Boletín UNAM-DGCS-262
Ciudad Universitaria.
11:00 hrs. 27 de abril de 2013

 



SECUENCIACIÓN, MICROSCOPÍA Y SISTEMÁTICA MOLECULAR EN TRES LABORATORIOS

 
• El IB de la UNAM estrenó esos espacios, uno de ellos de manera conjunta con el IE y el IIBM, en un esfuerzo por optimizar recursos y propiciar la colaboración horizontal entre los académicos

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.

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Fotos

Para ampliar y profundizar investigaciones científicas, en la UNAM se inauguraron los laboratorios de Secuenciación Genómica de la Biodiversidad y de la Salud, de Microscopía y Fotografía de la Biodiversidad, y de Sistemática Molecular de Botánica y de Zoología.