Maestría en Biotecnología

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    Evaluación de la capacidad de degradación de nailon 6 por Mucor sp., con miras a una propuesta de un biorreactor para la implementación de la biodegradación a escala laboratorio
    Chaparro Giraldo, Laura Beatriz; Zorro Mateus, Patricia Joyce Pamela; Jiménez Rojas, Mayerlenis
    El nailon 6 es un material resistente, elástico y maleable, sin embargo, su alta resistencia a factores físicos, ambientales y biológicos dificulta su degradación, lo que genera su acumulación en el ambiente. Los métodos actuales de disposición, como vertederos e incineración, causan un impacto socioambiental negativo. Por ello, la biodegradación mediante hongos se presenta como una alternativa sostenible. Esta investigación evaluó la capacidad de Mucor sp. para degradar el nailon 6 y conocer su viabilidad de escalamiento futuro. Se evaluaron variables fisicoquímicas de degradación, así como su descomposición mediante métodos gravimétricos (pérdida de peso), químicos (FTIR y CT), físicos (cambio de color) y biológicos (curva de crecimiento, formación de biopelículas y producción de enzimas peroxidasas). Se determinó que las mejores condiciones para la biodegradación fueron temperatura de 28°C, pH de 5 o 6, y agitación. La adición de manganeso no mostró efectos significativos. La degradación ocurrió principalmente en la ruptura de los enlaces carbono, aumentando su detección en el medio y cambios en la transmitancia y longitud de onda de sus grupos funcionales C-C, C-H y C-N; reflejándose, en parte, en un cambio de color. El hongo presentó un crecimiento diaúxico y a mayor escala al utilizar el nailon; además, las biopelículas se relacionaron con una mayor pérdida de peso del polímero. No se detectó producción de enzimas peroxidasas en la degradación. La pérdida máxima de peso fue del 7,0% en un mes con agitación y del 5,4% en tres meses sin agitación. Para escalar el proceso, se propone el biorreactor airlift con circulación y bucle interno, adecuado para ensayos celulares y con buena transferencia volumétrica. Mucor sp., utiliza el nailon 6 como fuente de carbono o nitrógeno causando parte de su degradación, por lo que podría considerarse para futuros desarrollos en materia de biotratamiento de sus residuos.
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    Análisis de la presencia de microorganismos de los géneros leptospira y brucella en hembras receptoras bovinas, y su relación con el éxito de actividades de transferencia de embriones In Vitro, departamento de Córdoba-Colombia
    Mercado Meriño, Jacquie Vanessa; López Rivero, Arleth Susana; Otero Arroyo, Rafael
    La mortalidad y la baja producción constituyen grandes desafíos en la determinación de la rentabilidad de la actividad ganadera en Colombia. Estudios recientes reportan un alto grado de sensibilidad de ovocitos, frente a las condiciones del ambiente, durante procesos de maduración in vitro. La interacción con microorganismos patógenos también constituye una limitante a la rentabilidad de dicha actividad. Enfermedades reproductivas causadas por dichos microorganismos representan el principal agente de mortalidad embrionaria en el ganado bovino. El departamento de Córdoba juega un papel importante en la ganadería nacional. Los registros más actualizados reportan la existencia aproximada de 2.134.700 cabezas de ganado bovino en el 2019, posicionando al departamento, como una de las regiones ganaderas más importantes de Colombia, superada solo por Antioquia y en competencia cercana con Casanare (Fedegan, 2019). La implementación de la biotecnología acompañada de buenas prácticas en sanidad animal, constituyen una herramienta importante para mejorar las cifras de productividad en esta área. En este contexto, se presenta a continuación un análisis de la relación entre la presencia de microorganismos patógenos del sistema reproductivo en bovinos pertenecientes a los géneros Leptospira y Burucella, y los resultados obtenidos a partir de transferencia de embriones producidos in vitro, a hembras receptoras provenientes de los municipios San Pelayo, Planeta Rica y Sahagún en el departamento de Córdoba. Se realizó un diagnóstico de enfermedades reproductivas mediante técnicas convencionales y de biología molecular, en casos exitosos y no exitosos de transferencias de embriones. Se analizó la posible relación entre las pruebas positivas para la presencia de patógenos y el logro de gestación de las actividades de transferencia. Con los resultados obtenidos a partir del desarrollo de esta metodología, se demostró que el éxito en la aplicación de biotecnologías reproductivas en el ganado bovino en Córdoba, está influenciado por la presencia de enfermedades reproductivas tales como leptospirosis, aspecto que revela una alta vulnerabilidad en las buenas prácticas en sanidad animal que se aplican en el departamento, especialmente las relacionadas con microorganismos patógenos cuya vigilancia no se encuentra totalmente referenciada en la gobernanza de la actividad de ganadería en Colombia.
