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

Bioprospección de metabolitos para la industria cosmética en la era de la biología computacional. 

Bioprospección de metabolitos

Este proyecto se basa en la bioprospección para explorar la biodiversidad vegetal en búsqueda de materias primas para su uso sostenible en la industria cosmética. Se realiza a través de la alianza entre BIOS, el Instituto Alexander von Humboldt y cuatro empresas de la industria cosmética (Laboratorios ESKO, Laboratorio Fito Medic’s, Cannabis Industrial, Green Andina), con financiación de Colciencias. Tienen el objetivo de 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. Como resultado, se espera mejorar la calidad y el impacto de la investigación en la industria, con la transferencia de conocimiento y tecnología y logrando dar un primer paso para que la bioprospección en el país trascienda el nivel académico y llegue a la industria.

Pangenoma de las especies del género Coffea

Consiste en obtener el pangenoma del género Coffea, y con él, identificar genes ligados a la morfología y la calidad del grano explotables en el mejoramiento, concluyendo con una publicación científica de alto impacto y establecer posibles candidatos para ser introducidos en las especies cultivables de café.

Pangenoma de Fusarium oxysporum

El objetivo es obtener el pangenoma del hongo f. oxysporum causante de la enfermedad Mal de Panamá en los cultivos de plátano y banano, logrando una publicación científica de alto impacto y la identificación de genes específicos de f. oxysporum raza 4 con el cual se logren desarrollar estrategias de diagnóstico y prevención de la enfermedad.

Anotación del genoma del octocoral Antillogorgia bipinnata

Este proyecto consiste en ensamblar y anotar el genoma de coral A. bipinnata, generando el primer genoma ensamblado para octocorales, representado por A. bipinnata, que sirva como genoma anotado de referencia para otros proyectos de genómica en corales. Colaboración, Uniandes & BIOS.

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

El obejtivo es determinar cambios a nivel de expresión de proteínas en una línea cancerosa HT29, replicando condiciones tumorales. Con el fin de encontrar y caracterizar vías metabólicas y de señalización, que son afectadas por cambios en el microambiente tumoral. Colaboración U. Rosario & BIOS.

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

Encontrar metabolitos con cambios en sus concentraciones entre diferentes condiciones que simulan el microambiente tumoral. Logrando la indetificación de “Fingerprinting” del perfil metabólico de la línea HT29 en condiciones de hipoxia y normoxia. Colaboración U. Rosario & BIOS

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

Realizar el análisis metagenómico de 50 muestras de suelo y raíz infectadas con Ralstonia solanacearum obtenidos por la secuenciación másiva con el fin de hacer un análisis de diversidad taxonómica. Colaboración CIAT & BIOS.

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

Realizar el análisis metagenómico de  60 muestras de suelo y raíz infectadas con fusarium oxysporum obtenidos por la secuenciación másiva, con el fin de hacer un análisis de diversidad taxonómica. Colaboración CIAT & BIOS.

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

Generar el primer genoma ensamblado de la bacteria Ralstonia solanacearum raza 2, que sirva como genoma de referencia para diseñar barcodes para identificación de esta bacteria. Logrando un ensamblaje y anotación de la bacteria Ralstonia solanacearum raza 2 empleando datos PACBIO y el diseño para la identificación de Ralstonia raza 2 en los cultivos de plátano. Colaboración CIAT & BIOS.

“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

Generar un modelo metabólico a escala genómica de la interacción compatible entre Solanum tuberosum y Phytophthora infestans, con el fin de hacer la primera reconstrucción metabólica a escala genómica de Solanum tuberosum y el primer modelo metabólico a escala genómica de una interacción planta-patógeno. Colaboración Universidad Nacional – Uniandes – BIOS,

Análisis transcriptómico de Acropora tenuis

Ensamblar y anotar el trasncriptoma de Acropora tenuis., con el fin de encontrar genes ortólogos entre A. tenuis y A. digitifera que reflejen adaptación a sus ambientes particulares. Colaboración U. Amazonia & BIOS.

Evaluación de la región del factor de resistencia sh3 en el genoma de café por medio de genómica comparativa

Evaluar la composición, estructura y evolución de la región del factor de resistencia Sh3 en el genoma alotetraploide de la especie Coffea arabica y diploide, de sus ancestros C. canephora y C. eugenioides, y de especies relacionadas. Logrando una publicación científica con la descripción de la región, Diseñar marcadores moleculares en la región útiles para el mejoramiento genético y la formación de un Master. Colaboración  IRD – BIOS.

Anotación del genoma de la caña de azúcar Saccharum spontaneum

Identificar todos los elementos repetitivos existentes en el genoma de la caña, obtenido por el consorcio internacional de la caña de azúcar SUGESI, determinando el porcentaje del genoma representado por los elementos repetitivos y los elementos transponibles, así que obtener una caracterización de estos. Colaboración Universidad de Illinoi, IRD – BIOS.

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.