El día viernes 22 de Noviembre se llevó a cabo el segundo día del congreso GenoBiotec13. El día de hoy las presentaciones estuvieron más enfocadas hacia la biología sintética, la rama de las ciencias que implementa principios teóricos de la ingeniería para estudiar y manipular a los distintos componentes celulares de modo que se logre con ello “programar” a las células para realizar tareas específicas.
La primera conferencia fue impartida por el Dr. Octavio Mondragón-Palomino, del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, por sus siglas en Inglés). El Dr. Mondragón-Palomino está interesado en el estudio de sistemas celulares oscilatorios, los cuales actúan como relojes moleculares que proveen a las células con una referencia temporal para llevar a cabo los diferentes procesos metabólicos en una línea de tiempo definida. Pero no sólo esto, sino que en un organismo multicelular los diferentes “relojes celulares” deben estar sincronizados de manera que un conjunto de células que pertenecen al mismo órgano o tejido respondan de la misma manera ante un estímulo externo. En el laboratorio del Dr. Mondragón utilizan técnicas de biología sintética, dinámica de microfluidos y modelado computacional para estudiar de manera cuantitativa cómo estos relojes moleculares pueden ser autoajustables al responder a las distintas condiciones en las cuales crece una célula.
La siguiente ponencia fue impartida por el Dr. James Ferrell, de la Universidad de Stanford, y estuvo muy relacionada a la presentación del Dr. Mondragón, pues uno de los eventos en los cuales se requiere de la sincronización de las células es el desarrollo de los embriones a partir de un óvulo fertilizado:
Como puede observarse en el video anterior, las divisiones que dan lugar a un organismo multicelular deben realizarse con una exactitud temporal muy estricta, pues un desajuste en la sincronía de estas divisiones tendría consecuencias severas en el desarrollo de un nuevo organismo. El Dr. James Ferrel utiliza una aproximación teórico-experimental para estudiar estas oscilaciones durante el desarrollo de la rana Xenopus laevis, pero el conocimiento que está generando a partir de sus estudios pudiera sentar las bases para estudiar, por ejemplo, la sincronización de las células cardiacas durante los latidos del corazón, la regulación de los ciclos circadianos (aquellos que se repiten aproximadamente cada veinticuatro horas) y las dinámicas de oscilación de calcio, el cual es un regulador importante en diversos procesos biológicos.
La siguiente plática tuvo por título “Programación del autoensamblaje de cadenas sencillas de ADN”, y fue impartida por el Dr. Peng Yin, de la Universidad de Harvard. Su trabajo es excepcional y visualmente muy atractivo: utilizando las propiedades de complementaridad de las bases nitrogenadas del ADN, el Dr. Peng Yin diseña cadenas cortas de ADN que pueden ser utilizadas como piezas de Lego® para construir estructuras bi- y tridimensionales. Durante el transcurso de su investigación el Dr. Yin se cuestionó la utilidad de su proyecto y sus posibles aplicaciones, las cuales parecían nulas en un inicio. Sin embargo llegó a la conclusión de que no le prestaría mucha atención al panorama que parecía indicarle que su proyecto no podría tener ningún futuro. Curiosamente, hoy existen diversas aplicaciones para las nanopartículas de ADN autoensamblables que desarrolló el Dr. Peng Yin: desde el aumento en la resolución de las técnicas de microscopía, hasta la codificación de información en estructuras robustas, sencillas y resistentes. Y sólo para deleitarles la pupila, les dejo aquí una muestra de las diferentes estructuras que el Dr. ha logrado obtener. En la siguiente imagen, el área amarilla de las figuras es nada más y nada menos que aglomerados de ADN:
Después de la conferencia del Dr. Peng Yin, fue el Dr. Michael Leavell quien compartió con los asistentes su experiencia en la industria biotecnológica. El Dr. Leavell forma parte de la compañía Amyris, la cual es una compañía joven que está enfocada en la generación de distintos productos obtenidos mediante la modificación del metabolismo celular de la levadura Saccharomyces cerevisiae. El Dr. Leavell nos comparte cómo en Amyris se utilizan técnicas de biología sintética para la producción de biodisel como combustible para aviones, cómo producen aditivos que al agregarlos durante la fabricación de neumáticos aumentan la vida útil de los mismos y, finalmente, cómo se pudo producir un antimalárico que anualmente salva miles de vidas en regiones muy pobres, como algunos países africanos, donde la malaria es una enfermedad muy extendida.
La última conferencia magistral del día fue impartida por el Dr. Mauricio Antúnez, de la Universidad de Colorado. El Dr. Antúnez investiga estrategias de modificación de componentes celulares de las plantas que permitan utilizar a los organismos vegetales como detectores moleculares de sustancias nocivas para el humano. El ejemplo del cual nos habló durante su presentación es la modificación de ciertos receptores en la planta del tabaco que le permiten reconocer al trinitrotolueno (TNT). Una vez que las plantas crecen en un ambiente en el cual absorben TNT a partir del suelo, cambian la coloración de las hojas, pasando del verde característico a una coloración blanca. Una de las grandes limitantes con las cuales se ha encontrado el Dr. Antúnez es el diseño de receptores que permitan el reconocimiento de moléculas diferentes al TNT, pero confía en que el avance en las tecnologías de predicción y diseño de estructura de proteínas le permitan, en un futuro cercano, diseñar receptores nuevos con diferentes aplicaciones.
Así terminan las conferencias magistrales del día de hoy, pero GenoBiotec13 es más que eso. Después del receso para la comida tuvimos plenarias cortas sobre distintos temas; una sesión de carteles científicos en la cual los estudiantes de posgrado mostraron los avances de sus proyectos de investigación; y una presentación del iGEM, sobre la cual hablaremos con más detalle en una de las entradas posteriores.
Hasta aquí la nota sobre el segundo día del GenoBiotec13, nos leemos mañana con la información del tercer y último día de este congreso, el cual nos ha sorprendido a todos con la calidad de las ponencias y los trabajos presentados. ¡Hasta pronto!
[hozbreak] Acerca del autor Gustavo Rodríguez Alonso es estudiante del doctorado en ciencias bioquímicas de la UNAM. Su proyecto está enfocado en el estudio de los genes que controlan el desarrollo de la raíz en las plantas cactáceas. Puedes encontrarlo en twitter como @RodAG_