Perfil emprendedor: GATCorp

Biotecnología y productos naturales

Los productos naturales son compuestos químicos que son producidos por los organismos vivos y que pueden ser útiles en las actividades de los seres humanos. Si no te imaginas dónde los puedes encontrar, entonces piensa en los saborizantes y especias de nuestros alimentos, piensa también en los productos de uso cotidiano como las pomadas y cosméticos, y claro, también en los compuestos activos de múltiples medicamentos.

Los seres vivos que sintetizan productos naturales juegan un papel importante en la economía de los países donde se encuentran; sin embargo, su explotación también ocasiona fuertes presiones al ambiente. Además, la concentración de su producción en ciertas regiones del mundo puede incrementar fluctuaciones en su disponibilidad y en sus precios.

Tomemos el ejemplo del aceite de palma, un producto natural utilizado en la industria alimenticia. En 2013, la producción de aceite de palma alcanzó aproximadamente 30 millones de toneladas y representó el 11% de las ganancias de exportaciones en Indonesia, generando 5.7 miles de millones de USD en impuestos. La producción de aceite de palma está relacionada con aumentos en la deforestación y pérdida de biodiversidad en bosques tropicales; sin embargo, países como Indonesia, tienen contemplado incrementar la producción a 40 millones de toneladas para 2020.

Afortunadamente, la capacidad de sintetizar productos naturales ya no es exclusiva de las plantas y los microorganismos que los producen de manera silvestre. Ahora es posible hacer que los microorganismos modelo de la biotecnología (levaduras, algas y diferentes tipos de bacterias) produzcan cada vez más tipos de productos naturales en escalas comerciales y en ambientes controlados. Por ejemplo, Ecover, una compañía biotecnológica, utiliza ciertas cepas de algas y métodos de biología molecular tradicional para producir aceites, buscando reemplazar al aceite de palma.

Primeros en México

Guanajuato es la casa de GATCorp, la primer start-up de biología sintética en México GATCorp es una compañía fundada por egresados del Instituto Politécnico Nacional y que tiene como propósito incorporar los procesos biotecnológicos en la industria de productos naturales y químicos de especialidad en México.

Joel de la Barrera, co-fundador de GATCorp, nos comentó: “GATCorp nació en el año 2013, como un proyecto escolar en la materia ‘diseño de plantas’, para el cual diseñe una planta productora de un metabolito secundario […]  En ese momento de la carrera, la ingeniería metabólica llamó mi atención, junto con  la idea de estandarizar un proceso industrial para casi cualquier metabolito, es decir sin importar que producto sea, puedas obtenerlo en la misma planta y con el mismo proceso de purificación. Le apostamos a emprender para resolver el problema y nos apasiona el poder generar alternativas”.

La industria biotecnológica ha cambiado sus productos objetivo recientemente, con una tendencia a remplazar a los biocombustibles por los químicos de especialidad que tienen altos precios pero se producen a bajos volúmenes.

El primer producto natural que GATCorp está produciendo es el escualeno, y lo hacen bajo el nombre Squaline. Se trata de un isoprenoide de 30 carbonos que es utilizado en la industria cosmética y en algunas formulaciones de adyuvantes para vacunas. “Usualmente este producto se extrae del aceite de tiburón y de fuentes vegetales cómo el aceite de oliva”, afirma Joel de la Barrera. La propuesta de GATCorp es producir escualeno a partir de bacterias.

Los métodos de producción de GATCorp pueden encontrar un nicho en la creciente industria farmacéutica de México. El mercado farmacéutico en México alcanzó los 16.4 miles de millones de USD en 2013, de acuerdo a un reporte de la consultora Deloitte, volviéndolo el segundo mercado más grande en Latinoamérica, con fuerte presencia de medicamentos genéricos. Sin embargo, a pesar de este gran incentivo para emprendimientos biotecnológicos, el caso de la compañía GATCorp no parece ser la regla, si no una de las primeras excepciones.

De estudiantes a emprendedores

El panorama que el Dr. Possani (Investigador Emérito de la UNAM) planteaba en el 2003 para los estudiantes de biotecnología mexicanos no era muy alentador. Entonces, de acuerdo con el Dr. Possani, había pocos trabajos disponibles para aquellos estudiantes por falta de planeación por parte del gobierno de México, por la falta de experiencia e interés en la transferencia tecnológica en las universidades, y por falta de recursos destinados a investigación y desarrollo por parte de las empresas. Trece años después, la situación parece estar cambiando: GATCorp y Huitl, otra compañía también de Guanajuato, son emprendimientos biotecnológicos surgidos a partir de las universidades. Sus páginas web reflejan la autenticidad de estos estudiantes convertidos en empresarios.

Carlos Ruiz Villaseñor, también miembro de GATCorp, tenía la ambición de emprender, pero no se imaginaba terminar siendo parte de la primera start-up de biología sintética de México cuando cursaba su ingeniería: “realmente no pensaba en terminar en la biología sintética, sin embargo tenía claro que tenía que emprender, formar un negocio propio sustentable, puesto que si en verdad queremos hacer un cambio, tendríamos que hacerlo nosotros mismos”.

Las universidades públicas en México son fuerte motor de la biotecnología en el país, pero su adopción de la cultura emprendedora es un proceso reciente. Según Carlos Ruiz Villaseñor, quien también es egresado del Politécnico: “La transición de estudiante a emprendedor al inicio es complicada porque hay que salir de ese paradigma que la escuela nos enseña que es trabajar para alguien más, ese es el reto, animarte a emprender con tus propias ideas, prepararte y salir adelante, en el camino (que será difícil) vas encontrando las herramientas y a las personas indicadas para poder ir formando ese sueño que los emprendedores deseamos realizar”.  El papel de esas “personas indicadas” actualmente lo están jugando los parques de innovación tecnológica de diferentes estados del país y las oficinas de transferencia de tecnología de las universidades.

De acuerdo con Joel de la Barrera, existe una fórmula para un emprendimiento biotecnológico que podría funcionar para otros investigadores: “si el desarrollo resulto exitoso y también resulta que hay un mercado que lo espera [entonces] el primer paso debiera ser la propiedad intelectual, con ella el investigador podrá negociar y proteger su trabajo intelectual […]. Posteriormente habría  que hacer una valuación de la tecnología, aquí existen varios métodos. Sobre todo fijarse en el mercado potencial que puede impactar con tal tecnología y no tener miedo de venderlo como tal y tampoco cerrarse a la negociación. En el mundo de los negocios hay un dicho: Es mejor tener algo a no tener nada. Tampoco regalar la tecnología, pero tratar de no cerrar la negociación. Como tercer paso sería la búsqueda de quién este interesado en el mercado. O si ya esta identificado que mejor, presentarle la solución y sobre todo como el pudiera explotar tal tecnología. Existen distintos formas de negociación y será mejor valerse de un despacho especializado en transferencia de tecnología o los mecanismos con los que los centros de investigación y universidades ya cuentan”.

La autonomía y la controversia en los biorreactores

La capacidad de producir químicos de especialidad en biorreactores significa disminuir la dependencia a las importaciones de productos naturales. Para una economía emergente como México, también puede significar entrar a nuevos mercados. Sin embargo, la producción de productos naturales en biorreactores no va sin controversia.

Existen productos que son el pilar de la economía de algunas comunidades. Por ejemplo, el extracto de vainilla es producido de manera tradicional por comunidades campesinas alrededor del mundo, algunas de las cuales están ubicadas en México, el centro originario de la planta. El mercado global de la vanilina (el producto natural que es la base del extracto de vainilla) es dominado por variantes sintéticas (se estima que el 99% de la vanilina en el mercado es sintética)  debido a la larga duración y la laboriosidad del proceso de extracción tradicional que dificulta su escalamiento. Actualmente, la vanilina también puede ser producida por levaduras en biorreactores, en competencia directa con los métodos sintéticos. Esta nueva tecnología competidora ha causado preocupación entre los productores tradicionales y grupos afines.

Otro aspecto controvertido es la fuente de las materias primas para los bioprocesos. Algunos bioprocesos utilizan algas, las cuales pueden usar la luz como fuente de energía, pero la mayoría de los microorganismos utilizados para las fermentaciones necesitan medios de cultivos ricos en nutrientes. Estos nutrientes usualmente son obtenidos a partir de cultivos como la caña de azúcar. No es fácil determinar si la dependencia hacia estos cultivos terminará por opacar a los beneficios de la producción en biorreactores, ni tampoco si este efecto será el mismo para todos los tipos productos naturales (recordemos que aquí también se incluyen fármacos y otros compuestos difíciles de producir sin afectar al ambiente), pero sin duda tanto beneficios como riesgos deben estar en la balanza. Al respecto, da qué pensar lo que Neil Goldsmith (CEO de Evolva) comentó a The Atlantic: “lo que la biología sintética debe ser capaz de hacer es mejorar la eficiencia con la que convertimos, en última instancia, la luz solar en proteínas y carbohidratos”.

A fin de cuentas, la transición hacia la producción de químicos basada en bioprocesos puede traer beneficios netos a la economía de un país como México, cuya industria biotecnológica y farmacéutica parecen tener un futuro prometedor, y los jóvenes emprendedores de GATCorp le están apostando a demostrarlo.

Perfil emprendedor: Arcturus BioCloud

Arcturus BioCloud (https://www.arcturus.io/) es una startup dispuesta a cambiar la manera para llevar a cabo la modificación genética de microorganismos. La propuesta de esta compañía es que la modificación genética se encuentre solamente a unos clics de distancia del usuario final. Los proyectos que entran a la plataforma de Arcturus BioCloud son llevados a cabo por robots y las construcciones de DNA generadas quedan disponibles para la comunidad de usuarios para construir nuevos proyectos. “No necesitas un laboratorio”, comentaba Jaime Sotomayor, cofundador de Arcturus BioCloud junto con Andrés Ochoa y Luis Silva, para TechCrunch en Mayo de 2015.

En entrevista para la red synbioMX, el cofundador Andrés Ochoa, nos comenta: “vemos la ingeniería genética en dos grandes módulos, la construcción y la experimentación. La experimentación te permite obtener datos para pensar en tu design, modificarlo, construir de nuevo y así pasar por otro ciclo hasta que consigas crear tu aplicación. En este momento nos centramos en la parte de construcción. Normalmente esta parte toma mucho tiempo y es manual y repetitiva. Por eso pensamos que debe ser automatizada, rápida y tener un costo accesible. Nuestro servicio te permite construir rápidamente, a bajo costo (menos que la síntesis de DNA) y de forma modular circuitos génicos. También tiene un alto nivel de abstracción, lo que quiere decir que te deja hacer esto fácilmente sin tener que entrar en detalles. Es tener una interfase gráfica que te permite programar DNA. De la misma forma que tenemos interfaces gráficas ahora que nos permiten usar computadores sin saber los detalles de programación.”

“[…] Nuestra empresa es fundada por personas de Latinoamérica, estamos buscando en un futuro llevar esta tecnología para los países de Latinoamérica. Democratizando así el acceso a esta tecnología en nuestra región.”

-Andrés Ochoa, Cofundador de Arcturus BioCloud

La avanzada Latinoamericana

Los fundadores de Arcturus BioCloud son todos científicos y emprendedores de Latinoamérica que encontraron una oportunidad para llevar a cabo su proyecto en el ecosistema emprendedor de San Francisco. Al respecto, Andrés Ochoa nos comenta: “nuestra empresa es fundada por personas de Latinoamérica, estamos buscando en un futuro llevar esta tecnología para los países de Latinoamérica. Democratizando así el acceso a esta tecnología en nuestra región. Estamos considerando Brasil y México como los primeros lugares donde nos gustaría expandir en un futuro. En este momento solo mandamos DNA dentro de Estados Unidos”.

