Biotecnología en movimiento.pdf

8/16/2019 Biotecnología en movimiento.pdf

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REVISTA DE DIVULGACIÓN DEL INSTITUTO DE BIOTECNOLOGÍA DE LA UNAM

NÚMERO 3 OCTUBRE-NOVIEMBRE-DICIEMBRE DE 2015

Nueva generaciónde vacunasrecombinantes

Del ADa la neuro

Cómo vive una célu

El fermentadmás usa

en biotecnolog

Cientícos y artist

Innovación y emprendimienen el Campus Morelos de la UNA

Disponible www.ibt.unam

Laboratorio de Análisis deMoléculas y MedicamentosBiotecnológicos (LAMMB)

Pescadores de ácidoribonucléico

La mariguana,un panoramacientíco

Las proteínasque protegena las plantasde la sequía



¡Felices f I t as!

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DIRECTORIOUNAM

ECTORDr. Enrique Luis Graue Wiechers

ECRETARIO GENERALDr. Leonardo Lomelí Vanegas

ECRETARIO ADMINISTRATIVOng. Leopoldo Silva Gutiérrez

ECRETARIO DE DESARROLLO INSTITUCIONALDr. Alberto Ken Oyama Nakagawa

ECRETARIO DE SERVICIOS A LA COMUNIDADDr. César I. Astudillo Reyes

BOGADO GENERALDra. Mónica González Contró

OORDINADOR DE LA INVESTIGACIÓN CIENTÍFICADr. Carlos Arámburo de la Hoz

IRECTOR GENERAL DE COMUNICACIÓN SOCIALDr. Renato Dávalos López

BtIRECTOR

Dr. Octavio Tonatiuh Ramírez Reivich

ECRETARIO ACADÉMICODr. Enrique Rudiño Piñera

ECRETARIO DE VINCULACIÓNDr. Enrique Galindo Fentanes

ECRETARIO ADMINISTRATIVO.P. Francisco Arcos Millán

OORDINADOR DE INFRAESTRUCTURADr. Gerardo Corzo Burguete

EFES DE DEPARTAMENTO

IOLOGÍA MOLECULAR DE PLANTASDra. Patricia León Mejía

ENÉTICA DEL DESARROLLO Y FISIOLOGÍA MOLECULARDr. Mario Zurita Ortega

NGENIERÍA CELULAR Y BIOCATÁLISISDra. Gloria Saab Rincón

MEDICINA MOLECULAR Y BIOPROCESOSDra. Leonor Pérez Martínez

MICROBIOLOGÍA MOLECULARDra. Guadalupe Espín Ocampo

iotecnología en Movimiento, año 2015, No. 3, publicaciónrimestral, editada por la Universidad Nacional Autónomae México, Av. Universidad 3000, Col. Universidad Nacional

Autónoma de México, C.U. Delegación Coyoacán C.P. 04510,través del Instituto de Biotecnología, Av. Universidad 2001,ol. Chamilpa, C.P. 62210, Cuernavaca, Mor., Tel. 3291771.orreo electrónico [email protected]. Editores

esponsables Enrique Galindo y Georgina Ponce. Reserva deerechos al uso exclusivo 04-2015-060211444700-102 ante elnstituto Nacional del Derecho de Autor. Impresa en Grafimor,

Av. Castillo de Chapultepec Nte. Lote 20 Col. Cd. Chapultepec..P. 62398 Cuernavaca, Mor., este número se terminó de

mprimir el día 10 de diciembre del 2015, con un tiraje de 1000emplares, impresión offset, papel couché mate 135 grs

DITORDr. Enrique Galindo Fentanes

[email protected]

DITORA EJECUTIVADra. Georgina Ponce Romero

[email protected]

OMITÉ EDITORIALDra. Claudia Martínez AnayaDra. Martha Pedraza EscalonaDr. Fernando Lledías MartínezDr. José Luis Reyes TaboadaDr. Enrique Reynaud GarzaDr. Adán Guerrero CárdenasDr. Carlos Peña MalacaraQFB Miguel Cisneros RamírezM.C. Blanca Ramos Cerillo

OTÓGRAFOergio Trujillo Jiménez

LUSTRACIÓN Y DISEÑO EDITORIAL

MPRESIÓNGRAFIMOR, S.A. de C.V.

Presentación del Comité Editorial 2

GENERANDO CONOCIMIENTO EN EL IBt

Cuando las proteínas se agregan, te causan una enfermedad 3Del ADN a la neurona: un vistazo a la expresión génica del cerebro 5

Fimbrias: estructuras bacterianas que promuevenla colonización intestinal por bacterias patógenas 9

RECONOCIMIENTOS A LOS

MIEMBROS DE NUESTRA COMUNIDAD

Dra. Laura Palomares Aguilera Premio Interciencia 2014 11

I.B. Q. César Luis Cuevas Velázquez Premio Langebio 2014 13

PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN DE NUESTROS ESTUDIANTESPescadores de Ácido Ribonucléico 14

El calor invita a las bacterias a producir proteínas terapéuticas 16

PROPIEDAD INTELECTUAL, TECNOLOGÍA Y EMPRESA

Innovación y emprendimiento de base tecnológicaen el Campus Morelos de la UNAM 18

UNIDADES Y LABORATORIOS QUE

APOYAN A LA INVESTIGACIÓN Y A LA INDUSTRIA

Laboratorio de Análisis de Moléculas y Medicamentos

Biotecnológicos, en apoyo a la biotecnología mexicana 21

CURSOS Y TÓPICOS EN EL IBt

Todo lo que quieres saber sobre las plantas 23

¿Sabes cómo vive una célula? 24

EN LA VOZ DE NUESTROS EX-ALUMNOS

Usos y costumbres acerca del fermentador más comúnen biotecnología: el matraz agitado 25

HISTORIAS DE NUESTRA COMUNIDAD

Arte y ciencia, dos espectros que convergen en una misma dimensión 28

CIENCIA Y CULTURA

La mariguana, un panorama cientíco 31

REVISTA DE DIVULGACIÓN DEL INSTITUTO DE BIOTECNOLOGÍA DE LA UNAM

NÚMERO 3 OCTUBRE-NOVIEMBRE-DICIEMBRE DE 2015



La biotecnología estudia los procesos biológicos e

interacciones bioquímicas y es aprovechada para desarrollar

productos para las industrias agrícola, farmacéutica y

alimentaria, entre otras. Uno de los intereses del Instituto

de Biotecnología (IBt) es contribuir al entendimiento de los

procesos moleculares involucrados en enfermedades que afectan a

la población y proponer posibles soluciones a través del desarrollo

o mejoramiento de fármacos. En este número se abordan temas

referentes a diversas enfermedades, como las diarreicas causadaspor la bacteria Escherichia coli, las enfermedades que se presentan

cuando ciertas proteínas se agregan y algunas enfermedades que

afectan al cerebro.Un aspecto muy relevante de la biotecnología es la producción de

proteínas recombinantes —aquellas que se producen en una especie

distinta a la original—, como es el caso de la insulina humana que,

en la actualidad, es principalmente producida en bacterias. Algunos

virus sirven como fábricas de proteínas recombinantes, y son

utilizados en la producción de vacunas. Nuestro instituto ha sido

pionero en la producción de proteínas recombinantes con tecnología

100% mexicana por lo que nos enorgullece poder presentarte en estetercer número algunos casos de éxito. Adicionalmente, celebramosla creación de un nuevo Laboratorio Nacional dedicado al Análisisde Moléculas y Medicamentos Biotecnológicos, que ofrecerá

servicios para impulsar el desarrollo de la biotecnología mexicana.

Finalmente, te invitamos a que generes una opinión informada

sobre los usos y costumbres del consumo de Cannabis sativa.Este tercer número de Biotecnología en Movimiento presenta una

nueva imagen gráca. Esperamos que este nuevo formato sea de tu

agrado, y sobre todo que disfrutes de su contenido. Tus comentarios

serán muy bienvenidos: [[email protected]]

El Comité Editorial

PRESENTACIÓN



BIOTECNOLOGÍA EN MOVIMIENTO 3

plegamiento incorrecto de algunas proteínas. Es-tas enfermedades reciben el nombre genérico deamiloidosis. Los factores y condiciones que desen-cadenan las amiloidosis son variadas, así comoigualmente diversas, en secuencia y estructura,son las proteínas en cuestión. Las amiloidosis secaracterizan por la presencia de alteraciones en laestructura tridimensional de las proteínas invo-

lucradas (gurra 1), las cuales son causadas porcambios especícos en su secuencia de aminoáci-dos. Estos cambios desestabilizan de tal forma ala proteína, que ésta deja de cumplir con su fun-cion original y empiezan a acumularse en el espa-cio extracelular, donde forman agregados bri-lares insolubles conocidos como bras amiloides.A pesar de que distintas proteínas y condicionespueden formar las bras amiloides, todas ellascomparten una estructura básica que es evidenteal observarlas con unmicroscopio que laspuede amplicar miles

de veces (gura 2). Laacumulación de las -

bras amiloides puedencausar la disfunción dealgún órgano en par-ticular o de varios ala vez, como veremosmás adelante.

Los anticuerpos (oinmunoglobulinas)son proteínas quetienen como fun-

Cuando las proteínas se agregan,te causan una enfermedadCuando las proteínas se agregan,te causan una enfermedad

Dr. Baltazar Becerril y Dra. Miryam Villalba

Describimos los mecanismos moleculares del devastador padecimiento que es la amiloidosis, ya que desafortunadamente, una vez que la

miloidosis de cadena ligera es diagnosticada, la esperanza de vida de un paciente es de unos meses a unos pocos años. El conocimiento que

rinda nuestra investigación, sin duda contribuye al esclarecimiento de las causas de esta enfermedad y eventualmente nos permitirá diseñarstrategias para prevenir sus efectos mortales

Las proteínas son esenciales para la vidamisma, debido a que ejecutan la mayoríade las funciones que mantienen vivos a losorganismos. Para ello deben mantener unaestructura funcional, aún en las condicio-

nes adversas a las que se puedan enfrentar, tanton el interior como en el exterior de las células;

por ejemplo, los cambios locales de acidez, la va-

iación en la concentración de sales, la presenciade moléculas oxidantes o los cambios en la tem-peratura entre otras.

Imaginemos a las proteínas como un collar deperlas formado por unidades moleculares cono-idas como aminoácidos. La característica propia

de cada proteína, depende del orden y el tipode aminoácidos que las conforman. Hay ami-noácidos que son hidrofílicos, es decir, puedenstar en contacto con el agua, mientras que los

hidrofóbicos la evitan. Si imaginamos de nuevol collar, considerando esta diferencia entre los

aminoácidos, notaríamos que al ponerlo en con-

acto con el agua, el collar adoptaría una formaridimensional característica o “plegamiento”.La posición y las propiedades de los aminoá-idos, así como el ambiente local, son determi-

nantes de la manera como se pliega la proteínay con ello de su funcionalidad, por ejemplo, si esuna enzima, transformará correctamente su sus-rato, si se trata de un receptor, podrá reconocer

a su ligando.Algunas enfermedades que padecen los seres

humanos y los animales, como el Alzheimer yl Parkinson, por ejemplo, son causadas por el


Mediante la aplicación del método científico, estudiantes e

nvestigadores contestan preguntas que van desde lo más bá-

ico, hasta la resolución de problemas específicos en diversas

reas del conocimiento. Los resultados del gran número de

experimentos que se llevan a cabo cotidianamente en el IBton publicados en revistas internacionales para compartir esos

hallazgos con otros investigadores en todo el mundo. En el IBt

se publican anualmente alrededor de 150 artículos en revistas

científicas. En esta sección se presenta una selección de resú-

menes de publicaciones recientes del IBt, con la intención de

dar una idea del panorama del trabajo experimental que ha-cen los investigadores y los estudiantes de nuestro instituto.

Figura 1. Una proteína con unadeterminada función, al incorporarcambios en su secuencia de aminoácidos(mutaciones), puede experimentar cambiosestructurales (conformacionales) quepodrían dar como resultado la formaciónde fibras amiloides. Modificada de: SotoC. Protein misfolding and disease: proteinrefolding and therapy. (2001), FEBS Lett.498, págs. 204-207

Figura 2. Estructura típica de las fibras

amiloides formadas por los dominios

variables de las cadenas ligeras de los

anticuerpos codificadas por los genes

6a. Imagen obtenida mediante el uso

del microscopio electrónico. Tomada

de Villalba MI. y cols (2015) Journal

of Biological Chemistry , 290(5), págs.

2577-2592

Sección a cargo de Claudia Martínez ([email protected]) y Fernando Lledías ([email protected])



BIOTECNOLOGÍA EN MOVIMIENTO4

terada, causada por cambios (mutaciones) esecuencia original de sus aminoácidos.

Nuestros resultados indican que se requun menor número de mutaciones en el genpara desestabilizar la estructura y así favorela formación de bras amiloides, que en el 3r. Dado que se necesitan menos cambios egen 6a para producir bras y con ello el pad

miento, nuestra predicción era que debía eximayor numero de pacientes con amiloidoscausa del gen 6a que del gen 3r. Efectivamennuestros datos correlacionan muy bien connúmero de enfermos de amiloidosis de cadligera, es decir, con la prevalencia (frecuenciala enfermedad: es más frecuente encontrar fermos con variantes de proteínas derivadas gen 6a que del gen 3r.

ción reconocer y ayudar a eliminar del cuerpocualquier agente extraño al mismo, ya sea unamolécula o una célula: un hongo o una bacteria,por ejemplo. Los anticuerpos están formados pordos tipos de cadenas de aminoácidos, por pares,llamadas por su tamaño relativo, cadenas pesa-

das (H) y cadenas ligeras (L). En cada cadenase encuentran segmentos (propios de lasinmunoglobulinas) llamados “dominiosvariables” y los “dominios constantes”(gura 3). Las cadenas ligeras dependien-

do de su secuencia pueden catalogarsecomo tipo kappa (κ) o lambda (λ).

