Para ampliar y profundizar investigaciones científicas
con la utilización de la secuenciación genómica,
la microscopía del más alto nivel, el registro
fotográfico y la sistemática molecular, el
Instituto de Biología (IB) estrenó tres laboratorios,
uno de ellos de manera conjunta con los institutos de Ecología,
(IE) y de Investigaciones Biomédicas (IIBm), en el
que las tres entidades comparten equipos, espacio físico
y financiamiento de la UNAM y del Consejo Nacional de Ciencia
y Tecnología, en un esfuerzo por optimizar recursos
y propiciar la colaboración horizontal entre los
académicos.
Las instalaciones fueron inauguradas por el coordinador
de la Investigación Científica, Carlos Arámburo
de la Hoz, quien realizó un recorrido con los directores
de las tres instancias: Patricia Ostrosky, de Biomédicas;
César Domínguez, de Ecología, y Víctor
Sánchez Cordero, de Biología, así como
académicos y estudiantes de esas comunidades.
Secuenciación Genómica
El Laboratorio de Secuenciación Genómica
de la Biodiversidad y de la Salud es un esfuerzo importante
de los institutos de Biología, Ecología e
Investigaciones Biomédicas, pues muchos académicos
de las tres instancias utilizan las mismas técnicas
moleculares para sus investigaciones, dijo Víctor
Sánchez Cordero, director del Instituto de Biología.
“Nos pareció estratégico unir esfuerzos
para conseguir los recursos suficientes y sometimos un proyecto
conjunto a Conacyt que resultó exitoso. Este es un
modelo de trabajo que se ha hecho en otras áreas
de la Universidad y que debe replicarse”, consideró.
El Laboratorio dará servicio a académicos
de la UNAM y de otras instituciones, detalló Laura
Márquez, una de las responsables del sitio, que cuenta
con dos secuenciadores de ADN de alta tecnología,
uno capilar y otro masivo.
“El equipo de secuenciación capilar
da como resultado la secuencia, o acomodo exacto de las
bases que forman un segmento de ADN”, explicó
Márquez.
Cada investigador usuario lleva una muestra amplificada
de un segmento de ADN de su interés. “Ellos
hacen varias copias, nos traen este producto y realizamos
una reacción de secuencia, que consiste en marcar
las bases con florescencia, para que las detecte el secuenciador”,
detalló.
La muestra puede ser de una planta o de tejido
animal, incluido el humano. “A veces traen muestras
de ADN humano de hospitales para análisis de mutaciones
genéticas o del virus del papiloma humano; también
hemos analizado material genético de orquídeas
para saber cómo ha sido su evolución; de unos
parásitos llamados helmintos para saber cómo
se relacionan entre ellos, de hongos presentes en suelo
y de abejas”, detalló.
El equipo puede analizar simultáneamente
hasta 192 muestras distintas de ADN entre 10 y 12 horas.
Actualmente, tiene entre 80 y 100 usuarios de la UNAM y
de otras instituciones.
El otro secuenciador es masivo y puede trabajar
todo el genoma de especies pequeñas, como bacterias,
virus, hongos o algas, explicó Patricia de la Torre,
corresponsable del Laboratorio por parte del Instituto de
Investigaciones Biomédicas.
“Por ejemplo, el genoma de la bacteria E.
coli tiene 4.6 megabases (una megabase equivale a un
millón de bases), el de la mosca Drosophila
120, levadura Saccharomyces cuenta con 12 megabases y el
genoma humano tiene tres mil, que es muy grande para secuenciar
completo en este equipo”, explicó.
El masivo también puede descifrar fragmentos
específicos en los que estén reportadas variaciones
que den indicio de ciertas enfermedades. “En ese caso,
el equipo se puede restringir y secuenciar solamente fragmentos
de interés, pero varios al mismo tiempo, pues es
masivo”, precisó De la Torre.
También puede secuenciar exomas, que son
regiones reguladoras del genoma; transcriptomas, para ver
la expresión de distintos genes, y mutaciones genéticas.
Este equipo utiliza un chip por día,
que tiene tres capacidades, para leer 10 o 100 megabases,
así como una gigabase. “La ventaja es que puede
correr diferentes muestras, previamente identificadas, dentro
del mismo dispositivo”, detalló.
Microscopía y Fotografía
El Laboratorio de Microscopía y Fotografía
de la Biodiversidad está formado por cinco microscopios
y un área de fotografía científica.
“El investigador Alfonso Delgado consiguió
financiamiento de Conacyt para un microscopio electrónico
de barrido, al que sumamos otros cuatro de diferentes características
con apoyo de la Coordinación de la Investigación
Científica”, recordó Sánchez
Cordero.
Con esta infraestructura, se pueden tomar fotografías
a diferentes escalas, desde una extraordinariamente fina,
hasta otra que prioriza la superficie de la muestra vegetal
o animal.