¿Pero porqué en San Francisco y no en São Paulo, Ciudad de México o Buenos Aires? Ya en su comentario para el Journal of Biotechnology & Biomaterials de inicios del 2015, Andrés Ochoa y Marie-Anne Van Sluys afirmaban: “la mayoría de las compañías de la región de Sudamérica se enfocan en el área de ventas, no en investigación y desarrollo”. Al respecto, Andrés Ochoa agrega para red synbioMX: “Aquí [en San Francisco] tenemos un ecosistema tanto tecnológico como una masa critica de personas que tienen experiencia con ciencia de punta y también con el uso de este tipo de tecnología para la creación de productos y negocios. En Latinoamérica tenemos excelentes profesionales con muy buenas ideas, pero poco acceso a capital y a otros aspectos que hacen parte de un ecosistema necesario para emprender”. Pero Ochoa no se queda solamente en afirmar y aceptar sin más el hecho de que la inversión en investigación y desarrollo en la biotecnología latinoamericana es reducida: además de los planes que tiene Arcturus BioCloud para incursionar en Latinoamérica, que son un reflejo de la visión y la voluntad de sus fundadores, Andrés Ochoa nos comenta que él mismo forma parte y lidera algunas iniciativas que buscan cambiar la situación y conectar grupos a través de Latinoamérica.

Arcturus BioCloud: una plataforma para acelerar la modificación genética

Fotografía obtenida con permiso de Arcturus BioCloud del Twitter oficial de la compañía @arcturusbio
Fotografía obtenida con permiso de Arcturus BioCloud del Twitter oficial de la compañía @arcturusbio

De acuerdo a CrunchBase, la startup se dedica a “codificar, crear y compartir tus experimentos de biotecnología en una manera amigable y sencilla”. Actualmente, la startup tiene una partnership con Synbiota. Con respecto a los servicios específicos, otro reportaje de TechCrunch dice: “la startup [Arcturus BioCloud] también almacena una biblioteca de fragmentos de DNA creados por los usuarios. El modelo de negocio es comercializar cada test por 80 USD. Más de 300 usuarios en 165 países han corrido tests en la plataforma desde su lanzamiento en Mayo”.

En la red synbioMX nos llamó la atención el costo de 80 USD, así que le preguntamos más detalles a Andrés Ochoa, y él nos comenta: “En este momento estamos con una biblioteca de 62 partes, esta será colocada online en la siguiente versión de la plataforma. Estas 62 partes son promotores, RBS y otras partes comúnmente usadas por la comunidad. La idea es que los usuarios coloquen sus propias partes, [y] cuando el usuario coloca su propia parte puede dejarla privada o pública. Si la deja pública todos los otros usuarios la pueden usar para sus construcciones, esta es la mejor forma de colaborar con la comunidad”.

Andrés Ochoa agrega: “una vez tienes el DNA en la biblioteca, no tienes que pagar de nuevo la síntesis (solo lo pagas la primera vez o tu mismo nos mandas el DNA), puedes usarlo varias veces en combinación con las partes de nuestra biblioteca para crear combinaciones de tu circuito […] esto permite reducir el precio solo al costo de montar el DNA (assembly) que empieza a 80 dólares para un circuito con promotor-RBS-gen-terminador. Esto te permite prototipar rápidamente circuitos a un bajo costo y sin tener que hacer tu mismo las combinaciones, reduciendo así el ciclo de design y creación de aplicaciones biológica”.

En un update que Andrés Ochoa nos hizo recientemente, nos comentó que Arcturus BioCloud está preparando lanzar la segunda versión de la plataforma en Diciembre, donde “no solo daremos acceso a construir, también los usuarios podrán escoger los experimentos que quieren y así recibir los datos, como expresión a nivel de RNA y proteína, cerrando así el ciclo de design total que se necesita para prototipar productos”, en palabras del cofundador de la startup.

Así que se tratan de ochenta dólares por una construcción promotor-RBS-gen-terminador cuando ya se tiene el DNA necesario para la construcción. Es un precio base, pero esto no suena nada mal comparado a los costos de generar una construcción en un laboratorio propio, que incluye todo y la infraestructura y el personal capacitado. Separar el proceso de construcción genética del proceso de experimentación podría ser de ayuda para aquellos institutos o compañías que requieren acelerar el proceso de construcción genética, o que cuentan con poco equipamiento o experiencia en manipulación de ácidos nucleicos.  Quizá uno que otro laboratorio latinoamericano deba echar vista a esta alternativa.

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 Fe de erratas:

  1. El artículo original decía “30 partes”, pero Andrés Ochoa nos corrigió: actualmente son 62 partes.
  2. El update acerca de la nueva versión de la plataforma lo recibimos por comunicación directa con Andrés Ochoa.
  3. Se agregó el link de Ochoa Cruz, E.A. y Van Sluys, M.A., (2015).

Genetic MXines

Si este año estás en un equipo iGEM de alguna institución en México y te gustaría tener contacto y feedback de parte de los miembros de la red, esto te puede interesar: desde el 15 hasta el 30 de Junio estaremos recibiendo solicitudes de los equipos iGEM de México para el proyecto “GeneticMXines”. La idea que nos mueve a llevar a cabo esta actividad es que los equipos iGEM se beneficien de la experiencia y conocimiento técnico de los miembros de la red que actualmente están activos en investigación y negocios en biología sintética.

¡Corre la voz!

Aquí te pasamos las bases:

Proyecto GeneticMXines
Red Nacional de Biología Sintética
Junio 2015

I. Descripción:

En este proyecto, los equipos de iGEM de México tendrán la oportunidad de acercarse y aprovechar la experiencia de los miembros de posgrado e investigadores de la Red Nacional de Biología Sintética (RNBS), así como acercarse a otros estudiantes de pregrado para compartir experiencias.

II. Requisitos

  1. Formar parte de un equipo iGEM mexicano registrado a la competencia del 2015, tanto en la categoría HS como en Collegiate.
  2. Enviar una solicitud tal como se describe en el apartado V de este documento del 15 de Junio al 15 de Julio del presente año al correo synbiomx@gmail.com

III. Objetivos:

  1. Vincular a los asesores y estudiantes de los equipos iGEM de México con los miembros del a RNBS que actualmente hacen investigación en biología sintética.
  2. Establecer los medios por el que los equipos iGEM de México puedan comunicar su proyecto y tengan el feedback, opiniones y/o consejos acerca de cuestiones técnicas de biología sintética de los miembros de la RNBS que actualmente hacen investigación.
  3. Estrechar los vínculos de la RNBS

IV. Dinámica:

Cada equipo que solicite feedback deberá enviar un resumen de su proyecto y será asignado a un coach de entre los miembros de posgrado e investigadores de la RNBS. Los asesores del equipo iGEM entrarán en contacto con el coach y definirán los términos de la interacción, que pueden ser y no limitarse a contacto por correo electrónico, por redes sociales, via Skype o por teléfono, de acuerdo a lo que decidan ambas partes. Los asesores del equipo iGEM en cuestión podrán decidir si los estudiantes de su equipo también estarán en contacto con el coach. Los asesores de equipo deberán ser estudiantes de posgrado asignados por un investigador principal para coordinar a los estudiantes iGEMers o el propio investigador principal.

Es importante que los términos de la interacción queden definidos desde el inicio para evitar saturar las agendas de ambas partes: coaches y asesores de equipos iGEM. Las interacciones deben mantenerse en un tono de cordialidad y entendimiento por las limitaciones en cuanto el tiempo, pues es probable que algunos coaches no estén en la misma zona horaria que los equipos iGEM de México. Las peticiones y entregas de feedback, opiniones y/o consejos deberán centrarse a cuestiones técnicas de biología sintética; cualquier otra cuestión que los asesores y coaches decidan abordar (como cuestiones de búsqueda de patrocinio, problemas con la importación de partes biológicas, networking, entre otras cuestiones que no están relacionadas con aspectos técnicos de la biología sintética) queda fuera de los alcances del proyecto GeneticMXines. Queda a discreción de los asesores y coaches abordar cuestiones no-técnicas.

V. Fechas importantes:

  1. Recepción de solicitudes de feedback: del 15 al 30 de Junio del 2015. Formato: documento Word o PDF que contenga el nombre de su equipo y una descripción breve del proyecto (en inglés o español). Un asesor (adviser) del equipo deberá enviar dicho documento al correo: synbiomx@gmail.com
  2. Primer contacto asesores y coach: de una a dos semanas luego de la fecha de recepción de la solicitud a través del correo electrónico.
  3. Tiempo de interacción entre asesores y coach bajo el proyecto GeneticMXines: desde que se haga el primer contacto hasta la fecha que determinen ambas partes, con un límite máximo el 31 de Agosto del 2015.

Cualquier irregularidad que usted observe en el proceso de esta dinámica, o si tiene algún comentario al respecto, por favor comuníquelo a synbiomx@gmail.com

Foro en línea sobre biología sintética del CBD

El foro en línea sobre biología sintética del Convenio sobre la Diversidad Biológica (CBD) ha iniciado desde el pasado 27 de Abril del 2015. En este foro participan expertos provenientes de los países firmantes del CBD, así como observadores provenientes de instancias gubernamentales de países no firmantes y otras organizaciones. México está representado por miembros de la SEMARNAT y CONABIO, así como de la Universidad Autónoma de Nuevo León, el ITESM y de la compañía Agroenzymas. Los participantes del foro en línea tienen como objetivo discutir y dar su opinión sobre siete puntos para apoyar al futuro Grupo Ad Hoc de Expertos Técnicos (AHTEG por sus siglas en Inglés); estás discusiones están encaminadas a enriquecer al mandato sobre biología sintética y biodiversidad del AHTEG. Los siete puntos a discutir son:

El foro en línea se dividirá en tres bloques (del 27 de Abril al 11 de Mayo, del 25 de Mayo al 8 de Junio, y del 22 de Junio al 6 de Julio) y en el mes de Julio se seleccionarán a los miembros del AHTEG de entre los participantes del foro, de acuerdo al calendario tentativo de actividades con relación a biología sintética del CBD. En el mismo calendario tentativo están programadas una reunión de los miembros del AHTEG y actividades en las que involucrarán a “las partes del CBD, otros gobiernos, a comunidades indígenas y locales y otras partes interesadas” para hacer revisión por pares de lo que produzca el AHTEG.

RNBS: ¡Súmate a la causa!

La Red Nacional de Biología Sintética ha iniciado una campaña en RocketHub para juntar fondos para su constitución como Asociación Civil. Puedes consultar nuestros objetivos aquí.

Para ser parte del avance del proyecto, puedes donar desde 5 USD o su equivalente en MXN en adelante. Revisa también las opciones de ser miembro adscrito o miembro fundador de la Red, así como nuestro paquete de micro-patrocinio “sticky science”.

¡Y claro! Si tu compañía es del área biológica, química, de ingeniería o materiales e instrumentos, pueden patrocinar a la Red y nosotros nos comprometemos a apoyarles en sus campañas de marketing por un año o lo que lleguemos a acordar al comunicarnos.

Haz click aquí para sumarte a la causa.

¡Gracias a nuestros donadores Diego Digedez y Miguel Angel Loera Vazquez! 

A lo largo de la campaña seguiremos incluyendo nuevos paquetes de patrocinios. Espera novedades.

Gracias por ayudarnos a continuar con nuestra labor de promover la Biología Sintética en México.

Perfil emprendedor: Agro&Biotecnia

El desarrollo de FungiFree® es un ejemplo interesante de cómo las instituciones académicas y gubernamentales, junto con emprendedores y profesionales de diversas áreas, pueden hacer sinergia para llevar a una idea desde la mesa del laboratorio hasta el mercado. Esta fórmula puede y debe repetirse en otros laboratorios de las instituciones mexicanas para fortalecer a la economía nacional.

Este 2014 fueron anunciados los ganadores de los premios Innovadores de América en los que fueron reconocidos innovadores latinoamericanos por sus contribuciones en las áreas “del desarrollo social, empresarial, cultural y científico”.

Entre estos innovadores está el Dr. Enrique Galindo Fentanes, investigador de la UNAM y cofundador de la compañía Agro&Biotecnia, quien es reconocido ahora no solamente por su labor académica, sino también por su labor de empresario: él es el ganador de la categoría Empresa e Industria por el desarrollo de FungiFree®, un agente de control biológico para la antracnosis y otras enfermedades en diversos cultivos.

Del laboratorio a los campos de Sinaloa

La antracnosis es una enfermedad causada por el hongo Colletotrichum gloeosporioides. Este hongo prolifera en ambientes húmedos y cálidos, y afecta a frutos como el mango, el plátano, la papaya, el aguacate y los cítricos; se caracteriza por producir manchas oscuras que deterioran la calidad del producto y aceleran su descomposición. El hongo puede encontrar las condiciones ambientales adecuadas para crecer durante las temporadas muy húmedas en el campo o durante los procesos de post-cosecha, especialmente durante la transportación por vía marítima.

