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Reportajes

Mexicanos desarrollan inteligencia artificial para detectar fallas en cadenas de producción

Desde mediados del siglo pasado el uso de robots en las líneas de producción cambió la productividad en diferentes sectores industriales y, de acuerdo con la consultora The Boston Consulting Group, el uso de estas máquinas podría disminuir 16 por ciento los costos de la industria manufacturera en los próximos cuatro años. Por ello, Ismael López Juárez, adscrito al Cinvestav Unidad Saltillo, se ha enfocado en los últimos años al estudio de sistemas inteligentes para adaptarlos a los robots del sector industrial. Uno de sus últimos estudios fue publicado en la revista Mathematics, donde se da cuenta de la adaptación de inteligencia artificial a una estación de soldadura robotizada, aunque la aplicación puede emplearse en otro tipo de dispositivos. Se trata de un sistema de reconocimiento multivariante de patrones en las líneas de producción; es decir que, en caso de la variación en algún parámetro durante la realización de tareas, el robot identifica la posible causa del desperfecto y se adapta para realizar correctamente su labor. Por ejemplo, en el caso del robot donde se hizo las pruebas (soldador) se colocó una cámara para identificar si el cordón (unión) de soldadura varía debido a un desperfecto tanto en el sistema de posicionamiento como en el propio robot y, de ser así, tratar de corregirlo. El sistema de inteligencia artificial está basado en un patrón estadístico multivariante caracterizado por su distancia de Mahalanobis, el cual ayuda a determinar la similitud entre otras variables empleando Máquinas de Soporte Vectorial (SVM, por sus siglas en inglés). En este caso, gracias al uso de procesamiento de imágenes, lo que se determina son los parámetros geométricos del cordón de soldadura y se establece si es necesario continuar con el proceso o realizar las adaptaciones correspondientes. “Toda la programación la realizamos en una computadora conectada al controlador del robot y, dependiendo de los parámetros que arrojan las imágenes obtenidas con la cámara, es posible identificar y corregir las fallas. Por ejemplo, si el sistema de posicionamiento por donde pasan las piezas a soldar presenta desgaste, es posible que se ralentice y el cordón de soldadura se haga más grueso. En ese caso el sistema identifica la posible falla y de forma automática corrige el grosor del cordón, al tiempo que se indica el tipo de desperfecto”, explica López Juárez. Las pruebas de este sistema se realizaron en el laboratorio del Cinvestav Unidad Saltillo, donde se cuenta con un robot similar a los empleados en las empresas de manufactura. Allí, el grupo de investigación simuló posibles fallas que ocurren en las líneas de producción, como variación en la velocidad del sistema de posicionamiento, variación de corriente y voltaje en la fuente de alimentación o de la velocidad del propio robot, así como también, alteraciones en la propia antorcha del robot, y otras descomposturas típicas que reportan las empresas. La intención es que el sistema tuviera cuanta información sea necesaria para tenerlo como parámetros de fallas, a fin de que cuando se presente alguna de ellas las identifique y realice los ajustes convenientes. En las pruebas realizadas en laboratorio, este sistema de inteligencia artificial ha demostrado identificar de manera correcta la causa raíz de las fallas en un 88 por ciento, lo que significa una alta eficiencia en cuanto a su certeza. De acuerdo con Ismael López Juárez, actualmente existen paquetes computacionales para el control estadístico del proceso que emplean las empresas manufactureras, los cuales se usan en el control de calidad. Sin embargo, en su mayoría solo analizan una variable, a diferencia del sistema desarrollado por el Cinvestav, en conjunto con los institutos tecnológicos de Celaya y Saltillo, que consideran múltiples variables. “A nivel mundial no existe un paquete computacional que pudiera monitorear de forma multivariada y determinar las causas raíz de las fallas en las líneas de producción, al ser un proceso demasiado complejo. Por ello, estamos en pláticas con una empresa para saber si funciona de la misma forma en condiciones completamente reales y, de tener buenos resultados, podamos transferir la tecnología”, refirió el investigador del Cinvestav.

