardo; Juan Gonzalo Morales; Biotecnología vegetal
Este estudio evaluó el uso de la tecnología RNAi y CRISPR-Cas9 para mejorar el manejo de la Sigatoka Negra en el banano. Se sintetizaron secuencias de RNA de doble cadena cortas (siRNA) que silenciaron los genes PfFus3, PfAC y PfCYP51 y se aplicaron en ascosporas y fragmentos miceliales. También se sintetizaron secuencias de RNA de doble cadena largas (double-stranded RNA, dsRNA), y se evaluaron en los mismos materiales fúngicos en condiciones in vitro. Las secuencias de dsRNA con mejor inhibición in vitro y las secuencias de siRNA se aplicaron en plantas de banano susceptibles, encapsuladas en hidróxidos dobles laminares (layered double hydroxide, LDH) y sin nanoencapsular, para evaluar su efecto protector contra la enfermedad. Adicionalmente, se investigó el uso de CRISPR-Cas para la edición de genes en P. fijensis, utilizando un vector con la enzima Cas9 y un RNA guía (gRNA) dirigido al gen escitalona deshidratasa (SCD1), implicado en la síntesis de melanina, permitiendo observar un cambio visual en el fenotipo de los transformantes. Los resultados mostraron que las secuencias de siRNA causaron una inhibición del crecimiento de los tubos germinativos. La eficiencia de ingreso de las secuencias de siRNA en micelio a través del método de polietilenglicol fue de 62 ± 4.4 %. La transfección de estas secuencias en micelio usando este método provocó una disminución del crecimiento micelial, una reducción en los niveles de expresión génica y una menor severidad de la infección en hojas de banano. Además, los siRNA dirigidos contra el gen PfCYP51 lograron reducir la tolerancia al propiconazol en una cepa de P. fijiensis resistente a los azoles, en condiciones in vitro. De manera similar, las secuencias de dsRNA homólogas a los genes PfCYP51 y PfFus3 inhibieron la longitud del tubo germinativo, los niveles de expresión de los genes objetivo y la patogenicidad en P. fijiensis. Tanto las secuencias de siRNA como las de dsRNA mostraron eficacia en la inhibición de la infección cuando se aplicaron a plantas de banano susceptibles, ya sea encapsuladas en LDH o sin encapsular. Adicionalmente, la edición de P. fijiensis utilizando el sistema CRISPR-Cas resultó en la obtención de colonias de color blanco, lo que indica una alteración en el proceso de producción de melanina. Aunque el cambio fenotípico indica que la edición fue en parte exitosa, no se detectaron modificaciones en la secuencia genómica mediante secuenciación; sin embargo, se observaron cambios en los niveles de expresión génica. Este resultado podría deberse a una edición parcial en la que solo algunos núcleos del hongo fueron editados. Este estudio sugiere que la RNAi y CRISPR-Cas9 tienen potencial como herramientas para el manejo y estudio de P. fijiensis. Sin embargo, se requieren optimizaciones adicionales para la aplicación práctica del RNAi en agricultura y para mejorar la eficiencia de entrega y precisión de la edición genética mediante CRISPR-Cas9. (Texto tomado de la fuente)
Bioprospección de tejidos in vivo y cultivos de células in vitro de Alibertia patinoi
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Chiquiza Montaño, Laura Natalia; Durango Restrepo, Diego Luis; Orozco Sánchez, Fernando; Laura Natalia Chiquiza Montaño; Chiquiza Montaño, Laura Natalia [0000-0002-9563-9610]
La bioprospección en Colombia representa una oportunidad de desarrollo creciente. Plantas como el borojó han sido usadas por sus propiedades medicinales, atribuidas por conocimiento popular. Sin embargo, sus características de crecimiento requieren alternativas de obtención de metabolitos de interés. Este trabajo retoma los usos medicinales para evaluar algunos de ellos y estudiar la composición química de la planta que pueda explicar su potencial farmacéutico. Además, evalúa ese mismo potencial en sus cultivos de células en suspensión y bajo el efecto de elicitores estudiando compuestos presentes. Este estudio parte de una revisión de reportes previos de la especie Alibertia patinoi y otras especies del mismo género. Conocido por su aroma característico, se realizó un estudio de la composición de compuestos volátiles en el fruto teniendo en cuenta diferentes estados de maduración usando microextracción de fase sólida en el espacio de cabeza. Posteriormente, se evaluaron varias bioactividades referentes a algunas de las propiedades que se le han atribuido, en diferentes tejidos de la planta; teniendo en cuenta el extracto con actividad, se identificaron tentativamente algunos de sus compuestos usando cromatografía líquida y cromatografía de gasas ambas acopladas a espectrometría de masas. Adicionalmente, se aislaron algunos compuestos de diferentes partes de la planta y se identificaron usando resonancia magnética nuclear. Teniendo en cuenta las características de crecimiento y obtención de metabolitos de la planta, se consideró el cultivo de células en suspensión para evaluar algunas de estas bioactividades relacionadas a la planta y el uso de elicitores en este tipo de cultivos para estudiar los metabolitos presentes usando cromatografía de gases y cromatografía líquida. (Tomado de la fuente)
Análisis genómico y transcriptómico de la interacción musa - pseudocercospora fijiensis como herramienta en la identificación y caracterización de genes fúngicos de virulencia y patogenicidad
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-03-20) Torres Bonilla, Javier Mauricio; Arango Isaza, Rafael Eduardo; Morales Osorio, Juan Gonzalo; https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000004618; https://scholar.google.com/citations?user=Q2KIJBgAAAAJ&hl=es; Torres Bonilla, Javier Mauricio [0000000172138672]; Biotecnología Vegetal UNALMED-CIB
La Sigatoka negra causada por el hongo Mycosphaerella fijiensis, sinónimo de Pseudocercóspora fijiensis es la enfermedad más importante en el cultivo del banano en el mundo. La enfermedad afecta la capacidad fotosintética de planta y posteriormente el tamaño y calidad de la fruta, generando grandes pérdidas económicas. Son pocos los estudios genéticos reportados que permiten entender cómo el hongo enferma a la planta y cómo evade las defensas de esta; para ello es necesario identificar en el hongo genes candidatos asociados con la patogenicidad y la virulencia. En este trabajo se empleó un análisis bioinformático y de microarreglos para identificar en el hongo la presencia de proteínas secretadas ricas en cisteína (SSPs) con expresión diferencial durante la interacción incompatible planta - P. fijiensis. Adicionalmente, se realizó una búsqueda sistemática de genes mediante el ensamble y anotación de 27 genomas de P. fijiensis, P. musae y P. eumusae. Se encontraron 12 genes codificantes para SSPs con expresión diferencial, además, se encontraron 5 genes asociados con patogenicidad, 7 genes asociados con el desarrollo del patógeno y 7 genes asociados con la biosíntesis de la melanina. Una vez identificados, se procedió con la evaluación funcional de dos genes candidatos mediante nocauts para los genes SD y 85220, además de permitir la evaluación de un método de disrupción génica mediado por Agrobacterium tumefaciens, con lo cual se estableció un protocolo efectivo de evaluación génica, nuestros resultados posibilitan la incursión hacia futuros trabajos de análisis poblacional o de genes con importancia fisiológica en P. fijiensis. (texto tomado de la fuene)