En nuestro laboratorio, estudiamos especíca-mente el dominio variable de las cadenas lige-ras de tipo lambda (gura 3), cuya informaciónde secuencia de ADN se encuentra en los geneshumanos denominados 6a y 3r. Cuando el do-minio variable de los anticuerpos se pliega in-correctamente, tiene la capacidad de formar -

bras amiloides y causa la enfermedad conocidacomo “amilodosis de las cadenas ligeras de losanticuerpos”. La acumulación de las bras queforman estas proteínas afectan el funcionamien-to del corazón, el hígado y los riñones (gura 4).

El objetivo fundamental de nuestro grupo deinvestigación se centra en comparar mediantedistintas técnicas de análisis bioquímico, la capa-cidad de formación de bras entre una cadenaligera que presenta una estructura normal, con-tra una cadena ligera que tiene una estructura al-

Este trabajo fue publicado originalmente en el siguiente artículocientífico: Villalba MI, Canul-Tec JC, Luna-Martínez OD, Sánchez-Alcalá R, Olamendi-Portugal T, Rudiño-Piñera E, Rojas S, SáncheLópez R, Fernández-Velasco DA, Becerril B. (2015), Site-directedmutagenesis reveals regions implicated in the stability and fiberformation of human λ3r light chains. Journal of Biological Chemis

290(5), págs. 2577-2592.

Figura 3. Esquema de un anticuerpo oinmunoglobulina en la que se muestranlas cadenas pesadas en verde y lascadenas ligeras en rojo, formadas por susdominios variables (V) y constantes (C). Elsegmento que se muestra separado de lainmunoglobulina, representa la parte de lacadena ligera que trabajamos en nuestrolaboratorio, es decir, el dominio variable dela cadena ligera.

Figura 4. Los anticuerpos son producidosy liberados al torrente sanguíneo porlos plasmocitos (células plasmáticasproductoras de anticuerpos que se generanen la medula ósea). Cuando las cadenasligeras sufren cambios en su secuenciade aminoácidos, se producen las fibrasamiloides que se depositan en algunosórganos. Esta acumulación produce efectostóxicos en esos órganos que derivanen la muerte del paciente. Tomada de:Concientización sobre la amiloidosis (2013).Fairman Studios, LLC (FOLLETO). http://www.amyloidosissupport.org/


Contacto: [email protected]




En repetidas ocasiones nos hemos preguntado¿Cómo es posible que a partir de sólo doscélulas, el óvulo y el espermatozoide, se ge-neren organismos tan complejos como un serhumano? Y con respecto a uno de los órganos

más complejos que conocemos: ¿Cómo se puedencondensar, almacenar y seguir de manera tan

precisa las instrucciones para desarrollar uncerebro capaz de pensar, analizar y sentir?

Los planos maestros para realizar tales

tareas están contenidos en una moléculaextraordinaria: el ácido desoxirribonu-cleico o ADN.

El ADN tiene la forma semejante ala de un sacacorchos, pero a diferenciade la herramienta para descorchar unvino, la espiral del ADN está forma-

da por dos hebras paralelas, cadauna de ellas constituida por unasecuencia de unidades llama-das nucleótidos. Las hebras se

mantienen unidas por comple-mentariedad. Un nucleótido está for-

mado por un azúcar (desoxirribosa),un grupo fosfato yuna de cuatro bases

nitrogenadas queconforman el “al-fabeto de la vida”:

adenina (A), citosina(C), guanina (G) y timina (T).

A pesar de tratarse de un “alfa- beto” de sólo cuatro caracteres, lascombinaciones entre ellas puedenformar diferentes secuencias que son las palabrasde este idioma molecular. El ADN de una célula hu-mana por ejemplo, contiene aproximadamente 3.3 x109 de estas palabras que resultan de la combinaciónde A, C, G y T, que en la jerga biológica se conocencomo genes. Nosotros al escribir podemos aumentarnuestras posibilidades de comunicación al añadirinformación extra con las diferentes puntuacionesortográcas, como comas, puntos y aparte, puntossuspensivos, paréntesis, etc. Al platicar, modulamosnuestro tono de voz, enfatizamos una idea elevandoel volumen, dramatizamos incluyendo pausas, si-lencios… si adicionalmente usamos nuestras manos,la postura de nuestro cuerpo y demás recursos de

lenguaje corporal, la información se ve multiplicada.Nuestra manera de escribir y hablar, son sin dudauna de las cualidades más importantes de nuestrapersonalidad que nos hace únicos... o al menos dis-tinguibles de los demás. De manera semejante en ellenguaje genético, la organización de los genes (laspalabras) y su regulación (el tiempo y la manera enque las frases son leídas o bien no leídas) determinalos distintos tipos celulares que forman por ejemplo,el corazón, el riñón y el cerebro.

Codicados en la secuencia de nucleótidos, encada uno de los genes, están las instrucciones nece-

Del ADN a laneurona:

un vistazo a

la expresióngénicadel cerebro

Dra. Leonor Pérez Martínez,

M.C. Miriam Martínez Armenta y

M.C. Javier Cortés Mendoza

…en el lenguaje genético, laorganización de los genes (las palabras)y su regulación (el tiempo y la maneraen que las frases son leídas o bien noleídas) determina los distintos tiposcelulares que forman por ejemplo, elcorazón, el riñón y el cerebro.




expresión de los genes de manerapositiva (al favorecer la expresióndel gen) o bien de forma negativa(al inhibir su expresión). La regu-lación de los genes está a cargode proteínas especializadas queinteraccionan directamente conel ADN, denominadas factores de

transcripción.¿Qué hace única/particular

a una neurona?A pesar de que una neurona tieneexactamente la misma secuenciade ADN que una célula muscular,por ejemplo, son muy distintasentre sí. Esta diferencia se estable-ce en gran medida con base a susdistintos patrones de expresióngénica. Una neurona necesita pro-

teínas diferentes a las que usa unacélula muscular, por lo tanto, losgenes que se expresan en la neu-rona no son los mismos que losque se expresan en una célula delmúsculo.

Todos los eventos biológicoscomo el crecimiento y la dife-renciación celular e incluso larespuesta ante condiciones adver-

sarias para generar las proteínas,que son las encargadas de rea-lizar funciones especícas en lacélula que van desde formar el“armazón” de la célula, el proce-samiento de los nutrientes, dirigirsu división e incluso para cons-truir otras proteínas. El ujo de

información desde un gen hastauna proteína se le conoce comoel “Dogma Central de la BiologíaMolecular” e implica la genera-ción de una copia de ácido ribo-nucleico (ARN) a partir de la se-cuencia de un gen. A este procesose le llama “transcripción” y se lereere también como “expresióngénica”. A la molécula de ARNsintetizada con las instruccionesdel gen se le denomina ARN men-

sajero (ARNm). Posteriormente,en el proceso llamado “traduc-ción”, el ARNm es utilizado comomolde o templado para generar,como paso nal, una proteína.Existen diversas estrategias paracontrolar la expresión génica yuna de ellas es a nivel del procesode la transcripción. La regulacióntranscripcional puede controlar la

sas (como altas o bajas tempeturas, presencia de agentes odantes, radiación, etc.) requiede eventos de regulación génmuy precisos. Por consiguieuna desregulación en la expresgénica puede conducir al derrollo de varias patologías de

den neurológico, como por ejeplo la esquizofrenia.

La esquizofrenia es un desden psiquiátrico que se preseaproximadamente en el 1% dpoblación. En algunos pacienesquizofrénicos se ha observuna reducción en el tamaño hipotálamo (una región localda en la base del cerebro de mamíferos), mismo que tambse ha visto afectado en pacien

con autismo, un desorden del sarrollo cerebral que se caractza por comportamientos repevos y problemas en la interaccsocial.

El hipotálamo es una estructcerebral compuesta por distinnúcleos celulares en los que rden diferentes tipos de neuronEsta estructura integra múltip

Las neuronasresidentes del

hipotálamodetectan al “Factorde crecimientotransformante beta”(TGF-β). En el casode las neuronasTRHérgicas, lapresencia de TGF-βes importante parainducir la expresiónde TIEG1 y de laneurohormona TRH.

En ausencia de TGF-βno se observa laexpresión de TRH.





eñales tanto de la periferia comodel propio cerebro, controlando laíntesis y liberación de hormonas,as cuales regulan funciones tan

diversas como el crecimiento, laeproducción, el metabolismo y laonducta. A pesar del vasto cono-

imiento sobre la importancia delhipotálamo en la homeostasis oautoregulación del organismo, seabe muy poco acerca de los me-anismos moleculares que regu-an el desarrollo/diferenciación

de las neuronas hipotalámicas.Actualmente contamos con va-

ias técnicas como los microarre-glos y la secuenciación masiva, mediante las cuales podemosdenticar y estudiar los cambios

que ocurren a nivel transcripcio-nal. Con ellas podemos detectar yestimar la producción de ARNmde un gran numero de genes almismo tiempo y con ello saberqué genes son más o menos acti-vos de acuerdo a su producción

aumentada o disminuida, o bienpermanecen sin cambios. Al es-tudiar estos cambios en la abun-dancia de los diferentes mensaje-ros durante los procesos celularessabemos cuales son los genes queestán involucrados, por ejemplo,en el desarrollo de los diferentestipos neuronales. A esta novedo-sa área de la ciencia se le conocecomo “genómica funcional”. Losestudios de la expresión génica a

nivel global permiten evaluar laexpresión de casi todo un geno-ma a partir de una sola muestra

biológica.

¿Cuál es la expresión

génica de un tipo

especíco de neuronas?

Los resultados de la genómicafuncional indican que el cerebroposee la mayor diversidad deexpresión génica respecto a cual-quier otro órgano del cuerpo, gra-cias a la gran variedad de tipos ycircuitos neuronales que lo con-forman. Un objetivo de la neuro-

biología moderna es identicar



8

el proceso de diferenciación, pticularmente de los fenotipos nroendócrinos. Actualmente, shemos caracterizado el papelTIEG1; sin embargo, aún conmos con un catálogo muy ampde ARN mensajeros cuya funcen el desarrollo del hipotála

aún se desconoce. Por tanto, csideramos que estudios comonuestro encaminados a deternar los mecanismos moleculaque participan en el desarroldiferenciación de los distinfenotipos neuronales hipotalácos podrán contribuir al rescde poblaciones neuronales dadas en patologías especícas.

proteína cuyo papel durante eldesarrollo del sistema nerviosoy en particular del hipotálamo,no se había determinado hasta elmomento. Nuestra investigacióndemuestra, por primera vez, queTIEG1 es parte del programa dediferenciación de las neuronas

productoras de TRH (TRHér-gicas) ya que su ausencia en unratón que no expresa a la proteínaTIEG1, resulta en la disminuciónde la expresión de TRH en la eta-pa embrionaria. Nuestro estudiotambién mostró que la expresiónde TIEG1 está regulada directa-mente por el “Factor de Cre-cimiento Transformante-β2”(TGF-β2), que es un factor de cre-cimiento involucrado en la modu-

lación de la respuesta inmune yen el funcionamiento del sistemanervioso central. Este trabajo cons-tituye el primer estudio sobre laimportancia de TGF-β2 durante eldesarrollo del hipotálamo. Comose mencionó antes, a pesar de larelevancia siológica del hipotála-mo, poco se sabe de los mecanis-mos moleculares involucrados en

los genes que determinan un tiponeuronal especíco y la estrate-gia del órgano para alcanzar suelevada capacidad plástica y cog-nitiva. Los resultados obtenidoscon estas novedosas técnicas com-plementan los conocimientos yagenerados con las técnicas “tradi-

cionales”, basadas por ejemplo enla localización anatómica de ungrupo neural especíco así comoen los estudios previos de suspropiedades electrosiológicas y

bioquímicas.Recientemente caracterizamos

el transcriptoma (catálogo de losARN mensajeros) de un grupoparticular de neuronas del hipo-tálamo que están a cargo de laproducción de la “hormona lib-

eradora de tirotropina” (TRH porsus siglas en inglés). Uno de losobjetivos de nuestro estudio fueidenticar las señales que contro-lan el desarrollo/diferenciaciónde estas neuronas. Entre los tran-scritos enriquecidos identicamosal “gen inducido tempranamentepor el Factor de CrecimientoTransformante-β” o “TIEG1”, una

Este trabajo se publicó originalmente enel siguiente artículo científico: Martínez-

Armenta M, Díaz de León-Guerrero S,Catalán A, Álvarez-Arellano L, Uribe RM,Subramaniam M, Charli JL, Pérez-MartínezL. (2015). TGFβ2 regulates hypothalamic Texpression through the TGFβ inducible eargene-1 (TIEG1) during fetal development.

Molecular Cell Endocrinology . vol. 400, pág129-39.


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Las infeccionesgastrointestinales y los

patógenos

Actualmente, las enfermedadesdiarreicas causan aproximada-mente el 10 % del total de de-cesos infantiles a nivel mundial,lo que equivale a 1,600-2,100

muertes por día o 580,000-760,000 poraño; por lo cual, estos padecimientosepresentan un problema grave de salud

pública, sobre todo en niños menores de años. Uno de los microrganismos cau-antes de diarrea con un mayor riesgo

de muerte en niños, es la bacteria Esche-ichia coli enteropatógena (EPEC). EPEC,unto con E. coli enterohemorrágicaEHEC) y el patógeno especíco de ra-ones Citrobacter rodentium , pertenecen

a un grupo de bacterias patógenas quee adhieren a las células del epitelio in-estinal de los organismos a los que in-ectan (conocidos como “hospederos”)

y causan lesiones características conoci-das como de “adherencia y destrucción”en inglés “attaching and effacing” o A/E)Figura 1). Al no existir un animal de la-

boratorio que sea sensible a la infecciónausada por los patógenos de humanos

EPEC y EHEC, se ha utilizado la infec-ión que causa C. rodentium en el ratón,omo una medida alternativa para el es-udio de los mecanismos de virulencia

de este grupo de bacterias.