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México Reportajes

Dieta con alto contenido de fibra y antioxidantes ayudarían a prevenir Alzheimer

De acuerdo al Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía en México, la prevalencia de demencia es del ocho por ciento en adultos mayores; es decir, un millón 209 mil personas padecen algún tipo de demencia y la enfermedad de Alzheimer es la más común. De estas personas, dos de cada tres mujeres presentan mayor riesgo durante la transición a la menopausia. Ante este escenario Claudia Pérez Cruz, investigadora del Departamento de Farmacología del Cinvestav, emprendió una investigación con el objetivo de determinar la relación que puede existir entre la microbiota intestinal y el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer en mujeres. “Queremos establecer si existe una relación entre la microbiota intestinal y las hormonas sexuales femeninas, como el extradiol, con el objetivo de mostrar si la microbiota, al modular los niveles de estrógenos, pudiera tener un impacto en el inicio del alzheimer en mujeres”, explicó la investigadora. Se sabe que en el alzhéimer hay una alteración en la composición de la microbiota intestinal (disbiosis), pero no se ha demostrado qué alteraciones se presentan específicamente en las mujeres, entonces el proyecto pretende realizar estudios clínicos y determinar la composición de la microbiota; además, con análisis preclínicos se evaluará el efecto de un antibiótico o un tratamiento contra la disbiosis con el objetivo de demostrar la relación intestino-cerebro y mejorar la salud de los pacientes con esta condición. El alzhéimer empieza dos o tres décadas antes de presentar un daño cognitivo y en ese tiempo se ven desordenes periféricos: inflamación de bajo grado, desórdenes intestinales y alteraciones en el metabolismo de glucosa o colesterol y esto repercute en el cerebro; se piensa que existe una barrera impermeable entre el cerebro y la periferia, pero no es así, porque factores como la alimentación pueden afectar el paso de sustancias además de afectar la función cognitiva, con una comunicación bidireccional en las personas. Entre los factores de riesgo para desarrollar alzheimer se encuentran las alteraciones metabólicas ligadas a la dieta como obesidad o diabetes; si se consumen alimentos altos en grasas y azucares saturadas es probable padecer estas condiciones en la vida media (40-50 años), y el desarrollo posterior de demencia; quiere decir que una dieta no sana, sí daña el cerebro y su función. “En el laboratorio observamos, en un modelo de animal transgénico para alzheimer, que dietas con alto contenido de fibra y de antioxidantes pueden ayudar a prevenir el desarrollo de esta patología”, sostuvo Claudia Pérez. La incidencia del alzheimer en mujeres inicia después de la menopausia, entre los 55 y 65 años, en hombres es a los 65, una diferencia sustancial relacionada con esa transición; el declive en los niveles hormonales se encuentra relacionado con el deterioro de las funciones cognitivas. No se ha demostrado si hay una comunicación entre la microbiota, la liberación de hormonas sexuales, en particular estrógeno, y el cerebro, por ello también se busca determinar si existe un eje estroboloma (intestino-cerebro), y establecer si realmente la modulación de la microbiota puede aumentar los niveles de estrógeno y modificar la función en ese órgano, alterado en pacientes con alzhéimer. El estudio busca analizar la relación de la microbiota y el cerebro en mujeres, porque en el proceso de envejecimiento en hombres intervienen y disminuyen otras hormonas, como la testosterona, además, no presentan una afectación tan pronunciada en el momento de bajar sus niveles; el proyecto tiene su base en trabajos preliminares, realizados por Pérez Cruz, que al modular la microbiota intestinal aplicando una dieta determinada en un modelo animal, se observó una mejoría significativa en algunos signos característicos del alzhéimer a nivel de memoria e inflamación. “En general los estudios sobre alzheimer casi no distinguen entre sexos a pesar de que las mujeres son más vulnerables, dos tercios son femeninos, su incidencia en ellas es más alta pero no se ha analizado la causa, entonces se debe voltear a ver este fenómeno con el fin de abatir la mayor incidencia en mujeres, particularmente en México”, aseguró Claudia Pérez Cruz. De acuerdo con la investigadora, la microbiota son todos los microorganismos relacionados directamente con el hospedero, en humanos pueden ser virus, bacterias, protozoarios u hongos que se encuentran en su interior o en cualquier superficie; la de tipo intestinal se refiere a microorganismos que viven dentro de ese órgano, la mayoría son bacterias y se calcula que, en un adulto de 70 kilos, dos corresponden a ella. Con probióticos se puede fomentar que comunidades de bacterias puedan crecer para favorecer la salud, en cambio algunos antibióticos provocan resistencia bacteriana; lo importante es que al ser un ente biológico se puede modular su viabilidad, normar o incrementar con diferentes estrategias y la microbiota intestinal se puede modular con la dieta.