Producción por manufactura aditiva de andamios con propiedades antimicrobianas a partir de Propóleos de Tame (Arauca) para regeneración ósea
(Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellin, 2023) Moreno Florez, Ana Isabel; García, Claudia Patricia; Pelaez Vargas, Alejandro; MORENO FLOREZ, ANA ISABEL https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/jsp/report-index.jsp; Minciencias Plan Bienal de Convocatorias 2019; Minciencias Convocatoria de proyectos que conectan el conocimiento - Proyecto 2019 852-2019. Número de contrato 80740-476-2020.; Moreno Florez, Ana Isabel [0000-0003-2823-8822]; https://www.researchgate.net/profile/Isabel-Moreno-4; Materiales Cerámicos y Vítreos
Una alternativa para solucionar la problemática de los defectos es la manufactura aditiva, específicamente en el diseño y fabricación de dispositivos de reemplazamiento óseo. Sin embrago, la posibilidad de fallo debido a infecciones requiere mejoras en el potencial antimicrobiano de estos dispositivos. En esta tesis se propuso desarrollar por manufactura aditiva andamios antimicrobianos potencializados con extractos de propóleos para regeneración ósea. Se utilizó un diseño de experimentos factorial fraccional en la formulación de una pasta cerámica empleada como tinta de impresión 3D para fabricar andamios con geometría TPMS Gyroid, los cuales se impregnaron con extractos etanólicos de propóleos (EEP). Se evaluó la actividad antimicrobiana de los EEP y de los andamios impregnados con EEP (AI) frente a Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis y su co-cultivo midiendo zonas de inhibición y la viabilidad de biopelículas. En pruebas in vitro se evaluó la interacción de los andamios con cultivos celulares de osteosarcoma humano (SaOS) y células madre mesenquimales humanas (bmMSC) en términos de proliferación celular (Ensayo alamar blue) y actividad metabólica (Tinciones de Alizarin red, Von kossa y Actividad de la ALP). Los resultados mostraron que la manufactura aditiva posibilitó la fabricación de andamios cerámicos con geometrías complejas que se impregnaron exitosamente con extractos de propóleos provenientes de la Orinoquía Colombiana, los cuales mostraron inhibición considerable de las cepas estudiadas y reducción significativa en la viabilidad del co-cultivo por parte de los AI. La evaluación in vitro mostró una proliferación en los andamios superior al 90 % de las SaOS y cercano al 50 % de las bmMSC, además se encontraron zonas con señales de mineralización. En conclusión, los andamios fabricados son aptos para la reparación y regeneración ósea y presentan un potencial antibacteriano contra cepas relacionadas con el desarrollo de osteomielitis. (Tomado de la fuente)
Digestión anaerobia de residuos porcícolas con uso de zeolita natural como alternativa biotecnológica para la generación de energía renovable y recuperación de nutrientes
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Ruiz Bastidas, Rosa Cecilia; Cadavid Rodríguez, Luz Stella; Cadena Chamorro, Edith Marleny; Ruiz-Bastidas, Rosa Cecilia; Ruiz-Bastidas, Rosa Cecilia [0000-0002-1152-4040]; Jaime Martí Herrero; Liliana Del Pilar Castro Molano; Arélis Abalos Rodríguez; Grupo de Investigación Prospectiva Ambiental
El objetivo de este proyecto de investigación fue contribuir al mejoramiento de la digestión anaerobia (DA) de residuos porcícolas mediante el uso de zeolita natural, buscando potenciar la generación de biogás, la recuperación de nutrientes y la calidad del digestato. Para lo cual, se determinó la capacidad de adsorción de nitrógeno amoniacal total (TAN) por parte de zeolita natural comercializada en Colombia (zeolita ecuatoriana); se evaluó el efecto de zeolita sobre la DA de residuos porcícolas en régimen discontinuo (batch) y semicontinuo; y se realizó un análisis de la DA de residuos porcícolas con uso de zeolita incluyendo análisis energético, de recuperación de nutrientes y costo-beneficio. Como principales resultados se obtuvieron que, la zeolita natural ecuatoriana tiene una capacidad de adsorción entre 37 y 65 mg NH3-N/g-Z cuando se usa residuos porcícolas. La adición de zeolita tuvo un efecto significativo en la producción de metano en régimen discontinuo (p < 0.01), con incremento en la producción de metano de 28% con una dosis de 4 g/L. En el régimen semicontinuo, la adición de zeolita con dosis entre 1 y 4 g/L provocó un aumento en la producción de metano hasta en un 68% durante el arranque y en promedio un 8% en condiciones estables, una disminución en la concentración de H2S presente en el biogás de hasta en un 63%, un digestato con una concentración de TAN hasta un 51% menor y evitó la formación de espumas. La obtención de zeolita enriquecida con nitrógeno, fósforo y potasio constituye una oportunidad para promover el reciclaje de nutrientes. Los resultados evidenciaron que el uso de zeolita natural mejoró la DA de residuos porcícolas, pero se requieren estudios adicionales de valoración del uso agronómico de la zeolita para establecer la viabilidad económica del uso de zeolita. (Texto tomado de la fuente)
Digestión anaerobia de residuos porcícolas con uso de zeolita natural como alternativa biotecnológica para la generación de energía renovable y recuperación de nutrientes
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Ruiz Bastidas, Rosa Cecilia; Cadavid Rodríguez, Luz Stella; Cadena Chamorro, Edith Marleny; Ruiz-Bastidas, Rosa Cecilia; Ruiz-Bastidas, Rosa Cecilia [0000-0002-1152-4040]; Grupo de Investigación Prospectiva Ambiental