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    La bioinformática como herramienta para el conocimiento de microorganismos edáficos con potencial para la producción agrícola sostenible, recuperación y conservación de suelos
    Ángel Gaviria, Isidro José; Barraza Amador, Beatriz Cecilia; Teherán Sierra, Luis Guillermo
    Las herramientas bioinformáticas se han consolidado como la tecnología vanguardista con un uso cada vez más frecuente en áreas profesionales de especialidades clínicas, ambientales y agropecuarias, para esta última, las herramientas bioinformáticas son necesarias para una representación completa de microorganismos benéficos en suelos destinados para cultivo, entre otros usos. En la presente investigación se realizó una revisión tipo documental de investigaciones científicas que utilizaron herramientas bioinformáticas algunas de las cuales fueron (QIIME (Quantitative Insights Into Microbial Ecology), Mothur, UPARSE y Usearch), con el propósito de identificar y caracterizar microorganismos del suelo. La revisión documental, arrojó como resultado la existencia en la actualidad de una gran variedad de programas y técnicas que permiten la obtención de información de microorganismos en diferentes tipos de suelo y climas que luego se identificaron mediante bases de datos especializadas como GenBank, EMBL-EBI, DDBJ, entre otras; encontrándose principalmente microorganismos de diferentes especies pertenecientes a las Actinobacterias, Acidobacterias y Gammaproteobacterias, las cuales cumplen un papel importante en la salud de los suelos. Este trabajo ha sido pensado como documento de consulta base para futuras investigaciones en el campo de la agricultura, en donde se necesite conocer qué tipo de microorganismos benéficos para cultivos existen en los suelos de las áreas de estudio y qué herramientas bioinformáticas de las más usadas hoy en día, son las mejores para caracterizarlos e identificarlos.
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    Análisis de parámetros ecosistémicos sobre la potencial implicación en las pesquerías, con miras a la sostenibilidad alimentaria del caribe colombiano
    Arroyo Barros, Indira Patricia; Bohórquez Herrera, Jimena
    La pesca es una actividad económica de gran importancia social y cultura que busca aportar a la seguridad alimentaria a las comunidades costeras. Actualmente en los Objetivo de Desarrollo Sostenible se plantea como necesidad el brindar herramientas, que puedan garantizar que esta actividad se desarrolle buscando el equilibrio entre el ecosistema y el sistema económico. En Colombia la pesca es altamente multi específica, y el nivel de desarrollo del sector está relacionado con el esfuerzo pesquero ejercido por la pesca industrial y artesanal; quienes depende de la disponibilidad de los recursos marinos y de las políticas ejercidas por el Estado. Con el fin de contribuir al desarrollo del sector se realizó un modelamiento estadístico de componentes espaciales ecosistémicos de la zona costero continental de la región Caribe Colombiana, en función de proponer estrategias de gobernanza que fortalezca la estructura de la actividad pesquera. Para este fin, se realizó un análisis descriptivo de las componentes físico química como son la salinidad, temperatura superficial del mar (TSM) y Clorifila Chla; mediante el uso de imágenes satelitales cortesía de COPERNICUS en una temporalidad de 1993 a 2019; toda esta información se relacionó con la clasificación por ecorregiones, para conocer la variabilidad durante este tiempo y realizar una caracterización de la región. Luego se modeló estadísticamente a través de la técnica de clusters y Análisis de Componentes Principales (PCA) para encontrar las semejanzas y diferencias y así relacionar esta información con fenómenos como El Niño y La Niña. Como resultado de la modelación estadística, se clasificó en tres clusters; el primero contiene a la Guajira, Palomino y Tayrona. El segundo, Magdalena, Morrosquillo y Darién. El tercero Archipiélagos Coralinos, Archipiélagos de San Andrés y Providencia y Caribe oceánico. Esta clasificación permitió relacionar las características ecosistémicas con las climáticas y describir los posibles impactos o afectaciones socioeconómicas con posibles estrategias de manejo del sistema pesquero.