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Yucatán

Científicos reiteran que Yucatán debe aprovechar su gran potencial en energías limpias

Con el fin de reducir el consumo de energía eléctrica en el sector público en Yucatán y transitar paulatinamente a que los edificios públicos estatales sean cero carbono, el Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY) participó en la elaboración de la Norma Técnica 31/20 Eficiencia energética en los edificios públicos del Gobierno del Estado de Yucatán, que tiene por objeto establecer las bases, normas técnicas y disposiciones generales que deberán observarse para lograr la eficiencia energética en los edificios públicos.   El Dr. Luis Carlos Ordóñez López, investigador de la Unidad de Energía Renovable del CICY e integrante del Consejo Estatal de Energía Renovable de Yucatán, consideró que este paso es muy importante para trabajar en las áreas de oportunidades en la consolidación de las energías renovables en Yucatán, esto durante el Ciclo de divulgación: La ciencia en pro de la sociedad, promovido por el CICY.   El investigador detalló que este Consejo tiene como objeto coordinar, fomentar y recomendar acciones que contribuyan a la transición de un modelo energético sustentable ambiental, social y económicamente para Yucatán. En este sentido, explicó que el CICY ha participado en este Consejo aportando en las actividades de investigación y docencia en materia de Energía Renovable, además de diversas actividades orientadas a la consolidación de la Norma Técnica 31/20 Eficiencia energética en los edificios públicos del Gobierno del Estado de Yucatán.   El Dr. Ordóñez López dio a concocer que a nivel estatal una de las áreas de oportunidad más amplia es la del transporte, ya que es la que mayor emisiones de CO2 produce, favoreciendo el calentamiento global. Asimismo, indicó que el alumbrado público y la reducción de consumo energético en edificios públicos son otras áreas de oportunidad para la entidad. Por último, indicó que promover la eficiencia energética en Yucatán sería viable impulsando alternativas de movilidad urbana como las ciclopistas o el transporte eléctrico; o implementando alumbrado público solar; “La eficiencia energética tienen un impacto positivo en el ámbito social, económico y ambiental”, acotó.   En la creación de la Norma técnica 31/20 participaron además del CICY, otras instituciones públicas, universidades, organismos y asociaciones civiles. El CICY colaboró en la asesoría científica

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Mundo

Empresa de genética busca resucitar a los mamuts para “sanar” la Tierra

EFE.- Una empresa estadounidense especializada en genética anunció este lunes que busca ser pionera en la “desextinción” de especies animales y recuperar al mamut lanudo de la tundra ártica, desaparecido hace miles de años, para combatir el cambio climático y sanar la Tierra. Colossal, cofundada por los empresarios y científicos Ben Lamm y George Church, ha recaudado 15 millones de dólares de capital para un proyecto que pretende crear, mediante el sistema de edición genética CRISPR, un híbrido elefante-mamut que pueda sobrevivir en el Ártico, según dijo en un comunicado. “Nunca antes ha podido la humanidad aprovechar el poder de esta tecnología para reconstruir ecosistemas, sanar nuestra Tierra y preservar su futuro a través de la repoblación de animales extintos”, indicó Lamm, fundador de conocidas empresas como Hypergiant y que es consejero delegado de Colossal. La firma aprovecha “el progreso exponencial que se ha hecho en tecnologías de lectura y escritura de ADN y lo aplica a problemas icónicos de conservación ecológica y secuestro de carbono”, agregó Church, profesor de Genética en Harvard y experto mundial que ha contribuido a descubrimientos en este campo. La empresa recordó que, según Naciones Unidas, más de un millón de especies de animales, plantas y hongos están en peligro de extinción en las próximas décadas y a medida que eso ocurra los ecosistemas dependientes empezarán a “colapsar”, lo que afectará a la salud y los medios de subsistencia humanos. El objetivo de Colossal, en ese sentido, es impulsar un método de “conservación disruptiva” que llevaría a sustitutos de “especies extinguidas y esenciales” a sus hábitats originales para “restaurar ecosistemas perdidos con potencial para frenar e incluso revertir los efectos del cambio climático”, señala la nota. La firma tiene un acuerdo de investigación esponsorizada por el laboratorio de Church en la Escuela de Medicina de Harvard, que pretende crear ese híbrido elefante-mamut con unos rasgos que le ayuden a sobrevivir en condiciones extremas con el objetivo potencial de revitalizar los prados árticos. Además de Lamm y Church, Colossal cuenta en sus filas con ejecutivos como Andrew Busey, un pionero de internet que ocupa el cargo de jefe de producto, y está asesorado por líderes en bioética, genoma, ingeniería química, defensa y otras especialidades.