El objetivo de este proyecto de investigación fue contribuir al mejoramiento de la digestión anaerobia (DA) de residuos porcícolas mediante el uso de zeolita natural, buscando potenciar la generación de biogás, la recuperación de nutrientes y la calidad del digestato. Para lo cual, se determinó la capacidad de adsorción de nitrógeno amoniacal total (TAN) por parte de zeolita natural comercializada en Colombia (zeolita ecuatoriana); se evaluó el efecto de zeolita sobre la DA de residuos porcícolas en régimen discontinuo (batch) y semicontinuo; y se realizó un análisis de la DA de residuos porcícolas con uso de zeolita incluyendo análisis energético, de recuperación de nutrientes y costo-beneficio. Como principales resultados se obtuvieron que, la zeolita natural ecuatoriana tiene una capacidad de adsorción entre 37 y 65 mg NH3-N/g-Z cuando se usa residuos porcícolas. La adición de zeolita tuvo un efecto significativo en la producción de metano en régimen discontinuo (p < 0.01), con incremento en la producción de metano de 28% con una dosis de 4 g/L. En el régimen semicontinuo, la adición de zeolita con dosis entre 1 y 4 g/L provocó un aumento en la producción de metano hasta en un 68% durante el arranque y en promedio un 8% en condiciones estables, una disminución en la concentración de H2S presente en el biogás de hasta en un 63%, un digestato con una concentración de TAN hasta un 51% menor y evitó la formación de espumas. La obtención de zeolita enriquecida con nitrógeno, fósforo y potasio constituye una oportunidad para promover el reciclaje de nutrientes. Los resultados evidenciaron que el uso de zeolita natural mejoró la DA de residuos porcícolas, pero se requieren estudios adicionales de valoración del uso agronómico de la zeolita para establecer la viabilidad económica del uso de zeolita. (texto tomado de la fuente)
Efecto de la suplementación con ldl y antioxidantes en el diluyente para la refrigeración de semen porcino en la integridad y la funcionalidad espermática
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-11-30) Gonzalez Romero, Darío León; Restrepo Betancur, Giovanni; Gonzalez Romero, Dario Leon; https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwjj9LDR6eyCAxXHmrAFHew6DXsQFnoECAgQAQ&url=https%3A%2F%2Fscholar.google.com%2Fcitations%3Fuser%3D2cAAcucAAAAJ%26hl%3Des&usg=AOvVaw0OSciaQIXdYt7w0YW0Ge5i&opi=89978449; https://orcid.org/0000-0001-7333-6865; Grupo de Investigación en Biotecnología Animal (Giba)
La refrigeración de semen porcino es una herramienta biotecnológica que permite el almacenamiento y conservación del material genético de cerdos con alto mérito para ser diseminado en labores rutinarias como la inseminación artificial. Sin embargo, la refrigeración por tiempo prolongado puede provocar afectaciones en las características naturales de los espermatozoides, por lo que es necesaria además de la reducción de su actividad metabólica, la mitigación de las alteraciones asociadas al estrés oxidativo de las células espermáticas, siendo la membrana plasmática una de las estructuras más afectadas. Es por esto que el objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de la suplementación con LDL, quercetina y resveratrol en el diluyente para la refrigeración de semen porcino sobre el estado redox, la integridad y la funcionalidad espermática. Se empleó el semen de cinco machos reproductores (Sus scrofa domesticus) obteniendo 15 muestras seminales. El semen se llevó a refrigeración durante cinco días con cuatro tratamientos (1. diluyente comercial (control); 2. Suplementación LDL; 3. Suplementación Quercetina (10, 30 y 50 µM); 4. Suplementación Resveratrol (10, 30 y 50 µM)), luego se sometió a evaluaciones de cinética espermática y vitalidad en cinco momentos (0, 24, 48, 72 y 96 horas de refrigeración). Además, se realizaron pruebas de estado redox, capacidad antioxidante y citometría de flujo en los tratamientos a las 24 horas de refrigeración para determinar la estabilidad de membrana, actividad mitocondrial y la peroxidación lipídica. Se observaron diferencias significativas favoreciendo: la movilidad con la suplementación LDL, en la integridad de membrana con Q10 µM, en las especies reactivas de oxígeno con Q10 µM, Q50 µM y R50 µM, en capacidad antioxidante por método ABTS con R10 µM, en capacidad antioxidante por método FRAP con quercetina y resveratrol, en peroxidación lipídica con LDL y en potencial de membrana mitocondrial y vitalidad espermática con quercetina. Se concluye que el uso de LDL y resveratrol en el diluyente para la refrigeración del semen porcino, puede favorecer la conservación de los espermatozoides, mediante la mitigación de las alteraciones celulares y la modulación del estado redox y la capacidad antioxidante. (texto tomado de la fuente)
Desarrollo de tabaco genéticamente modificado portador del gen phaC de Aeromonas caviae para la síntesis de polihidroxialcanoatos
(Universidad Nacional de Colombia, 2022-09-11) Portela Dussán, Diana Daniela; Lopez-Pazos, Silvio Alejandro; Sarmiento Salazar, Felipe; 0000-0003-2949-7033; Ingeniería Genética de Plantas
En este trabajo se planteó un modelo basado en Derechos de Propiedad Intelectual (DPI) para generación de productos de interés industrial en tabaco (Nicotiana tabacum L.) que aporte en nuevos usos comerciales del cultivo. Este modelo comprende análisis del estado de patentes asociadas a los elementos implicados en un avance biotecnológico, y así establecer una estrategia que permita alcanzar un producto con una carga mínima de patentes asociadas que hagan factible su liberación comercial (denominado Estudio de Libertad de Operación - ELO). Este diseño se usó en el desarrollo de líneas genéticamente modificadas (GM) de tabaco, portadoras del gen phaC de Aeromonas caviae para síntesis de polihidroxialcanoatos en peroxisomas, para lo cual se realizó un ELO especifico con el cual se estableció un esquema que incluye el uso de casetes de expresión sintéticos de uso comercial para ser clonados en vectores de libre acceso pCAMBIA, transformación del vector en la cepa Agrobacterium tumefaciens LBA4404 (protegida por cinco patentes vigentes hasta 2032), la patente que cubre el método de transformación de este trabajo tiene vigencia hasta 2023. Además se identificaron 16 patentes relacionadas con los elementos relevantes para el desarrollo de una línea GM de tabaco productora de polihidroxialcanoatos en peroxisomas: secuencia promotora, codificante y terminadora, vector de transformación, cepa de A. tumefaciens para transformación, y péptido de tránsito, de las cuales 11 se encuentran vigentes. La variedad Samsun con la que se trabajó tiene titulos de obtentor de Variedades vegetales caducados. Se diseñaron dos casetes de expresión con el transgen phaC de A. caviae y péptido de tránsito a peroxisomas, con ajuste de uso codónico para N. tabacum (denominado PHACAcMOD) y sin modificación de uso codónico (denominado PHACA.c), los cuales fueron insertados en el genoma de tabaco, logrando una frecuencia de transformación de 0.78 % con el transgen PHACAcMOD y 3.9 % con el transgen PHACA.c para la variedad Samsun. Las plantas transformadas produjeron 0.36 mg de polihidrobutirato, con observación de gránulos relacionados en peroxisomas. El modelo experimental basado en DPI fue aplicado a la variedad Virginia k326, proceso cubierto por el mismo tipo y número de patentes, y titulos de obtentor de Variedades vegetales caducados, alcanzando frecuencias de transformación de 1.56 % con el constructo PHACAcMOD y 4.29 % con la construcción PHACA.c. Finalmente, siguiendo el mismo esquema apoyado en DPI, se transformó ambas variedades con un casete de expresión codificante de la parasporina 6 de Bacillus thuringiensis (una proteína con actividad anticancerígena) usando procedimientos experimentales idénticos, como perspectiva para producción de biofarmacos en tabaco. En el análisis de propiedad intelectual se identificaron siete patentes que protegen parasporinas en general con vigencia hasta 2033, ninguna patente específicamente cubre a la parasporina 6. (texto tomado de la fuente)