Fimbrias bacterianas

Las mbrias son estructuras que po-drían denominarse “cabellos bacteria-

Fimbrias: estructuras bacterianasque promueven la colonización

intestinal por bacterias patógenasM. en C. Gustavo G. Caballero Flores y Dr. José Luis Puente García

as fimbrias son estructuras similares a “cabellos bacterianos” que permiten la adherencia de bacterias patógenas a los tejidos dondeausan daño, por lo que son consideradas elementos de virulencia importantes en muchas enfermedades infecciosas, incluyendo aquellasue afectan el tracto gastrointestinal. Nuestro estudio aporta información relevante para entender la función y los mecanismos queontrolan la producción de fimbrias. Este conocimiento podrá aprovecharse en un futuro para proponer y evaluar estrategias nuevas derevención o tratamiento de las infecciones causadas por patógenos que dependen de estas estructuras para producir una enfermedad

Figura 1. La fimbria Gcf es requerida por C. rodentium para colonizar eficientemente el intestino del ratón. Antes deinfectar al ratón, las bacterias de C. rodentium naturales (silvestres) y mutantes (modificadas) no presentan a la fimbriaGcf en su superficie ya que las condiciones de crecimiento en el laboratorio no favorecen su formación. Durante lainfección, se activa la producción de fimbrias Gcf en las bacterias silvestres, lo cual promueve la adherencia inicial deC. rodentium al epitelio intestinal y provoca lesiones A/E en los enterocitos, mientras que las mutantes son eliminadasrápidamente por el hospedero en los días posteriores a la infección.




Este trabajo fue originalmente publicado en elsiguiente artículo científico: Caballero-Flores, G. G.,Croxen, M. A., Martínez-Santos, V. I., Finlay, B. B. yPuente, J. L. (2015). Identification and regulation ofnovel Citrobacter rodentium gut colonization fimbria(Gcf). Journal of Bacteriology , vol.197 págs.1478 –1

nos”, que promueven la adherencia dela bacteria a diferentes tipos de super-cies, tanto vivas (bióticas) como inertes(abióticas). Se ha demostrado que du-rante las etapas iniciales del proceso deinfección, los patógenos A/E, al igualque otras bacterias patógenas, utilizandiversos tipos de mbrias para ad-herirse de manera especíca y ecienteal tejido que infectarán en sus hospede-ros. Por esta razón, las mbrias sonconsideradas elementos de virulenciaimportantes en muchas enfermedadesinfecciosas causadas por bacterias, enparticular las del tracto gastrointestinal.

La mbria Gcf

En nuestro laboratorio estamos inte-resados en el estudio de la función yregulación de la expresión de genes devirulencia en patógenos A/E. Aunquese conocen con cierto detalle los genesrequeridos para la formación de lalesión A/E, así como los mecanismosque permiten que dichos genes se ac-tiven o se apaguen, se sabe poco sobre

tivación de los genes Gcf en C. rodentocurre en niveles muy bajos cuandocrece a la bacteria en el laboratorio (intro), lo cual contrasta con su importandurante la colonización del hospedersugiere que este tipo de mbrias se pducen especícamente dentro del ratEsta posibilidad se demostró mediael uso de una variante de C. rodent

bioluminiscente que produce luz cudo se activan los genes Gcf dentrolos ratones infectados. También se loidenticar una molécula (la proteH-NS) encargada de mantener apados los genes Gcf hasta que son req

ridos para la formación de las mbdentro del ratón.

los elementos que promueven la unióninicial de la bacteria al tejido intestinaldel hospedero, proceso conocido comocolonización. Por esta razón, en este es-tudio decidimos utilizar a C. rodentium para identicar los genes requeridos porla bacteria para una adherencia ecienteal epitelio intestinal. Para este propósito,se introdujeron mutaciones en el ADNde C. rodentium mediante inserciones alazar de un fragmento pequeño de ADNmóvil conocido como transposón, estogeneró una colección de bacterias mu-tantes de C. rodentium a las cuales se lesevaluó su capacidad de colonizar ratones

infectados oralmente. De esta forma, selogró identicar una cepa con virulenciaatenuada que presentaba decienciasen las etapas tempranas del proceso decolonización (gura 1), dicha mutanteresultó afectada por el transposón enun grupo de genes que se activan si-multáneamente para la formación deun tipo especíco de mbrias bacteria-nas, las cuales se denominaron Gcf por“mbrias de colonización intestinal” (eninglés “gut colonization fmbriae”). La ac- Contacto: [email protected]




fenómenos de la na-turaleza y una asiduapasión por la lectura;construyó pequeñoslaboratorios en el ar-mario de su cuarto ydespués, sobre el te-

cho de la casa de suspadres, en su natalMorelia, Michoacán.Durante su adolescen-cia mantuvo granjas deinsectos con el objetivode enriquecer con proteína animal productos deconsumo infantil, y hasta llegó a diseñar un labo-ratorio submarino donde planeaba llevar a cabodiversos proyectos.

Laura estudió la carrera de Ingeniería Bio-química en el Instituto Tecnológico y de EstudiosSuperiores de Monterrey, Campus Querétaro.

Al terminar su carrera obtuvo la Beca Fulbrighten la Universidad de Cornell, EUA; sin embar-go, por razones personales, decidió declinarlay realizó sus estudios de posgrado en México.Ella encontró en el Instituto de Biotecnología dela UNAM, un lugar idóneo para estudiar la Ma-estría en Biotecnología y el Doctorado en Cien-cias bajo la asesoría del Dr. Tonatiuh RamírezReivich, actual director del Instituto. Resultadode sus estudios de doctorado obtuvo la MedallaAlfonso Caso al mérito universitario, así comoel premio Weizmann Kahn y el galardón Alfre-

El Gobierno de Canadá, en colaboración conla Association Francophone pour le Savoir,en su calidad de miembro de la AsociaciónInterciencia (organismo que agrupa desde1974 a las asociaciones para el avance de

a ciencia en América) otorga a partir de 2004 unpremio anual para reconocer a la persona que

haya hecho contribuciones sobresalientes para elavance de las ciencias y las ingenierías en paísesde América, correspondiendo en años alternosa los campos de Ciencias de la Vida, Ecología yBiodiversidad. En el 2014, el premio en la cate-goría de Ciencias de la Vida le fue otorgado a laDra. Laura Palomares Aguilera, investigadorade nuestro instituto, por sus aportaciones en eldesarrollo de procesos para la producción de va-unas recombinantes.La Dra. Palomares es el cuarto cientíco mexi-

ano que recibe este galardón, se une a la Dra.Mayra de la Torre Martínez del Centro de In-

vestigación en Alimentación y Desarrollo, A.C.CIAD) (2004), al Dr. Gonzalo Halffter Salas delnstituto de Ecología, A.C. (Inecol) (2006) y al Dr.osé Alejandro Velázquez Montes del Centro denvestigaciones en Geografía Ambiental (CIGA)

de la UNAM (2009).

Sin límites

La Dra. Laura Palomares, admiradora de MarieCurie y Jacques Cousteau, desde muy pequeñamostró una gran inquietud por entender los

RECONOCIMIENTOS A LOS MIEMBROS DE NUESTRA COMUNIDAD

Sección a cargo de Martha Pedraza ([email protected])

Dra. Laura Palomares AguileraPremio Interciencia 2014Dra. Martha Pedraza Escalona y Dr. David Jáuregui Zúñiga

os académicos del IBt tienen trayectorias en la ciencia y la

ecnología que les han hecho acreedores de reconocimientos

de diferentes instituciones. A la par, se encuentran estudiantes

que construyen su experiencia acompañados de sus tutores

en la generación de conocimiento. En esta sección se mencio-

nan algunos de los reconocimientos más notables que nuestra

comunidad recibió en 2014.




glas en inglés) con el nombre comercial FlubloEsta colaboración ha permitido que el InstitutoBiotecnología participe en la transferencia de nología hacia México, y comenzar así una nugeneración de vacunas contra el virus de lauenza, más seguras y ecientes.

La Dra. Palomares forma parte del ComitéBiotecnológicos de la Farmacopea de los EstaUnidos Mexicanos (FEUM) y del SubcomitéExpertos en Productos Biotecnológicos del mité de Moléculas Nuevas de la Comisión Feral para la Protección contra Riesgos Sanita(COFEPRIS), lo cual le permite colaborar conautoridades sanitarias para establecer los marregulatorios de los productos biotecnológico

biocomparables.Dentro de la UNAM ha recibido la Distinc

Universidad Nacional para Jóvenes Académen el área de Innovación Tecnológica y DisIndustrial (2007), así como el Premio Sor Ju

Inés de la Cruz (2012); ha sido galardonada el Premio Morelense al Mérito Cientíco (200el Reconocimiento al Mérito Estatal de Investción Tecnológica (2013), ambos concedidos el gobierno del estado de Morelos. La AcadeMexicana de Ciencias (AMC) le otorgó el Premde Investigación en el área de Ingeniería y Tnología (2009).

Hacer la diferencia

En la actualidad, trabajando en consorcio coDr. Tonatiuh Ramírez han logrado llevar a c

la formación de un nuevo laboratorio, dedical análisis de moléculas y medicamentos bionológicos en el Instituto de Biotecnología, el cha sido habilitado como tercero autorizado la COFEPRIS. Este laboratorio tiene la visiónapoyar en las pruebas de caracterización y edios preclínicos para que aquellos productos alto valor agregado, generados en la industren la academia por cientícos mexicanos, llega comercializarse.

Laura ha trabajado por más de veinte aen el área con la convicción constante de “psar que sí se puede”; ella arma que lo que m

disfruta es estar en contacto directo con sustudiantes, por lo que considera una responsalidad primordial la formación de profesionde alto nivel que respondan a los nuevos reque demanda las necesidades del país. A un de haber recibido el premio Interciencia 20la Dra. Palomares agradece a todo su extraonario grupo de trabajo, la alta capacidad técco-cientíca y el compromiso que demuestdiariamente.


do Sánchez Marroquín de la Sociedad Mexicanade Biotecnología y Bioingeniería. Se incorporóal Instituto de Biotecnología de la UNAM comoInvestigadora Asociada en 1999.

Construir para México

Con la experiencia adquirida en el área de pro-

ducción de proteínas recombinantes (aquellasque se obtienen a partir de una especie o línea ce-lular distinta a la que originalmente las produce),utilizando células eucariotas (células que poseennúcleo) de insecto infectadas con virus, llevó acabo una estancia posdoctoral con especialidaden glicobiología, en la Universidad de Cornell,EUA; allí sus investigaciones se enfocaron en es-tudiar la función de los polisacáridos (complejoshechos de azúcares sencillos) presentes en lasproteínas celulares. De esta forma inició una líneade investigación que sigue hasta la fecha y tiene

como n diseñar procesos ecaces en la produc-ción de proteínas virales recombinantes para laproducción de vacunas, además del diseño devectores para terapia génica y recientemente haincursionado en la elaboración de nanobioma-teriales (materiales biológicos de tamaño entre1 y 100 nanómetros). La Dra. Palomares deno-mina a esta línea de investigación como Viro-tecnología , ya que aprovecha las característicasde producción de proteínas que tienen los viruspara desarrollar nuevas tecnologías con aplica-ciones médico-farmacéuticas. Resultado de loanterior, en su grupo de trabajo se ha desarro-

llado la producción de una vacuna recombinantecontra el rotavirus bovino, investigación que lellevó a obtener el Premio Canifarma Veterinariaen 2009. La incursión en el diseño de nanobio-materiales comenzó utilizando la capacidad deautoensamble de algunas proteínas virales parafuncionalizarlos con varios metales, como el oroy plata. En la actualidad quiere analizar las apli-caciones de estos biomateriales en el crecimientocelular de modelos eucariontes, en conjunto conun grupo multidisciplinario formado por inves-tigadores mexicanos.

Más allá del laboratorio

El sector industrial tanto nacional como inter-nacional ha solicitado su asesoría cientíca ycolaboración en la caracterización y producciónde vacunas y medicamentos. Un caso especial, essu participación con la empresa estadounidenseProtein Sciences Corporation, en la caracterizaciónde vacunas de origen recombinante contra la in-uenza aviar y humana, esta última ha sido apro-

bada por la Administración de Medicamentos yAlimentos de Estados Unidos (FDA, por sus si-

RECONOCIMIENTOS A LOS MIEMBROS DE NUESTRA COMUNIDAD




“Lo que sea que hagas,

házlo con pasión y buscaque repercuta en un bienpara los demás”.

César es egresado dela carrera de IngenieraBioquímica del Insti-tuto Tecnológico deZacatepec en Morelos.Durante sus estudiosrealizó su trabajo detesis en el Instituto Po-tosino de InvestigaciónCientíca y Tecnológi-ca, A.C. (IPICYT) deSan Luis Potosí, anali-zando el papel de al-gunos genes involucrados con la resistencia a lasequía en el nopal. Ahí surgió su interés de estu-diar a las plantas utilizando las herramientas de

biología molecular. Este campo lo apasionó tantoque decidió realizar sus estudios de posgrado enel Instituto de Biotecnología de la UNAM, en ungrupo líder en el campo a nivel mundial.

Durante sus estudios de maestría y después

en el doctorado, César agradece la oportunidadde trabajar en el grupo de investigación de laDra. Covarrubias, a quien además de admirar,considera una amiga y extraordinaria compa-ñera con quien trabaja en un ambiente lejano alas jerarquías.