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Reportajes

Reconocen el talento mexicano para el uso de inteligencia artificial para desarrollo de fármacos

La insulina terapéutica es quizá el péptido más conocido y empleado de este tipo de medicamentos, pero desde su aparición en la década de 1920 a la fecha, son solo alrededor de 60 de estos productos los que se comercializan a gran escala, aunque en los últimos años su estudio se ha incrementado gracias al avance de la tecnología. Entre los grupos de investigación enfocados a la investigación de los péptidos terapéuticos figura el encabezado por Fabien Plisson, catedrático Conacyt adscrito al Cinvestav, el cual fue reconocido con el Premio a la Investigación Médica 2021 Dr. Jorge Rosenkranz, en la categoría de Biotecnología, por el desarrollo de una técnica basada en inteligencia artificial para el desarrollo de nuevos fármacos. La mayoría de los péptidos encontrados en la naturaleza deben enfrentar numerosos obstáculos para permitir sus aplicaciones en enfermedades humanas, su dificultad de emplearlos en términos terapéuticos se debe a que su investigación es considerada una inversión de alto riesgo, debido a la falta de estabilidad metabólica, labilidad durante el almacenamiento, mala biodisponibilidad oral o toxicidades indeseables. Eso representa un ejercicio de optimización multiparamétrico.   Al final, el desarrollo de péptidos como antibióticos o anticancerígenos puede resultar costoso en términos de tiempo, recursos humanos y equipo. Sin embargo, los amplios beneficios que ofrecen los péptidos terapéuticos hace necesarias técnicas que hagan frente a los desafíos de producción. Por ello, el sistema de modelación de péptidos, desarrollado en la Unidad de Genómica Avanzada (UGA-Langebio) del Cinvestav, se convierte en una herramienta de gran utilidad para diversos grupos de investigación interesados en las alternativas terapéuticas basadas en péptidos. Se trata de un ensamble de modelos predictivos basados en inteligencia artificial, con el cual se pueden identificar, desde etapas tempranas, la toxicidad que presenta un péptido y, de así resultar, el sistema ayuda a modificar sus estructuras para disminuir los efectos tóxicos sin perturbar o disminuir las actividades antibacterianas, antifúngicas, anticancerígenas o antivirales del producto. “El sistema tiene dos interfaces independientes, la primera es un modelo predictivo que verifica virtualmente librerías de péptidos y brinda certidumbre sobre la toxicidad de cada secuencia sometida”. “El otro es un escaneo mutacional profundo, el cual genera todos los mutantes individuales (a partir de sustituir aminoácidos) derivados de un péptido candidato antes de predecir la toxicidad de cada secuencia. Este interfaz ayuda a predecir las posiciones claves (aminoacidos) asociadas a la toxicidad de los péptidos a través de una secuenciación”, explicó Fabien Plisson. En conjunto con otros modelos predictivos, el sistema permite optimizar los residuos importantes de un péptido a sus actividades antimicrobiana, antiviral o anticancerígena, mientras tanto, reduce la toxicidad general. Al estar basado en inteligencia artificial, el sistema emplea una base de datos con todo el conocimiento generado a través de la literatura científica para que, en cuestión de minutos, pueda ofrecer resultados sobre las secuenciaciones de péptidos con ciertas características y saber si presenta o no toxicidad. “Por ejemplo, al buscar un péptido anticancerígeno, generamos 160 mil secuencias que comparten las características de 348 péptidos anticancerígenos reportados, el sistema identificó seis secuencias candidatas sin toxicidad, a partir de las cuales podemos trabajar en un posible fármaco. Es decir, se digitaliza la sabiduría de años para ofrecer resultados en algunos días; de esa manera es posible acelerar el desarrollo de nuevos fármacos”, refirió el investigador catedrático Conacyt adscrito al Cinvestav. Esto puede ayudar a los investigadores que estén estudiando algún péptido terapéutico (natural o sintético) a que, a través de una computadora, puedan analizar las características y prueben ciertos cambios en las estructuras, sin que sea necesario hacerlo in vitro, lo que conlleva ahorros no solo de horas laborales, sino también de recursos. De acuerdo con Fabien Plisson, la obtención de este reconocimiento, compartido con Obed Ramírez Sánchez y Cristina Martínez Hernández, posdoctorante y estudiante de maestría de UGA-Langebio, respectivamente, apoyará principalmente la investigación acerca de los péptidos terapéuticos, y podría abrir nuevas colaboraciones con instituciones públicas y el sector privado de salud. El Premio a la Investigación Médica 2021. Dr. Jorge Rosenkranz es otorgado desde hace 37 años por la empresa farmacéutica Roche México y la Fundación Mexicana para la Salud, y es uno de los galardones con mayor tradición a nivel nacional.