Evaluación de factores asociados con la criotolerancia, el estado rédox y la capacidad fecundante del semen asnal, orientados a la conservación de los burros (Equus asinus) criollos colombianos
(Universidad Nocional de Colombia, 2022-11-04) Montoya Páez, Juan David; Restrepo Betancur, Giovanni; Usuga Suarez, Alexandra; Montoya Páez, Juan David; Montoya Páez, Juan David [0000-0002-9677-0426]; Úsuga Suárez, Alexandra; Restrepo Betancur, Giovanni; Rojano, Benjamín Alberto; Restrepo Betancur, Giovanni; Montoya Páez, Juan David; Grupo de Investigación en Biotecnología Animal GIBA; Química de los Productos Naturales y los Alimentos
Actualmente las razas de asnos se encuentran en grave peligro de extinción, donde se ha producido una disminución sustancial en el tamaño de la población. En Colombia se reportó que la población de asnos criollos en el país para el 2010 era de 134251 animales y para el año 2015 hubo una dramática reducción a 75072 ejemplares. Una de las consecuencias de la reducción de la población en los asnos, se ha dado por la exportación indiscriminada de pieles de asno hacia la China, para la producción de un medicamento tradicional, lo que ha conllevado a nivel mundial a una reducción considerable en la población. Dado esto, la criopreservación es una técnica que permite mantener las células a baja temperatura sin perder su viabilidad y utilidad, tiene como objetivo inhibir la actividad metabólica del semen, garantizando su vitalidad y función a través del tiempo, conservándolo indefinidamente. Sin embargo, las tasas de fertilidad con semen criopreservado en programas de inseminación artificial siguen siendo menores con respecto al semen fresco o refrigerado, esto es dado a que los procesos de congelación en el semen incluyen factores que son extremadamente nocivos para las células, que afectan seriamente la vitalidad y funcionalidad de los espermatozoides reduciendo su longevidad. Específicamente el uso de la inseminación artificial en las burras ha tenido algunas dificultades en comparación a las yeguas, debido a las diferencias anatómicas y fisiológicas en el tracto reproductivo. Después de la inseminación artificial con semen descongelado se provoca una reacción inflamatoria en el útero probablemente generado por la ausencia del plasma seminal y los crioprotectores permeables en el semen. El objetivo de esta investigación fue evaluar factores asociados con la criotoleracia, el estado redox y la capacidad fecundante del semen asnal, orientados a la conservación de los asnos (Equus asinus) criollos colombianos. Para lo anterior se propuso la evaluación de 8 alternativas en la congelación del semen con diferentes combinaciones entre crioprotectores permeables y no permeables como la dimetilformamida (DMF), sacarosa (SAC), albumina sérica bovina (BSA) y plasma seminal (PS). Para esto fueron colectados 30 eyaculados, de cada eyaculado se extrajo una proporción de plasma seminal sobre el cual fueron analizadas proteínas y enzimas. Al semen, sometido a las diferentes alternativas de criopreservación, se les realizó evaluación de la calidad seminal, capacidad antioxidante total (TAC), especies reactivas de oxigeno (ERO) y capacidad fecundante. Para el análisis estadístico se ajustaron modelos lineales generalizados (GLM) y se realizaron correlaciones y regresiones. Se encontraron asociaciones entre el contenido del plasma, la TAC y EROS sobre la calidad del semen fresco y descongelado de asnos. Así mismo, se encontró que la combinación entre DMF, BSA y PS brinda una mayor adherencia de espermatozoides a la zona pelúcida. La selección de los componentes de los diluyentes en la congelación de semen de asnos criollos colombianos, es determinante en la conservación, en el aporte antioxidante, en la mitigación de especies reactivas de oxígeno y en la capacidad fecundante. (Texto tomado de la fuente)
Viabilidad de Weissella cibaria durante los procesos integrados de fermentación y encapsulación utilizando residuos agroindustriales en la formulación del sustrato y doble emulsión seguido de coacervación compleja en la encapsulación
(Universidad Nacional de Colombia, 2022) Micanquer Carlosama, Adriana Del Rosario; Serna Cock, Liliana; Cortés Rodríguez, Misael; Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación; 0000-0001-7630-34444; Cortés-Rodríguez, Misael; Serna-Cock, Liliana; Correa-Londoño Guillermo; Orozco, Fernando; Bacterias Acido Lácticas y sus aplicaciones Biotecnologicasindustriales; Gaf (Grupo de Alimentos Funcionales)
Para la producción de biomasa bacteriana y sus metabolitos mediante procesos de fermentación láctica, comúnmente se han utilizado sustratos comerciales; sin embargo, se ha promovido el uso de residuos agroindustriales como sustratos de fermentación de bacterias ácido lácticas (BAL) y, como posible alternativa para reducir los costos de producción de probióticos. Por otra parte, mejorar la viabilidad de las BAL ha sido un desafío persistente en las aplicaciones de microorganismos con potencial probiótico en alimentos. Por lo cual, diferentes tecnologías de encapsulación han sido evaluadas para proteger las células bacterianas y facilitar su aplicación. En este contexto, el objetivo general de esta investigación fue integrar los procesos de fermentación y encapsulación de la bacteria ácido láctica Weissella cibaria utilizando residuos de piña (epicarpios y núcleos) y subproducto de sacha inchi como sustrato de fermentación, y combinando las tecnologías doble emulsión y coacervación compleja para su encapsulación. Objetivo que se desarrolló en cuatro fases. En la 1era fase se caracterizó elemental, proximal, física y químicamente los residuos de piña y el subproducto de sacha inchi (SSI) para la formulación de un sustrato de fermentación (SFS). El SFS se hidrolizó y se utilizó para la producción de una bacteria ácido láctica (Weissella cibaria). Los resultados mostraron que