La responsable de este laboratorio, Berenit Mendoza,
da entre tres y cinco citas diarias, de dos horas cada una,
para que los investigadores analicen una muestra en el microscopio
electrónico de barrido.
“Este equipo tiene dos detectores de electrones,
y podemos ver en alta resolución la superficie o
la estructura de un fruto o semilla, así como cortes
de los mismos, para ver células o cristales”,
explicó.
Por este equipo ya han pasado esporas de hongos, algas,
helechos, pólenes, superficies de hojas, orquídeas,
ácaros, helmintos y arácnidos, entre otras
muestras.
En el área de fotografía de este
laboratorio, Susana Guzmán tiene a su cargo un microscopio
estereoscópico multifocal, que registra imágenes
del acervo de las Colecciones Nacionales del Instituto de
Biología, además de apoyo a la investigación.
“Tenemos 75 usuarios, que saben operar el
equipo, y también damos servicio a investigadores
que nos dan su material”, dice mientras muestra una
minúscula avispa lista para ser fotografiada.
La principal virtud de este equipo es que puede
tomar ejemplares voluminosos con un enfoque completo desde
su parte más alta hasta la más profunda. “Es
algo difícil de lograr con una imagen, así
que al equipo se le indican los límites superior
e inferior que se quieren enfocar, y el software del
microscopio calcula cuántas fotografías se
necesitan para abarcar toda la profundidad. Automáticamente
las toma y las integra en una sola fotografía enfocada”,
detalló.
Este equipo es para ejemplares de dos centímetros
o menores, mientras que los mayores de esa talla requieren
imágenes generadas con cámara fotográfica,
trabajo que realiza Carmen Loyola.
“Además de fotografías de ejemplares
de más de dos centímetros, realizamos el registro
de ejemplares de la Colección de Frutos y Semillas,
para formar una ficha digital que va a la UNIBIO, donde
está disponible para la comunidad científica
nacional e internacional”, destacó Loyola.
Sistemática molecular
En la mejora de su infraestructura, el Instituto
de Biología impulsa el modelo de laboratorios temáticos
comunes, que ha requerido que los académicos cedan
espacios para áreas colectivas en las que se ubicarán
los Laboratorios de Sistemática Molecular de Botánica
y de Zoología, en donde se realizarán, entre
otros estudios, extracciones de ADN de plantas y animales,
para ser analizadas en el Laboratorio de Secuenciación
Genómica.
“Hemos extendido al interior del Instituto
de Biología esta idea de laboratorios temáticos
comunes para lograr más eficiencia y optimización
de los equipos y los espacios, así como para promover
la colaboración entre el personal académico,
en un modelo de ganancia-ganancia”, señaló
Sánchez Cordero.
La sistemática molecular aplica nuevos enfoques
teórico metodológicos para documentar la biodiversidad
mexicana.
“La finalidad del laboratorio es que los
académicos del Instituto que trabajen con ADN de
plantas u hongos y sus estudiantes dispongan de facilidades
para realizar sus investigaciones”, dijo Gerardo Salazar,
especialista en orquídeas y jefe del Departamento
de Botánica.
En este laboratorio se puede hacer extracción,
amplificación, clonación y secuenciación
de ADN de plantas y de hongos.
“Nos interesa documentar la diversidad vegetal
y micológica de México”, resumió
Salazar, quien citó entre las investigaciones una
sobre los orígenes de la diversidad de plantas del
país, en un contexto histórico de millones
de años; otra para documentar la relación
micorrízica entre hongos del suelo y raíces
de plantas; y trabajos originales para conocer las coníferas
y las orquídeas de México.
“Con la sistemática molecular intentamos
tener un balance riguroso para documentar nuestra biodiversidad,
no sólo en la parte descriptiva, morfológica
y taxonómica como se hace tradicionalmente, sino
complementarla con estas modernas herramientas moleculares
para tener más información y producir hipótesis
de relaciones filogenéticas mucho más robustas”,
detalló Sánchez Cordero.
Una parte de estos estudios se dedicarán
a la conservación de especies, especialmente las
endémicas del país, así como al proyecto
de Código de Barras de la Vida, que desarrolla estudios
genéticos y moleculares con base en un código,
útil para conocer la genética de plantas y
animales, así como para identificar especies que
están en la Norma Oficial Mexicana como vulnerables
o en peligro de extinción, y que están sujetas
al comercio ilegal internacional.
“Si se confisca un cabello, una hoja o una
pluma, podemos identificar de qué especie es, y si
es comercializada ilegalmente. Es una contribución
a un aspecto legal, que servirá para prevenir el
comercio ilegal de plantas y animales”, señaló.
Otra aplicación de los trabajos en este
laboratorio será para la salud pública, al
estudiar un grupo de parásitos hasta ahora descritos
como una especie, y que podría ser un conjunto de
especies.