César agradece el apoyo incondicional que suspadres le han brindado y reere que su padresiempre le ha inculcado: “Lo que sea que hagas,házlo con pasión y busca que repercuta en un

bien para los demás”.Además del gran cariño que tiene por las plan-

tas, quiere mucho a los animales, especialmente

a los peces y a los caninos; de hecho, tiene unacuario en su lugar de trabajo y otro en casa.César obtendrá proximamente el grado de

Doctor y en el futuro espera realizar estudiosposdoctorales en esta misma área de investi-gación y profundizar a detalle en las señalesmoleculares que desencadenan la resistencia asequía en plantas.


El Laboratorio Nacional de Genómica parala Biodiversidad (LANGEBIO), pertene-ciente al Centro de Investigación y de Es-tudios Avanzados (CINVESTAV), otorgadesde el año 2013 el premio LANGEBIO

para doctorandos que presenten trabajos de in-vestigación de alta relevancia y originalidad, enl área químico-biológica. En su segunda edición,e presentaron más de cincuenta trabajos pro-

venientes de toda la república, donde el comitévaluador seleccionó seis nalistas para que ex-

pusieran oralmente su tema de estudio, y de ahíeleccionar al mejor. El ganador del premio fue

César Luis Cuevas Velázquez, estudiante de doc-orado del Departamento de Biología Molecular

de Plantas de nuestro Instituto, con el trabajoitulado “Late embryogenesis abundant proteins

as a paradigm to study intrinsically disorderedproteins in plants” (“Proteínas abundantes en lambriogénesis tardía como paradigma en el es-udio de proteínas intrínsicamente desordenadas

n plantas”), el cual fue realizado bajo la asesoríade la Dra. Alejandra Covarrubias Robles.César Cuevas Velázquez estudia a un grupo

de proteínas que están altamente expresadas enas etapas tardías del desarrollo de embriones en

plantas (cuando las semillas se deshidratan natu-almente), así como en otras partes de la plantauando se encuentran en condiciones de estrés

por sequía. Estas proteínas llamadas LEA (porus siglas en inglés, Late Embryogenesis Abun-

dant, Abundantes en la Embriogénesis Tardía)ienen una estructura tridimensional aleatoriaexible) cuando están bien hidratadas, aunque

n momentos de estrés adquieren una confor-mación diferente que les permite proteger a otrasproteínas para que éstas no pierdan su funciónante la falta de agua.

Estas observaciones provienen del estudio dedos proteínas presentes en la planta de Arabi-dopsis thaliana , la cual tiene 51 moléculas de esteipo. Esto abre la posibilidad a que algunas destas proteínas pudieran tener aplicaciones bio-ecnológicas al participar en la protección de launción de proteínas de alto costo y difíciles deonservar.

I.B.Q. César LuisCuevas VelázquezPremio Langebio 2014Dra. Martha Pedraza Escalona




La formación de recursos humanos altamente especializados

es una de las más importantes tareas del IBt. Sede del Progra-

ma de Maestría y Doctorado en Ciencias Bioquímicas desde

1996, anteriormente lo fue del Posgrado en Investigación Bio-

médica Básica así como del de Biotecnología. En sus 30 años

de existencia, en el IBt se han realizado cerca de 1700 tesis de

Posgrado y Licenciatura. Durante el año 2014 se concluye

21 tesis de Doctorado, 39 de Maestría y 32 de Licenciatura.

egresados del IBt son igualmente requeridos en la invest

ción, la docencia y la industria. En esta sección se reseñan

gunos trabajos con los que se graduaron estudiantes de

en el 2014.

describir a un organismo, pues la psencia de un gen en un genoma nosuciente para explicar su funciónprimer paso para explicar la funcde los genes es estudiar su expresiy entender la expresión de los geneel siguiente paso en la escalera hacidescripción completa de la vida enplaneta.

La expresión de un gen inicia contranscripción, un proceso por el cuacomplejo proteico llamado ARN polirasa lee el segmento de ADN que ctiene al gen y copia su secuencia en forde una nueva molécula de ARN (g1). La transcriptómica es la rama cieca encargada de estudiar y responlas preguntas alrededor de la expresgénica. Particularmente, los experimtos de identicación de sitios de iniciola transcripción son importantes porpermiten denir el sitio exacto dond

ARN polimerasa comienza a copiaADN en ARN. Una vez que se conoestos sitios de inicio, los investigadopueden enfocarse en las regiones cenas en busca de segmentos del genoque controlan la transcripción.

Los estudios transcriptómicos de etipo se han visto potenciados con el venimiento de la segunda generacde tecnologías de secuenciación masinstrumentos que permiten leer llones de moléculas de ARN, detectdo muchos eventos de inicio de la tracripción en un sólo experimento. embargo, para que estos experimensean idealmente funcionales primeronecesita “limpiar” la muestra de ARestudiar, porque el ribotipo (la constción de moléculas ARN provenientesun organismo) está compuesto de tracritos primarios (los recién sintetizapor la ARN polimerasa) y transcritoscundarios (moléculas ARN incomplepreviamente procesadas por enzimllamadas ribonucleasas). Ambos ti

Sección a cargo de Georgina Ponce ([email protected])

Pescadoresde Ácido

RibonucléicoM. C. Israel Aguilar Ordoñez

PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN DE NUESTROS ESTUDIANTES

En 2003, después de 13 años ymuchos millones de dólares elProyecto del Genoma Humano seconsideró concluido. El resultadofue la primera secuencia genética

completa del hombre, una especie demapa interior que permitió echar unvistazo a lo más básico que da forma a

un ser humano. Hoy en día existen

poderosas tecnologías de secuen-ciación masiva de ácidos nucleicos( Massive Parallel Se-

quencing , en inglés)que hacen posiblesecuenciar cual-quier genoma,

desde el del vecinohasta el de uno mis-

mo, en cuestiónde días y a

una frac-ción del

p r e c i odel pri-

mer ge-noma hu-

mano.Gracias a estos

avances genómicos de la últi-ma década hemos comenzado a dar

un vistazo profundo al código genéticode los organismos que habitan el pla-neta. Cada día es menos descabelladala idea de un catálogo que contenga losmapas genéticos de todos los seres vivosconocidos, desde la bacteria más peque-

ña hasta la ballena azul.

Sin embargo, la secuen-cia completa

de un ge-noma nop r o v e etoda la in-

formaciónn e c e s a r i a

para terminar de




¿Te interesa visitar el IBt? El IBt ofrece visitas guiadasa sus instalaciones

donde el personal académico y los estudiantes de posgrado dan al

visitante una pequeña muestra del trabajo de investigación

que realizan en sus laboratorios.

Las visitas son organizadas por la Biol. Irma Vichido Báez y se programan los miércoles y viernes en

un horario matutino desde las 10 hrs. con grupos no mayores de 20 personas.

Es posible planifcar visitas con temas de interés particular, solicitándolo

al momento de concertar la cita.

Se reciben grupos escolares de nivel medio y superior, así como

de profesores y otros interesados.


de transcritos son detectables por losnstrumentos de secuenciación masiva,

pero sólo los transcritos primarios dannformación verdadera sobre un inicio

de transcripción. Dicho de otro modo,un experimento ideal de este tipo debedenticar cuáles de las moléculas ARNstán completas y cuales están rotas.Este paso previo de “limpieza” de

ARN para su posterior análisis por se-

uenciación masiva se conoce técni-amente como enriquecimiento de lamuestra. Actualmente existen diversasécnicas de enriquecimiento para ex-

perimentos de detección de sitios denicio de la transcripción, pero la mayo-ía actúan directa y exclusivamente so-

bre los transcritos secundarios (ya seaon enzimas que los degradan o con

moléculas que los reconocen y separande la muestra), lo cual implica que el en-iquecimiento de transcritos primarioss un subproducto de las metodologías.

En nuestro laboratorio consideramosque esto último explica parte de losproblemas que detectamos al analizaros datos obtenidos en este tipo de ex-

perimentos. Por tanto, nos propusimosdesarrollar nuevos métodos de en-iquecimiento de la muestra que actúen

directamente sobre los transcritos pri-marios o sea los recién sintetizados pora ARN polimerasa.

Para identicar transcritos primariose puede tomar en cuenta la composición

química de la molécula: sólo los trans-ritos primarios tienen unidos 3 grupososfato en uno de sus extremos (gura 2).

Partiendo de esa diferencia, en el labo-atorio desarrollamos dos metodologías

Figura 2. La acción de las enzimas ribonucleasas provocaque los transcritos primarios (con un extremo trifosfatado–unido a tres fosfatos) se fragmenten en transcritos

secundarios (con extremos monofosfatados –unidoa un solo fosfato). Los fragmentos de los transcritossecundarios suelen dar señales falsas positivas enexperimentos de detección de sitios de inicio de latranscripción.

Con este trabajo Israel Aguilar Ordóñez obtuvo enagosto del 2015 el grado de Maestro en CienciasBioquímicas bajo la tutoría del Dr. Enrique MorettSánchez ([email protected])

Figura 1. Durante el proceso de transcripción la proteínaARN polimerasa sintetiza una copia ARN de una regióndel genoma como un primer paso de la expresión génica.

para atrapar transcritos primarios a par-tir de una muestra de ARN microbiano.Ambas metodologías utilizan proteínasque reconocen los 3 grupos fosfato enel inicio de las moléculas de ARN: 1) laproteína eIF4E, un factor de la traduc-ción (el proceso que convierte el ARNen proteína) que es capaz de unirse atranscritos primarios en células ani-males y vegetales; 2) RppH, una enzima

bacteriana que, irónicamente, se sospe-cha inicia la cascada de degradación querompe los transcritos primarios.

De acuerdo a nuestros resultados,ambas proteínas son capaces de aislartranscritos íntegros que representan si-tios de inicio de transcripción verdade-ros. Denominamos estas técnicas CAP-ture y pH-Switch,respectivamente,y esperamos quecon un poco másde renamiento

contribuyan demanera importanteal desarrollo de latranscriptómica ba-sada en tecnologíasde secuenciaciónmasiva.




del cultivo sean propicias; la otra opces inducir la síntesis de la proteínadecir, que la bacteria tendrá que serpuesta a alguna sustancia química otímulo físico que le indique que la pduzca. Actualmente, se preere el de sistemas inducibles debido a qucarga metabólica (síntesis y degradacde todas las biomoléculas de la célu

a la cual son expuestas las bacteriasmenor respecto a los sistemas consttivos. Dentro de los métodos más munes de inducción están la adicióncomponentes al medio y el cambioalgún parámetro físico del cultivo (o temperatura).

El sistema de inducción por temptura (termo-inducible) se basa en laserción del gen de la proteína de inteen vectores que contengan los promtores tempranos (regiones de ADN promueven la transcripción de un gdel fago lambda (virus que infecta coli), los cuales son regulados por la pteína represora llamada cI857, sintetda por la misma maquinaria del vircuya función es controlar la síntesisla proteína recombinante de acuerdlas condiciones de temperatura. A teperaturas inferiores de 37ºC, cI857 pide el inicio de la transcripción poARN polimerasa y no habrá produccde la proteína; sin embargo, una que la temperatura se aumenta, inici

transcripción del gen y más tarde la bteria sintetizará la proteína.El incremento de temperatura y

producción de la proteína recomnante causan un fuerte impacto sola siología de E. coli. Una respuecaracterística de E. coli al aumentotemperatura es lo que se conoce co“la respuesta de choque térmico” (rápida síntesis de proteínas de chotérmico), controlada por la enzimama 32, misma que regula la síntesis

El calor invita a las bacterias a

producir proteínas terapéuticasM. C. Elizabeth Carrasco Caballero

Desde el inicio de la biotecnologíamoderna en los 70s, la bacteriaEscherichia coli ha sido empleadapara la producción de proteínasterapéuticas, debido entre otras

características, a su alta velocidad decrecimiento y a la fácil operación decultivos de alta densidad celular que selogran con ella. Los elementos que se re-quieren para producir dichas proteínasson: el organismo hospedero (que es la

bacteria) y un plásmido o secuencia deADN (que está formado por varios seg-mentos: origen de replicación, gen de in-terés, promotor del gen de interés, gende selección, etc.), por medio del cual seintroduce en la bacteria el gen que llevala información de la proteína terapéu-tica y con características que permiten ala maquinaria de la bacteria producirla.

Ya que el plásmido contiene el gen quecodica para la proteína de interés, alcolocar a la bacteria en las condicionesde cultivo apropiadas, obtendremos laproteína recombinante deseada (proteí-na de un determinado organismo que,por métodos de ingeniería genética,puede expresarse en otro).

La expresión del producto puede serconstitutiva, lo que implica que la bac-teria estará sintetizando la proteína per-manentemente mientras las condiciones

A) 30 ºC

c1857

A) 42 ºCTranscripción

ARN pol

c1857

oL3/oR3 oL2/oR2 oL1/oR1 pL o pR Gen interés

oL3/oR3 oL2/oR2 oL1/oR1 pL o pR Gen interés

ARN pol

A) A 30°C, los dímeros de cI857 se ubican en los dominios

del operador impidiendo el inicio de la transcripción porla ARN polimerasa por lo que no habrá producción de laproteína.

B) A 42°C, cI857 cambia de conformación y se desprendedel operador, permitiendo así el inicio de la transcripcióndel gen de interés, lo que lleva a la producción de laproteína.

PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN DE NUESTROS ESTUDIANTES




state) en el cual las variables físicas yquímicas del medio permanecen cons-tantes y es un momento adecuado en elque se puede evaluar la producción dela proteína de interés.