los residuos de piña y SSI fueron fuentes potenciales de macro y micronutrientes (carbohidratos, proteínas y minerales). Tras la aplicación del SFS en el proceso de fermentación con W. cibaria se obtuvieron resultados similares a cuando se utilizó el sustrato comercial (MRS); producción de biomasa (2.9±0.1 y 3.5±0.1 g L-1) y viabilidad (9.8±3.2 y 9.9±2.7 Log10 CFU mL-1). En la 2ª fase, se optimizó la producción de biomasa de W. cibaria mediante metodología de superficie de respuesta considerando las variables independientes: temperatura (32 – 40 °C), pH (5.0 – 6.0), y agitación (100 - 150 rpm). La optimización experimental de múltiples respuestas con una deseabilidad de 77.4%, arrojó las siguientes condiciones óptimas para las variables independientes: temperatura = 35.1 °C, pH = 5.0 y agitación = 139.3 rpm. Los resultados experimentales a resaltar entre las variables dependientes fueron: viabilidad = 10.1±0.1 Log10 CFU mL-1, producción biomasa = 3.2±0.2 g L-1 y velocidad específica de crecimiento = 0.24 h-1. En la 3ª fase se optimizaron experimentalmente las condiciones de proceso de una emulsión simple (W/O), considerando las variables independientes; tiempo de homogenización (HT) (1 – 5 min), balance hidrófilo lipófilo (HLBTotal) (4.7 – 6.7), concentración de emulsificantes (0.1 – 0.5 %) y concentración de aceite (30 – 50 %). Con el 70.1 % de deseabilidad en la optimización por múltiples respuestas se establecieron las siguientes condiciones óptimas; HT = 3.7 min, HLBtotal = 6.5, surfactantes = 0.47 % y aceite = 39.6 %. A partir de las condiciones óptimas de W/O se procedió a optimizar la formulación de una emulsión doble (W1/O)/W2, en la que se incorporó W. cibaria. Se utilizó un diseño central compuesto evaluando las variables independientes: tiempo de agitación (HT) (2 - 4 min), velocidad de homogenización (HS) (3000 - 5000 rpm), relación de mezcla de goma arábiga y gelatina (GA/G) (1.34 - 1.66) y relación másica de la emulsión simple W1/O (E1) y solución de hidrocoloides (W2) (0.43 - 0.66). Previamente, se determinó el punto de equivalencia de GA y G, obteniendo como resultado una relación de mezcla = 1.5 (GA/G). Las condiciones óptimas de las variables independientes fueron: HT = 3.1 min, HS = 3000 rpm, relación GA/G = 1.6 y E1/W2 = 0.5. Entre los resultados se destacó una alta viabilidad (10.5±0.1 Log10 CFU mL-1) y la obtención de gotas esféricas, dispersas y de tamaño variable. Seguidamente, se evaluó el proceso de coacervación compleja mediante un diseño unifactorial, considerándose el efecto del pH (3.5, 4.0 y 4.5) sobre las propiedades fisicoquímicas del coacervado y la viabilidad de W. cibaria. Se tomó la emulsión E1/W2 optimizada para la formación del coacervado, obteniendo los mejores resultados a pH = 4.0. Destacando alta viabilidad de W. cibaria (10.01±0.02 Log10 (CFU mL-1) y una morfología de partículas aglomeradas. Finalmente, en la 4ª fase los coacervados se liofilizaron y se evaluó la estabilidad de las microcápsulas durante el almacenamiento (1, 2, 3, 4, 5 y 6 meses) a diferentes condiciones de temperatura (5, 15 y 25 °C) mediante un diseño factorial completamente aleatorizado considerando las variables dependientes aw, humedad (%), solubilidad (%), higroscopicidad (%), índice de peróxidos (meqO2/kg muestra), viabilidad (Log10 CFU g-1) y simulación in vitro de digestión gastrointestinal (Log10 CFU g-1). Obteniendo en las cápsulas almacenadas a 5 °C la mayor viabilidad a los 180 días de almacenamiento (7.8±0.1 Log10 CFU g-1), garantizando unas propiedades fisicoquímicas adecuadas. En general, se resalta que a 5, 15 y 25 °C se mantiene el carácter probiótico de las microcápsulas de W. cibaria durante los 6 meses de almacenamiento. (texto tomado de la fuente)
Organogénesis, regeneración in vitro y expresión de los genes gus, gfp, pcht28 y PpGlu en tomate de árbol común (Solanum betaceum Cav.)
(Universidad Nacional de Colombia, 2021-11) Murillo Gómez, Paola Andrea; Hoyos Sánchez, Rodrigo Alberto; Chavarriaga, Paul; Biotecnologia Vegetal
El cultivo de tomate de árbol (Solanum betaceum Cav.) es un cultivo que, aunque es muy conocido y sus frutos muy consumidos en Colombia, no se encuentra tecnificado, como muchos otros cultivos en el país. Este frutal es susceptible a plagas como mosca blanca y áfidos, y a enfermedades como las causadas por virosis o por hongos, por ejemplo, la antracnosis, enfermedad causada por los hongos Colletotrichum, que causa daños principalmente en el fruto, ya sea antes o después de su cosecha, y también afecta partes jóvenes como flores y primordios foliares. Con miras a la transformación estable de tomate de árbol común para eventualmente poder generar alguna resistencia a enfermedades como la antracnosis, en este trabajo se optimizó la regeneración in vitro de esta especie vía organogénesis obteniéndose un promedio de 18 brotes por explante, en el caso de hojas. Se evaluó la expresión transitoria en hojas de tomate de árbol común in vitro, mediante el plásmido pCambia 1305.2 con el gen reportero gusPlus y la agroinfiltración de hojas en planta, esta última utilizando la cepa EHA105 de Agrobacterium tumefaciens con el plásmido pMDC85, portando los genes para una endoquitinasa (pcht28) o para una β-1,3-glucanasa (PpGlu); hasta la fecha no hay reportes de la evaluación de la expresión transitoria en hojas de tomate de árbol mediante agroinfiltración. Mediante el gen gus se encontró una eficiencia de transformación del 97,5% para la cepa EHA105, con base en el número de explantes gus positivos. Se llevaron a cabo ensayos in vitro para evaluar la expresión de los genes pcht28 y PpGlu en segmentos de hojas de tomate de árbol común, y se encontró un alto sobrecremiento de Agrobacterium y una alta tasa de muerte del tejido in vitro. (Texto tomado de la fuente)
Evaluación integral de la salud del suelo en sistemas pastoriles y silvopastoriles en el trópico seco
(Universidad Nacional de Colombia-Sede Medellín, 2022-09-08) Ocampo Quijano, Lucía Eloisa; Osorio Vega, Nelson Walter; MARTINEZ ATENCIA, JUDITH; Microbiologia del Suelo
