El jueves, 28 de enero, el Centro Hemisférico de Cooperación en Investigación y Educación en Ingeniería y Ciencia Aplicada (CoHemis) auspició el “Science and Technology CoHemis Conference”, SciTeCC 2010, con el tema de “Applied Metagenomics: Solving Biological Problems by Using Functional Genomics”. Más de 170 personas asistieron a la actividad, donde pudieron compartir con 5 conferenciantes: dos sub-graduados, dos graduados, y un profesor. También hubo una sección de preguntas para todos los conferenciantes, una sesión de discusión de artículos de la candidata a Ph.D, Karyna Rosario, y finalmente una sesión de presentación de afiches de estudiantes sub-graduados y graduados.
Primera conferenciante: Irimar Torres, candidata a maestría de UPRM
Irimar presentó el tema de metagenómica, y el uso de diversos acercamientos, tales como metagenómica funcional y metagenómica basado en secuencia, para entender el rol de microorganismos en sus ambientes. Ella habló sobre la generación de bibliotecas metagenómicas de tapetes microbianos, y sus esfuerzos para encontrar diversas actividades como resistencia a antibióticos e mineralización microbiana. Pudo generar bibliotecas de fragmentos grandes con un método indirecto de extracción de DNA, donde se extraen primero células y luego DNA. Luego usó fósmidos como vector y empacó en virus para poder transformar E. coli, su bacteria cultivable, con el DNA de los microorganismos no cultivables.
Segundo conferenciante: José Cruz, estudiante sub-graduado de UPRM
José habló sobre la generación de dos bibliotecas metagenómicas de suelos del bosque seco de Guánica y el bosque lluvioso del Yunque. De estas bibliotecas, seleccionaron genes de resistencia a antibióticos tales como tetraciclina, y cómo se utilizó la mutagenésis por transposon para encontrar un gen de 1000 pares de base en un inserto de 40000 pares de base.
Tercer conferenciante: Jean Carlos Cruz, estudiante sub-graduado de UPRM
Jean utilizó las mismas bibliotecas que explicó José para encontrar algunas enzimas de ureasa, mediante un ensayo líquido colorimétrico. Si un clon contenía un gen de ureasa y lo expresaba, la ureasa hidrolizaba la urea causando un cambio en acidez, lo cual cambiaba el color del medio. Jean también utilizó mutagénesis por transposon para encontrar sus genes de ureasa, pero su prueba resultó diferente porque sus réplicas de clones fueron en medio líquido.
Cuarto conferenciante: Abel Baerga, Ph.D, profesor de Bioquímica en Ciencias Médicas
El Dr. Baerga habló sobre las enzimas que participan en la síntesis de los ácidos grasos omega 3. Aunque no explicó muy a fondo cuales eran los beneficios de consumir ácidos grasos ω-3, son importantes como moléculas menos pro-inflamatorias que los ácidos grasos n-6. Como la síntesis de ácidos grasos n-3, como lo son los ω-3, ocurre de manera competitiva con los ácidos grasos n-6, se producen más ácidos grasos n-6 que n-3, lo cual influye directamente en la síntesis de distintas clases de eicosanoides, hormonas paracrinas que regulan varias funciones como formación de coágulos sanguíneos y regulación de presión arterial, entre otros. Pues, existe gran interés en la forma que se sintetizan las moléculas, y el Dr. Baerga explicó como las bacterias marinas sintetizan ácidos grasos ω-3 utilizando enzimas “polyketide synthase” (PKS). Algunas de las enzimas que trabajan en esta ruta metabólica de bacterias marinas tienen alguna similitud a enzimas eucariotas, y otras a procariotas.
Quinta conferenciante: Karyna Rosario, candidata a Ph.D de University of South Florida
Esta conferencia se basó en el estudio de los virus que se encuentran en agua reclamada. Se utilizó metagenómica viral para estudiar el material genético de virus de agua reclamada, agua estancada, y agua potable. Se extrajo material genético de cada uno de los ambientes, y luego se secuenció el material genético para identificar la identidad de todos los virus. Al tomar este acercamiento, fue posible identificar varios virus nuevos en todos los ambientes estudiados. También se pudo encontrar una mayor cantidad de virus en el agua reclamada que el agua potable. Otras conclusiones importantes de su primer artículo del análisis metagenómico eran que no se encontraron virus patogénicos en el agua reclamada, y que era posible identificar varios virus presentes en agua reclamada pero no en agua potable, que posiblemente podrían utilizarse como nuevos bioindicadores de pureza de agua. El segundo artículo que discutió tuvo que ver con el estudio del “Pepper Mild Mottle Virus” como un nuevo bioindicador de agua contaminada con heces fecales humanas, lo cual es un patógeno para las plantas de pimientos. De las conclusiones más importantes fueron que el virus pasó varias pruebas de buen bioindicador; se encuentra en agua, recién contaminada, por heces fecales, excepto que encontraron un resultado extraño… encontraron el indicador del virus del pimiento en la heces fecales de gallinas. Esto es un resultado significativo, no positivo, porque se quiere utilizar el virus como un bioindicador de contaminación fecal humana en agua, pero si se encuentra en las heces fecales de algún animal como la gallina que no haya sido expuesta a tal contaminación, el virus no sería un buen bioindicador. En la sesión de preguntas, se especuló que es posible que las gallinas pudieran estar comiendo de estos pimientos infectados, o que estén utilizando agua reclamada para alimentar las gallinas.
En el panel de discusión, hablamos sobre dos artículos publicados por Karyna como primera autora. Entre varias preguntas, se especificó que los aspectos más retadores de su investigación fue la extracción de material genético solamente de virus, y luego el análisis de toda la secuenciación de ese material genético. Al final de la discusión, también nos habló de su experiencia en su doctorado, incluyendo distintos viajes de investigación que pudo realizar. Llegó a participar en un viaje de investigación a Antártida, y viajar a distintos sitios para muestrear y estudiar. Contestó preguntas sobre el proceso de solicitud a escuelas graduadas e internados de verano, y sirvió como un buen recurso para encontrar nuevas oportunidades de investigación fuera de Puerto Rico. También nos habló de distintos temas de metagenómica, y como se está usando alrededor del mundo.
Durante todo el día de SciTeCC, pudimos aprender acerca de un tema que está revolucionando la microbiología. El acercamiento de la metagenómica permite el estudio del material genético de microorganismos que antes no era posible con técnicas tradicionales. También pudimos aprender acerca de cómo se puede utilizar este acercamiento en diversos niveles, de proyectos de sub-graduados como Jean y José, graduados como Karyna e Irimar, y a nivel global como se mencionó del Proyecto del Microbioma Humano. Será interesante observar cómo se resolverán los problemas de complejidad producida por tanta información de secuencia para extraer información útil, y qué nuevas moléculas saldrán de proyectos utilizando técnicas metagenómicas.