En un compartimento se mantuvo unatemperatura óptima de crecimiento dela bacteria y en el otro una temperaturaque favorece la inducción de producciónde la proteína terapeútica. Estos com-partimentos estuvieron interconectadosmediante una bomba que permitió re-circular las células constantemente y asídisminuir el impacto siológico que elaumento de temperatura provoca en las

bacterias. Los parámetros operacionalesque se variaron fueron la frecuencia derecirculación desde un compartimentoa otro y la temperatura en cada uno deellos. Al variar estos parámetros se al-canzó el estado estacionario respecto a

biomasa, aunque infortunadamente, seperdió el gen de la proteína recombi-nante preproinsulina humana (PPIH), loque impidió evaluar su contenido al es-tado estacionario. Los resultados de estetrabajo indican que, mientras se producíala PPIH, se observó que las temperaturasde 32 ºC y 42 ºC favorecen la agregaciónde la misma en “cuerpos de inclusión”

(hasta un 33%). Proponemos estudiarotro esquema de inducción para prolon-gar la síntesis de la proteína en el cultivo,y así evaluar el impacto de los paráme-tros operacionales sobre la producciónde la PPIH al estado estacionario.

a mayoría de las proteínas de choqueérmico, como chaperonas, proteasas yhaperonas estabilizadoras. Éstas últi-

mas tienen como función estabilizar aos intermediarios proteicos a través dea formación de agregados conocidosomo “cuerpos de inclusión” (CI). Los CIon comunes en sistemas de expresiónermo-inducibles, debido a que el em-

pleo de un promotor fuerte (en el vector

de expresión) implica una alta velocidadde síntesis de la proteína recombinante,promoviendo que la maquinaria celularea insuciente para acomodar correcta-

mente los péptidos recién sintetizados.La formación de estos agregados protei-os puede tener ciertas ventajas: se ais-an fácilmente mediante centrifugación

debido a su tamaño y densidad, enllos se encuentran embebidas proteí-

nas biológicamente activas y la proteínaecombinante de interés puede llegar a

ocupar hasta el 90 % de los CI. Por estas

azones, la agregación de proteínas re-ombinantes en CI resulta atractiva.Hace algunos años, se demostró que

a inducción térmica intermitente (in-ermitencia entre una temperatura derecimiento y otra de inducción) per-

mite mantener a las células creciendo,mientras se produce la proteína recom-binante en cultivos por lote alimenta-do, en el que mediante un esquema deadición continua de medio fresco du-ante la fase exponencial de crecimiento

– fase de duplicación celular-, se obtieneuna alta concentración celular. Este tipode cultivo es utilizado en la industria yaque posibilita alcanzar altos rendimien-os volumétricos del producto.

Por otro lado, el empleo de cultivosontinuos (en los que normalmenteactores como el pH, concentración de

nutrientes, de productos metabólicos yde oxígeno disuelto, se mantienen cons-antes) brinda la posibilidad de evaluarl efecto de algún factor sobre el sistema

mientras los demás factores permane-

en constantes. En este trabajo se diseñóy operó un quimiostato de dos compar-imentos (ver gura). El quimiostato es

un tipo de cultivo continuo en donde lavelocidad especíca de crecimiento deas bacterias es controlada mediante la

velocidad de adición de medio frescoy retiro de medio metabolizado por lasbacterias (hasta cierto límite), lo cualpermite que el volumen del sistema per-manezca constante mientras el cultivoalcanza un estado estacionario (steady

Este trabajo, presentado en febrero del 2015, le otorgóa Elizabeth Carrasco Caballero el título de Maestra enCiencias Bioquímicas, bajo la tutoría del Dr. TonatiuhRamírez.

Quimiostato de dos compartimentos: Diagramasimplificado de tuberías e instrumentos del sistematermo-inducido de dos reactores con recirculación celular.

Los resultados de este trabajo indican que,mientras se producía la PPIH, se observó quelas temperaturas de 32 ºC y 42 ºC favorecenla agregación de la misma en “cuerpos deinclusión” (hasta un 33%)





E

n busca de contribuir con lacultura de la innovación y elemprendimiento con basetecnológica en nuestro esta-do, el miércoles 20 de mayo

de 2015 se celebró en el audito-rio del Instituto de Biotecnologíade la UNAM, la Jornada de Inno-vación y Emprendimiento de BaseTecnológica del Campus Morelos dela UNAM , organizado por el Clubde Innovadores Universitarios(www.innovadoresuniversitarios.org)y que convocó a un grupo de des-tacados expositores en el campode la innovación y el empren-dimiento.

El propósito del encuentro fueel de dar a conocer a la comuni-dad universitaria y a la sociedaden general, el estado de la inno-vación y el emprendimiento con

base cientíca, en particular en elestado de Morelos. Aún cuandoeste evento se dirigió al públicoen general, se enriqueció con unaamplia asistencia de jóvenes uni-versitarios, quienes han identica-do como una alternativa laboral lacreación de sus propios modelosde negocios, contribuyendo así,a la transición de un México conuna economía basada en los servi-cios, a un país con una economía

basada en el conocimiento.

El evento inició con la charladel ex-senador de la República yactual presidente de la ComisiónNacional de Innovación de la CO-PARMEX, el Dr. Ramón Muñoz,quien presentó de manera claray amena, algunos de los puntosmás relevantes de su libro “In-novación a la Mexicana” (ed. Co-necta, 2014), en el que señala quenuestro país puede ser un refe-rente mundial de innovación, ba-

sados en nuestra cultura y valoTambién señaló que hay que encarse a resolver los pro blemascionales e innovar desde la divsidad. El Dr. Muñoz explicó

en México hay capacidad pinnovar, aunque factores comcorrupción y la inseguridad nan algunos proyectos.

En la segunda ponencia, el Ward Roofthooft, de la AntwManagement School (Bélgipresentó algunas herramientasmotivación para los empleadentro de cualquier empresaenfatizó la importancia de idticar los conocimientos y

bilidades de cada uno de el

para poder realizar las diferentareas de manera más ecieConsideró además, que un debe aprender a delegar en empleados, ya que es una accmotivadora, y que una persmotivada es aquella que despde haber vivido el fracaso sevanta rápidamente.

Por su parte, el Dr. Anto Juárez, Investigador del Institde Ciencias Físicas (UNAM)

PROPIEDAD INT ELECTUAL, TECNOLOGÍA Y EMPRESA

El IBt tiene una muy importante capacidad de generación de

conocimiento y una parte de él tiene el potencial de ser explo-

tado comercialmente, para lo que requiere de la protección de

los derechos de propiedad intelectual. La propiedad intelec-

tual es un elemento fundamental de la innovación y nuestro

Instituto es la entidad académica de la UNAM que más paten-tes genera. Por otro lado, la formación de empresas de base

tecnológica continúa siendo un tema pendiente en nuestro

país. Específicamente en el caso de la Biotecnología, la brecha

es muy amplia, con los países desarrollados.

Aunque cada vez son más los programas que apoyan este t

de acciones, estamos lejos de alcanzar los niveles que, co

país, requerimos para un desarrollo competitivo. Esta secc

pretende compartir con nuestros lectores diversas exper

cias del IBt orientadas al emprendimiento de base científi

desde la creación de nuevas empresas en diferentes camde la biotecnología, así como la protección intelectual del

nocimiento generado.

Sección a cargo de Carlos Peña ([email protected])

Innovación y emprendimiento

de base tecnológica en elCampus Morelos de la UNAMDr. Carlos F. Peña Malacara




y desarrollo de una empresa. Lamaestra Flores consideró que unade las ventajas de que los jóvenescreen su empresa es que ellosgeneran sus propios empleos ymanifestó que la CID se ha enfo-cado en el proceso de incubación,llevando de la mano a los alum-nos hasta la conformación de suempresa.

Finalmente, la Dra. BrendaValderrama, Secretaria de Inno-vación, Ciencia y Tecnología delGobierno del Estado de Moreloshabló de la realidad de la inno-vación en México, del entornosocial y político que necesitamosgenerar para que ésta crezca y asílograr que los egresados de carre-ras cientícas e ingenierías quetendremos en los siguientes años,tengan mejores oportunidades deincorporarse al mercado laboral.

Más allá de los objetivos par-ticulares alcanzados por elevento, sin duda, la parte másrelevante y trascendente fue con-tribuir en el fomento de la culturade la innovación y el empren-dimiento con base tecnológica enlos jóvenes pertenecientes a la co-munidad universitaria del estadode Morelos.

sarrollar productos de alto valoragregado en el área de fármacos yalimentos, y la cual comenzó conla producción de la capsaicina(ese compuesto que hace que loschiles piquen), pero que tambiénse puede emplear en recubrimien-tos para cables, pinturas marinas,elementos de protección, agricul-tura y alimentos, entre otras apli-

caciones. En este mismo contexto,el Dr. Jorge Reyes, investigador yemprendedor de la Facultad deFarmacia de la UAEM y fundadorde la empresa Salutis , compar-tió con el auditorio su experien-cia de cómo llevar un productodesde el laboratorio al mercado,especialmente en el área de suple-mentos veterinarios. En la partenal del programa, tuvo lugar laparticipación de la maestra MelvaFlores, Directora de Incubado-

ras y Parques Tecnológicos de laCoordinación de Innovación yDesarrollo (CID) de la UNAM,quién nos compartió los orígenesdel proyecto Innovación UNAM en 2009 con el cual se apoya a em-prendedores y nuevos empresa-rios de la comunidad universitariapara que generen y lleven a cabosus proyectos de emprendimiento

n su momento coordinador delClub de Innovadores Universi-arios, nos habló de los orígenes

y motivaciones de la creación desta asociación, la cual surgió a

partir de la iniciativa de diver-os académicos pertenecientes alampus Morelos de la UNAM,

que tienen como común denomi-nador haber fundado empresas

de base tecnológica, y que comoobjetivos principales se han pro-puesto fomentar el espíritu y lasacciones de emprendimiento enl campus, al fomentar la creación

de redes de colaboración entre lasáreas que componen al Club, y alapoyar a los estudiantes que de-idan iniciar un emprendimiento

de base cientíca, en las etapasmuy tempranas y en las que esmuy difícil tener acceso a capitalpara madurar y consolidar las

deas.En su participación, el Dr. Ale-

andro Torres Gavilán, fundadorde la empresa GAFISA describióde manera clara y personal elamino de aciertos y errores que

ha seguido para poder transitarde la investigación en el laborato-io a la creación de una empresa.

Su empresa, se ha dedicado a de-

Una personamotivada esaquella quedespués dehaber vivido elfracaso se levantarápidamente.




¿Qué es un medicamento biotec-nológico? ¿Quién y cómo regulanlos medicamentos biotecnológicosen México? ¿Cómo se evalúa sucalidad, ecacia y seguridad? ¿Con

qué infraestructura cuenta México para evaluar-os? A diferencia de un medicamento químico,

un medicamento biotecnológico es un medica-mento producido por biotecnología molecular,s decir, utilizando tecnología del ADN recom-

binante. Los medicamentos biotecnológicos seutilizan para tratar o prevenir una gran variedadde enfermedades desde la gripa, el cáncer, enfer-medades congénitas, infecciosas y muchas más.

En México, la COFEPRIS (Comisión Federalpara la Protección contra Riesgos Sanitarios)s la encargada de regular, evaluar y otorgarl registro a los medicamentos de uso humano.

Ya que los medicamentos biotecnológicos sonn su mayoría proteínas, se requiere de una se-ie de metodologías y equipos sosticados parau caracterización. Se trata de correlacionar sus

propiedades sicoquímicas y biológicas conu seguridad y ecacia terapéutica. Esta carac-erización es además necesaria para comparar

medicamentos biotecnológicos producidos por

UNIDADES Y LABOR ATORIOS QUE APOYAN A LA INVE STIGACIÓN Y A LA INDU STRIA

l IBt cuenta con seis unidades que dan las facilidades tecnoló-

gicas de avanzada, necesarias para el desarrollo de los proyec-

os de investigación. Asimismo, contamos con tres laboratorios,

de carácter universitario o nacional, cuyos servicios de apoyo

a la investigación y a la docencia son cruciales para la comuni-

dad universitaria y empresarial. En esta sección, los académicos

adscritos a las Unidades/Laboratorios nos comparten sus ex-

periencias en el trabajo cotidiano desde sus trincheras.

Sección a cargo de Adán Guerrero ([email protected])

Laboratorio de Análisis deMoléculas y Medicamentos

Biotecnológicos, en apoyo a labiotecnología mexicana Dr. Ricardo M. Castro Acosta

El Instituto de Biotecnología de la UNAM ha puesto en marcha la instauración del Laboratorio de Análisis de Moléculas yMedicamentos Biotecnológicos (LAMMB) cuyo principal objetivo será apoyar el desarrollo de nuevas moléculas biotecnológicaspara facilitar su tránsito hacia su evaluación clínica y su eventual llegada a los pacientes.” Dra. Laura Palomares

diversos procesos de fabricación o por distintosfabricantes.

Para realizar un análisis dentro de la norma-tividad, de los medicamentos biotecnológicos,la COFEPRIS convoca a expertos que conocen elproceso de fabricación de un medicamento bio-tecnológico. Estos expertos saben cómo analizarsu estructura, su actividad clínica, sus propie-dades sicoquímicas y biológicas. Basada en elconsejo de los expertos, la COFEPRIS determinalos parámetros críticos para la evaluación de losmedicamentos biotecnológicos. Además del con-sejo de los expertos, la COFEPRIS cuenta con unequipo de dictaminadores, quienes supervisan

que se garantice la calidad, seguridad y eca-cia de cada medicamento que obtiene el registropara ser utilizado en México.

En marzo del 2015, la COFEPRIS habilitó cuatroentidades académicas mexicanas como “tercerosautorizados” para la caracterización de produc-tos biotecnológicos, entre los que se encuentra elInstituto de Biotecnología de la UNAM (IBt). Enel cumplimiento de esta responsabilidad, el IBtinició la construcción del Laboratorio de Análisisde Moléculas y Medicamentos Biotecnológicos(LAMMB). Desde ahí, el LAMMB trabaja con




Glosario

Bioterio: Conjunto de instalaciones destindos al alojamiento y manutención de animalde laboratorio.