El bosque seco tropical (Bs-T), amenazado y poco conocido, ha tenido cambios drásticos en su estructura y diversidad debido a su degradación. Esto ha resultado principalmente de la deforestación y el establecimiento de cultivos intensivos y la actividad ganadera convencional. Los sistemas silvopastoriles (SSP) brindan beneficios al suelo, tales como el aporte de hojarasca y nutrientes entre otros. Sin embargo, poco se sabe del mejoramiento de los indicadores de la salud del suelo al establecer los SSP. El objetivo de esta investigación es evaluar el efecto del uso y manejo del suelo sobre la salud del suelo a través de indicadores químicos, físicos y biológicos de la salud del suelo bajo cinco diferentes arreglos: (i) cultivo intensivo de maíz (Zea mays) (M), (ii) pastura mixta (Megathyrsus maximum + Dichanthium aristatum) (P), (iii) SSP compuesto por (M. maximum + D. aristatum) + arbustos (Crescentia cujete + Leucaena leucocephala) (P+a), (iv) SSP multiestrato compuesto por pastura (M. maximum + D. aristatum) + arbustos (C cujete + L. leucocephala) + arboles (Guazuma ulmifolia, Cassia grandis y Albizia saman) (P+a+A) y (v) como referencia se incluyó un arreglo forestal correspondiente a un bosque secundario (Bs). Las evaluaciones se hicieron en condiciones de tiempo contrastantes (húmedo y seco) en suelos del Valle medio del rio Sinú que presentan un gradiente de drenaje. En general, el suelo cultivado con M presentó un deterioro integral en las condiciones físicas, químicas y biológicas (caracterizado por menor contenido de MO, N- total, Ca, K, CICE, S, B, Fe, Cu; mayor densidad real y aparente, menor porosidad total, menor tamaño y estabilidad de agregados; menor carbón activo oxidable, menor potencial bioquímico); este fue seguido en estos indicadores por el Bs. Se encontró que los suelos de los SSP, con respecto a los de la pastura, presentaron mayores valores en el contenido de materia orgánica del suelo, C-activo oxidable, Ca, Mg, P, B, CICE en época seca y N- NO3 en época lluviosa. Por lo anterior, se puede concluir que el establecimiento de SSP mejoró el valor de muchos de los indicadores de la salud del suelo en comparación a lo que ocurre en la pastura y al monocultivo de maíz. En general, el suelo del bosque de restauración presentó valores bajos a medios. (Texto tomado de la fuente)
Microbiota y expresión de proteínas intestinales en cerdos adicionados con diferentes antimicrobianos durante el periodo del destete
(Universidad Nacional de Colombia, 2021-11) Herrera Franco, Victor Hugo; Parra Suescún, Jaime; Pardo Carrasco, Sandra Clemencia; Biodiversidad y Génetica Molecular "Biogem"
El destete es el período más estresante de la vida del cerdo, debido principalmente a que se encuentra en desafío con diferentes cambios (ambientales/sociales/nutricionales) a los que debe adaptarse rápidamente. Durante el destete precoz (≤ 21 días), el lechón se encuentra en medio de su desarrollo fisiológico y establecimiento de la microbiota intestinal, a su vez, la inmunidad alcanzada con la leche materna puede disminuir, lo que representa un reto para las múltiples funciones del intestino animal. El epitelio intestinal facilita la separación del medio exterior con el medio interno, la descomposición y absorción de los nutrientes de los alimentos, la defensa contra agentes no propios, y representa el ambiente de los microorganismos responsables de una relación simbiótica con el animal. Para contrarrestar los efectos perjudiciales del destete han sido utilizados los antibióticos, al tiempo que cumplen la función de promotores de crecimiento, aumentando el rendimiento productivo y la eficiencia alimenticia en cerdos en crecimiento. Debido a que se han considerado como factores de transmisión de resistencias a los microorganismos contra antibióticos utilizados en medicina humana, se ha creado controversia acerca del uso de cantidades subterapéuticas de dichos antibióticos en la producción porcina intensiva. Por lo anterior, los objetivo de este estudio fueron evaluar el desarrollo productivo de los lechones; cuantificar la abundancia de ARNm de los genes de enzimas (maltasa-glucoamilasa (MgA) y sacarasa-isomaltasa (SI)), transportadores (SGLT-1, GLUT-1 y GLUT-2) y citoquinas intestinales; y caracterizar la microbiota en el intestino (yeyuno) en cerdos destetados a dos edades y alimentados con la adición de antibióticos promotores de crecimiento (APC) y diferentes alternativas a estos, como probióticos (Bacillus subtilis), aceites esenciales (de orégano [Lippia origanoides]) y ácidos orgánicos. La adición de alternativas a los APC, especialmente probióticos, en fase de crecimiento, junto con el destete a los 28 días de edad (tardío), evidenció un impacto favorable, no solo en la función digestiva y de protección intestinal de cerdos, sino también en el establecimiento rápido y beneficioso de la microbiota intestinal, influyendo sobre los parámetros productivos, y sirviendo de base para el análisis de resultados moleculares relacionados con la salud intestinal. Además, esta investigación proporciona una base para el uso de alternativas naturales a los antibióticos que pueden promover el desarrollo de los cerdos en crecimiento, y favorecer la adaptación del lechón a la fase posdestete. (Texto tomado de la fuente)
Estudios de RMN del dominio sensor de calcio del intercambiador de Na+ /Ca2+ de Drosophila melanogaster
(Universidad Nacional de Colombia, 2020) Rodríguez Pineda, Mario Andrés; Kopke Salinas, Roberto; Espejo Benavides, Blanca Fabiola; Metabolismo de Calcio y Mecanismos de competición entre microorganismos
Los intercambiadores de sodio-calcio (Na+ /Ca2+ exchangers, NCX) componen una amplia familia de intercambiadores presentes en casi todos los organismos, estando involucrados en la homeostasis celular del Ca2+. Una de estas proteínas de intercambio iónico que ha presentado gran interés para los científicos es el intercambiador (CALX) de Drosophila melanogaster (mosca de la fruta), debido a que la presencia de Ca2+ intracelular inhibe el intercambio iónico en CALX, mientras que en mamíferos (especialmente en NCX1) el incremento de [Ca2+]i activa el intercambiador. A demás de la diferencia con NCX, CALX presenta dos isoformas gracias al empalme (splicing) alternativo llamadas CALX-1.1 y CALX-1.2. Estas isoformas se diferencian por la mutación de 5 aminoácidos en el loop-FG de CBD2 y, porque CALX-1.1 es altamente inhibida por la presencia de Ca2+ mientras que la inhibición en CALX-1.2 es mucho menor, al punto que algunos autores llegan a establecer que es insensible al Ca2+i. Para comprender estas diferencias entre las dos isoformas de CALX, en este trabajo se llevaron a cabo estudios de dinámica molecular tanto del dominio CBD2 como del conjunto de CBD1 y CBD2 (denominado CBD12), encontrando diferencias dinámicas en CBD2, principalmente en la región del loop-FG. Según lo observado la hélice 1 en el loop-FG en CBD2 puede interactuar con la R584 en el loop-CD del mismo dominio en la isoforma 1.2 de mejor manera que en la isoforma 1.1, especialmente en la forma coordinada a Ca2+, lo que permite que CBD12 posea una orientación más compacta lo que hace que la isoforma 1.2 sea menos sensible al Ca2+ que la isoforma 1.1 (Texto tomado de la fuente)
Estudio de la diversidad microbiana asociadas a suelos cacaoteros con presencia de cadmio (Cd) y evaluación de su potencial biorremediador.