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México Reportajes

Descubren que hongo que afecta al arroz se vale de virus y bacterias para sobrevivir

Cada año se producen más de 740 mil toneladas de arroz en todo el mundo y, aunque México no es de los principales productores, el país genera para el consumo interno 250 mil toneladas en ese mismo periodo, lo que dimensiona la importancia que tiene este cereal. Uno de los principales problemas a los que se enfrentan cada temporada los productores de arroz es el control de un patógeno conocido como Rhizopus microsporus, el cual genera manchas en el arroz, altera su sabor y llega a generar la muerte de la planta. Aunque también se sabe que este hongo afecta distintas plantaciones, como fresa, jitomate y papaya, entre otras. Debido a este tipo de afectaciones, el estudio del hongo Rhizopus microsporus ha cobrado mayor relevancia en los últimos años, como es el caso del grupo encabezado por Laila Pamela Partida Martínez, investigadora del Cinvestav Unidad Irapuato, que ha analizado los procesos del patógeno para poder sobrevivir e infectar a las plantas. De hecho, una investigación realizada por este grupo del Cinvestav, publicada en The ISME Journal, da cuenta por primera vez de la relación simbiótica que tiene el patógeno no solo con bacterias, sino también con un tipo de virus (narnavirus), que le ha permitido evolucionar en el ambiente. “Desde hace un par de décadas se sabía que algunas cepas de Rhizopus producían una toxina, llamada rhizoxin, capaz de debilitar y pudrir las raíces del arroz, por lo que identifiqué los genes involucrados en la maquinaria que producía estas toxinas, los cuales no eran del hongo, sino de origen bacteriano. Así detecté la existencia de bacterias que viven dentro del hongo y que le ayudan a producir estas toxinas”, detalló Partida Martínez. Al continuar con el análisis del patógeno, los investigadores identificaron que al eliminar la bacteria (Mycetohabitans) presente en el hongo, éste era incapaz de reproducirse de forma asexual. Sin embargo, gracias a un estudio genético pudieron comprobar que la simbiosis no era sólo con una bacteria, sino también con dos virus del género Narnavirus, al encontrar RNAs mensajeros de origen viral en los datos de transcripción de R. microsporus. Se trata de un hallazgo poco común, pues no se tenía reporte sobre una simbiosis entre este tipo de hongo con bacterias y virus. Por ahora se desconoce cuál de los simbiontes es más importante para Rhizopus, ya que tanto bacterias como virus influyen en su desarrollo y reproducción asexual y sexual. “En el estudio de transcriptoma del hongo (analizando los ARN mensajeros) no estábamos buscando vestigios de un virus, pero pudimos observar los ARN´s mensajeros (que activan una función de proteína) y fue allí que encontramos dos proteínas virales, además de transcritos que mapeaban a los genes bacterianos y fúngicos. Eso fue un descubrimiento importante porque todo lo que habíamos hecho antes era a nivel de ADN que no arrojaba información sobre la presencia viral, ya que los micovirus son en su mayoría de ARN”, expuso la investigadora del Cinvestav Unidad Irapuato. De acuerdo con la también titular del Laboratorio de Interacciones Microbianas, los resultados obtenidos por su grupo de trabajo dan pie a entender el importante juego que tiene la simbiosis para explicar la evolución de la especie Rhizopus microsporus, sobre todo en el tema de su reproducción, lo que además de ser de interés para la ciencia básica, podría ser de utilidad para controlar el patógeno en aquellos cultivos donde hace estragos. Para esta investigación, el grupo de Partida Martínez se vinculó con otros equipos científicos, como el de Cei Abreu Goodger, de la Unidad de Genómica Avanzada del Cinvestav, así como los de Teresa Pawlowska y de Stephen Mondo, de la Universidad de Cornell y del Departamento de Energía del Joint Genome Institute, respectivamente.