Buenas prácticas de laboratorio: Conjunde reglas, procedimientos y prácticas establ

cidas para asegurar la calidad e integridad las actividades realizadas en laboratorio y dlos datos analíticos obtenidos de ensayospruebas.

Medicamento biotecnológico: Sustancia prducida por biotecnología molecular, que tega efecto terapéutico, preventivo o rehabilittorio, que se presente en forma farmacéuticque se identique como tal por su actividafarmacológica y propiedades físicas, químicy biológicas.

Tecnología del ADN recombinante: Intrducción, por técnicas de ingeniería genéticde uno o varios genes a un ente biológico, qproduce una o varias proteínas como resutado de la expresión de los genes insertados

Tercero autorizado: Persona autorizada pla Secretaría de Salud para realizar con pr

bidad, imparcialidad y de manera calicadactividades en apoyo al control sanitario, acomo la evaluación técnica de actividadeestablecimientos, procedimientos y servici

en el territorio nacional o en el extranjero, acomo proporcionar información y realizar etudios respecto al cumplimiento de requisitestablecidos por la propia Secretaría de Saluo en las disposiciones jurídicas aplicablecuyos informes técnicos podrán auxiliar a autoridad sanitaria.

varias compañías farmacéuticas nacionales parala caracterización de sus productos y la compa-rabilidad con otros productos existentes en elmercado. El principal objetivo del LAMMB esapoyar al desarrollo de nuevas moléculas bio-tecnológicas de relevancia para nuestro país, fa-cilitando su tránsito hacia la evaluación clínicay su eventual llegada a los pacientes. Ya sea que

dichas moléculas sean descubiertas por investi-gadores del Instituto de Biotecnología, de otrasentidades académicas, o de la iniciativa privada,los servicios del LAMMB estarán disponiblespara aquellos que deseen evaluar moléculas pro-ducto de la biotecnología. Con esto, se pretendeactuar en sinergia para promover la vinculaciónentre la academia y la industria.

La infraestructura física del LAMMB incluyeáreas de desarrollo analítico, cámaras de estabili-dad, biología molecular, microbiología, ensayosin vivo y pruebas preclínicas. El LAMMB alber-

gará también a la Unidad de Citometría de Flujodel IBt, que contará con un separador de células(cell sorter), aparato que separa y clasica las cé-lulas de acuerdo a sus características morfológi-cas o a la presencia de marcadores celulares.Una vocación importante del LAMMB es apro-vechar la infraestructura del IBt, al incrementarsu productividad sin interferir con las labores deinvestigación del Instituto.

El LAMMB trabajará en colaboración con otrasunidades académicas y de servicio, como la Uni-dad Universitaria de Proteómica y el Bioterio delIBt, para cumplir con sus actividades. Por ejemplo,

las pruebas preclínicas se realizarán en el bioterio,mismo que está autorizado por la SAGARPA encumplimiento con la NOM-062-ZOO-1999. Paragarantizar el apego a la normatividad nacionale internacional, el grupo de Aseguramiento deCalidad del LAMMB vericará que los equiposestén calibrados, calicados y que los métodosdesarrollados y los análisis realizados cumplancon las buenas prácticas de laboratorio.

Este proyecto es una muestra del esfuerzoque el IBt realiza para contribuir con la so-

ciedad mexicana, aprovechando suexperiencia e infraestructura para

impulsar el desarrollo de la bio-tecnología mexicana.

Este proyecto es unamuestra del esfuerzoque el IBt realiza paracontribuir con la sociedadMexicana aprovechandosu experiencia einfraestructura paraimpulsar el desarrollo de labiotecnología mexicana

¿Te gustan las arañas y las tarántulasEl IBt cuenta con unaracnario donde sepueden admirardiferentes especímenesde estos interesantesanimales, en condicionesde completa seguridad,manipulados por sucuradora, la M. en B.Herlinda Clément.

Se reciben (previa cita) visitasdel público, preferentementede jóvenes y niños a partirde nivel preescolar.

Contacto:

[email protected]

UNIDADES Y LABORATORIOS QUE APOYAN A LA IN VESTIGACIÓN Y A LA IN DUSTRIA





cientícos representativos y revisionesrecientes sugeridas por los diferentesprofesores que participan en el curso.

Los temas son impartidos principal-mente por los investigadores del De-partamento de Biología Molecular dePlantas del IBt, con la colaboración deprofesores invitados. En 2015, conta-mos con la participación del Dr. LuisEguiarte y la Dra. María de la Paz Sán-chez, del Instituto de Ecología de laUNAM y del Dr. Peter Gresshoff de laUniversidad de Queensland, Australia.

La coordinación del curso cambia cada

dos años y actualmente está a cargo delos Drs. Helena Porta, Federico Sánchezy José Luis Reyes, miembros del Depar-tamento de Biología Molecular de Plan-tas del IBt.

Contacto: [email protected],[email protected],

[email protected]

el origen de las plantas terrestres, laarquitectura de la célula vegetal, la or-ganización del genoma y expresión delos genes. Juntos, docentes y estudian-tes analizan las rutas metabólicas quesiguen las moléculas para convertirseen toda clase de biomoléculas quenecesita la planta, así como la activi-dad de las hormonas, el transporte denutrientes en la raíz y en la parte aéreade la planta, entre otros aspectos de la

biología vegetal.El curso está dirigido a estudiantes

del posgrado en Ciencias Bioquímicas y

posgrados anes y tiene como objetivoproporcionar la información básica alfomentar la integración de estos cono-cimientos con aquellos adquiridos pre-viamente en otros cursos (bioquímica,

biología molecular y biología celular). Elcurso tiene como libro básico: The Mo-lecular Life of Plants (La vida molecularde las plantas), de Russell Jones, HelenOugham, Howard Thomas y SusanWaaland, (Editorial Wiley-Blackwell,2012). Además, se analizan artículos

Las plantas son organismos eu-carióticos (que tienen núcleos)multicelulares, que presentanuna amplia diversidad debido aque desarrollaron la capacidad

de habitar una gran cantidad de nichoscológicos. También son capaces de

adaptarse a condiciones adversas delmedio ambiente de manera sorpren-dentemente compleja, rápida y ecaz.Por otro lado, las plantas tienen un pa-pel fundamental como productores deoxígeno y en la incorporación de car-bono a la biósfera, a través de la conver-

ión de CO2 en azúcares por medio de laotosíntesis.El curso básico de Biología Vegetal,

mpartido en el Instituto de Biotec-nología, está diseñado principalmentepara que los estudiantes adquieran unamplio conocimiento acerca del ciclode vida de las plantas; cómo crecen,e desarrollan y fenecen, así como enespuesta a factores bióticos y abióti-os menos favorables. Se estudianemas relacionados a la sistemática y


n el IBt se imparten anualmente alrededor de 25 cursos, tan-

o básicos como diferentes “tópicos selectos”, para estudiantes

de posgrado. Los tópicos selectos están siempre relacionados

on temas de vanguardia y tienen la finalidad de mantener a

nuestra comunidad estudiantil actualizada en la frontera de los

temas científicos y tecnológicos.

En esta sección se describe brevemente el contenido de algu-

nos de estos cursos.Contacto: [email protected]

Sección a cargo de Georgina Ponce ([email protected]), Miguel Cisneros ([email protected]) y

osé Luis Reyes ([email protected])

Todo lo que quieres saber sobre las plantaslo encontrarás en el curso básico de Biología VegetalDra. Helena Porta y Dr. José Luis Reyes




tructuras, y las funciones de las célul

cómo responden éstas en su interacccon el medio ambiente.Los estudiantes, después de toma

curso están familiarizados con la teocelular que reconoce a la célula cola unidad básica de estructura y fción de todos los seres vivos. Contaademás, con el conocimiento básicola estructura celular interna, incluyenel núcleo, el citoesqueleto y los ornelos celulares (aparato de Golgi, retílo endoplásmico, vacuolas/lisosommitocondrias, plástidos, peroxisom

gránulos lipídicos) (Figura), así comreferente a las uniones y adhesionestre células y la matriz extracelular, es un medio de integración de las célas. Todo esto añadiendo los mecamos de traducción de señales (o semanera cómo la célula se comunicainterior de ella misma), el ciclo celar y la mecánica de la división celuy ejemplos puntuales de eventos tcomo el desarrollo de un animal o uplanta y de la muerte celular.

diferentes organismos, el funcionamien-

to normal de las células se ve alteradopor diferentes estímulos medioambien-tales tales como: los patógenos, el cam-

bio de temperatura y la falta o el excesode luz y de nutrientes. En respuesta aestos estímulos, la célula activa una vezmás, programas especícos de expre-sión genética que le permiten contendercon dichos agentes y regresar a la nor-malidad o incluso morir en benecio delorganismo.

Entender a nivel molecular cómo fun-ciona la célula, ya sea animal o vegetal

es primordial para abordar el estudiode los seres vivos y a esta rama de la biología se le denomina “Biología Celu-lar”, el cual es un término relativamentemoderno y se puede denir como el“estudio de la vida de las células”. La

biología celular se centra en la compren-sión del funcionamiento de los sistemascelulares y de cómo se regulan. Es porello que una parte esencial para la for-mación de recursos humanos con in-terés en la investigación centrada en losseres vivos y cómo responden éstos a

diferentes estímulos, es tomar el Cursode Biología Celular. En este curso, losestudiantes aprenden a integrar el cono-cimiento sobre las propiedades, las es-

¿Sabes cómo vive una célula?Esto se contesta en el curso de Biología Celular en el IBtDra. Rosario Vera-Estrella

Desde que iniciamos nuestros es-

tudios en la escuela, nos ense-ñan que todos los seres vivos es-tamos constituidos por células,que funcionan coordinadamente

para mantener todas las funciones nece-sarias para la vida. Aunque todas lascélulas que conforman a un organismocontienen la misma información gené-tica; las funciones especícas que cadauna realiza, se determinan durante eldesarrollo embrionario del organismo,gracias a la expresión coordinada dedistintos genes, los cuales codican para

las proteínas estructurales y funcionalesque permiten que cada grupo de célu-las adquieran características y funcionesdiferentes (diferenciación celular). Porejemplo, en las células animales, célulasdiferentes como los hepatocitos, las neu-ronas y los linfocitos llevan a cabo dife-rentes funciones celulares, pero com-parten la misma información genética.Esto también se puede observar en lasplantas, por ejemplo, las células “guar-da” en los estomas, los pelos radicula-res, las células de la epidermis y las que

conforman el tejido vascular, contienenla misma información genética, pero seespecializan en una función en particu-lar. Además, a lo largo de la vida de los

A) Fotografía demicroscopia electrónicade una célula de la planta

Mesembryanthemum

crystallinum. En la fotose muestra la vacuola(V), el citosol (Cy), unamitocondria (M).B) Microscopia confocal decélulas de M. crystallinum

que muestra en rojo loscloroplastos y en azul elnúcleo yC) Microscopia defluorescencia que muestracloroplastos de la plantaNicotiana benthamiana.

Los responsables del curso son la DRosario Vera ([email protected] el Dr. Gustavo Pedraza([email protected])


A A




En la actualidad, en los labora-torios de trabajo experimen-tal, hay unos recipientes deforma cónica, de diferentestamaños y en general de vi-

drio que son usados ampliamente.Este diseño que parecía obvio, fuel resultado de la reexión, la crea-

ividad y la necesidad. En 1861, elquímico alemán Richard AugustCarl Emil Erlenmeyer (1825-1909),presentó ante la comunidad cientí-ca un recipiente de vidrio deorma troncocónica, que hoy cono-emos como matraz Erlenmeyer.

Emil Erlenmeyer nunca pensó queu frasco de vidrio sería tan exito-o y que en él se haría más del 90%

de la investigación cientíca enbiotecnología en pleno siglo XXI.Emil Erlenmeyer diseñó un frasco

que le permitiera ver el cambio delolor en las reacciones químicas,n el que la adición de otras solu-iones no salpicara y en el que sevitara la pérdida de material porvaporación, con la posibilidad deolocarle un tapón pequeño. Adi-ionalmente, Emil diseñó la malla

de asbesto para proteger al fras-o de vidrio de la llama del muyomún en casi cualquier laborato-io, mechero Bunsen.

Usos y costumbres acerca delfermentador más común en biotecnología:el matraz agitadoDr. Mauricio A. Trujillo Roldán

EN LA VOZ DE NUESTROS EX-ALUMNOS

n los primeros 30 años de trabajo, el IBt ha formado cerca de

700 licenciados, 700 Maestros y 354 Doctores. En esta sección

presentamos experiencias de algunos de los ex-alumnos del

Bt que han destacado en diferentes áreas profesionales, que

desde su bastión y con un pensamiento científico bien desa-

rrollado y mucho entusiasmo, contribuyen a la ciencia, la tec-

nología, la educación y el desarrollo empresarial, tanto en el

país como en el extranjero.