(Universidad Nacional de Colombia, 2021-10-01) Feria Cáceres, Pedro Felipe; Moreno Herrera, Claudia Ximena; Penagos Vélez, Lucas; Microbiodiversidad y Bioprospección
La contaminación de suelos cultivables por metales pesados es un problema global, su acumulación puede causar efectos tóxicos que afectan la calidad y la seguridad de los productos cosechados, la composición y el funcionamiento de las comunidades bacterianas del suelo. El Cadmio (Cd) es un metal pesado, el cual se encuentra tanto en la corteza terrestre como en las aguas oceánicas, es emitido al ambiente como resultado conjunto de actividades naturales (origen volcánico) como antropogénicas (múltiples actividades industriales). El Cd presente en el suelo puede entrar a la cadena alimentaria a través de las raíces y tejido foliar de las plantas, cuya tasa de translocación y bioacumulación depende de múltiples variables como el tipo de planta y de las características fisicoquímicas de los suelos. El chocolate y sus derivados provienen de la fruta del árbol Theobroma cacao L. (familia Sterculiaceae) nativo de la selva tropical, cuya siembra se extiende desde la cuenca Amazónica hasta el sur de México; distintos reportes señalan que el cacao bioacumula el Cd en sus raíces, el cual transloca hacia la parte aérea y se deposita en la mazorca y las almendras, imponiendo serias limitaciones en cuanto a la calidad y seguridad alimentaria. El cacao colombiano, el cual en los últimos años ha tenido gran auge, en especial, por el incremento en las exportaciones de grano y derivados, puede verse afectado por la presencia de Cd en el grano de cacao proveniente de algunas regiones del país. Por su parte, se conoce que las comunidades bacterianas presentes en los suelos juegan un papel importante en aspectos de las plantas como la nutrición, el estado fitosanitario y el desarrollo de biomasa vegetal. En general, se sabe poco de las comunidades microbianas del cacao y de la microbiota presente en suelos, por lo tanto, como objetivo de esta tesis se planteó el estudiar, en muestras de suelo recopiladas en fincas del municipio de San Vicente de Chucurí (Departamento de Santander) cultivadas con plantaciones comerciales de cacao en presencia de distintas concentraciones de Cd, la filogenia molecular y su microbiota bacteriana con tolerancia asociada a Cd, identificando sus mecanismos de acción y para algunas de estas, determinar el factor de translocación del metal a la planta; esta tesis se encuentra enmarcada dentro de la estrategia de investigación de la Compañía Nacional de Chocolates, la cual busca mediante ciencia básica, ahondar en el conocimiento de nuevas técnicas que permitan el mejoramiento de recursos colombianos como lo es el caso del cacao y sus prácticas agrícolas. En las siguientes páginas, se describe la composición bacteriana de suelos de plantaciones de cacao en un amplio rango de concentraciones de Cd (0.2 a 18 mg/Kg), que se encuentran naturalmente en esta región. Los filos de mayor abundancia relativa en todas las muestras fueron Proteobacteria, Acidobacteriota, Actinobacteriota, Verrucomicrobiota, Myxococcota, Chloroflexi, Plactomycetota, Bacteroidota, Gemmatimonadota, Nitrospirota, Firmicutes y NB1_J y los géneros bacterianos géneros bacterianos con mayor abundancia relativa (>0.5%), se identificó a a Nitrospira, candidatus Udaeobacter, Haliangium, Cupriavidus, MND1, Bacillus, Kitasatospora, Niveibacterium, Acidothermus, Burkholderia, Acidibacter, Terrimonas, Gaiella, ADurb.Bin063-1, candidatus Solibacter, Kitasatospora, Sphingomonas, Streptomyces, han sido relacionados con procesos de tolerancia a Cd. Para las muestras de estudio se identificó los géneros bacterianos que conforman la comunidad central, los cuales están presentes en todas las muestras como Nitrospira sp., Cupriavidus sp., Burkholderia sp., ADurb.Bin063-1, Haliangium sp., candidatus Udaeobacter, MND1, Kitasatospora, Acidothermus, Acidibacter, Streptomyces, Gaiella, candidatus Solibacter y Terramonas, géneros que pueden jugar un papel fundamental en el funcionamiento del ecosistema, siendo indicativos de fenómenos que ocurren en el ambiente. Por otro lado, en esta investigación se estudió, para doce cepas nativas, su tolerancia e inmovilización de Cd en medio de cultivo líquido (caldo nutritivo) en presencia de dos concentraciones (10 y 15 mg/L Cd). La mayoría de los aislados mostró una curva de crecimiento retardada en presencia de Cd, de acuerdo con los valores µ y K calculados para cada cepa; la capacidad de captura del metal en el medio de cultivo fue caracterizada por microscopía electrónica de transmisión (TEM), reportando dos mecanismos como extracelular (biosorpción a nivel de pared celular) e intracelular (precipitación de Cd en citoplasma), dependiendo del tiempo y condiciones de incubación. Los cambios en los grupos funcionales en la superficie celular se analizaron por espectroscopia infrarroja transformada de Fourier (FT-IR), se identificó diferentes picos a 3275, 1634 y 1531 cm-1 (grupo amida I y II), la adsorpción indicó que el átomo de nitrógeno puede ser el sitio principal de interacción de Cd por las cepas; otro cambio notado en los picos 914, 1057 y 1636 cm-1, refiere la ampliación y estiramiento de la banda la presencia de grupos C=O; otro cambio interesante en los picos 2958, 2923, 2873, 2852, 1467, 1455 y 860 cm-1, esta región corresponde tanto a estiramientos de grupos C–H y O–H, donde la posibilidad en que los átomos de oxígeno en los grupos hidroxilo de la biomasa celular están envueltos en los procesos de absorpción. Los picos en la región 966, 1230 y 1060 cm-1 indican la intervención de enlaces fosfato en la biosorpción de Cd con la posible producción de fosfato de Cd sobre la superficie celular de la biomasa. En este trabajo se realizó un bioensayo bajo condiciones controladas de vivero comercial, aplicando algunas cepas nativas en tratamientos combinados con diferentes concentraciones de Cd utilizando semillas de cacao del genotipo CCN51. Los resultados mostraron que, independiente del género bacteriano, la biomasa en la planta de cacao aumenta y la concentración de Cd se distribuyó y bioacumuló en las partes de las plantas. Sin embargo, cierto grado de inmovilización de Cd pudo ocurrir en el suelo, lo que impidió una mayor concentración de Cd en raíz, evitando su translocación a la planta, especialmente cuando el suelo se bioaugmentó con Klebsiella sp. (18-4B). En conclusión, la combinación de diferentes enfoques permitió analizar la microbiota cultivable y no cultivable con características de biosorpción y bioprecipitación de Cd, las cuales están presentes en los suelos cacaoteros bajo distintas concentraciones de Cd en el departamento de Santander. Lo anterior proporciona una línea base sobre dicha composición bacteriana, para que en estudios futuros se logre complementar, los microorganismos asociados, sus interacciones y la dinámica para contrarrestar Cd en suelo y aquellos con actividad biotecnológica, que puedan ser alternativas de innovación, desarrollo y fuente de creación de bionegocios, considerarlos como opción de solución de muchos de los problemas causados por el hombre. (Texto tomado de la fuente)
Evaluación de la integridad y funcionalidad espermática post-descongelación del caballo criollo colombiano mediante el uso de antioxidantes y un inhibidor de la capacitación.