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México Reportajes

Investigan efectos de bacterias contra plaga que afecta cultivos de tomaté, café y papa

Expertos del Cinvestav Unidad Irapuato descubren una cepa del Bacillus thuringiensis que tiene actividad contra el nemátodo agallador, el cual afecta plantas como tomate, café y papa La bacteria Bacilllus thuringiensis (Bt) se utiliza desde hace décadas en la agroindustria como agente de control biológico, en sustitución de los insecticidas que dañan el ambiente, contra diferentes tipos de insectos que afectan los cultivos, como la palomilla del maíz o la catarinita de la papa. También existen algunas especies de nemátodos (gusanos que habitan abundantemente los suelos) que se alimentan de raíces de plantas y que por ello se consideran nocivos para los cultivos. Sin embargo, el conocimiento que se tiene de las interacciones biológicas entre estos organismos es incipiente. En la búsqueda por ampliar este conocimiento, un estudio científico dirigido por el investigador Jorge Eugenio Ibarra, del Cinvestav Unidad Irapuato, aporta nuevas evidencias que ayudarán a entender y combatir más eficazmente a ese tipo de amenazas. De la colección de más de mil 300 cepas de Bacillus thuringiensis que resguardan en el laboratorio, los integrantes del equipo analizaron genómicamente y caracterizaron 310 de ellas para estudiar si alguna tenía efectos nematicidas, es decir, contra los gusanos-plaga. Tras concluir los análisis, encontraron dos cepas de Bt de interés. Una denominada LBIT-596, que tiene efectos contra una especie de nemátodo llamada Caenorhabditis elegans, y otra conocida como LBTI-107, la cual genera toxinas antagónicas a Meloidogyne incognita, conocido popularmente como nemátodo “agallador”. Entre las más de 300 especies de plantas afectadas por este nemátodo “agallador” se encuentran muchas de alto valor comercial que se producen en México, como el tomate, la papa y el café. Para combatir a ese nemátodo se utilizan sustancias que no son muy eficientes y resultan tóxicas para el ser humano y los animales domésticos. Pero al realizar distintas pruebas con la cepa LBTI-107 para observar sus efectos en el crecimiento de plantas de tomate, los científicos encontraron que redujo 90 por ciento la proliferación de dicho nemátodo agallador, lo que abre la posibilidad de diseñar nuevos tipos de plaguicidas ecológicos contra esa especie. “Tenemos cepas de Bt que son tóxicas contra los mosquitos, los lepidópteros, como la palomilla, y contra algunos coleópteros, como la catarinita de la papa, pero nos faltaba investigar los efectos de esta bacteria en el grupo de los nemátodos”, refirió Jorge Eugenio Ibarra. El investigador del Cinvestav explica que mientras el C. elegans sólo se alimenta de bacterias, por lo cual no se considera dañino, la otra especie de nemátodo (M. incognita) constituye la más importante amenaza mundial contra más de 300 plantas, muchas de ellas de importancia agrícola, pues se le denomina “agallador” precisamente porque forma unas bolitas o agallas que atacan las raíces de las plantas y les impiden absorber suficientes nutrientes para desarrollarse. El equipo de expertos se interesó particularmente en el estudio de la cepa LBIT-107 del Bt, que por contener ciertos genes denominados cry mostró actividad contra dicha plaga. Adicionalmente, encontraron que la bacteria puede hacer translocación de sus esporas, es decir, introducirlas a los tejidos y la raíz de la planta. Esta característica podría aprovecharse, ya que otras cepas del Bt -usadas contra insectos- que regularmente se aplican con aspersores, se quedan en la parte externa de la planta. En cambio, con base en la traslocación de esporas podrían desarrollarse plantas, que no son genéticamente modificadas, que incorporen la toxina nociva para el nemátodo agallador. Además, si los genes nematicidas de la cepa LBIT-107 se incorporaran al genoma de los cultivos, no habría necesidad de asperjarlos, pues las mismas plantas desarrollarían resistencia natural contra el nemátodo, asegura Jorge Eugenio Ibarra, quien junto con sus colaboradores continúa profundizando esta línea de investigación.