Sección a cargo de Georgina Ponce ([email protected]), Miguel Cisneros ([email protected]) y

osé Luis Reyes ([email protected])

El autor de esteartículo, concluyósus estudios demaestría (1999)y doctorado(2004) en el IBty actualmentees investigador

del Instituto deInvestigacionesBiomédicas de laUNAM.




no puede seguir el movimiedel matraz y la “ola pierderitmo”, bajando su altura y consiguiente perdiendo capdad de entregar el oxígeno. Ofactores que afectan la altura d“ola” son el tamaño del matrazvolumen de llenado, el diámede agitación y las característpropias del uido en cuest

(principalmente su viscosidAsí que como en muchas cosasla vida, no siempre más, es me

Usos y costumbres en la

forma de tapar un matraz

agitadoActualmente, existen muchos tide tapones para matraces agitay se usan casi siempre de manindistinta. Los más usados son

de algodón, aunque también hay de plástico y de algunos mles con y sin ltros, que permúnicamente el paso de gases pno de los microorganismos ambiente que pueden contamel cultivo. Los tapones de algoson los más utilizados y comode esperarse, los tapones no iguales, ya que la cantidad degodón que se usa o el tipo y la ctidad de gasa usada para recuel algodón varía dependiendoexperimentador. Además, el incambio de gases se ve afectadlos tapones de algodón se cubcon papel aluminio, plástico o pel. Esta práctica de “cubrir tapones de algodón para evcontaminaciones” es cotidianacultivos de células vegetales ycélulas animales, aunque no que olvidar que al hacer esto, t

bién se restringe el suministrooxígeno del aire, ya que se limit

que hay dentro del matraz.

Los tapones del laborato

son eternosHay muchas cosas eternas enlaboratorios, como las tres cteras descompuestas que nase atreve a tirar y desde luego,tapones de los matraces agitadComo comenté anteriormenteuso de los tapones en matra

Emil Erlenmeyer trabajó en el

campo de los fertilizantes en el labo-ratorio de Robert Bunsen (el mismoque desarrolló los mecheros). Sinembargo, esta relación laboral (yamistad) duró poco tiempo y Emilterminó montando su propio labo-ratorio con el apoyo económico desu esposa, siendo además exitoso ypublicando muchos trabajos sobrela descripción de diversos produc-tos químicos.

En nuestros laboratorios las ga-vetas están llenas de matraces detodos los tamaños y de múltiplesdiseños. Esto se debe a que sonrecipientes baratos en los que sepueden hacer muchos experimen-tos al mismo tiempo y es el primerpaso (casi ineludible) cuando seplanea crecer un microorganismoen medio líquido. Por esta mismasimplicidad en su diseño y múlti-ples usos, son muchos los mitosque se han generado y a continua-ción me gustaría revisar algunos

de estos.

Las incubadoras dematraces agitan igualLo primero que hay que comentares que no todas las incubadorasde matraces lo hacen de la mismamanera. Existen las agitadoras or-

bitales (las más utilizadas), perotambién otras que sólo van de iz-quierda a derecha y otras de arri-

ba a abajo. Inclusive las distancias

que recorren las diferentes agita-doras de matraces son diferentesy van de menos de un centímetroa 2 o hasta 5 centímetros. Cuandoun matraz se agita, se airea el cul-tivo, así que cualquier cambio enlas distancias de agitación o enla misma velocidad de agitaciónpuede afectar el resultado naldel cultivo. Recientemente se hancolocado matraces en sistemas“resonantes” (algo así como po-ner el matraz en un altavoz a altafrecuencia), con desempeños muyinteresantes y que tendrán que serevaluados con más detalle en elfuturo cercano.

Entre más rápida sea la

agitación, mejor aireadoestará el cultivo

Si bien esto es verdad, lo es sólohasta cierto punto. Cuando se agi-

ta un matraz, el líquido contenidoforma una “ola” que se eleva sobre la supercie lateral del matrazy gira en el mismo sentido delelemento móvil de la incubadora.Inclusive, el área de contacto dellíquido con el aire, se incrementa,mejorando así la capacidad de en-tregarle más oxígeno a los micro-organismos. Sin embargo, cuan-do la velocidad de agitación eslo sucientemente alta, el líquido

Richard August CarlEmil Erlenmeyer,(https://es.wikipedia.org/wiki/Emil_Erlenmeyer)




Erlenmeyer). Vale la pena comen-tar que hay diferencias incluso, en-tre matraces del mismo tipo perode diferentes marcas comerciales.

Para agitar mejor hay que

usar matraces modicadosLas modicaciones más comunesa los matraces son la fabricaciónde hendiduras en las paredes o en

el fondo del matraz para mejorarla agitación y así el intercambio degases del cultivo. Estas hendidu-ras, o “baes” en términos inge-nieriles, son normalmente realiza-das por un vidriero local (nuestrovidriero tiene un cuadrito de acerode 5 x 5 cm que utiliza para hacerlos “baes” y lo hemos llamado“bafe-maker”, no confundir con“wafe-maker”). Se pueden co-locar desde un sólo bae hasta6, dispuestos en forma equidis-

tante. Existen otras modicacio-nes como la incorporación de el-ementos mecánicos en su interior,como por ejemplo, ponerle bolitasde vidrio o un resorte de aceroinoxidable ajustado a la pared.Estas modicaciones son usadasde manera cotidiana para romperlas estructuras que se forman cu-ando algunos microorganismosse agregan durante el desarrollodel cultivo. Nuestro grupo deinvestigación reportó hace al-gunos años, un trabajo en el quecomparamos diferentes modi-caciones a los matraces agitados,utilizados para el cultivo de una

bacteria que al crecer se agrega.En el experimento, colocamos unresorte dentro del matraz y ya queno teníamos uno propio, pedimosprestado “el resorte” a un colegainvestigador. Este investigador,a su vez, lo había traído de In-glaterra, de un laboratorio donde

sólo tenían 10 de estos resortes y

El trabajo sobre resortes y “bafles” y su efecto

sobre el crecimiento de un microorganismoque se agrega, afectando la producción deuna proteína específica fue publicado en elsiguiente artículo científico:Gamboa-Suasnavart RA, Valdez-Cruz NA,Cordova-Dávalos LE, Martínez-Sotelo JA,Servín-González L, Espitia C, Trujillo-RoldánMA. (2011). The O-mannosylation andproduction of recombinant APA (45/47 KDa)protein from Mycobacterium tuberculosis in

Streptomyces lividans is affected by cultureconditions in shake flasks. Microbial Cell

Factories, 10:110

agitados es un punto crucial paral éxito de un cultivo celular. Conl uso, los tapones ya no tendránl mismo aspecto y sobre todo

desempeño que tenían cuandoe usaron por primera vez, y noólo es porque estén usados, sino

porque están quemados despuésde muchos pasos frente al meche-o, o tienen restos de salpicaduras

de los medios de cultivo. Algunasveces llegan a tener azúcares cara-melizados (una de las razones deporqué los tapones se ponen deolor café con el uso). Todos es-os cambios en los tapones de al-

godón, modican los procesos dentercambio de gases, principal-

mente el oxígeno del aire, ya quepodría afectar el crecimiento deos microorganismos del cultivo.

El tamaño del matrazno es importanteCuando se quiere obtener mayorantidad de un producto especí-

co (o biomasa) de un cultivo, unade las decisiones clásicas es usarun matraz más grande. Sin em-bargo, la geometría del matraz enunción del volumen de líquido es

diferente para cada geometría dematraz. Por ejemplo, si se quiereponer el 20% de medio de cultivo,n un matraz de 250 ml, se necesi-an 50 ml, mientras que en un ma-raz de 1 litro, se necesitarán 200

ml. La relación del área que están contacto con el aire y el volu-

men total del medio son diferen-es (por la relación volumen deultivo/tamaño del matraz), lo

que implica que el intercambio deloxígeno y dióxido de carbono serádiferente para ambas condiciones.Esta diferencia es aún mayor cuan-do se usan matraces tipo “Fern-

bach” (que son más cortos que los

Foto típica detapones “eternos” delaboratorio.

Matraces agitados ysus modificaciones:A Modelo originalB HendidurasC Resorte metálico

eran “míticos”, debido a que sola-mente con estos resortes se logra-

ban las condiciones de agitación yaireación necesarias para el creci-miento de la bacteria. En nuestrolaboratorio y para nes cientí-cos, “copiamos de manera preci-sa” la estructura de este resorte ylogramos demostrar, por primeravez, el efecto de estas modicacio-

nes (“baes” y resortes) sobre elcrecimiento de las bacterias y enconsecuencia, sobre la producciónde una proteína especíca.

Comentarios nales

Debido a que una buena partede los resultados cientícos enmatraces agitados deben repro-ducirse en mayores volúmenes(es decir, pasar a biorreactores detipo tanque agitado), somos pocoslos grupos de investigación en el

mundo que nos hemos dedicadoa desmiticar los “usos y costum-

bres” de los matraces agitadosdesde el punto de vista de la in-geniería. En este sentido, nuestroprincipal objetivo es poder com-prender los mecanismos aso-ciados a su agitación y a la aire-ación de los cultivos, así como suinuencia en diversos procesos defermentación.


CBA




Seguramente, alguna vezhas escuchado que grandescientícos como AlbertEinstein poseían algún donartístico y llevaban dos

vidas paralelas: “la ciencia y elarte”. Situación que no es difícilde imaginar tomando en cuentaque solían ser grandes genios, ypodrían tener una capacidad in-imaginable para dominar cual-quiera de las bellas artes. Sin

embargo, ¿Alguna vez te has pre-guntado por qué ciencia y arte?¿Necesita la ciencia algo de arte?¿O es el arte quien necesita algode ciencia?

Te invito a dar un recorrido porla historia, a n de conocer la im-portancia que tuvo el arte dentrode la vida de los grandes cientí-cos, o la ciencia en la vida de losgrandes artistas. Comenzaremoscon el gran Leonardo Da Vinci

(1452-1519), considerado unolos más grandes pintores de tolos tiempos. De entre sus oblas más conocidas son la Giocda y la Última Cena. Sin embarLeonardo se desenvolvió con gmaestría en innumerables diplinas. No obstante, sus trab

en las ramas como la ingenieríaanatomía, la escritura, la losy la poesía, fueron menospredos en su tiempo. Leonardo psaba que el arte y la ciencia no

bían vivir separadas ya que el pretende representar la exactide la naturaleza y es a travésla ciencia que lo logra. De motal que dedicó gran parte detiempo a realizar, con gran exatud, bocetos anatómicos humaque permitieron tener un ava

importante en la medicina.Siguiendo con nuestro recorra través de la historia, nos enctramos con el compositor, laudy teórico musical Vincenzo Ga(1520-1591), quien fue una gesencial en la transición del nacimiento al Barroco. Vincehizo grandes trabajos musicen torno a las disonancias y

bre la acústica, derivados deconstante desacuerdo en relac


El transcurrir del tiempo ha dejado en cada miembro de nues-

tra comunidad, vivencias y emociones que, compartidas nos

permiten echar una mirada a la percepción de los eventos que

han escrito la historia del IBt. Esta sección pretende divu

experiencias de interés general de los miembros de nue

comunidad.

Sección a cargo de Enrique Reynaud ([email protected])

Arte y ciencia, dos espectrosque convergen

en una misma dimensiónM. C. Claudia Virginia Dorantes Torres

Leonardo Da Vinci

Galileo Galilei

María Sibylla Merian




ser posible que de esas bestias,surgieran tan bellos organismoscomo las mariposas? De modoque se dio a la tarea de estudiarla metamorfosis de las mariposas,aportando al campo hermosos bo-cetos en acuarela que describencon exactitud la importancia deeste proceso. Hoy en día sus bo-cetos son resguardados comoverdaderas obras de arte que hanllegado a subastarse entre los máscríticos coleccionistas.

En nuestro recorrido, tambiénnos encontramos con SamuelMorse. Sí, aquel que instaló elprimer sistema de telégrafos parapoder enviar mensajes median-te pulsos eléctricos, conocidoscomo “código Morse”. Durantesu época de estudiante, Samuel

Morse descubrió su vocaciónpor la pintura, aunque tambiénsentía una fuerte atracción porlos descubrimientos sobre la elec-tricidad que se llevaron a caboen su época, de modo que eligióel camino de la ciencia, sin dejarde lado la pintura. Dentro de lasartes, Morse fue reconocido por lacalidad que poseían sus pinturashistóricas. Su pintura más recono-cida es el retrato “Lafayette”. En1826, Morse asumió el cargo de

presidente de la Academia Nacio-nal de Dibujo en Nueva York.Y bien, hemos llegado a uno de

los cientícos mas famosos de to-dos los tiempos, el físico AlbertEinstein (1879-1955). Las contri-

buciones de Einstein a la físicason innumerables, incluyendo laTeoría de la Relatividad y la ex-plicación del efecto fotoeléctrico,que lo llevaría a obtener el PremioNobel de Física en 1921.

a los intervalos permisibles ena música de su época. Vincenzo

describió la manera en como seomportan las vibraciones cuan-

do las cuerdas son sometidas adiferentes tensiones. Además deodo ello, Vincenzo logró cultivarn su hijo (el osado astrónomo ypadre” de las ciencias moder-

nas Galileo Galilei) el amor por lamúsica, ya que Galileo aprendió aocar el laud y el órgano.

Según los biógrafos de GalileoGalilei, éste heredó de su padre elspíritu combativo para cambiar

paradigmas, lográndolo del todoon su teoría heliocéntrica. Pero,cómo hizo Galileo para llegar aales conclusiones, si en su tiempora difícil obtener métodos experi-

mentales tan nos como para me-

dir unidades de tiempo cortas, deuna manera exacta? Muchos au-ores, han propuesto que la músi-a fue la clave en sus estudios,

ya que cualquier músico que seespete es capaz de percibir dife-encias de tiempo menores a unegundo, de modo que un músico

puede percibir la métrica de suntorno de una manera natural.Y que decir de María Sibylla

Merian (1647-1717), una de lasprimeras mujeres reconocidas en

a ciencia, aunque ignorada en supoca. María Sibylla fue una ex-ploradora naturalista, aunque pordesgracia, sólo fue reconocida poras hermosas acuarelas que pin-aba. María vivió durante la épo-a en la que la teoría de la gene-ación espontánea era aceptadaomo válida, misma que describía

a los gusanos como “Las bestiasdel dia blo”. Sin embargo, Maríae preguntaba ¿Cómo podía

Albert Einstein aprendió de sumadre el gusto por el violín y lamúsica. Los biógrafos de Einsteinreeren que el gran genio admi-raba mucho las obras de Mozart.Argumentaba que la música deMozart era muy natural, es decir,sólo hacía evidente la bellezade los sonidos que existían demanera natural en el universo. Suopinión sobre el gran Beethovenera que éste creaba sonidos ine-xistentes en la naturaleza y queBach, por el contario, sólo lo ha-cia pensar en la perfección de laarquitectura musical.

