Investigador del PIDi busca aportar innovación a diversos sectores productivos nacionales mediante la genómica y metagenómica

Autor: UTEM|
Danilo Pérez Pantoja, Posdoctorado en Biología de Sistemas del Centro Nacional de Biotecnología de Madrid e investigador del Programa Institucional de Fomento a la Investigación (PIDi) de la Universidad Tecnológica Metropolitana, desarrolla investigaciones en genómica para aportar innovación biotecnológica a distintos sectores productivos del país, enlazando ciencia básica con aplicaciones que a simple vista podrían resultar lejanas.

Con un alto interés por vincular su investigación con los estudiantes, volviéndolos parte de sus líneas de trabajo en el futuro, el investigador destaca la posibilidad que la UTEM le entrega para formar parte de un Programa que se gesta con fuerza y da grandes pasos con su primera camada de investigadores.

Al alero del PIDi, el investigador se encuentra desarrollando cuatro líneas paralelas vinculadas con la genómica, donde la principal está focalizada en el trabajo con metagenomas de ambientes extremos, la cual espera vincular con la producción de biocombustibles. ¿Cómo se relacionan ambos temas? El Doctor Danilo Pérez lo explica en la siguiente entrevista.

¿De qué trata tu trabajo de investigación?

El grupo que estoy dirigiendo actualmente lo hemos bautizado como Genómica Microbiana y Biotecnología.

¿En qué consiste este grupo?

En líneas generales, el propósito de nuestro grupo es el empleo de técnicas genómicas para identificar ciertas funciones, y se entienden por funciones, genes y enzimas o incluso microorganismos completos que tengan una aplicación biotecnológica en distintos campos, como la industria de alimentos, la producción de biocombustibles, procesos de descontaminación ambiental o agroindustria.

Es decir, hay múltiples áreas de la economía nacional que podrían ser beneficiadas por aplicaciones originadas a partir de descubrimientos en base a la genómica.

¿Qué es la Genómica?

Es el estudio del conjunto de información genética de un organismo. Todos sabemos que cada organismo tiene un genoma particular compuesto por multitud de genes. Antes del desarrollo de la genómica, sólo podíamos estudiar los genes en forma individual. El desarrollo de la genómica implica tecnologías que permiten estudiar el conjunto de todos los genes a partir de la secuencia nucleotídica completa del genoma.

El ácido desoxirribonucleico (DNA) está compuesto de cuatro bases, cuyo ordenamiento determina los genes y sus funciones. Entonces el auge de la genómica se dio gracias al desarrollo de tecnologías que permitieron la secuencia completa del genoma de los organismos.

Ahora que podemos secuenciar todos los genes que conforman un genoma, podemos estudiarlos en forma simultánea. Y en particular yo estudio organismos procariontes, es decir, trabajo con bacterias.

¿Por qué te interesaste en este tema?

De formación soy bioquímico y mientras estaba en la carrera ocurrió lo que se conoce como el “boom de la genómica” con el desarrollo del proyecto del genoma humano. Entonces esta disciplina, en su momento, fue muy atractiva para los que estábamos en la carrera.

Mi interés no se manifestó por la genómica humana, sino por la genómica aplicada a la biotecnología. Siempre me atrajo el poder generar conocimiento biológico que pueda llegar a ser útil productivamente. Ciencia, pero ciencia que apunte a alguna aplicación biotecnológica.

Finalmente, mi perfeccionamiento profesional derivó a la asociación de la genómica y la biotecnología. Es decir, utilizar la genómica para descubrir funciones, ya sean genes, enzimas o microorganismos que tengan potencial económico o aplicación industrial.

Sus líneas de investigación a partir de la principal

¿Cuál es el lazo con la economía?

Hay varios sectores productivos de la economía nacional donde creemos que podemos aportar para hacerlos más competitivos. Un ejemplo es el sector vitivinícola, donde los microorganismos cumplen un rol principal en los procesos de elaboración y crianza. Existen los llamados “wine faults” que son defectos organolépticos causados por la contaminación del vino por ciertos microorganismos o compuestos químicos y que suelen bajar su calidad.

Mediante la genómica buscamos identificar enzimas que permitan corregir esos defectos organolépticos. Otro ejemplo de genómica aplicada es el caso de las emisiones contaminantes de plantas de producción de carne porcina, donde el principal problema allí son los olores que produce la crianza de los cerdos. Esos olores corresponden a una mezcla de compuestos volátiles generados en las heces de los cerdos. Nosotros pretendemos desarrollar microorganismos probióticos con genomas optimizados que al ser suministrados en la dieta de los cerdos, además de conferirles propiedades beneficiosas para su salud, permitan disminuir la emisión de olores en sus heces.

¿En qué otras líneas donde ligas sectores productivos y ciencia trabajas actualmente?

Existen otros proyectos vinculados a mi línea principal que estamos iniciando. Uno de ellos es detectar y cuantificar en alimentos la presencia de compuestos que pudieran ser peligrosos para la salud como son los furanos. La propuesta aquí sería trabajar con un microorganismo biosensor, es decir, modificar un organismo para que este genere una señal cuantificable, que usualmente es fluorescencia, cuando se analiza un alimento que contiene el compuesto nocivo.

Dentro de tus investigaciones, nombraste un proyecto que cuenta con financiamiento Fondecyt ¿De qué trata dicho trabajo?

Ese tipo de financiamiento corresponde a mi línea principal de investigación. El objetivo principal en este proyecto es la metagenómica, es decir el estudio simultáneo de un conjunto de genomas. La genómica, como lo vimos, es el estudio del conjunto de genes de un genoma. La metagenómica, en cambio, es cuando estudias transversalmente todos los genomas que están presentes en un ambiente microbiano. Por ejemplo, voy a una charca, tomo una muestra y estudio el conjunto de los genomas de todos los microrganismos que habitan en esa charca de agua.

¿Cómo se aplica este estudio de metagenomas?

Un ejemplo concreto es el estudio de metagenomas de salinas costeras. Este ambiente contiene altas concentraciones de sal, pero a pesar de ser un ambiente hostil, habitan numerosos microorganismos que están totalmente adaptados para vivir bajo esas condiciones extremas. Entonces, cada uno de esos microorganismos llamados extremófilos por su capacidad de vivir en condiciones extremas, presentan características genómicas muy interesantes de estudiar por su potencial aplicación. La metagenómica resulta una metodología sumamente útil para encontrar en el conjunto de microorganismos, ciertas funciones interesantes de explotar.

Nosotros buscamos en los metagenomas de ambientes extremos ciertos genes que podamos transferir a los microrganismos encargados de la producción de biocombustibles para mejorar la eficiencia del proceso. En particular queremos aportar a la optimización de la producción de bioetanol mediante genes que mejoren la tolerancia de los microorganismos etanologénicos a compuestos tóxicos presentes en el sustrato lignocelulósico que utilizan. Si logramos que estos microorganismos sean más resistentes a estos compuestos entonces lograremos mejorar la eficiencia del bioproceso.

Por Daniela Bozo Villarroel

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