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México Reportajes

Diseñan modificación genética del mosquito Aedes aegypti para control de enfermedades

Enfermedades como el dengue, zika y chikungunya, representan el 17 por ciento de todos los padecimientos infecciosos que cada año provocan más de 700 mil muertes, principalmente en poblaciones de países en vías de desarrollo, según datos de la Organización Mundial de la Salud. Por ello, recientemente se han diseñado nuevas estrategias para controlar las poblaciones de mosquitos, basadas en técnicas de manipulación genética, sin embargo, la transformación de estos insectos es todo un reto en los países en desarrollo, debido a su economía, la necesidad de equipos sofisticados y de personal altamente capacitado. En este sentido, Amalia Nadin Lule Chávez, graduada del Cinvestav Unidad Irapuato, publicó un artículo en la revista Insect Molecular Biology, donde describe una técnica eficaz para la transformación genética transgeneracional del mosquito Aedes aegypti, transmisor del dengue. El proceso de infección se inicia cuando un mosquito hembra se alimenta de sangre de un individuo infectado y, tras la incubación del patógeno dentro del insecto, al picar a una persona sana transfiere el agente infeccioso. En este sentido, las estrategias para reducir dichas enfermedades se han basado en desarrollar vacunas para el zika y chikungunya, como la que ya existe contra el dengue, y el control de las poblaciones de mosquitos. A pesar de los importantes avances logrados hasta el momento, las técnicas de transformación genética de mosquitos están basadas principalmente en la microinyección de células indiferenciadas, que buscan generar animales modificados que sirvan de modelos, donde la eficacia de la modificación es inferior a cinco por ciento y suele ser transitoria. La investigación realizada en el Cinvestav se centró en la técnica de entrega de material biológico o pistola de genes. “El sistema se basa en el suministro de partículas microscópicas de metal recubiertas de ácido desoxirribonucleico (ADN) en el núcleo de la célula, a gran velocidad. Este sistema ha mejorado significativamente la forma de integrar fragmentos de ADN deseados en otros genomas, y su uso se ha ampliado a casi cualquier tipo de organismos, incluidos los insectos”, indicó Amalia Lule. El bombardeo de partículas permite el tratamiento simultáneo de un número mucho mayor de larvas neonatas de mosquito; es un sistema de entrega de genes versátil, independiente del tipo de objetivo y requiere pequeñas cantidades de ácido nucleico. Básicamente, se utilizan dos tipos de sistemas de bombardeo de partículas en la transformación genética, el llamado sistema Bio Rad PDS (sistema seco) y la pistola de partículas PIG (sistema húmedo). El proceso de transformación propuesto por el Cinvestav se distingue de otros por utilizar el sistema húmedo en combinación con la balística (un método de transferencia directa de genes en una célula), donde las partículas recubiertas se disparan en forma de suspensión líquida, utilizando una presión de disparo. Las pruebas se realizaron en el laboratorio y con un gen inocuo (llamado reportero) para identificarlo fácilmente. El experimento consistió en emplear huevecillos que fueron ovipositados (depositados por el órgano del mosquito hembra) por mosquitos controlados, un día antes de ser transformados y al emerger las larvas neonatas de Ae. aegypti fueron colocadas en una cama de papel filtro para retirar el exceso del agua. Posteriormente, en una casilla de bombardeo se les dispararon micropartículas recubiertas de ADN mediante la integración del gen reportero (proteína ECFP verde fluorescente), con la técnica de edición genética llamada CRISPR-Cas9, que consiste en unas “tijeras moleculares” con una precisión sin precedentes que se dirigen a zonas específicas para luego inactivar el gen o introducir moldes de ADN, lo que permite editar sus letras a voluntad. Las larvas sobrevivientes fueron colocadas nuevamente en agua y alimentadas para que continuaran con su desarrollo. Cinco días después del bombardeo, el gen reportero, cuya función era revelar la eficiencia de la técnica, ya podía ser detectado, lo cual comprobó la efectividad de la técnica propuesta por el Cinvestav. “El uso de la tecnología CRISPR-Cas9, junto con el bombardeo de partículas de las larvas de Ae. aegypti dio buenos resultados y su importancia reside en que la descendencia (hasta la generación 15) de los individuos modificados siguen mostrando el gen reportero, que al sustituirse por genes exógenos (provenientes de otro organismo) ayudaría a que los mosquitos ya no porten la infección”, puntualizó Lule Chávez. Se deben realizar modificaciones y ajustes si se quiere utilizar esta técnica en otras especies y etapas de desarrollo, con el fin de optimizar la supervivencia de los embriones o las larvas, pero ambos aspectos (supervivencia y transformación genética) están garantizados por el uso de la biolística, según los resultados. De acuerdo con la graduada del Cinvestav, el desarrollo de esta técnica de transformación genética en mosquitos puede ser la base de un método de control biológico de insectos que implica la cría en masa y la esterilización para controlar las poblaciones de mosquitos a partir de la liberación masiva de individuos transformados.