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    Efecto de microorganismos promotores del crecimiento vegetal en Acacia mangium, Leucaena leucocephala y Brachiara decumbens en suelos degradados por minería aurífera de aluvión
    Moreno Castro, Josaly Andrea; Barraza Amador, Beatriz Cecilia; Osorio Vega, Nelson Walter; Medina Buelvas, Ana Mercedes
    La explotación minera de oro aluvial degrada los suelos, afectando el desarrollo vegetal y los servicios ecosistémicos de una región. Una alternativa biotecnológica para restablecer y recuperar estos suelos es la reforestación con plantas que, al ser inoculadas con microorganismos benéficos promotores del crecimiento vegetal, puedan crecer, adaptarse y establecerse en estos ambientes. Con el objetivo de evaluar los efectos de la inoculación individual y combinada de Azospirillum brasilense, Mortierella sp., Rhizoglomus fasciculatum sobre el crecimiento y absorción de fósforo en Acacia mangium, Leucaena leucocephala y Brachiara decumbens se realizaron experimentos en invernadero, como estrategia para la producción de plántulas útiles en el restablecimiento de la cubierta vegetal en suelos degradados por minería aurífera en Istmina, Chocó. El diseño experimental fue completamente al azar y consistió en la inoculación de plántulas cultivadas en un suelo degradado por minería aurífera, con tratamientos individuales, duales y triples de los microorganismos. Los resultados mostraron efectos significativos sobre plántulas de L. leucocephala, pero no en A. mangium y B. decumbens. Se observó promoción significativa (P<0.05) en el crecimiento aéreo y radical de Leucaena con las inoculaciones duales HM+PGPB y MSM+PGPB; y en la absorción de fósforo con las individuales (HM, MSM o PGPB). La triple inoculación no tuvo efectos significativos sobre las variables estudiadas. Con base en lo encontrado se plantea que el crecimiento y nutrición de plantas en suelos degradados por minería aurífera puede ser mejorado mediante la inoculación con microorganismos benéficos. Los efectos dependen de los tratamientos y de la especie vegetal utilizada.
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    Evaluación de la actividad antimicrobiana de nanopartículas de Hierro (FeNPs) sintetizadas con el extracto de Annona Muricata L. controladas mediante micela inversa
    Muñoz Fontalvo, Luis Alberto; Rodríguez Macias, Juan David; Méndez López, Maximiliano Ernesto
    La nanotecnología ha venido consolidándose como una tecnología clave para una amplia gama de aplicaciones siendo una herramienta prometedora tanto en diagnóstico y terapéutica, dadas sus funciones inherentes a nanoescala sobre los componentes biológicos de las células. En la presente investigación se informa sobre la síntesis de nanopartículas de Hierro (FeNPs) usando extracto de Annona Muricata L. controladas mediante micela inversa y su eficacia antimicrobiana frente a bacterias de interés clínico. Las FeNPs biosintetizadas posiblemente esféricas, discretas y estabilizadas por entidades fitoquímicas se caracterizaron mediante espectroscopía ultravioleta visible, dispersión de la luz dinámica, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier. los resultados de DLS para tamaño hidrodinámico de partícula promedio es de 27.98 nm con un RSD de 4.2% usando extracto al 20 % en la síntesis controlada por micela inversa. El resultado de evaluación antimicrobiana mostró que las nanopartículas de hierro sintetizadas, a los diferentes tratamientos no presentaron halos de inhibición indiscutibles, por tanto, no tuvieron actividad antibacteriana frente a p. aeruginosa, s. aureus, enterococcus y e. coli
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    Aplicabilidad biotecnológica de aceites esenciales de Lippia alba
    Acosta De Guevara, Ema; Molina Castillo, Ailen; Gutiérrez Castañeda, Clara; Ortega Cuadros, Mailen