El Rodeo Fruit, una compañía basada en el estado de Sinaloa y que exporta a los Estados Unidos de América, Europa y Japón, ha tenido la experiencia de tener cargamentos rechazados en los puertos a los que exportan debido a la presencia de antracnosis luego de malas temporadas.

Los productos de inferior calidad difícilmente entran al mercado internacional y representan pérdidas considerables para los productores (hasta 50% de la producción de los huertos), además de que afectan la confianza de los clientes internacionales existentes. Ante esta situación, los productores tienen la opción de recurrir a pesticidas como algunas sales de cobre, Benomyl y otros fungicidas; sin embargo, debido al impacto ambiental y a la salud pública, así como al desarrollo de plagas resistentes, ocasionados por el uso extensivo de agroquímicos, varios países han establecido límites máximos de residualidad (maximum limits of residuality) de los agroquímicos presentes en los productos que son importados. El Dr. Galindo Fentanes y sus colaboradores (entre los que se encuentra representada la compañía El Rodeo Fruit) comentan al respecto de los límites máximos de residualidad en una publicación del Electronic Journal of Biotechnology, “si esos límites son sobrepasados, los cargamentos pueden ser rechazados e incinerados”.

Una alternativa para disminuir el uso de agentes químicos en agricultura son los agentes de control biológico (ACBs). A finales de los noventas, el Dr. Enrique Galindo Fentanes y el Dr. Leobardo Serrano Carreón junto con un grupo de investigadores de la UNAM y, a partir del 2000, del CIAD (Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C.) trabajaban en el desarrollo de un nuevo ACB para combatir la antracnosis del mango.

En breve, los investigadores aislaron diferentes bacterias y levaduras que habitan normalmente en las hojas del mango; obtuvieron alrededor de 200 aislados diferentes. Luego, pusieron a competir a cada uno de estos aislados contra el hongo causante de la antracnosis del mango: aquellos aislados que inhibieron el crecimiento del hongo en mayor grado fueron seleccionados como candidatos para ser agentes de control biológico. Entre estos aislados se encontraba un bacilo que, luego de caracterizarlo, resultó ser Bacillus subtilis 83. Pero el trabajo apenas comenzaba y, con el apoyo económico del CONACyT, SAGARPA y de la UNAM, siguieron algunos años de pruebas escalamiento y de campo y de modificaciones a la formulación, la cual pasó de ser líquida a ser sólida.

Fue en Diciembre del 2005 cuando la revista mensual Claridades Agropecuarias publicó un artículo escrito por el Dr. Galindo y sus colaboradores; esta revista está dirigida a profesionales de los agronegocios y esto les permitió a los investigadores hacer contacto con la compañía El Rodeo Fruit e iniciar pruebas a una escala todavía mayor en Sinaloa, los cuales tuvieron resultados muy prometedores entre los productores, quienes vieron cómo sus mangos crecían “chapeados” cuando utilizaban el desarrollo del grupo de los doctores Galindo Fentanes y Serrano Carreón.

Del laboratorio a los negocios: la compañía Agro&Biotecnia

 “[nos enfrentamos a] una disyuntiva, porque sabíamos que teníamos un buen producto pero al no tener éxito para colocarlo, las opciones eran seguir tratando de transferir la tecnología a una empresa que apareciera en el futuro, archivar el conocimiento en un cajón o formar una empresa, entonces decidimos irnos por esta última vía”.

-Dr. Enrique Galindo Fentanes

Sin embargo, para que el producto desarrollado por los investigadores entrara a competir en el mercado se necesitaba pericia en un área que, aunque no es totalmente extraña, sí es diferente a lo que un científico hace en su labor cotidiana: los negocios.

El primer reto fueron las cuestiones de propiedad intelectual (IP) y el licenciamiento de la tecnología, o en pocas palabras, ¿quién se dedicaría a aplicar la tecnología y bajo qué términos se manejarían las ganancias?

Los investigadores decidieron asesorarse con la oficina de transferencia de tecnología del Instituto de Biotecnología del  UNAM y, luego de aplicar para una patente bajo el PCT en 2006, comenzaron a promocionar el licenciamiento de la tecnología entre las empresas nacionales sin mucho éxito. La opción que quedaba para los investigadores -si querían llevar al mercado su producto- era fundar una empresa. El Dr. Galindo Fentanes expresó para una nota de la Coordinación de Comunicación y Divulgación de la Academia Mexicana de Ciencias:  “[nos enfrentamos a] una disyuntiva, porque sabíamos que teníamos un buen producto pero al no tener éxito para colocarlo, las opciones eran seguir tratando de transferir la tecnología a una empresa que apareciera en el futuro, archivar el conocimiento en un cajón o formar una empresa, entonces decidimos irnos por esta última vía”.

Agro&Biotecnia S de RL MI fue fundada en el 2008 y obtuvo el licenciamiento de la patente luego de tres años de negociaciones con la UNAM, con la que se acordó la manera de distribuir las ganancias por el desarrollo de sus investigadores. La compañía terminó su período de incubación en el Centro Morelense de Innovación y Transferencia Tecnológica (CeMITT) en el 2010 y en el 2011 consiguió el registro de FungiFree AB® ante SAGARPA y COFEPRIS. Posteriormente, la compañía inició una alianza estratégica con FMC Agroquímica de México, que es una compañía con amplia experiencia en la comercialización de agroquímicos en México.

FMC ha integrado a FungiFree AB® dentro de su línea para productos orgánicos Grow Organic y el producto fue lanzado oficialmente en la Expo Agroalimentaria 2012 en Irapuato, Guanajuato, luego de doce años de investigación y desarrollo.

Perspectivas

El desarrollo de FungiFree® es un ejemplo interesante de cómo las instituciones académicas y gubernamentales, junto con emprendedores y profesionales de diversas áreas, pueden hacer sinergia para llevar a una idea desde la mesa del laboratorio hasta el mercado. Esta fórmula puede y debe repetirse en otros laboratorios de las instituciones mexicanas para fortalecer a la economía nacional con nuevos productos, nuevos nichos y oportunidades de mercado, trabajos para profesionales de diferentes disciplinas, y generación de capital humano altamente especializado.

Actualmente FungiFree® es aplicado para controlar la antracnosis de mango, papaya, aguacate y cítricos y también ha sido aplicado para el control de la cenicilla polvorienta, extendiendo su aplicación a quince cultivos; además, el producto ha sido reconocido como uno de los avances más importantes de la biotecnología del 2012 por el Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura. Mientras tanto, la compañía Agro&Biotecnia se mantiene activa y continúa desarrollando nuevos productos para tratar otras enfermedades de las plantas.

CINVESTAV busca jóvenes talento en Biología Sintética

[Buscamos] jóvenes investigadores automotivados, emprendedores, líderes e innovadores […] La idea es que aquí les vamos a dar la guía y los medios necesarios para que exploten al máximo sus potenciales.

Dr. Agustino Martínez Antonio

El laboratorio de Biología Sintética y Biosistemas es uno de lo pioneros en el área en México. Es liderado por el Dr. Agustino Martínez Antonio y actualmente cuenta con cinco posdocs, tres alumnos de doctorado, tres de maestría y cinco de licenciatura, todos con diferentes formaciones: ingenieros bioquímicos, biotecnólogos, electrónicos y químicos, así como biólogos y químicos. Dos tercios del grupo trabajan como experimentalistas y el tercio restante en biología computacional. Entre sus modelos de estudio están: bacterias (incluyendo cianobacterias), levaduras, musgos, algas y plantas.

Los talentos de los miembros de este grupo convergen en dos líneas de investigación principales: ingeniería metabóilca y la ingeniería de circuitos genéticos y redes de regulación. El Dr. Martínez Antonio nos comenta: “Un área de mucho crecimiento reciente en el lab es la Ingeniería metabólica; tenemos una serie de circuitos genéticos para producir una serie de compuestos de interés biotecnológico, ademas tenemos convenios de desarrollos tecnológico con 3 PYMES mexicanas, estamos preparando 2 patentes. El área con mas tiempo en el lab es la biología computacional, de donde tenemos la mayoría de las publicaciones […], en especial nos enfocamos al estudio de la estructura, función y evolución de las redes de regulación genética, principalmente en bacterias.”

Además, desde hace cuatro años, el laboratorio del Dr. Agustino Martínez Antonio ha organizado un taller de verano en Biología Sintética que, de acuerdo a la convocatoria del 2013, tiene entre sus objetivos “reunir a un grupo de estudiantes excepcionales de diferentes áreas: químico-biológicas, físico-matemáticas, computación-informática, ingenierías, administración de negocios y gestión empresarial”. En la edición del 2012 de la competencia iGEM, algunos de los participantes del taller formaron parte del equipo CINVESTAV-IPN-UNAM, el cual obtuvo los premios al mejor acercamiento experimental, mejor BioBrick por bioingeniería y mejores prácticas humanas.

Programa Jóvenes Talentos en Biología Sintética

Este 2014, el laboratorio de Biología Sintética y Biosistemas ha lanzado el Programa de Jóvenes Talento en Biología Sintética, en el que se busca atraer a jóvenes líderes en Biología Sintética para realizar un proyecto en un periodo de entre ocho y doce meses como parte de tesis de licenciatura o preparación a posgrado.

“[Buscamos] jóvenes investigadores automotivados, emprendedores, líderes e innovadores. Con estas cualidades deben tener ya experiencia en la propuesta y desarrollo de proyectos. También deben ser tenaces y tolerantes al fracaso. La idea es que aquí les vamos a dar la guía y los medios necesarios para que exploten al máximo sus potenciales”, nos comenta el Dr. Martínez Antonio.

La convocatoria va dirigida a los estudiantes que al momento de su aceptación hayan concluido sus créditos de licenciatura o ingeniería en ciencias biológicas, computacionales o físico matemáticas. A los seleccionados se les otorgará una beca de manutención mensual, entre otros beneficios. Las deadlines de entrega de documentos para la convocatoria son: Agosto 11, 2014 (para los que inician en Septiembre 2014) y Diciembre 1, 2014 (para los que inician en Enero 2015). Aquí se encuentra la convocatoria con más detalles sobre requisitos y fechas.

 

 

Una Introducción a la Biología de Sistemas

En esta ocasión vamos a tratar un tema bastante interesante y relacionado con la biología sintética; se trata de la biología de sistemas.

Primero tendremos una breve introducción a la biología a nivel celular. También sabremos qué es un sistema y cuáles son las diferencias entre un sistema biológico y uno en el área de la ingeniería. Después, conoceremos algunas aplicaciones del enfoque de biología de sistemas hechas por científicos en México. Finalmente, mencionaremos el papel de esta disciplina en la biología sintética.

 

Conceptos básicos

La célula es la unidad funcional y estructural de los seres vivos. Todas las células poseen ácido desoxirribonucleico (ADN) como la molécula que porta la información para hacer un organismo. Además, el ácido ribonucleico (ARN) es el intermediario entre el ADN y las proteínas.

Las proteínas pueden tener una función estructural, catalítica o mensajera. Todos los procesos celulares están muy regulados en cada capa de información. Sin embargo, el ambiente influye en la célula y sus procesos internos.

 

“El todo es más que la suma de sus partes”

Muchas personas consideran que las células o los seres vivos son máquinas; esta visión data de la época de René Descartes, un filósofo francés. El pensar en los organismos como “máquinas” puede ser un punto de partida para conocer las partes en busca de la comprensión del todo, pues en ingeniería al entender el funcionamiento de cada componente es posible saber qué hace la máquina.

Sin embargo, en biología no basta con describir a los componentes, pues las interacciones entre los mismos y el ambiente definen ciertas “propiedades emergentes”, las cuales no pueden ser explicadas por medio de la descripción de los elementos aislados; un ejemplo es la consciencia, pues no puede ser explicada por la sola caracterización de las neuronas. Es por esto que si bien el enfoque reduccionista ha aportado mucha información a lo largo de la historia de la ciencia, no es suficiente para comprender en su totalidad al objeto de estudio.