(Universidad Nacional de Colombia, 2021-08) Acosta Lobo, Mariano Eliécer; Rojano, Benjamín Alberto; Restrepo Betancur, Giovanni; Grupo de Investigación en Biotecnología Animal (GIBA)
La criopreservación de semen equino facilita su uso en programas de inseminación artificial y mejoramiento genético, independientemente de la ubicación, disponibilidad o estado del ejemplar equino. Adicionalmente, su uso se ha extendido al desarrollo de biotecnologías de la reproducción asistida y a procesos de producción de embriones tanto in vivo como in vitro. Sin embargo, con el semen criopreservado se han conseguido tasas más bajas de fertilidad comparadas con las obtenidas con semen refrigerado. A nivel mundial se llevan a cabos múltiples estudios enfocados a mejorar los procesos de congelación del semen equino y a encontrar sustancias que atenúen los daños producidos por el estrés oxidativo y el choque osmótico ocasionados por este proceso. Precisamente, para contribuir al conocimiento sobre moléculas que disminuyan el estrés de la célula espermática durante el proceso de congelación, disminuyendo el daño a su estructura, maquinaria molecular y fisiología, en este trabajo evaluamos el efecto de dos antioxidantes no enzimáticos, Quercetina (Q) y L-Ergotioneína (E) y un inhibidor de la PKA (H89), adicionados al diluyente de congelación seminal, sobre la integridad y funcionalidad espermática. Con este fin, en la posdescongelación, en la primera parte del estudio evaluamos la cinemática espermática, la integridad de membrana, y la capacidad de fertilización in vitro. Posteriormente, en la segunda parte se evaluó el estrés oxidativo y en la última fase se evaluó la viabilidad, actividad mitocondrial y la estabilidad de la membrana celular. Se utilizó el análisis espermático computarizado (CASA), el test hiposmótico, la fertilización heteróloga in vitro, la espectroflurimetría y la citometría de flujo. En los 6 grupos experimentales evaluados (Control, Q, E, H89, H89Q, H89E), en el primer estudio se evidenció que H89 disminuye la hiperactivación y Q incrementa BCF. Sin embargo, la combinación de ambas moléculas altera patrones cinemáticos importantes para llevar a cabo la fertilización. No se observaron diferencias estadísticas significativas entre tratamientos y el control en otros patrones cinemáticos, integridad de membrana o capacidad fertilizante. En la segunda parte se encontró que todos los tratamientos, excepto el H89 disminuyeron la cantidad de especies reactivas de oxígeno en el semen criopreservado, siendo Q el mejor tratamiento. Por otro lado, todos los tratamientos, excepto E disminuyeron la peroxidación lipídica con respecto al control, siendo mejor la combinación de H89 y Q. Aunque Q tuvo un efecto positivo en el decrecimiento de la peroxidación lipídica, su combinación con H89 mostró una reducción mayor, sugiriendo un efecto sinérgico con el H89. Por su parte, en la fase final se encontró que la combinación H89 + E tuvo una tendencia a mejorar la actividad mitocondrial alta. Sin embargo, ninguno de los seis tratamientos evaluados tuvo efecto estadístico significativo sobre la estabilidad de membrana, la viabilidad, contenido o captación de calcio y actividad mitocondrial. Con estos resultados se concluyó que la Q y E actúan como antioxidantes de manera diferencial para la protección del espermatozoide durante la criopreservación. Adicionalmente se encontró que la combinación Q y E con H89 muestra efectos contrastantes entre la cinemática y su capacidad antioxidante, alterando la primera, pero favoreciendo la segunda. Estos resultados abren una ventana de estudio en los mecanismos moleculares que pueden acompañar el sinergismo entre H89 con Q y E, explorar combinaciones de otras concentraciones de las tres moléculas y llevar a cabo estudios más extensos de las vías de señalización asociadas. (Texto tomado de la fuente)
Efecto del sistema de producción sobre la asociación de algunos polimorfismos de los genes CAPN, CAST y LEP con su expresión génica y el efecto fenotípico en la producción y calidad de la carne en ganado brahman comercial.
(Universidad Nacional de Colombia, 2021-08) López Rojas, Luis Ernesto; López Herrera, Albeiro; Echeverri Zuluaga, José Julián; Biodiversidad y Génetica Molecular \'BIOGEM\'
La ganadería de carne en Colombia se basa fundamentalmente en animales Bos indicus de la raza brahman, porque esta se adapta a las difíciles condiciones del trópico bajo, el cual se caracteriza por una oferta nutricional deficiente. Aunque las características productivas son aceptables, la calidad organoléptica de la carne se considera deficiente. Además del ambiente, este hecho se relaciona con la genética de los animales. De manera puntual, se sabe que algunas variantes alélicas de los genes CAPN1, CAST y LEP, relacionadas con carnes de mejor calidad, se encuentran en frecuencias muy bajas en esta raza. El objetivo de este estudio consiste en evaluar el efecto que tiene el sistema de producción sobre la asociación de los SNP CAPN316, CAPN4751, CAST282, CAST2959, E2FB y E2JW con las características de la canal y de la calidad de la carne de los bovinos brahman. Para ello, se evaluaron 410 bovinos macho de esta raza que provenían de cuatro ganaderías con modelos de pastoreo extensivo rotacional y con diferentes sistemas de producción, dos de ciclo completo y dos de ceba. En cada animal se genotipificaron los SNP CAPN316, CAPN4751, CAST282, CAST2959, E2FB y E2JW a partir de las pruebas PCR-HRM y PCR-RFLP. Asimismo, se evaluaron las características de la canal, las características nutricionales de la carne y sus atributos organolépticos durante los días 1, 7 y 14 de la maduración. Se confirmó la baja frecuencia de los alelos que favorecen las características organolépticas de la carne y se verificó la asociación de estos alelos con la producción de carne más tierna y jugosa. Sin embargo, está asociación está sujeta a los efectos del ambiente en el que se desarrollan los animales. Los animales provenientes del sistema de producción dedicado a la ceba presentaron carnes de mejor calidad. En contraste, en el sistema de ciclo completo se obtuvieron las mejores características de la canal. 8Tomado de la fuente)

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