Proyectos

Expedición BIO

Biodiversidad

El propósito de este proyecto es realizar una colección de los recursos genómicos de las especies de plantas del Eje cafetero de Colombia. Dentro de los grupos de plantas que se desea estudiar están aquellas de gran importancia agrícola (café, maíz, aguacate), mediana importancia agrícola (frutales, hortalizas), importantes para las industrias farmacéutica y cosmética y también aquéllas plantas emblemáticas del país que tienen principalmente importancia ecológica (palma de cera, frailejón, yarumo).

Objetivo general

Generar herramientas genómicas para las especies de plantas que constituyen los sistemas agroforestales del eje cafetero con el fin de predecir y diagnosticar su repuesta al cambio climático, mejorar la seguridad alimentaria y apoyar la agricultura familiar.

Objetivos específicos

  • Identificar genes relacionados con la producción de compuestos promisorios para las industrias farmacéutica y cosmética
  • Identificar genes relacionados con la productividad de plantas de importancia agrícola en Colombia
  • Identificar biomarcadores indicadores de estrés en plantas de importancia agrícola y ecológica

Se pretende utilizar tecnologías modernas de las ciencias ‘ómicas’ para el estudio de estas plantas. Estas tecnologías incluyen secuenciación genómica, tecnologías de marcadores moleculares (SNP´s, Genotype by Sequencing, Target Sequence Hybridization), RNAseq y metabolómica, entre otras.

Genoma Colombiano

Busca analizar la información genética de la población del país para caracterizarla y entender sus potencialidades, posibles enfermedades y ancestría; esta información además de ser importante para los individuos, tiene alto valor en la toma de decisiones en políticas de salud y posibles intervenciones médicas.

Etapas del proyecto

  • Sensibilización del proyecto en el grupo objeto del estudio.
  • Toma de muestras.
  • Secuenciación.
  • Análisis de variantes genéticas.
  • Socialización de los resultados.

Impacto

  • Tener un banco genético centralizado de la población colombiana.
  • Posibilidad de conocer de dónde vienen los colombianos.
  • Conocer la incidencia de enfermedades.
  • Brindar herramientas para el desarrollo de productos.
  • Apoyar el desarrollo de medicina personalizada en Colombia.

Estudios de secuenciación genómica y evolución de la palma de cera y especies aliadas

Alcanzando una altura de cincuenta y dos metros, la palma de cera (Ceroxylon quindiuense) es la palma más alta del mundo, reconocida como símbolo emblemático de Colombia, es una especie clave en la prestación de servicios ecosistémicos en los bosques de niebla de los Andes o bosque alto andino tropical, proporcionando efectos positivos en diversos componentes de la biodiversidad, como alimento y refugio de aves, mamíferos e insectos, convirtiéndola en un organismo modelo para el estudio de los procesos ecológicos y evolutivos de estos ecosistemas.

Objetivo general

  • Estudiar evolutiva y geologicamente el género Ceroxylon usando hibridación por captura y filogenómica.

Objetivos específicos

  • Obtener el primer borrador del genoma de la palma de cera por medio de secuenciación NGS (Next Gen Sequencing)
  • Identificar genes implicados en diversos aspectos de la adaptación de las palmas al ecosistema de bosque de niebla de los andes tales como aquellos que participan en las rutas metabólicas de la glucosa y la síntesis de aceite y factores de transcripción que participan en la polinización y la dispersión de los frutos y semillas.
  • Descubrir genes relacionados con la adaptación de la palma a elevadas altitudes y bajas temperaturas comunes en los hábitats donde habita la planta por medio de genómica comparativa.

Sin embargo, se encuentra entre las listas rojas de la UICN, como amenazada en peligro de extinción de Colombia. Décadas de deforestación masiva, tala selectiva y usos económicos indiscriminados han reducido severamente sus tamaños poblacionales. Los avances en el estudio de la genómica han aumentado nuestro conocimiento sobre la conservación de las plantas.

Phytophthora infestans es un patogeno que causa el tizón tardío, una de las enfermedades más destructivas en papa y otros vegetales hospederos. A pesar de la importancia de esta enfermedad, los principales mecanismos moleculares implicados en el patosistema son poco conocidos. Un modelo computacional metabólico de la interacción compatible entre P. infestans y Solanum tuberosum ha sido generado para predecir los mecanismos moleculares asociados a la enfermedad y a la inhibición fotosintética en las plantas infectadas. Se desarrolla una reconstrucción metabólica a nivel genómico de S. tuberosum, desde la anotación funcional de su genoma y metaboloma hasta la comparación con bases de datos bioquímicas.

Bioprospección para la industria cosmética

Cosmética

Resultado esperado

La incorporación de nuevos productos de origen natural en empresas del sector cosmético, abre para ellas nuevos nichos de mercado a nivel nacional e internacional, debido a la incorporación de nuevas tecnologías para el desarrollo de productos innovadores.

