Irapuato, Guanajuato.- En 2004, los investigadores de la Unidad Irapuato del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN) Alfredo Herrera Estrella, Luis Herrera Estrella, Octavio Martínez de la Vega y Jean Philippe Vielle Calzada plantearon la necesidad de generar en México recursos humanos y materiales necesarios para determinar la secuencia genómica de los genomas complejos. Como respuesta, el Cinvestav creó el Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad (Langebio).
Este laboratorio tiene el objetivo de reunir a grupos interdisciplinarios para llevar a cabo investigaciones de vanguardia y generar conocimiento genético sobre la biodiversidad mexicana que pudiera conducir a su uso sostenible, partiendo de la secuenciación y los análisis funcionales del genoma o la información hereditaria de los organismos, que es uno de los enfoques más importantes para caracterizar esta diversidad y explorar aplicaciones potenciales.
El investigador líder del Langebio, Francisco Barona Gómez, miembro nivel II del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), informó que, para su creación, este laboratorio nacional contó con el apoyo, además del Cinvestav, de otras instituciones a través de un fideicomiso integrado por el gobierno del estado de Guanajuato, la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).
“Nosotros trabajamos con bacterias, secuenciación genómica como nuestro lenguaje universal para conectar las diferentes disciplinas que nos permiten ir entendiendo un problema biológico complejo. La mayoría de esas secuencias genómicas, obtenidas en el Langebio, las traducimos a posibles hipótesis para resolver y entender procesos, como la evolución de las bacterias, específicamente a nivel de su metabolismo”, afirmó.
Barona Gómez puntualizó que el principal insumo de este laboratorio es la ciencia de alta calidad, reconocida a nivel internacional, capaz de integrar distintas disciplinas a favor del entendimiento de fenómenos biológicos complejos.
“Con esta conjunción de conocimientos, se puede entender el porqué una bacteria es patogénica o benéfica para la posible producción de un antibiótico en humanos, animales o plantas, pero no desde la perspectiva de resolver una problemática sino de entender los fenómenos complejos de manera integral y holística que, a su vez, se puede traducir en soluciones insospechadas a problemas importantes”, sostuvo.
El artículo "Evolution of substrate specificity in a retained enzyme driven by gene loss", publicado el pasado 31 de marzo, se encuentra disponible en el sitio web de la revista eLife.
Francisco Barona Gómez destacó que este grupo de investigación tiene 10 años y que han participado estudiantes de niveles de licenciatura, maestría, doctorado y posdoctorado, y ha generado alrededor de 40 publicaciones científicas en revistas de alto impacto, patentes y transferencias tecnológicas.
Análisis evolutivo y bioquímico de genomas bacterianos
En ese sentido, la doctora del Cinvestav Irapuato por el mismo grupo, Ana Lilia Juárez Vázquez, desarrolló un proyecto de investigación durante seis años, bajo la dirección del doctor Francisco Barona Gómez, con el apoyo de otros estudiantes del mismo grupo, enfocado en el análisis evolutivo y bioquímico de genomas bacterianos que pasan por un proceso de pérdida de genes, incluidos patógenos y comensales de humanos.
“Lo que hacemos nosotros con todas las herramientas que tiene el Langebio, es buscar organismos que tienen alguna relevancia respecto a que son agentes patógenos de plantas y humanos, entre otros, mediante uso de herramientas computacionales y analizar cómo funciona su metabolismo a partir del estudio de sus enzimas o catalizadores biológicos”, informó.
Juárez Vázquez apuntó que el interés en esta línea de investigación se debió a que algunos de estos organismos tenían ciertas enzimas en su genoma en comparación con otros, lo que llevó al equipo de trabajo a preguntarse cómo llevan una dinámica de "pérdida y ganancia" de genes y qué consecuencias tiene esta en consorcios bacterianos que a veces son difíciles de combatir en el ámbito médico.
La investigadora del Langebio subrayó que gracias a herramientas e interpretaciones de varias disciplinas, se pudo desarrollar una investigación básica en la que se observó la evolución de las enzimas como catalizadores biológicos, bajo el proceso de pérdida de genes en bacterias del género Actinomyces, causantes de caries y otras infecciones, lo que ofrece un mayor conocimiento respecto a posibles usos o creaciones de antibióticos.
“Estas bacterias que forman parte de la microbiota oral en mamíferos, se están adaptando por medio de la pérdida de genes, contrario al modelo principalmente aceptado de ganancia de genes, lo que provee de una nueva visión sobre el 'comercio genético' y metabólico de las bacterias. Partimos del entendimiento mismo del genoma de estos organismos y su proceso evolutivo de pérdida y ganancia de genes desde las enzimas, que son los componentes de los que se constituye su metabolismo”, advirtió.
En ese sentido, el investigador líder del Langebio, Francisco Barona Gómez, subrayó que con este hallazgo, además de contribuir al entendimiento de los mecanismos evolutivos de las enzimas, se provee de información fundamental para el desarrollo de nuevas estrategias para combatir enfermedades infecciosas, tanto en términos del análisis y manipulación de la microbiota humana, así como el posible desarrollo de nuevos antibióticos que se enfoquen en la inhibición de enzimas clave, lo que da a esta investigación un impacto de carácter internacional.
Primer artículo de investigación con autor de correspondencia mexicano en eLife
El investigador del Langebio anunció que los resultados de esta investigación fueron presentados, mediante el artículo científico "Evolution of substrate specificity in a retained enzyme driven by gene loss", al comité editorial de la revista electrónica eLife, dirigida por el premio Nobel de Fisiología o Medicina 2013 Randy Schekman, que tiene como objetivo dar a conocer investigación multidisciplinaria e integrativa para resolver problemas complejos.
“Esta revista está integrada por tres de las instituciones científicas occidentales más importantes del mundo, que son el Howard Hughes Medical Institute de los Estados Unidos, el Wellcome Trust del Reino Unido y el Max Planck Institutes de Alemania, siendo nuestra contribución el primer artículo de investigación cuyo autor de correspondencia es mexicano y desde una institución nacional. Decidimos publicar nuestros hallazgos en esta revista porque es de libre acceso a todo el público y representa el portal internacional por excelencia para publicar investigación biológica integrativa y multidisciplinaria”, aseveró.
Al respecto, la investigadora del Cinvestav Irapuato y autora del artículo, Ana Lilia Juárez Vázquez, señaló que la mayoría de las revistas científicas, al pertenecer a un grupo editorial determinado, obligan al lector a pagar para acceder a estos artículos, situación que no ocurre con eLife, lo que favorece la divulgación del conocimiento científico.
“Otra de las ventajas que te ofrece eLife es que es una publicación de acceso público, eso habla del apoyo que se da al compromiso que muchos científicos tenemos hoy en día de tratar de hacer que la investigación llegue a más lectores, no solo del ámbito científico sino también al público en general”, finalizó.
Conacyt