En el enfoque reduccionista se analiza cada parte por separado; qué es “cada parte” depende de la visión de quien lleve a cabo la investigación. Por ejemplo, quien se dedica a la química podría pensar en átomos y moléculas, mientras que quien haga biología molecular pensaría en genes y proteínas, como en el caso de Jacques Monod y François Jacob, quienes recibieron el premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1965 por sus aportaciones a la biología de la regulación genética en bacterias. Encontraron que el control de la expresión de los genes es afectado por las condiciones del medio en el que vive el organismo. Ellos describieron el funcionamiento del “operón lac”, un arreglo de tres genes relacionados con la asimilación del azúcar de la leche, la lactosa.

Se podría decir que Claude Bernard, el padre de la fisiología, fue el primer biólogo de sistemas. Él dijo que “la constancia del medio interno es la condición para una vida libre e independiente”. Seguramente muchos han oído hablar del concepto de la “homeostasis”; pues Claude Bernard se refería precisamente a eso: al equilibrio dentro del cuerpo o la célula. El problema de su época consistía en que la información disponible era muy escasa, casi nula; por el contrario, hoy en día tenemos muchos datos provenientes de experimentos masivos, que si bien todavía no son suficientes para resolver todas nuestras dudas, pueden ayudarnos a obtener un panorama más claro de la complejidad subyacente.

 

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Es aquí donde se vuelve necesario resaltar que la biología de sistemas es un paradigma integrativo. Un paradigma es una forma de pensar. Se busca estudiar a los componentes y a las interacciones entre ellos, estudiar a los organismos como sistemas.

 

¿Y qué es un sistema?

Un sistema está formado por: entradas, salidas, una frontera, relaciones, restricciones, componentes y posee una organización. Además, en el campo de la ingeniería, un sistema tiene “teleología”, un comportamiento orientado hacia algún objetivo que motivó y guió su diseño; empero, en la biología dado que los organismos no son diseñados, sino que evolucionan, el concepto de “teleología” cambia por el de “teleonomía”, es decir, el comportamiento de tener un objetivo aparente.

En los organismos vivos existen múltiples capas regulatorias, y hoy en día se hacen modelos para comprender cada capa de regulación. Un modelo es una representación parcial de la realidad, el cual busca abstraer los aspectos relevantes al problema y hacer predicciones al respecto. Existen muchos tipos de modelos; pero en esta ocasión no profundizaremos en ese aspecto.

Las aproximaciones que se han hecho para ver a algunos sistemas biológicos como un todo han sido limitadas. En parte esto se debe al tipo, cantidad y calidad de la información disponible, así como al campo del que provengan los investigadores que lleven a cabo tales estudios. Entre las aproximaciones encontramos el estudio del metabolismo celular, de la regulación a nivel transcripcional, de interacciones entre proteínas y de cascadas de señalización. Sin embargo, pocos han sido los casos exitosos de integración.

 

En México…

En México existen algunos grupos de investigación dedicados a la biología de sistemas desde perspectivas muy variadas. A continuación se encuentra una breve descripción del trabajo de algunos de ellos:

 

Alexander de Luna (Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad, IPN) estudia fenotipos complejos en levadura, tales como el envejecimiento, a partir de la interacción entre los genes tomando en cuenta al ambiente.

 

Elena Álvarez Buylla (Instituto de Ecología, UNAM) trabaja en el desarrollo en meristemos apicales de plantas, es decir, los nichos de células troncales. Ella busca integrar más allá de los genes. Por ejemplo, tomar en cuenta información posicional, epigenética, hormonas, interacción con bacterias, etc.

 

Julio Freyre González (Centro de Ciencias Genómicas, UNAM) busca comprender la estructura de las redes moleculares de diversas bacterias y conocer los principios de dicha organización. Ha analizado redes de regulación transcripcional y desarrolló una metodología matemática para descomponerlas de forma natural y de esta manera examinar su organización y componentes.

 

Mariana Benítez (Laboratorio de Ciencias de la Sostenibilidad, UNAM) estudia las interacciones entre los organismos que se encuentran en las milpas. Anteriormente trabajó con la Dra. Elena Álvarez Buylla en formación de patrones durante el desarrollo de plantas.

 

Osbaldo Resendis (Instituto Nacional de Medicina Genómica) estudia el metabolismo en líneas celulares de cáncer. Anteriormente, participó en la reconstrucción de la red metabólica de Rhizobium etli, una bacteria que al establecer una relación simbiótica con ciertas leguminosas como el frijol recibe refugio y alimento a cambio de proporcionarle nitrógeno a la planta.

 

 

Retos y perspectivas de la biología de sistemas a nivel mundial

Entre las perspectivas que se tienen dentro de la biología de sistemas en el mundo se encuentra llevar a cabo la integración de varios niveles de regulación. Sin embargo, existen diversos retos, por ejemplo, es difícil tomar en cuenta la organización espacial de los componentes celulares (compartimentalización). Otro problema es que las escalas temporales son distintas, es decir, la regulación a nivel transcripcional es más lenta que la regulación a nivel enzimático por la cantidad de pasos a seguir y el tiempo que tardan en ocurrir. Por otra parte, si bien contamos con bastante información, todavía hay muchas cosas que desconocemos, incluso para el caso de los organismos más estudiados. Cabe destacar que la importancia del azar depende del nivel de detalle; por ejemplo, sería más relevante en el caso en que se estudie la dinámica de proteínas que se traduzcan muy poco y tengan una vida media corta.

Por otra parte, el objetivo de tener modelos de células completas es algo bastante difícil de alcanzar, por una parte debido a las limitaciones mencionadas anteriormente, y por otra debido a que cada pregunta biológica puede ser resuelta tomando en cuenta ciertos aspectos que no serían importantes en un problema distinto. Es importante señalar que un modelo representa la realidad de forma limitada y por ende siempre va a estar incompleto; lo único realmente completo sería la realidad misma.

 

¿Y la biología sintética?

Dado que la biología de sistemas busca comprender por qué los sistemas biológicos funcionan de la forma en que están “diseñados” por la evolución, y cómo tales “diseños” han variado a lo largo del tiempo como consecuencia de los cambios en los ambientes en que viven los organismos; en el futuro, dichos estudios permitirán a la biología sintética emplear técnicas comparativas para determinar cuál es la mejor solución para lograr la modificación deseada en función del ambiente donde se espera que habite el organismo de interés.

Otra aportación de la biología de sistemas a la biología sintética es que nos invita considerar la importancia de las interacciones entre los elementos de los circuitos sintéticos y los componentes nativos del organismo modificado, los cuales, a su vez interaccionan con el ambiente. Además, la información proveniente de los experimentos de biología sintética puede aportar conocimiento a la biología de sistemas al dilucidar las relaciones entre los componentes estudiados. Finalmente, es importante mencionar que siempre es necesario tomar en cuenta el contexto biológico, pues ningún organismo es un sistema aislado.

 

Referencias

  • Freyre-González JA (2013). Notas del curso “Biología de Sistemas”. Licenciatura en Ciencias Genómicas, UNAM.
  • Freyre-González JA (2008). Disección de la arquitectura funcional de la red de regulación transcripcional de Escherichia coli: un enfoque de descomposición natural. Tesis para obtener el grado de Doctor en Ciencias Bioquímicas. Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México.
  • Noble D (2008). Claude Bernard, the first Systems Biologist, and the future of Physiology. Experimental Physiology 93: 16-26.

Fuente de la imagen: https://synbiomx.files.wordpress.com/2014/07/5ac28-claudebernardmedicinaexperimental.jpg

 

Para leer más

  • Benítez M, Azpeitia E, Alvarez-Buylla ER (2013). Dynamic models of epidermal patterning as an approach to plant eco-evo-devo. Current Opinion in Plant Biology 16:11-18.
  • Freyre-González JA, Manjarrez-Casas AM, Merino E, Martinez-Nuñez M, Perez-Rueda E, Gutiérrez-Ríos RM (2013). Lessons from the modular organization of the transcriptional regulatory network of Bacillus subtilis. BMC Systems Biology 7: 127.
  • Garay E, Campos SE, González de la Cruz J, Gaspar AP, Jinich A, DeLuna A (2014). High-Resolution Profiling of Stationary-Phase Survival Reveals Yeast Longevity Factors and Their Genetic Interactions. PLoS Genet 10 (2): e1004168.
  • Hernández-Hernández V, Rueda D, Caballero L, Alvarez-Buylla ER, Benítez M (2014). Mechanical forces as information: an integrated approach to plant and animal development. Front. Plant Sci. 5: 265.
  • Resendis-Antonio O, González-Torres C, Jaime-Muñoz G, Hernandez-Patiño CE, Salgado-Muñoz CF (2014). Modeling metabolism: A window toward a comprehensive interpretation of networks in cancer. Seminars in Cancer Biology (in press).

 

Enlaces a las líneas de investigación mencionadas

-Alexander de Luna

http://www.langebio.cinvestav.mx/?pag=118

 

-Elena Álvarez Buylla

http://www.ecologia.unam.mx/sie/ACADEMICOS/alvarez/alvarez_contacto.htm

 

-Julio Freyre González

http://www.ccg.unam.mx/files/WebFM/EvolutionaryGenomics/Linea_de_Investigacion/BiolSistRegLineasInvestJF.pdf

http://unam.academia.edu/jfreyre

 

-Mariana Benítez

http://web.ecologia.unam.mx/personal/personal_perfil.php?var1=Dra.&var2=Mariana&var3=Ben%C3%ADtez&var4=Keinrad

 

-Osbaldo Resendis

http://www.inmegen.gob.mx/es/investigacion/investigadores/curriculum-vitae/?perfil=2149

http://unam.academia.edu/OsbaldoResendisAntonio

Perspectivas para la Biología Sintética

En el periodo que va de Abril del 2011 a Junio del 2012 tuvieron lugar tres simposios sobre biología sintética en los que participaron seis organizaciones académicas de Estados Unidos, Reino Unido y China. Durante los simposios, se abordó la situación actual de la biología sintética y la postura de organizaciones y del gobierno de dichos países, así como los retos, oportunidades y los planes para el desarrollo del área.

Estos tres países se encuentran entre los líderes de la avanzada de la biología sintética en la academia y la industria y las medidas tomadas por ellos pueden servir de modelo para que otros países y organizaciones internacionales aumenten su competitividad.

Recomendamos leer el sumario completo del simposio. A continuación presentamos algunos puntos destacados que se comentaron en él (hay que seguir la advertencia que hacen los autores del reporte de que las aseveraciones hechas no necesariamente representan la opinión de todos los participantes del simposio, los organizadores y las Academias Nacionales de Estados Unidos):

  • La biología sintética es una nueva manera de abordar al estudio de la biología en la que convergen otras disciplinas, especialmente la ingeniería, las ciencias computacionales y las tecnologías de la información. Se distingue de los abordajes a la biología tradicionales por su énfasis en la simplificación y la abstracción.
  • Retos y oportunidades:

    1. Existen grandes retos técnicos para la biología sintética: la gran complejidad e impredecibilidad de los sistemas biológicos, la fidelidad de operación de las partes biológicas y estándares para medición.
    2. Los beneficios inmediatos de la investigación biología sintética están en las herramientas aportadas a la investigación básica.
    3. La industria se ha mostrado dispuesta a invertir en bioproductos modificados y la manufactura biológica. Se estima que en Estados Unidos las ganancias de los productos biológicos alcanzó los 300 mil millones de dólares en el 2010.
    4. A pesar de los retos, hay expectativas positivas a 5, 10 y 20-30 años. Destaca el impacto que se espera en la producción de químicos.
    5. Debido al ritmo acelerado de avance, los marcos regulatorios pueden quedar obsoletos; un acercamiento temprano con entidades regulatorias es recomendado.
    6. Existen grandes retos para la propiedad intelectual y el balance entre los efectos positivos y negativos del sistema de patentes. En el reporte del simposio, se ofrecen diferentes alternativas como solución.
    7. Se debe continuar el acercamiento al público, recibir su opinión y mantener la discusión sobre temas éticos y de bioseguridad.
  • Caminos a tomar:

    1. China se ha propuesto objetivos estratégicos para la biología sintética a 5, 10 y 20 años. En los objetivos se menciona la creación de bases de datos y herramientas de diseño para partes biológicas, se hace énfasis en la producción de químicos, biomateriales, fármacos, partes para plantas, fijación de nitrógeno y eventualmente aplicaciones clínicas.
    2. La inversión en biología sintética alcanza los 260 millones de yuanes por año en China y en Estados Unidos alcanza los 140 millones de dólares por año. Reino Unido se dispone a invertir 56 millones de libras de fondos públicos.
    3. Según Jetta Wong, parte del staff del Comité de Ciencia, Espacio y Tecnología de la Casa de Representantes de Estados Unidos, luego del reporte Una Nueva Biología para el Siglo XXI, la Casa de Representantes incluyó provisiones referentes a biología sintética en el Acta de Competencia de la Manufactura.
    4. La OCDE se ha involucrado activamente en la discusión del potencial económico de la biología sintética. Destaca su Simposio sobre las Oportunidades y Retos en el Campo Emergente de la Biología Sintética de Julio del 2009, en el que se habló, entre otros asuntos, de la innovación en biología sintética, inversión, necesidades de la industria y la academia, governanza y participación pública.