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Yucatán

Proyecto de la UADY y la Universidad de Rutgers gana concurso internacional

La Unidad Multidisciplinaria de Tizimín de la Universidad Autónoma de Yucatán (UADY), en conjunto con la Universidad Rutgers de Nueva Jersey, Estados Unidos, fueron ganadoras del Fondo de Innovación “100,000 Strong in the Americas”, a través de un proyecto para crear soluciones que mejoren la calidad de vida de sus comunidades. El responsable del Programa Institucional de Inglés en Tizimín, Sam Critchley, comentó que durante una ceremonia virtual, el Departamento de Estado norteamericano, la Embajada de los Estados Unidos en México y Partners of the Americas, anunciaron a los equipos triunfadores, los cuales fueron acreedores de 25 mil dólares cada uno. Explicó que ganaron el concurso con el proyecto denominado “The science of corn”, que consiste en que 16 estudiantes, tanto de la UADY como de la Universidad de Rutgers, conocerán durante una semana la comunidad de Sisbichén, se hospedarán con familias de la comunidad y conocerán su cultura, costumbres y tradiciones. Previamente, cada institución elegirá a ocho estudiantes, los cuales deberán contar con diferentes habilidades, entre ellas: Creatividad, facilidad para relacionarse, habilidades interpersonales y, sobre todo, contar con un manejo del idioma inglés al 100 por ciento. El profesor resaltó que los ocho estudiantes de Rutgers colaborarán inicialmente a través de una plataforma virtual y, posteriormente, viajarán a la institución contraparte para visitar dicha comunidad rural. “Este proyecto se tiene pensado realizarse para marzo 2022, ya que primero se tienen que elegir a los estudiantes que participarán y posteriormente se conocerán para que puedan trabajar como equipo”, apuntó. Por otra parte, Critchley agregó que una vez que se realice la visita a la comunidad, los estudiantes también participarán en talleres sobre las tradiciones del pueblo, aprenderán a cultivar la milpa, su importancia cultural ancestral y el proceso para la elaboración de tortillas, entre otras. “Además de estas actividades, elaborarán cuentos infantiles en los idiomas de inglés, español y maya, y al final de su estancia en Sisbichén dichos cuentos se leerán en una escuela primaria de la comunidad”, agregó. El Fondo de Innovación “100,000 Strong in the Americas” es un mecanismo que inspira a las universidades e instituciones de educación superior de los Estados Unidos a trabajar con instituciones de educación superior en América Latina y El Caribe, para ampliar la capacidad institucional, crear nuevos programas de intercambio académico y capacitación, así como fortalecer la cooperación educativa regional.

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