Objetivo general

  • Generar capacidades tecnológicas y científicas en bioprospección, estableciendo un modelo de análisis in vitro e in silico del metabolismo en plantas de uso tradicional, para establecer el potencial de producción de metabolitos de interés y su transferencia a la industria cosmética.

Objetivos específicos

  • Trabajar de manera conjunta entre el sector científico y la industria cosmética para identificar el potencial económico de metabolitos de plantas de uso tradicional en Colombia, como un aporte al fortalecimiento en los procesos de producción.
  • Caracterizar físico-químicamente metabolitos relacionados con usos potenciales, que representen un interés económico para las empresas en la industria cosmética.
  • Caracterizar genética y metabólicamente plantas de uso tradicional, de interés para la industria cosmética, que tengan potencial de mercado.
  • Consolidar un modelo que compile la caracterización in vitro e in silico de metabolitos, para orientar el desarrollo de prototipos de productos comerciales.

Expedición Científica Seaflower 2016

Exploración y determinación del potencial de aprovechamiento de la biodiversidad microbiana de los ecosistemas marinos en la Reserva de la Biosfera Seaflower usando metagenómica. Por medio de un análisis metagenómico se determinará la diversidad y funcionalidad metabólica de las comunidades microbianas asociadas a macroorganismos representativos de la Reserva de la Biosfera Seaflower, un Área Marina Protegida de 65.018 km2.

Filogenia de Orquídeas

Las orquídeas son la familia de plantas con flores con mayor número de especies en el planeta y ocupan el primer lugar en diversidad de especies en el país (274 géneros y 4270 spp.). Estas especies son símbolo emblemático de la diversidad y exhuberancia existente en los ecosistemas colombianos, sin embargo, el estado de conocimiento de las mismas es escaso. Este estudio pretende ahondar en las relaciones evolutivas de la tribu Cymbidieae (Epidendroideae), un grupo de orquídeas neotropical, utilizando técnicas de filogenómica para resolver su filogenia a partir de cloroplastos completos. Los resultados permitirán conocer un poco más sobre nuestra diversidad de orquídeas endémicas, explorar nuestros recursos genéticos y promover su conservación

Pangenoma de las especies del género Coffea

El pangenoma, entendido como el conjunto completo de genes de una especie, ha surgido como una aproximación novedosa para estudiar la versatilidad genética de las especies e incluso géneros. Este proyecto consistió en generar el pangenoma del género Coffea para identificar genes asociados a la morfología y la calidad del grano en las diferentes especies de café. Estos resultados aportan genes candidatos para ser introducidos en las especies cultivables de café con fines de mejoramiento de este cultivo de importancia nacional y mundial.

Anotación del genoma del octocoral Antillogorgia bipinnata

Este proyecto estuvo basado en generar el primer borrador de genoma del octocoral Antillogorgia bipinnata, una especie de coral del mar Caribe. Esta especie, al igual que todo el arrecife de coral, está sujeta a los efectos del cambio climático que amenazan sus poblaciones. Como resultado, este estudio contribuye conocimiento genómico de base para estudios ecológicos del coral y otros corales que apunten a su conservación. Este proyecto se desarrolló en colaboración con el grupo BIONMAR de la Universidad de los Andes.

Descifrando el microambiente tumoral en una línea cancerosa HT29 a través de proteómica y metabolómica.

Este proyecto consistió en estudiar la dinámica tumoral en células de cáncer HT29 bajo diferentes condiciones de estrés con el fin de determinar cambios a nivel de expresión de proteínas y concentraciones de metabolitos que indiquen una afectación en el microambiente tumoral con respecto a condiciones normales. Como resultado, este proyecto permitió entender la dinámica del tumor en los diferentes niveles moleculares analizados con la finalidad de aportar conocimiento para posibles tratamientos en cáncer. El estudio se desarrolló en colaboración con investigadores docentes de la Universidad del Rosario.

Evaluación de poblaciones microbianas asociadas con suelos supresivos a la enfermedad de Moko causada  por la bacteria Ralstonia solanacearum en el cultivo de plátano

La enfermedad de Moko, causada por la bacteria Ralstonia solanacearum, es una de las enfermedades más destructivas que amenazan los cultivos de banano y plátano. Este proyecto se basó en el análisis de las comunidades microbianas de suelos con supuesta actividad supresora de la enfermedad de Moko con el fin de determinar el potencial de los microorganismos del suelo para contribuir al efecto supresor. Estos resultados pueden aportar al manejo y control biológico de la enfermedad en estos cultivos. Se realizó en colaboración con el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT).

Búsqueda de suelos supresivos a la enfermedad mal de Panamá causada por fusarium oxysporum forma especial cubensis

La enfermedad Mal de Panamá hace referencia al marchitamiento en los plátanos y bananos producida por el hongo Fusarium oxysporum f. sp. cubense.  El control químico del hongo ha tenido poca eficiencia, lo cual ha llevado a la necesidad de garantizar su control por prácticas culturales. En este contexto, este proyecto se basó en el análisis de las comunidades microbianas de suelos para cultivo de banano y plátano con el fin de identificar factores biológicos asociados a una potencial actividad supresora de la enfermedad. Estos resultados pueden aportar al manejo y control biológico de la enfermedad en estos cultivos. Se realizó en colaboración con el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT).