“Introduciendo nanointerferencias electrónicas en organismos, usando Biología Sintética” – CAROLINE AJO-FRANKLIN

Monterrey, N.L. – Por medio del uso de la Biología Sintética es posible crear interfaces electrónicas definidas entre organismos vivos y materiales a nano escalas. Caroline Ajo- Franklin, miembro del Lawrence Berkeley National Laboratory sostuvo una ponencia en Genobiotec13, en donde explicó como a través de la conexión de células a electrodos, es posible controlar la síntesis de materia inorgánica.

La investigadora explicó que combinando las capacidades de sistemas vivos con aquellos que no lo están, pueden construirse mejores biosensores, desarrollar nanomateriales o producir energía. El trabajo de investigación presentado se basa en  el desarrollo en E.coli, de un sistema de transferencia de electrones en Shewanella oneidensis,

En la naturaleza hay bacterias que son capaces de reducir metales y transferir la carga a minerales inorgánicos, durante la respiración anaerobia. Investigación científica sostiene que los componentes principales del sistema son el Tetraheme Citocromo CymA, tochrome MtrA, citocromos OmcA, MtrC y la proteína Mtr.

En el sistema presentado por Ajo-Franklin se transfieren electrones por la membrana, hacia óxidos metales fuera de la célula, a través de la expresión de las proteínas MtrC, MtrA y MtrB en Escherichia coli.  Y por medio de esto se sostiene evidencia de que la proteína MtrA acelera la reducción de  Fe(III).  Además explicó que la expresión de mtrCAB es una forma de cablear a la bacteria con  sólidos inorgánicos  a nano escala, incrementando la taza de fluidos de electrones.

Al final de la conferencia la investigadora explicó que colocar estos sistemas en organismos fijadores de dióxido de carbono, abre la posibilidad a la producción in vivo de moléculas de alto valor que contienen carbono,  como biocarburantes o sustancias bioquímicas.

Enlace a la publicación “Engineering of a synthetic electron conduit in living cells” por Caroline Ajo- Franklin.

“Codificando la lógica genómica para el desarrollo embrionario” – Eric Davidson

IMG_9521Monterrey, N.L. – Eric Davidson del California Institute of Technology fue el encargado de dar inicio a las ponencias de Genobiotec13. La conferencia titulada“Encoded genomic logic for embryonic development” abordó la construcción de una red de regulación génica, usando embriones de erizos de mar como sistema experimental .

El ponente comenzó la conferencia hablando sobre la diversidad de características morfológicas de las especies,  asegurando que  los mecanismos de control genéticos en espacio y tiempo son los encargados de modelar la expresión de los genes, regulando por lo tanto la morfología celular.

La investigación de Davidson se basa en el estudio y modelación de redes de regulación génica, a fin de desarrollar herramientas computacionales que predigan la expresión del estado regulatorio, obteniendo resultados reproducibles.  El profesor analiza la problemática a través del uso de un modelo de lógica booleana y del desarrollo de perturbaciones in silico.

Los modelos booleanos que el investigador propone se basan en la expresión espacial, en donde se regula el encendido y apagado de los genes; además de la expresión temporal, que combina el modelo de expresión de genes y las transiciones regulatorias de estado.  Obteniendo una herramienta capaz de calcular alteraciones dinámicas en un circuito genético.

La estructura final del modelo es un tablero de expresiones genéticas computarizadas a través del tiempo, que pueden ser directamente comparadas con la expresión observada. Siendo los resultados arrojados por el modelo, comparados con datos experimentales de expresión genética en células de embriones de erizos de mar, para obtener  un acercamiento a la exactitud del programa.

Al final de la ponencia el conferenciante concluyó, que la investigación de redes de regulación génica brinda la posibilidad de acercarnos al funcionamiento de la evolución. Además mencionó que estos procesos evolutivos pueden ser computacionalmente predecibles y modelados de forma muy acertada in silico.

Eric Davidson es  miembro del National Academy of Sciences desde 1985; ha trabajado en Rockefeller university, así como en el Marine Biological Laboratory. Entre sus artículos publicados destacan “Genomic Regulatory Systems: Development and Evolution” y “The Regulatory Genome: Gene Regulatory Networks In Development And Evolution”.

Ligas de interés:

Synthetic in vivo validation of gene network circuitry

Caltech Eric Davidson Lab

“Diseño de nuevas terapias contra enfermedades infecciosas con nanobiotecnología y biología sintética”- J. Rubén Morones-Ramírez

Monterrey, N.L.- La tercer conferencia de GENOBITEC13 estuvo a cargo del doctor José Rubén Morones Ramírez, Académico de la Universidad Autónoma de Nuevo León, en la que se habló sobre el uso de la plata en la potencialización de antibióticos.

La plata es conocida por exhibir alta toxicidad en un gran rango de micro-organismos, siendo utilizada por muchos años como un bactericida. En el trabajo realizado por Morones se explora el potencial de la plata en forma de nanoparticulas, sintetizadas por medio de química hecha en fase líquida, como un agente antimicrobial.

El doctor explica que al agregar plata a algunas bacterias, se observó una fuerte interacción con la membrana. Por lo que incrementar la concentración de plata es una excelente forma de aumentar la permeabilidad de la membrana y por lo tanto permitir el acceso a algunos antibióticos que no pueden entrar a la célula.

Existen otros mecanismos en el que las partículas de plata pueden ser útiles, un ejemplo es el combate del ataque de bacteriófagos; el doctor mostró que por medio de la interacción con las proteínas de membrana las partículas evitan la entrada del fago a la célula huésped.

Otro uso mencionado en la conferencia fue la reducción de infecciones causadas por biofilms, por lo que actualmente se explora la creación de un sistema de liberación de nanopartículas antimicrobianas in vivo.

En la ponencia también mencionó  que  exponer partículas de plata a la luz  produce un incremento de temperatura al interior de la célula, lo cual puede ser útil para activar o desactivar segmentos regulatorios de ADN; en la investigación se probó el mecanismo utilizando riboswitches sensibles a temperatura.

Morones Ramírez es profesor de tiempo completo de la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL, egresado de Ingeniería Química de la Universidad Autónoma de Nuevo León, con maestría y doctorado por la Universidad de Texas en Austin, postdoctorado en la Universidad de Harvard, miembro del Sistema Nacional de Investigadores SNI-CONACYT. (Loredo, 2013)

Conoce más de la investigación del Dr. J. Rubén Morones- Ramírez en:

http://www.rubenmorones.com/

Fuente:

Loredo, E. (2013).  Plata aumenta eficacia de antibióticos. Universidad Autónoma de Nuevo León.  Recuperado de http://www.uanl.mx/noticias/ciencia-y-tecnologia/plata-aumenta-eficacia-de-antibioticos%E2%80%8F.html

News – December 1, 2013

Promoters for bacteria and plant cells

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From Wheeler, J.I., Freihat, L., and Irving H.R., (2013).

A set of artificial promoters that work both in plant protoplasts and bacterial cells is reported by an Australian research group. These promoters are responsive to cyclic nucleotides and were constructed by fusing response elements from genes known to be regulated by cGMP. These promoters provide a new tool to study the effects of cyclic nucleotides on gene expression in these organisms

Patents and Synthetic Biology

A patent study found interesting trends in the dynamics of patenting in Synthetic Biology related research and identified key actors worldwide. A clear trend for patents for applications in Industrial Biotechnology was observed. The study revealed that Synthetic Biology is still in the first phases of technological development but that since recent years it has been moving towards applications.

From van Doren, D., Koenigstein, S., and Reiss, T., (2013).
 

News – November 21, 2013

“I was just a chap who messed about in his lab”.

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Frederick Sanger

Aged 95, Frederick Sanger passed away on Tuesday, November 19, 2013. He is to date the only person to be awarded two times the Nobel prize in Chemistry: in 1958 “for his work on the structure of proteins, especially that of insulin” and in 1980 “for their contributions concerning the determination of base sequences in nucleic acids”. He is remembered for his modest personality -he declined a knighthood because he was afraid it would interfere with his work– and for having revolutionized the field of Molecular Biology.

Modeling pathways

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Path2Model workflow

The Path2Models project generated over 140,000 models from pathway databases such as KEGG, BioCarta, MetaCyc and SABIO-RK. These models are expected to ease model creation, especially in fields such as genomics and metagenomics. The models are encoded in SBML and can be further tested and corrected.

The Incubation Times – November 16, 2013

The iGEM season is over!

This year’s edition of the iGEM competition featured the creation of two separate categories for undergrads and overgrads.

The team from Heidelberg University (in the undergrad category) and the team from Paris Bettencourt (overgrad category) won the Grand Prize in their respective categories.

The project of team Heidelberg focused on Non-Ribosomal Peptides (NRP) and their synthetases (NRPS). The team demonstrated the modularity of these enzymes and how this modularity allows for the synthesis of custom NRPs. The team also developed a pigment tag and two standards for high-throughput experiments with NRPS. Remarkably, they also took the first steps into an eventual industrial application of the heterologous expression in an E. coli chassis of Delfibactin, a gold-precipitating NRP from Delftia acidovorans. Finally, they also made a software tool to design NRPS.

Team Paris Bettencourt went for a clinical application. They worked on four different ways to tackle Mycobacterium tuberculosis (the causative agent of tuberculosis) with Synthetic Biology.

The first approach they explored aimed to build a sensor for antibiotic-resistant M. tuberculosis strains using a CRIPSR/Cas cassette.

In the second one, an E. coli strain that is able to survive in minimal media using the sulfite reduction pathway from mycobacteria was developed. The team  identified drug target sites and a potential anti-tuberculosis activity of Pyridoxine (vitamin B6).

In the third approach, an E. coli strain expressing Trehalose Dimycolate Hydrolase (TDH) and capable of entering into the cytosol of macrophages (because it also expresses Listeriolysin O) was used in macrophage co-infections together with M. smegmatis. The presence of the engineered E. coli strain expressing TDH impaired the growth of the mycobacteria.

In the fourth approach, the team was able to turn antibiotic-resistant strains of E. coli into antibiotic-sensitive ones using phages with small RNAs that targeting antibiotic-resistance genes.

Team Paris Bettencourt did an interesting revision on the gender composition of past iGEM teams and found out that winning teams have significantly more women and tend to be more gender balanced.

Finally, I can’t leave unsaid that the wiki of team Paris Bettencourt is awesome! Their graphic design skills are truly remarkable, as one can notice in their whole wiki and also in this infographic they made.

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As you may have already noticed…

we just moved to WordPress and joined efforts with the Mexican National Network of Synthetic Biology, a group of students and professors from different institutes in Mexico. This marks the beginning of a whole new phase for us and there are many things envisioned to continue bringing the news and communicating the most recent advances in Synthetic Biology and Biotechnology in general to our followers in Mexico and the world.

We have to fix some links here and there in the new blog, so the old one will remain on.

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This week…

we’ll be in the GENOBIOTEC’13 Biotechnology Symposium and we’re planning to start with the update of our  database of the projects in iGEM.

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We’re also planning to start writing posts aimed for the general public in a new section of the blog, we have new authors on board, we’re doing more interviews, having guest posts and well… we’re very excited about what’s to come!