Y entonces…¿Acaso estamosdiciendo que un genio inspiró aotro genio? Es decir, ¿sería po-sible que Einstein contemplara eluniverso a través de la música de

Mozart? Eso sólo Einstein lo sabíacon exactitud; sin embargo, algoque podemos asegurar es que lamúsica representó una pieza fun-damental en la vida de Einstein,ya que el mismo dijo: “Siemprepienso en música y la música lle-na mis sueños de día. Puedo vermi vida en términos de músicay de ella saco gran parte de mialegría”. “Lina”, su violín, se con-virtió en su compañera durantelos momentos de frustración que

todo cientíco llega a tener.Hasta aquí, parece que el arte

ha sido una parte esencial en losgrandes descubrimientos mun-diales. Pero, vayamos al México“contemporáneo”. En el año de1840, nace en Temascalcingo, Esta-do de México, el pintor José MaríaVelasco quien ha sido reconocidopor su gran obra artística. No obs-tante, poca gente lo recuerda porsu aportación cientíca. Velasco

amuel Morse Albert Einstein José María Velasco

no seríadescabelladopensar que paraser científico,es necesarioestimular lacreatividad ydesarrollar lasensibilidad,acompañada deun sistema depensamiento bienestructurado




Dice el director de orquesta turo Diemecke: “El músico se ppara toda la vida para manifelo más profundo de su ser yhace a través de un instrumenel cual sirve como amplicadoesa hermosa señal”. Y al tiemque se lee esta cita, puede p

sarse en una analogía con la seluminosa que emite una mue

biológica microscópica, la ctiene que pasar por un fotomuplicador para llegar nalmentdetector y convertirlo en una sevisible al ojo. Esto le asigna tarea extra al cientíco, es deademás de ser un artista capazpercibir las señales de su entorun cientíco tiene la tarea de bcar los medios para ampli

aquellas señales que no sueser visibles al hombre. Dichootro modo, un artista se convieen cientíco cuando se vale deciencias para explicar los fenónos que es capaz de percibir y muchas veces no son evidente

Así que no te sorprendas si alna vez alguien te explica que elden de los sostenidos es como una de las cadenas del ADNdirección 5´-3´ y el de los bemosigue la misma lógica que si le

ras la misma cadena de ADNdirección 3´- 5´ (Figura 1). Cla esas conclusiones llegas cuanademás de ser músico eres ediante doctorado. Y puedes eseguro de que en nuestro Institde Biotecnología existen mucde esos artistas que además haciencia y que plasman día a sus obras de arte en cada expmento que realizan.

tor honorico de la Universidad John Moores de Liverpool. O talvez sepas que Brian Cox, tecladis-ta de la banda D:Ream, es físicoy profesor en la Universidad deManchester, Inglaterra, y tieneademás, un master en losofía.

Y qué decir de Mayin Bialik, la

famosa actriz que sale en “The big bang theory”. Seguramenteya sabías que hizo su doctoradoen Neurociencias y que como te-sis desarrolló un trabajo enfocadoa estudiar el hipotálamo y su re-lación con el trastorno obsesivo-compulsivo en el síndrome dePrader-Willi en el que hay retrasoen el desarrollo psicomotor juntocon discapacidad intelectual yproblemas en el comportamiento.

Como ya te habrás dado cuen-ta, hoy en día existen este tipode cientícos-artistas o artistas-cientícos y seguramente conocesa alguno, ya sea formando partede tu laboratorio, o incluso tuasesor de tesis.

Después de este viaje a travésde la historia, no sería descabe-llado pensar que para ser cientí-co, primero se debe de tener lacreatividad y sensibilidad de unartista. Ya que al igual que un

músico, el cientíco se entrenadía con día, aprendiendo técnicasque le permitirán desarrollar almáximo su creatividad. De modoque así como el pintor aprende di-versas técnicas para plasmar conun pincel su manera de concebirel mundo, así como el escultor escapaz de obtener de una roca uncorazón que parece palpitar, asícomo el bailarín sincroniza cadauno de sus músculos para reejarla belleza de sus sentimientos, así

como el poeta ordena sus pensa-mientos para hablar de amor, asícomo el músico imagina sonidosy utiliza instrumentos para plas-mar en una melodía el sentir delmundo entero, del mismo modoel cientíco echa a volar sus pensamientos en su afán por entenderlo que la naturaleza tiene que con-tarle, con el n de recrear lo quehipotetiza que es y demostrar loque realmente sucede.

era un apasionado naturalista,quien, durante sus viajes, mien-tras buscaba los paisajes perfectospara su obra, se dedicó a estudiarel comportamiento de la fauna en-démica de México. Aportó abun-dante información sobre la vidade especies como el ajolote y los

chupamirtos, misma que concen-tró en bitácoras, ilustradas conhermosos bocetos en los que des-cribió sus observaciones.

¿Sabías que en San Luis Potosí,existe una orquesta sinfónica quelleva por nombre Julián Carrillo?Bien, pues este ilustre potosino(1875-1965) ha sido consideradouno de los violinistas y composi-tores más destacados de nuestropaís, tanto así, que el presidente

Porrio Díaz le concedió una beca para que realizara sus estu-dios en el extranjero. Además, Ju-lián Carrillo se desenvolvió comofísico, fusionando de una maneraimpresionante la música con laciencia, lo cual le permitió traba-

jar con la teoría de los “micróto-nos” (cuya magnitud es menor aun semitono) y así generar unaescala cromática, a la que él lla-mo “Desintegrador del átomomusical”. Todos estos trabajos lo

llevaron a ser el primer mexicanonominado al premio Nobel deFísica en 1950.

¿Y los cientícos de hoy?

Seguro has escuchado algunacanción de la exitosa banda bri-tánica Queen. Y… ¿Sabías queBrian Harold May, el guitarristade la banda, tiene un doctoradoen astrofísica? además de ser rec-

La autora de este artículo se encuentra enel 9º semestre del doctorado en CienciasBiomédicas, y desarrolla su trabajoexperimental en el IBt bajo la tutoría del DFederico Sánchez. Es flautista de la OrquestSinfónica del Fuego Nuevo y ha participadoen diferentes foros como concertistaacompañada de otros científicos-músicosdel IBt. En el 2006 le fue otorgado el premestatal de la Juventud en Artes, en Morelos

Julián Carrillo

Brian Harold May

Mayin Bialik


Figura 1





uso medicinal se en-cuentra en un libro demedicina china del año2700 antes de Cristo(Shen Nung Pen-ts’aoChing), para la pro-ducción de cosméticosy, por supuesto, como

droga recreativa. Lamariguana se comen-zó a prohibir, a partirde los años veinte enNueva Orleans, debidoa que era popular entrelos músicos negros de

jazz que tocaban en el“Storyville”, la zonaroja, y se considerabaque la yerba era unpeligro para las buenascostumbres. Desde en-

tonces la mariguana seasoció con la “maldad”de grupos minorita-rios, incluídos los me-xicanos.

Los riesgosEl riesgo de consumir mariguana o alguno delos dos canabinoides más comunes, el tetrahi-drocanabinol (THC) que es el principal agentepsicotrópico de la mariguana y el tetrahidroca-nabidiol (CBD) un antiepiléptico muy efectivo,

El 23 de septiem-

bre del 2015, Na-ture , una de lasrevistas cientí-cas más antiguas

y prestigiosas, editadan Inglaterra, publi-ó un suplemento en

donde se concentra elpotencial terapéuticoarmacológico y bio-ecnológico de la mari-

guana, así como susiesgos. En este espa-io, resumo el panora-

ma publicado por Na-ure y los invito a queo lean y se creen una

opinión informada so-bre la polémica yerba.

La historia

La mariguana o cá-ñamo se ha cultivadopor lo menos los últi-mos 10,000 años. Sususos incluyen: la fabricación de bras (cuerdasy telas), papel (la constitución de los EstadosUnidos de Norte América se escribió en papelde cáñamo), alimento ya que las semillas sonomestibles y nutritivas, para producir aceite yambién como medicina. El primer registro de

CIENCIA Y CULTURA

a observación es un acto fundamental de la conciencia y es

a acción la que mueve la propela de la creatividad. Así cientí-

cos-artistas o artistas-científicos se interesan en los aspectos

de la vida en los que se busca, se experimenta y se revalora la

vida misma. Esta sección recibe colaboraciones de miembros

de la comunidad del IBt, interesados en compartir sus lecturas

e intereses en la ciencia y la cultura. En este número, el Dr. En-

rique Reynaud expone algunos de los aspectos terapéuticos y

biotecnológicos de esta polémica planta...

Sección a cargo de Enrique Reynaud ([email protected])

La mariguana,un panorama cientícoDr. Enrique Raynaud Garza

Las propiedadesantiepilépticas de lamariguana se conocendesde los años sesenta,pero su estatus ilegal haevitado su uso medicinal

www.nature.com



BIOTECNOLOGÍAENMOVIMIENTO32

El potencial biotecnológico

La mariguana contiene alrededor de 545 copuestos, de estos, 104 son canabinoides y el repertenecen a otras familias químicas que inyen avonoides, terpenos, ácidos grasos y ottipos de substancias. Se cree que muchas de esubstancias tienen efectos siológicos diverso

su potencial terapéutico no ha sido exploradolo absoluto. A nivel estrictamente farmacológes extremadamente fácil justicar el potenmédico de la mariguana. Los canabinoidesunen a sus receptores de tipo uno y dos (CBCB2) y modulan muchas funciones tales coel apetito, la memoria, el estado de alerta, el lor, la inamación, la salud osea y la proteccde las células sanas. El sistema de los endonabinoides (las moléculas que produce nuepropio cuerpo que activan a CB1 y CB2) nos adan a dormir, relajarnos, olvidar y a proteg

nuestras neuronas. El estudio de los canabindes nos permite identicar moléculas con las se pueden modular todos estos procesos. Intsantemente, la genética de esta planta se puutilizar para controlar las concentraciones relvas de estos compuestos, lo que permite geneformulaciones especícas, prácticamente a pade extractos relativamente crudos.

Conclusión

La mariguana es fuente de una serie de molélas que tienen un potencial farmacológico, te

péutico y biotecnológico, extraordinario. enorme potencial terapéutico y económico representa su explotación ha sido detenido una regulación que actualmente tiene y antconocimiento de sus efectos, parecería absuy arbitraria. Este tema está a discusión entreautoridades de diferentes países; sin embargotendencia global parece ser hacia la legalizacFinalmente, el uso medicinal y recreativo dmariguana presenta muchos menos riesgos el del tabaco y el del alcohol.

es mínimo. No se ha podido encontrar una dosisletal media para estas substancias, ya que sonmuy poco tóxicas. Cuando alguien llega a sertratado por sobredosis de mariguana normal-mente es porque se asustan por los efectos deesta droga, como son: cambios en la percepciónsensorial, desorientación, mareos, taquicardia ydicultad para respirar y en casos extremos, an-

siedad y paranoia. Todos estos síntomas desapa-recen en cuanto se deja de estar bajo el inujo dela droga. La evidencia más clara de que el riesgoen el uso de la mariguana es mínimo se puedeobservar al comparar el riesgo de muerte porcada 100,000 usuarios de distintas drogas (tabaco= 650, alcohol = 150, heroína = 80, mariguana =cero). Existe una asociación entre la aparición deesquizofrenia temprana y el uso de mariguana.Sin embargo, la incidencia de esquizofrenia esexactamente la misma en países donde es comúnel uso de esta droga y en los que no. Además, la

evidencia genética sugiere que las personas conpredisposición a la esquizofrenia tienden a auto-medicarse utilizando mariguana para contendercon las sensaciones de ansiedad y aislamiento,asociadas a esta enfermedad, a costa de exacer-

bar los síntomas alucinatorios y delusionales.Esta evidencia sugiere que el uso de la marigua-na asociado a la esquizofrenia es una consecuen-cia de la enfermedad y no una causa.

El potencial terapéutico

La mariguana, sobre todo las variedades con alto

contenido de CBD y bajo contenido de THC, handemostrado ser un agente anticonvulsivo extra-ordinario. El ejemplo más citado es el de unaniña de cinco años llamada Charlotte que teníaepilepsia intratable y sufría más de 300 convul-siones al día. Después de ser tratada con aceitede mariguana enriquecido con CBD, presentómenos de una convulsión al mes. Después del

caso de Charlotte, cientos de niños se han beneciado con el tratamiento. Lo trágicodel caso es que las propiedades antiepilép-

ticas de la mariguana se conocen desde losaños sesenta, pero su estatus ilegal ha evitado

su uso medicinal. La mariguana también tienepotencial terapéutico para tratar otras muchasenfermedades, entre las que se encuentran: elglaucoma, las náuseas causadas por la quimiote-rapia, la anorexia asociada al SIDA, el dolor

neuropático o crónico, la artritisreumatoide, la enfermedad de

Crohn, la colitis ulcerativa, los distur- bios del sueño y la espasticidad (músculos

permanentemente contraídos, tensos y rígidos)asociados a la esclerosis múltiple, entre otras.

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CIENCIA Y CULTURA




Superposición de dos imágenes: una de rayos X y la otra de bioluminiscencia. La zona color rojo-azulrepresenta a la luz emitida por la luciferasa y que sólo se observa en células hepáticas cuyo ADN ha sidomodicado (ratón de la derecha) con el objetivo de estudiar patologías como la obesidad o el cáncer

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