    Se desarrolló un estudio descriptivo con el objetivo de determinar las líneas de aplicabilidad biotecnológica del aceite esencial de Lippia alba mediante el análisis integrado de vigilancia tecnológica. La metodología incluyó una revisión sistemática exploratoria de artículos científicos en las bases de datos EBSCO, Embase, PubMed, Scopus, SciELO y Lilacs; y la búsqueda de patentes en bases de datos comerciales y gratuitas. La información obtenida se analizó utilizando los gestores bibliográficos Mendeley®, Zotero®, los programas Microsoft Excel® 2016, GraphPrad® versión 7, Paint3D®, y el paquete estadístico IBM SPSS® versión 23.0. Los resultados indican que los aceites esenciales son temas de interés en la comunidad científica desde la década de 1990, y que Brasil (60,5%), Colombia (25,2%) e India (6,2%) son los países que más le apuestan a este tipo de investigaciones para solventar problemáticas en los sectores biomédico y agroindustrial. Los investigadores han evaluado una amplia variedad de organismos y microorganismos sobre los cuales el aceite esencial de Lippia alba tiene efectos biológicos. También se identificó mediante el seguimiento de las patentes que los principales actores interesados en la industrialización de esta especie aromática se encuentran en Brasil, los EE. UU, Japón, Francia, Canadá e India, y están enfocados en el desarrollo de tecnologías para responder a las demandas relacionadas con las categorías A (necesidades corrientes de la vida) y C (química; metalurgia). Lippia alba es una planta medicinal promisoria en Iberoamérica, incluida en el Vademécum colombiano de plantas medicinales y con venta libre aprobada como antiséptico de uso externo en seres humanos. En Colombia el mercado de las plantas medicinales está poco desarrollado y su mayor movimiento se da mediante mercados informales, esto dificulta la inclusión de especies nativas y sus derivados a los mercados internacionales. Sin embargo, la generación de alianzas estratégicas con actores clave en los ámbitos regional, nacional e internacional puede propiciar la articulación del potencial biotecnológico del aceite esencial de Lippia alba en contextos agroindustrial e industrial para intervenir problemáticas en salud pública y potenciar las industrias pesquera y agroalimentaria.
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    Modelo de uso de la planta medicinal Bursera Simaruba y su actividad antiinflamatoria
    Coley Silva, Luis Fernando; Ahumada Navarro, Waldy Enrique; Parga Lozano, Carlos Hernando
    La actividad antiinflamatoria ha despertado en los últimos años un gran interés científico en el área farmacológica, principalmente en virtud de la capacidad potencial de ciertos metabolitos de interferir en la evolución de enfermedades que cursan con procesos inflamatorios. Dicho proceso involucra una serie de eventos inespecíficos que pueden ser provocados por numerosos estímulos o agresiones del medio. Debido a esto, un número de plantas medicinales han mostrado actividad farmacológica útil, incluyendo efectos antiinflamatorios. Entre estas plantas, Bursera simaruba, es un árbol comúnmente difundido en Venezuela, Belice, Colombia y Centroamérica. En estos países se ha utilizado con éxito para el tratamiento de infecciones locales y sistémicas. De este modo, se busca describir la respuesta inmunomoduladora de los extractos de la planta Bursera simaruba y su aplicabilidad terapéutica en el tratamiento de enfermedades inflamatorias. Por consiguiente, se realizó una revisión de la literatura científica en diferentes bases de datos (PubMed, Scopus y ScienceDirect) con una ruta de búsqueda sencilla. Se encontró que los metabolitos analizados presentaron efectos inhibitorios sobre la expresión de las citoquinas proinflamatorias, de las enzimas mediadoras y los catabolitos. Esta actividad inhibitoria se debió principalmente a la inactivación de la vía NF-κB o a la regulación de algunos factores de transcripción. En conclusión estos resultados sugieren que la planta Bursera simaruba tiene efectos antiinflamatorios y puede ser una opción potencial en el tratamiento de las enfermedades inflamatorias.