The Incubation Times – October 2013

Hello, everyone! It’s been a while since the last Incubation Times and there’s a lot to discuss, so… let’s go!
First, for all of you that haven’t noticed yet, there’s this cool new project called GetSynBio, which you need to check out. According to their site, GetSynBio is a community-driven effort and is sponsored by Genome Compiler Combinatorial Design. They have a Twitter account @GetSynBio and their blog is regularly updated.
In GetSynBio you can also find this sweet interactive map developed by SynBio Consulting, where all the iGEM teams in the world that ever participated in the competition can be found, along with the abstract of their projects, a search tool and filter options for years, medals, prizes and tracks, to better navigate the information.
Since we’re planning the update for our database, it’d be great to see if these two efforts can be merged.
In other matters, the iGEM regional jamborees are on! The Asian, Latin American and North American jamborees already took place and the European will be held this weekend (October 11 to 13).
Best of lucks to all the teams that remain to present their work and those that made it to the World Championship!
Now, this year’s fall has apparently been chosen as the Season of the Coolest Congresses.
In the state of Nuevo León, Mexico, the Student Association of Genomic Biotechnology (ASEBIOGEN) is organizing the new edition of the congress GENOBIOTEC, which will take place from November 21st to the 23rd. The congress will have as main topics: 1) Bio-engineering, 2) Computational Biology, 3) Pharmaceutical Biotechnology and Gene Therapy, 4) Plant Biotechnology, 5) Synthetic Biology, 6) Systems Biology, 7) Protein Engineering, 8) Genomics, Proteomics, Metabolomics, and 9) Nanobiotechnology.
Very interesting talks are scheduled for GENOBIOTEC 13 and researchers, companies and students from all over the country will have the opportunity to meet each other in networking sessions and poster presentations.
Earlier in the month, the SynBioBeta conference will take place on November 15th in San Francisco. The conference is aimed for start-up companies and investors. There are forty speakers from different companies scheduled and a cruise is planned for brunch and networking.
For all those entrepreneurs and academics planning to get their work to business, the SynBioBeta conference is the place to be.
Back in sweet home Mexico, Tec de Monterrey campus Querétaro is organizing the congress Quorum3. From October 24th to the 26th, there will be talks with different specialists in Bioprocesses, Molecular Biology, Industrial Biotechnology, Biopolymers and Metabolic Engineering.
Get ready for those cool events.
So… that’s all for now! See you next time!

GENOBIOTEC 13

 

Registro aquí
Como cada dos años, la Asociación Estudiantil de Biotecnología Genómica (ASEBIOGEN) de la UANL, organiza el congreso GENOBIOTEC  que reúne a académicos, empresas y estudiantes dedicados a las Ciencias Biológicas, especialmente a la Biotecnología, brindándoles la oportunidad para comunicar sus más recientes avances.
Desde la primera edición del congreso (GENOBIOTEC 2007) hasta esta nueva edición 2013, el evento ha ido creciendo notoriamente en magnitud: en este año, el congreso tendrá lugar en CINTERMEX del 21 al 23 de Noviembre y se esperan ponentes y asistentes de varias universidades de México y el extranjero.
Este año, GENOBIOTEC se centrará en nueve áreas de intensa actividad en la Biotecnología contemporánea: 1) Bioingeniería, 2) Biología Computacional, 3) Biotecnología Farmacéutica y Terapia Génica, 4) Biotecnología de Plantas, 5) Biología Sintética, 6) Biología de Sistemas, 7) Ingeniería de Proteínas, 8) Genómica, Proteómica, Metabolómica y 9) Nanobiotecnología.
En el programa del evento se esperan conferencias magistrales de los principales exponentes a nivel internacional de cada una de las áreas; habrá una sesión de pósters, en las que se presentarán trabajos de diferentes grupos de investigación y en la que los estudiantes tendrán la excepcional oportunidad de presentar su trabajo a líderes en su área; finalmente, también se tienen programadas dinámicas para facilitar el networking, estarán también el Túnel de la Biología Sintética, la Rotonda de la Biotecnología Genómica y una bioferia.

Semblanza del Foro de Biología Sintética

Casi un mes lleva el post en redacción, sobre todo porque hemos estado reuniendo más y más datos que iremos publicando. Por lo pronto, aquí les dejamos una semblanza de lo que pasó en el Primer Foro de Biología Sintética. ¡Saludos a todos los equipos iGEM en México! 
por Arturo Domínguez y Miguel A. Loera
 
1er Foro en Biología Sintética
El 8 de Agosto tuvo lugar el 1er Foro de Biología Sintética en las instalaciones de la UPIBI en México D.F.
 
Más de 300 asistentes, además de una decena de espectadores remotos por streaming en YouTube, presenciaron las ponencias de algunos de los principales ejes de la Biología Sintética en México. Al evento asistieron integrantes de cuatro equipos iGEM y otros más estuvieron también al tanto desde sus respectivas ciudades.El evento inicio con una plática por parte del Ing. Daniel Domínguez (IPN) quien dio un panorama de la situación de la Biología Sintética y exhortó a la audiencia a abogar por que haya una legislación para regular y agilizar la actividad en Biología Sintética.

Luego, los equipos CINVESTAV-IPN-UNAM, UNAM-CCG y UANL, presentaron su experiencia de participar en ediciones anteriores de la competencia iGEM.

El Dr. Osbaldo Resendis Antonio presentó después una semblanza de su línea de investigación en Biología de Sistemas en el Instituto Nacional de Medicina Genómica (INMEGEN) e hizo hincapié en cómo la Biología de Sistemas ha proveído buena parte del fundamento sobre el que se ha desarrollado la Biología Sintética.

Siguió la ponencia del Dr. Pablo Padilla Longoria (UNAM), quien en su plática hizo especial enfásis en enmarcar a la Biología Sintética con objetividad y no dejarse llevar por las expectativas y promesas exageradas que algunos grupos han atribuido a la Biología Sintética.

Luego, el M.B.A. Gerónimo Villanueva Noguera (Presidente de la Asociación Mexicana de Biología Sintética, A.C., BioSintética) presentó algunos de los datos que BioSintética ha ido recopilando entre sus estudios, especialmente los referentes a la contribución de los desarrollos en Biología Sintética para la formación de empresas.

El presidente de BioSintética A.C. destacó que un modelo en el que estén aliados la academia y la iniciativa privada para atacar problemáticas puntuales en las actividades productivas, es el modelo que se muestra más eficaz para que la Biología Sintética Mexicana comience a generar proyectos con mayor potencial para la transferencia tecnológica y para la colaboración interdisciplinaria.

El M. en B. José Antonio Alonso Pavón (Licenciatura en Ciencias Genómicas, UNAM) dio una amena, pero también profunda plática sobre consideraciones éticas en cuanto a Biología Sintética y Biotecnología. El maestro en Bioética hizo notar que ante la atención que ha generado la Biología Sintética y las posibilidades que se abren con los desarrollos en las tecnologías de síntesis de secuencias de DNA, los involucrados en la disciplina deben estar al tanto de la dimensión social de su trabajo.

El último punto en el programa del Foro fue la mesa de discusión, en la que el Dr. Pablo Padilla, el M. en B. José Antonio Alonso Pavón la Dra. Paola Zárate el M.B.A. Gerónimo Villanueva y el Dr. Agustino Martínez (CINVESTAV-Irapuato con la participación de la maestra Patricia Rodríguez como moderadora.

Durante la mesa de discusión se hicieron una serie de preguntas que los ponentes iban respondiendo uno a uno y luego se daba oportunidad al público para participar. Pronto empezaron a emerger temas constantes, entre los que destacan: a) la urgencia de enfocarse a generar proyectos institucionales y no solamente en proyectos iGEM; b) la necesidad de dar continuidad a la colaboración y el diálogo; y finalmente, c) la dualidad investigación básica/investigación aplicada y la cuestión de si debe priorizarse entre ambas o tener una acercamiento mixto.

Biohacking en México: talento y visión

 

  • En México existen varios grupos de biohackers; algunos se concentran democratizar la ciencia y tecnología, mientras que otros se enfocan en acelerar la innovación y promover el emprendimiento en biotecnología.
  • Los principales retos para los biohackers mexicanos son la falta de profesionalización de su adminstración–casi todos están formados por voluntarios recién egresados- y la falta de apoyo institucional –las universidades en México no tienen experiencia con este tipo de grupos, según el testimonio de los biohackers.
  • Dos grandes oportunidades para el desarrollo del sector biotecnológico en México son la gran biodiversidad del país y su capital humano altamente calificado. Los biohackers buscan construirse las oportunidades que no hay en el país para los profesionales de la biotecnología.

 El bricolaje y su consigna de hágalo usted mismo han motivado a aficionados por generaciones para mejorar su entorno. En cualquier quiosco pueden encontrarse revistas que describen paso a paso cómo armar tu propia alacena o cómo hacer para que las orquídeas no se nos sequen en el jardín. Pero hay cierto tipo de proyectos que escapan a las posibilidades de incluso el club de aficionados al bricolaje más tenaz. Son el tipo de proyectos donde se requieren especialistas con conocimientos profundos o que necesitan de gran infraestructura y que solamente caben en las carteras de las empresas o institutos de investigación: encontrar nuevos medicamentos, construir plantas generadoras eléctricas, armar autos en serie.

Los profesionales y aficionados están en polos opuestos de un enorme espectro, pero el bricolaje va acercándose más a lo que antes era dominio de los especialistas. Hace solo unas décadas, la programación y la electrónica se hacían casi exclusivamente en los laboratorios de los institutos; hoy abundan en YouTube los tutoriales para aprender a programar bots de internet con Python o para construir sensores con Arduino o Raspberry Pi. 

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Dr. Ernesto Ladrón de Guevara (izquierda) y compañero de Biohackademy

Hackeando la vida

Los biohackers –también conocidos como biólogos DIY, es decir, hágalo usted mismo por sus siglas en inglés- están convencidos de que es el turno de la biotecnología para entrar en las fronteras del bricolaje. Estos grupos se construyen sus propios aparatos de laboratorio a una fracción del costo de mercado –biorreactores, termocicladores, agitadores– y se involucran en proyectos de ciencia ciudadana. Pero no la tienen fácil: la biotecnología moderna es fundamentalmente diferente de la electrónica y la programación. El avance de la electrónica DIY acelerado por la explosión del mercado de consumibles electrónicos. Por ejemplo, con cincuenta dólares es suficiente para adquirir una tarjeta Arduino y empezar a construir un sensor de temperatura; si se quiere hacer una nueva app para teléfono y ponerla en línea, es posible tener prototipos en un mismo día. En cambio, en biotecnología, prototipar no es sencillo. Los laboratorios de las empresas y de los institutos invierten fuertemente para, por ejemplo, dar con una cepa de levaduras o bacterias que produzca un medicamento a gran escala.

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Taller de cerveza artesanal en Tepache Hacklab

A pesar de esta gran diferencia entre disciplinas, los biohackers han adoptado estrategias para hacer accesible el bricolaje biotecnológico, y una de las estrategias más productivas es sostener un espacio de trabajo con oficinas y laboratorios afiliados a una universidad o en colaboración con alguna compañía. Estos biohacker spaces tienen una infraestructura y una organización que no siempre son costeable por aficionados, pero que la universidad o compañía puede financiar con donativos y otros fondos. Además, organizan actividades educativas y se involucran en proyectos de ciencia ciudadana, transformándose en muestras de responsabilidad social.

Por ejemplo, el laboratorio público “L’éprouvette” de la Universidad de Lausana, Suiza, organiza con regularidad actividades educativas -como exhibiciones científicas y diferentes talleres, algunos dirigidos a niños y jóvenes, pero también otros dirigidos a profesionales de la educación-, y también proyectos especiales en coordinación con algunos de sus investigadores -como el proyecto de investigación genómica Napoleome. O también el La Paillasse en París, Francia, quienes tienen un proyecto de big data sobre la epidemiología del cáncer donde colaboran con Roche y reúnen biólogos, matemáticos, informáticos y expertos en estadística.

Los diferentes grupos de biohackers en el mundo se reúnen para fomentar la ciencia ciudadana, para educar, para formar prototipos de aparatos y productos, ¿pero es posible realizar proyectos de este tipo en México? Entrevistamos a cuatro grupos de biohackers de México para conocer un poco más las motivaciones detrás de sus actividades y también conocer de primera mano sus logros y retos. Aunque estos tres grupos no son todos los que hay en México, sus experiencias y orígenes son diversos, y también reflejan diferentes maneras de practicar la biología DIY. Se trata de Biohackademy, GeneGarage, Tepache Hacklab, y el grupo de biohackers de Yucatán.