Secuenciación del genoma de la bacteria Ralstonia solanacearum raza 2 causante de la enfermedad de Moko en plátano

Este proyecto consistió en generar el primer genoma de la bacteria Ralstonia solanacearum raza 2, causando de la enfermedad de Moko en plátano. La información genómica derivada de este proyecto sirvió de referencia para diseñar “código de barra” moleculares para la identificación rápida y precisa de esta bacteria.  Los resultados obtenidos aportan a la identificación de la bacteria en suelos para el manejo y control biológico de la enfermedad. Este trabajo se realizó en colaboración con el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT).

“Desarrollo de una metodología de trazabilidad para biofertilizantes y biocontroladores usados en el cultivo de café.” Coffea arabica y coffea eugenioides

Desarrollar una metodología de trazabilidad para biofertilizantes y biocontroladores usados en el cultivo de café. Buscando la obtención de los modelos de genes existentes en los dos genomas de café estudiados. Colaboración,
Universidad Católica Bioprotección-Cenicafé BIOS.

Modelo computacional de la interacción compatible entre Solanum tuberosum y Phytophthora infestans a través de la reconstrucción computacional del metabolismo de la planta y datos de expresión génica

La interacción que ocurre entre una planta y un patógeno durante un proceso de infección es indicativo de la respuesta de defensa de la planta ante ese estrés. El estudio de esa interacción permite conocer los mecanismos de resistencia de la planta para apoyar el diseño  de estrategias de control de la enfermedad. En este contexto, este proyecto se basó en la generación de un modelo metabólico a escala genómica de la interacción compatible entre la papa (Solanum tuberosum) y el fitopatógeno Phytophthora infestans, con el fin de hacer la primera reconstrucción metabólica a escala genómica de la papa y el primer modelo metabólico de una interacción planta-patógeno. Este proyecto se desarrolló en colaboración con la Universidad Nacional de Colombia y la Universidad de los Andes.

Expresión génica del coral acropora tenuis a través de tres estadíos de desarrollo

Este proyecto se orientó a estudiar los cambios en la expresión de genes del coral Acropora tenuis durante su desarrollo temprano con el fin de entender los mecanismos celulares que controlan los diferentes estadíos y que determinan la transición entre un estadío y el siguiente. Los corales sirven como modelos para estudiar los procesos de desarrollo y su evolución en animales basales, así como en biología comparada para estudiar los procesos de adaptación al ambiente. Este proyecto se realizó en colaboración con el investigador docente Alejandro Reyes PhD. de la Universidad de la Amazonía.

Evaluación de la región del factor de resistencia sh3 en el genoma de café (coffea arabica) por medio de genómica comparativa.

La roya del café es una enfermedad que afecta fuertemente el cultivo de café en el mundo y en Colombia; no obstante, existen por lo menos nueve factores (SH1 a SH9) en el genoma del café que determinan la resistencia a la roya. Este proyecto consistió en evaluar la composición, estructura y evolución de la región del factor de resistencia SH3 en el genoma de Coffea arabica y sus ancestros C. canephora y C. eugenioides, así como en otras especies relacionadas. Como resultado de este trabajo, se diseñaron marcadores moleculares en la región de resistencia que son útiles para el mejoramiento genético del cultivo. Se realizó en colaboración con el Institut de recherche pour le développement (IRD).

Anotación del genoma de la caña de azúcar Saccharum spontaneum

Este proyecto se basó en el análisis del genoma de la caña de azúcar Saccharum spontaneum, obtenido por el consorcio internacional de la caña de azúcar SUGESI, para identificar y describir los elementos repetitivos. En las plantas, los genomas son altamente repetitivos y estas regiones aportan diversidad genética y son importantes para la organización estructural y funcional. Este trabajo se realizó en colaboración con la Universidad de Illinois y el Institut de recherche pour le développement (IRD).

bios colombia

Biopelículas bacterianas de tuboorotraqueal y su sensibilidad antimicrobiana en la UCI médica en Bogotá, Colombia

Este proyecto aborda la problemática de las infecciones asociadas a la atención en salud (IAAS) que están ligadas a la hospitalización principalmente en las Unidades de Cuidado Intensivo (UCIs) y son causa importante de morbilidad y mortalidad en pacientes hospitalizados. Tiene el objetivo de caracterizar las comunidades microbianas de biopelículas formadas sobre tubos orotraqueales de pacientes que requieran ventilación mecánica ingresados a la UCI Médica de la Fundación Cardioinfantil. Este estudio es uno de los pioneros en el área de biopelículas sobre dispositivos médicos invasivos usados de rutina a nivel hospitalario en Colombia. Como resultado, permitió entender aspectos inherentes a las resistencias antimicrobianas con miras en el futuro para posibles tratamientos y contribuir conocimiento de base para normas que permitan una mejor atención y tratamiento a los pacientes de UCI.