 

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Presentación en Tepache Hacklab

Las actividades

Biohackademy se ha enfocado en la educación científica en la región de la Ciudad de México. El Dr. Jorge Marcos, co-fundador del grupo, nos comenta que regularmente organizan talleres acerca de biología molecular e impresión 3D. Tienen además la visión de fomentar la ciencia ciudadana y la democratización de la tecnología. Por su parte, el Dr. Ernesto Ladrón de Guevara, otro co-fundador del grupo, comenta que tiene la convicción de que la ciencia debe estar abierta para todos y de que esta apertura debe prevalecer sobre intereses comerciales. Como otros grupos, han intentado construir sus propios equipos de laboratorio, como agitadores para matraces, y se han aliado con makers como Hacedores así como algunos laboratorios de la UNAM. Sigue a Biohackademy en Facebook.

Video: agitador de matraces DIY con Biohackademy

En el occidente del país está el equipo GeneGarage fundado en 2014, quienes se han enfocado a organizar actividades para acercar a los biotecnólogos mexicanos al vibrante mundo de las startups tecnológicas. El grupo también trabaja para acercar a los inversionistas a jóvenes científicos y a hacer difusión de la biotecnología a través de talleres dirigidos a todo público. Hasta ahora GeneGarage es el único grupo que ha conseguido reunir la experiencia de los inversionistas y emprendedores con la visión de los jóvenes biotecnólogos. El grupo ha adoptado el modelo de biohacker space para establecer un puente entre la innovación y el emprendedurismo en biotecnología. Síguelos en Facebook y en Twitter @GeneGarage

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Asistentes de la competencia TecnoX 2017, cuyo comité local de organización contó con miembros de GeneGarage, Biohackademy y la UNAM

Tepache Hacklab es un laboratorio de hackers ubicado en Guanuajuato. Joel de la Barrera, uno de sus miembros, nos comenta que entre las actividades que han realizado se encuentran talleres de biotecnología tradicional –por ejemplo, un taller de cerveza artesanal-, además de actividades difusión como pláticas, material escrito y de vídeo. Joel tiene la convicción de que el biohacking tiene mucho que aportar a las economías en desarrollo, como la de nuestro país: “El biohacking es un medio para democratizar el acceso a la biotecnología y el desarrollo científico y tecnológico en países en desarrollo. A través de él buscamos herramientas accesibles, colaboración, desarrollo de proyectos y dar difusión al conocimiento científico y técnico fuera de la academia y la industria”; nos comenta. Sigue a Tepache Hacklab en Facebook.

Video: Joel de la Barrera de Tepache Hacklab en entrevista sobre Biohacking

Finalmente, el grupo de biohackers de Yucatán es un grupo en ciernes que tiene su origen en un proyecto que participó en el Certamen Nacional de Emprendedores y que reunió a ingenieros en biotecnología y mecatrónicos. El grupo ha construido biorreactores DIY controlados por Arduino. “Le pedimos a un tornero que nos fabricara el cilindro para el biorreactor”, nos comenta Raziel Cachón Herrera, fundador del grupo, y agrega: “al final nos costó aproximadamente diez mil pesos tener el prototipo ”. El ingeniero en biotecnología también nos comenta que esperan pronto organizar los detalles de la operación de sus biorreactores para compartirlos con el público y motivar a otros grupos para adoptarlos. 

Los retos

En un país en vías de desarrollo como México, la ciencia se enfrenta a múltiples retos: falta de inversión, un mercado poco desarrollado y una fuerte dependencia a la importación de tecnología, por mencionar algunos. Pero estos retos parecen ser un estímulo para los biohackers de México. Todos los entrevistados admitieron que la falta de infraestructura ha sido una motivación para convertirse en biohackers e intentar hacer sus propios aparatos de laboratorio.

La falta de inversión también es causa de que la innovación y los empleos en el sector biotecnológico sean escasos, pero este también es un reto que ha motivado las actividades de GeneGarage en particular. Ana Sofía Arreola comenta que la mayoría de los biotecnólogos mexicanos desconocen los mecanismos legales y financieros que existen en México para poder transferir sus desarrollos tecnológicos, y que el desconocimiento va también en sentido contrario: los inversionistas no conocen el potencial de la biotecnología y optan por inversiones en negocios tradicionales.

Ana Sofía también ha notado que los biotecnólogos emprendedores frecuentemente tienen proyectos que no tienen un pitch firme. “Los proyectos exitosos casi siempre parten de algo que ya ha estado funcionando y que plantean planes concretos a los inversionistas”, dice la joven ingeniera y menciona como ejemplo a un proyecto en el que se necesitaba solamente escalar la producción de un producto que ya había sido prototipado con éxito.

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Taller de expresión de proteínas con Biohackademy

Los biohackers de México se enfrentan además a la falta de profesionalización de su administración y la falta de apoyo institucional. Casi todos los biohackers mexicanos son voluntarios recién egresados que esperan contribuir al bien común del gremio biotecnológico del país. Pero claramente este no es un modelo hecho para durar. Las universidades y compañías podrían intervenir para generar proyectos y llenar los huecos en la organización y administración de los biohacker spaces, tal y como sucede en otros países; sin embargo, las universidades mexicanas todavía no tienen experiencia con este tipo de grupos de innovación, según algunos de los entrevistados.

Las oportunidades

Video: reunión de biohackers latinoamericanos

Un país megabiodiverso como México debería ser terreno fértil para la biotecnología, pues la biodiversidad es una ventaja competitiva para la búsqueda de nuevos productos naturales y fármacos. Pero la realidad es que en México escasean los empleos para profesionistas de ciencia y tecnología. Además, conforme la biodiversidad se ve reducida por la deforestación y el cambio climático, y conforme otros países megabiodiversos aceleran sus actividades biotecnológicas, la diversidad biológica podría dejar de ser una ventaja competitiva para nuestro país.

Los biohackers del país no pierden de vista esta gran oportunidad y trabajan con la aspiración de poder acceder a la diversidad biológica del país y usarla para beneficio de nuestras comunidades. “Hay una gran oportunidad en buscar metabolitos secundarios de plantas y hongos”, comenta Ernesto de Biohackademy, mientras que Ana Sofía de GeneGarage comenta que hay una gran oportunidad en el uso de materiales de desechos orgánicos, como los desechos de la industria camaronera que pueden ser transformados en biomateriales. Finalmente, la industria biotecnológica en México depende fuertemente de las importaciones de reactivos y equipo; los biohackers aspiran a poder fabricar materiales, como kits de extracción de ADN, y sus propios equipos de laboratorio, ¿y porqué no?, emprender con base en sus desarrollos.

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Taller de biotecnología organizado por Raziel Cachón y el grupo de biohackers de Yucatán

 

Falta trabajo, pero a México ya no parecen hacerle falta más profesionistas para liderar el avance del sector biotecnológico: en 2011, egresaron alrededor de 18,000 profesionales relacionados con la biotecnología en el país, sin contar a quienes trabajan ya en los institutos y empresas alrededor del mundo. Y lo que quizá también le hace falta es una infusión de fe y recursos por parte de nuestras instituciones y el sector privado hacia jóvenes de talento y visión como el Dr. Ladrón de Guevara, Dr. Jorge Marcos, Ana Sofía Arreola, Joel de la Barrera y Raziel Cachón. Estos biohackers son unamuestra del optimismo de los jóvenes científicos de México, quienes dedican sus energías para crearse las oportunidades que todavía no hay en el país.

Boletín synbioMX – Abril 2017

Resumen de las novedades y temas de conversación en la comunidad synbioMX.

Comienza TECNOx 2.0

La competencia científica de Latinoamérica TECNOx 2.0 tendrá lugar en Guadalajara, Jalisco, desde el 17 al 21 de abril. Equipos procedentes de diferentes países latinoamericanos mostrarán sus proyectos científicos y competirán por premios en diferentes categorías, entre las que se incluyen salud, energía, impacto social y comunicación de la ciencia.  Sigue a la competencia TECNOx 2.0 en Facebook.

Gene Garage organiza panel de innovación en Jalisco

La comunidad de Gene Garage organiza un panel de innovación este 20 de abril a las 19:00. Contarán con la asistencia de líderes de organizaciones promotoras de la innovación jalicienses, así como de la Secretería de Innovación, Ciencia y Tecnología de Jalisco. La cita es en el bar Barbossa. No olvides registrarte. Sigue a Gene Garage en Facebook.

Curso de introducción a R en bioinformática en Monterrey

La facultad de ciencias biológicas de la UANL organiza un curso sabatino introductorio de R para bioinformática. El curso tendrá lugar en cuatro sesiones de cinco horas (6, 13, 20 y 27 de mayo de 12:00 a 17:00). Regístrate en la coordinación de educación continua de la facultad.

Arranca la competencia TECNOx

TECNOx (www.tecnox.org.ar) es una competencia de biología sintética, robótica y de tecnologías de la información, en la que se busca abordar problemas de relevancia social para Latinoamérica. La competencia es organizada por un equipo de docentes e investigadores, muchos de ellos de la Universidad de Buenos Aires, y está abierta a las universidades latinoamericanas. En esta primer edición participan nueve equipos de universidades de Argentina, Brasil, Colombia y México.

“La idea de la competencia competencia nace de la insatisfacción”, comenta el Dr. Ignacio Sánchez, que junto con el Dr. Alejandro Nadra son los coordinadores generales de la competencia. El Dr. Sánchez agrega: “por ejemplo, la insatisfacción de haber participado en iGEM y, [a pesar de] haber tenido una experiencia grata, habernos percatado que una competencia muy orientada a las necesidades y objetivos de otros países, de otros lugares. También TECNOx nace de la insatisfacción de estar trabajando para el estado, realizando investigación en la que quizá uno no hace cosas todo el tiempo tan relevantes o que le puedan importar directamente a alguien […] Y también hay otra insatisfacción que es la de ver a los estudiantes de grado con mucho talento, mucha iniciativa  y muchas ganas, y muy tapados por materias, exámenes; son gente con capacidad de realizar cosas y no tienen quizá la oportunidad de hacerlo. Queremos demostrar a la gente que no piensa así, que un estudiante de una carrera de ciencias ya tiene muchísima capacidad”.

Inyectando talento a la biotecnología en Latinoamérica

El Dr. Andrés Ochoa Cruz, también miembro del comité organizador de TECNOx, y Marie-Anne Van Sluys de la Universidad de Sao Paulo de Brasil afirmaban en su comentario Participation in iGEM Competition; Education toward Synthetic Biology Innovation que

“la mayoría de las  compañías biotecnológicas en la región de Sudamérica se enfocan en su sector de ventas, no en investigación y desarrollo, con excepción de compañías/organizaciones como Amyris, EMBRAPA, Braskem, CTC y el IAC”.

-Ochoa Cruz y Van Sluys, (2015), Participation in iGEM Competition; Education toward Synthetic Biology Innovation, J Biotechnol Biomater 5:170. doi: 10.4172/2155-952X.1000170.

Los autores no elaboran su argumento más allá y bien pueden existir otras excepciones, pero afirmar que las compañías de biotecnología “se enfocan en su sector de ventas” tiene una resonancia particular para quien ha tenido la experiencia de trabajar en un laboratorio  de biología molecular latinoamericano: ante la baja disponibilidad de productores locales con precios competitivos, se depende de intermediarios para solicitar de manera regular servicios en el extranjero e importar kits y reactivos de experimentos cotidianos.

La opinión de Ochoa Cruz y Van Sluys no es muy lejana a lo que Rafael Rangel Aldao describía en su carta al editor de Nature Biotechnology en el 2004:

“muchos países en vías de desarrollo de las Américas todavía están por obtener los beneficios de la biotecnología, no debido a problemas inherentes a la ciencia o tecnología, sino porque la mayoría de las naciones carecen un sistema para integrar a los diferentes participantes de la investigación, desarrollo y la cadena de manufactura”.

-Rangel Aldao, Rafael, (2004), Realities for Latin American and Caribbean biotech, Nature Biotechnology, 22, 20, doi:10.1038/nbt0104-20

La forma para mejorar el panorama de la biotecnología en Latinoamérica que Ochoa y Van Sluys proponen es acercarse a las nuevas generaciones de científicos y presentarles una manera diferente de entender su labor. Rangel Aldao, por su parte, sugiere que los científicos latinoamericanos tengan la capacidad de combinar su conocimiento con objetivos claros de negocios.

La propuesta de los organizadores de la competencia TECNOx va dirigida precisamente a las nuevas generaciones. “Queremos desarrollar  [en los estudiantes] la idea de que son gente muy capacitada. […] Yo originalmente soy Español pero ahora también me hice Argentino, y lo que me gustó de Argentina y una de las cosas que me incitaron a quedarme es que si bien hay, como en todas partes, gente que quiere pagar el alquiler y llegar a fin de mes y ya, también hay mucha gente que  mira a su alrededor y no le da todo lo mismo, y no todo es dinero, y entonces quiere realizar un aporte de otro tipo. TECNOx quiere decir que ese aporte es posible y quiere dar vías como para que esas ganas de hacer esas ideas y de aportar salgan a la luz, y también una oportunidad para complementar la formación académica tradicional […] Hay muchas aptitudes que se necesitan para llevar proyectos adelante que no tienen lugar en los estudios de grado de la mayoría de las universidades y le queríamos dar lugar también a eso: a aprender a trabajar en equipo, a aprender a trabajar de manera interdisciplinaria, y a aprender a trabajar orientado a objetivos y adentro del mundo real”, comenta el Dr. Ignacio Sánchez.

TECNOx: más allá de competir

La competencia TECNOx no estará enfocada exclusivamente a biología sintética, aunque en esta primera edición los proyectos de esta área predominen. El Dr. Ignacio Sánchez comenta: “TECNOx está empezando este año. Pensamos que sea una comunidad, no de biólogos sintéticos en particular, a pesar de que sea el lugar de donde partimos, sino que sea una comunidad de tecnólogos. Este año va a haber bastantes equipos de biología sintética, también va a haber dos equipos en un track que combina software y robótica. Y pensamos que en el futuro se vayan uniendo otras tecnologías disruptivas como impresión en 3D, como nanotecnología, o cualquier otra tecnología que pueda surgir, pero que tenga una curva de aprendizaje corta y que esté enfocada a hacer rápido y generar en poco tiempo un prototipo.”

Pero además de competir, los participantes tendrán la oportunidad de hacer una aportación de impacto social en su región. En palabras del Dr. Sánchez: “estamos orientando a los equipos a que examinen dónde pueden encontrar problemas relevantes. Por ejemplo, acá al menos en Argentina hay ministerios que se dedican a relevar problemas y a tratar relevar posibles soluciones, y a juntar a los que tienen problemas con los que tienen una posible solución; también hay ONGs que se dedican a esto, también los programas de extensión de las universidades, y también se generan quizá desde otro lado: desde quizá de las cámaras de empresas tecnológicas también se generar oportunidades. Nosotros invitamos a los equipos a que se familiaricen con todo esto y ellos mismos elijan”.

Pero el Dr. Ignacio Sánchez reconoce que estas habilidades de vinculación y de comunicación no son típicamente abordadas por los planes de estudios de las universidades; al respecto, comenta: “estamos organizando diversos talleres. Los talleres los estamos realizando en Buenos Aires, pero estamos tratando de grabarlos para que todo mundo los pueda ver. Además, van a ser presentados en el festejo final”. El festejo final al que se refiere tendrá lugar en abril del 2016, cuando los equipos compartirán sus experiencias y resultados en Buenos Aires, Argentina.

Finalmente, el Dr. Ignacio Sánchez agrega: “TECNOx empezó aquí con este equipo organizador, pero como la idea es construir una comunidad latinoamericana, es obvio que no nos sentimos propietarios de ninguna competencia de ninguna marca […] Si otros años se organiza desde México también me parece un gran éxito, el que fuera rotando entre distintos países y que fuera realmente un esfuerzo comunitario que no dependa de un pequeño grupo de personas”.

¿Veremos la siguiente edición de TECNOx en México? Esperemos que sí. Pero por lo pronto, ¡mucho éxito a los equipos participantes en esta primera edición!

Visita la página de TECNOx: www.tecnox.org.ar

Cápsula biotecnológica: biorretrosintésis y fábricas microbianas

El análisis retrosintético es un método bien conocido por los químicos para planear sus estrategias de síntesis. El principio básico es empezar desde un compuesto objetivo -es decir, el compuesto químico que se desea sintetizar- y “desarmarlo” para encontrar posibles precursores; luego, se seleccionan las secuencias de reacciones que vengan mejor para producir el compuesto objetivo.

Actualmente los biólogos sintéticos también han estado considerando los principios del análisis retrosintético para encontrar rutas metabólicas que produzcan compuestos de interés, en un proceso que los investigadores de área conocen como “biología retrosintética”.

Metabolismo 2.0

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A) Mapa metabólico de E. coli, con los metabolitos endógenos representados con puntos azules; B) metabolismo extendido de E. coli con los metabolitos exógenos en puntos rosas. Imagen de: Pablo Carbonell, Anne-Gaëlle Planson, Davide Fichera and Jean-Loup Faulon, BMC Systems Biology 2011, 5:122

El proceso de biorretrosíntesis parte de un metabolito objetivo y se dan pasos atrás para encontrar posibles intermediarios y enzimas que puedan catalizar las reacciones necesarias. El proceso no es nada simple: tienen que explorarse una gran cantidad de intermediarios y rutas posibles.

El grupo de Jean-Loup Faulon en la Universidad de Evry se ha dedicado recientemente a encontrar soluciones para los retos que implica la biorretrosíntesis. Entre sus contribuciones más destacadas está la representación de mapas metabólicos como conjuntos de signaturas moleculares, en los que se encuentran codificados sustratos, productos y reacciones. La estrategia que sigue este grupo de trabajo consiste buscar a las enzimas heterólogas que pueden conectar a un conjunto de metabolitos fuente con el metabolito objetivo; luego, en ordenar a todas las rutas posibles de acuerdo a una función que toma en cuenta efectos inhibitorios, citotoxicidad y compatibilidad con el organismo chasis. Finalmente, luego de aplicar técnicas de ingeniería metabólica y varios ciclos de optimización y, dado el caso, de ingeniería de proteínas, los investigadores de este grupo están convencidos de que es posible extender el metabolismo de un organismo para abarcar nuevos metabolitos y reacciones.

La página del grupo de trabajo del Dr. Faulon ofrece la herramienta XTMS (Diseño de Rutas en un Espacio Metabólico Extendido, por sus siglas en Inglés) en la que luego de definir un input (metabolitos fuente), un output (metabolito objetivo) y un espacio metabólico (es decir, el conjunto de reacciones metabólicas que pueden encontrarse en otros organismos y que están almacenadas en bases de datos como MetaCyc, EcoCyc y KEGG), se pueden explorar las diferentes rutas  importables a E. coli que pueden conectar al input con el output.

De la computadora al medio de cultivo

Luego de haber diseñado una serie de rutas, el siguiente reto es llevarlo a la realidad en un sistema in vivo.

Una solución interesante a la implementación de nuevas rutas biosintéticas en un organismo es la retro-evolución: en lugar de iniciar con la primer reacción de la ruta, se inicia con la última. De esta manera, al añadir los metabolitos intermediarios necesarios al medio de cultivo, es posible optimizar cada reacción en la ruta por evolución dirigida y/o ingeniería de proteínas, midiendo la concentración del metabolito objetivo como parámetro de optimización. De acuerdo con un desplegado de prensa de la Universidad Vanderbilt, el Dr. Brian Bachmann se inspiró en las ideas de Norman Horowitz acerca del desarrollo de la vida primitiva para dar con el concepto de la retro-evolución.

El año pasado, el grupo de Brian Bachmann en la Universidad Vanderbilt publicó un reporte acerca de cómo pusieron a prueba el proceso de biorretrosíntesis y retro-evolución para la producción de didanosina (usado para el tratamiento del VIH) a partir de 2,3-dideoxiribosa-5-fosfato, un sustrato relativamente barato. Los investigadores reportan que lograron incrementar 50 veces la producción de didanosina en comparación a la cepa original.

Imagen proveniente de: William R Birmingham,Chrystal A Starbird, Timothy D Panosian, David P Nannemann, T M Iverson & Brian O Bachmann Nature Chemical Biology 10, 392–399 (2014)
Evolución en forward y retro-evolución. Imagen proveniente de: William R Birmingham, Chrystal A Starbird, Timothy D Panosian, David P Nannemann, T M Iverson & Brian O Bachmann
Nature Chemical Biology 10, 392–399 (2014)

La biorretrosíntesis de didanosina es el primer ejemplo exitoso de la aplicación del concepto. ¿Cuántos otros fármacos podrán producirse a partir de sustratos de bajo costo gracias a la biorretrosíntesis? Esperemos que sean muchos más.

Boletín synbioMX – Junio 2015

Un resumen de las novedades y temas de conversación en la comunidad synbioMX.

Congreso de la Sociedad Mexicana de Biotecnología y Bioingeniería

Del 21 al 26 de Junio tendrá lugar el XVI Congreso Nacional de Biotecnología y Bioingeniería en la que habrán 10 conferencias plenarias, 12 simposia, así como sesiones de trabajos libres tanto en póster como en presentaciones orales. Simultáneamente al congreso tendrán lugar también la tercera reunión de los integrantes del programa Biotechnologies to Valorise the Regional Food Biodiversity in Latin America y el 1st International Symposium on Metabolomics in Mexico.

Programa de laboratorios de iGEM

La fundación iGEM tiene un programa al que pueden suscribirse los laboratorios que quieran hacer o que ya hagan biología sintética basada en partes estándares. Por una cuota anual de 500 USD (precio actual), los laboratorios registrados tienen acceso a una distribución anual de DNA con más de 1,000 BioBricks, muestras de biopartes por pedido, hosting de una web para el laboratorio, entre otros beneficios.

Convocatoria CIBIOGEM

La Comisión Intersecretarial de Bioseguridad de los Organismos Genéticamente Modificados (CIBIOGEM) ha abierto una convocatoria para proyectos científicos que puedan cumplir con tres demandas específicas: 1) generación de novo de elementos genéticos para investigación, desarrollo tecnológico y uso comercial que permitan resolver las limitaciones en México relacionadas con el pago de regalías por derechos de propiedad extranjera a cargo, 2) desarrollo de cultivos GM con relevancia económica o que puedan generar un nuevo mercado, y 3) creación y/o evaluación de materiales de maíz genéticamente modificados que muestren un fenotipo de menor acumulación de micotoxinas.

Competencia TECNOx

Recientemente, Alejandro Nadra e Igancio Sánchez, ambos de la Universidad de Buenos Aires, nos dieron a conocer una competencia que estarán organizando en su universidad y que estará dirigido a grupos de investigación interdisciplinarios en “biología sintética, robótica/software, impresión 3D y nanotecnología”. Se trata de la competencia TECNOx y actualmente está en fase inicial, en la que los interesados llenan un formulario para ponerse en contacto con los organizadores.

Matemáticas biológicas y educación continua en la UANL

La coordinación de educación continúa de la Fac. de Ciencias Biológicas (UANL) ha anunciado que organizará un curso sobre modelado matemático de sistemas biológicos impartido por los miembros de Biosyscursos; las fechas que Biosyscursos nos ha hecho saber son los sábados 2 y 9 de mayo del 2015 de 9 AM a 1 PM.

El curso está dirigido a personas del área biológica que buscan acercarse por primera vez a la biología matemática. “No se necesita que tengan conocimientos previos de cálculo, ecuaciones diferenciales o dinámica no lineal, pero sí algunas bases de bioquímica y biología molecular”, comenta José G. Guerrero Morín, miembro del equipo de Biosyscursos, el cual agrupa a egresados de la maestría de Ingeniería y Física Biomédica (CINVESTAV Monterrey).

Guerrero Morín comenta que entre las competencias que Biosyscursos busca que los asistentes desarrollen están “la habilidad para representar un sistema biológico como un conjunto de reacciones que se pueden representar con ODEs” y el manejo de software relacionado. Guerrero agrega que “[…] con base en el éxito que tengamos[,] tenemos planeado realizar más cursos relacionados, algunos serían más avanzados y continuación de éste […] pero también tenemos algunas ideas sobre bioinformática y cursos donde se profundice más en los principios de dinámica no lineal”.

En la siguiente imagen se presentan los costos y el contacto de la coordinación de educación continua de la Fac. de Ciencias Biológicas (UANL) y de Biosyscursos.

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