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Análisis de la expresión de los genes INCENP y PLK1 en las líneas celulares NIH-3T3 y HT-29 y su Asociación con el proceso de inestabilidad genómica
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Gallego Serna, Daniela; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto
Una característica fundamental del cáncer es la inestabilidad genómica (IG), en la cual el genoma, al acumular mutaciones sin ser detectadas o reparadas, sufre cambios permanentes en la secuencia del ADN. Hay genes desencadenantes de IG entre los cuales se ha reportado PLK1, que es un regulador maestro del proceso de segregación de cromosomas, específicamente en el punto de control G2/M y la citocinesis. La fosforilación mediada por PLK1 facilita la correcta ubicación del huso cromático en el momento y lugar adecuados de la división mitótica. La sobreexpresión de este gen puede llevar a la formación de células binucleadas, inestabilidad cromosómica (IC) y aneuploidía, lo que puede contribuir al desarrollo del cáncer. De igual manera, el gen INCENP participa en el proceso de segregación de cromátidas hermanas y, aunque hay pocos estudios en los que se informe el papel de INCENP como inductor de IG, se cree que podría estar involucrado debido a su participación en el Complejo Pasajero de Cromosomas (CPC). El trabajo de investigación exploró la relación transcripcional entre los genes INCENP y PLK1, evaluando la expresión de ambas moléculas en dos líneas celulares contrastantes, la línea NIH-T3T derivada de fibroblastos de ratón y la línea HT-29 obtenida de adenocarcinoma de colon. Los resultados obtenidos sugieren la posibilidad de una correlación transcripcional entre PLK1 e INCENP, lo que arroja luz sobre la comprensión de los mecanismos asociados con el fenómeno de IG en el proceso de transformación neoplásica.
Análisis de la expresión del gen osFRDL4 tras toxicidad por aluminio en Oryza sativa y Oryza Glumaepatula
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2022) Zapata Balanta, Sebastián; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto
El aluminio (Al) es un metal altamente tóxico en suelos ácidos, dónde se convierte en el catión trivalente Al3+, inhibiendo el crecimiento de las raíces de las plantas. Se han realizado diversos estudios para asociar la expresión de ciertos genes con la tolerancia al Al3+ en plantas, y se ha encontrado que el gen OsFRDL4, que se expresa tanto en células de la punta de la raíz como en zonas maduras de la misma, está asociado a la tolerancia al estrés al codificar una proteína que secreta citrato en la rizosfera. En este estudio, se evaluó la expresión del gen OsFRDL4 en variedades tolerantes y susceptibles al Al3+ de Oryza sativa y Oryza glumaepatula. Posteriormente, se realizó un análisis de los perfiles de expresión del gen bajo condiciones control a nivel de tejido utilizando la información disponible en la base de datos Rice Expression Database. Así mismo, se comparó el nivel de expresión en raíces de OsFRDL4 y algunos genes previamente implicados en la tolerancia al estrés por Al3+ bajo condiciones control. Finalmente, se realizó un análisis de las categorías funcionales (GO) asociadas con el gen OsFRDL4. De acuerdo con los resultados obtenidos, no hubo diferencias significativas en la expresión de OsFRLD4 bajo estrés por Al3+ para variedades tolerantes y susceptibles de O. sativa y O. glumaepatula, lo cual sugiere que posiblemente existen otros genes y mecanismos implicados en la tolerancia al estrés en las variedades analizadas que sean más relevantes para la tolerancia al Al3+ que el mecanismo de desintoxicación externa mediado por OsFRDL4. De la misma manera, se muestra como el nivel de expresión de OsFRDL4 es muy bajo en las raíces en comparación con otros genes implicados en el proceso de tolerancia al Al3+. Este estudio generó información base para entender los mecanismos de tolerancia al aluminio en plantas comerciales y silvestres de arroz.
Comparación de la expresión del gen PLK1 en las líneas celulares HEK 293 y HT 29
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Córdoba López, Laura Vanessa; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto
El cáncer es una enfermedad multifactorial que se caracteriza por la pérdida de la identidad celular en un contexto tisular que inicialmente conduce a una proliferación descontrolada de las células transformadas. Debido al alto grado de complejidad y al gran número de factores que pueden desencadenar la pérdida de identidad celular que conlleva posteriormente a la formación de tumores, en los últimos años se han buscado nuevas aproximaciones para simplificar el estudio de los eventos celulares que pueden iniciar la tumorogénesis. Los modelos matemáticos son una alternativa que facilita el estudio de los mecanismos y redes de interacción molecular involucrados en el inicio o progreso del proceso carcinogénico. Sin embargo, los ensayos experimentales, moleculares y celulares son esenciales para calibrar estos modelos computacionales, verificando las hipótesis generadas in silico y revelando, in vivo, efectos no previstos. En este trabajo, se validó experimentalmente las predicciones del modelo de inestabilidad genómica propuesto por Suescum en el 2020, donde se teoriza que la regulación de la proteína PLK1 sobre los genes AURK, INCENP, KIF2C y PTTG1 podría conducir a inestabilidad genómica a través de 3 circuitos: el complejo pasajero cromosómico, el complejo promotor de la anafase y el complejo del punto de control mitótico. Para validar el modelo, se evaluaron mediante PCR en tiempo real los niveles de expresión de dichos genes en líneas celulares embrionarias de riñón (HEK 293) y tumorales derivadas de adenocarcinoma de colon (HT 29). Los resultados mostraron diferencias en los patrones de expresión que coinciden con las predicciones del modelo matemático y con interacciones reportadas previamente entre PLK1 y los genes evaluados. Sin embargo, la alta variabilidad experimental entre réplicas impide confirmar estas diferencias estadísticamente, por lo que se requieren mejoras metodológicas para aumentar la reproducibilidad y reducir la variabilidad, lo cual fortalecería la posibilidad de asociar las diferencias detectadas con procesos tumorales. Una optimización de los protocolos experimentales y un aumento en el número de réplicas biológicas son esenciales para validar de forma más sólida el modelo matemático propuesto inicialmente.
Desarrollo e implementación de una estrategia integrativa para la detección de nuevos módulos genéticos y nuevos genes asociados al inicio y desarrollo del cáncer colorrectal
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2022) Arce Rentería, Juan David; Ibagon Rivera, Nicolas; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto; Sosa Arango, Chrystian Camilo
El advenimiento de las tecnologías ómicas, el desarrollo de técnicas computacionales basadas en el aprendizaje de máquina aplicado a sistemas biológicos y la integración de ambos paradigmas en modelos matemáticos, ha permitido avanzar en el entendimiento causal de enfermedades complejas como el cáncer. En este sentido, desde de una perspectiva sistémica, el uso de redes biológicas y la representación de sistemas moleculares como genes, proteínas y sus dinámicas de interacción, ha permitido realizar una aproximación a los sistemas biológicos desde la teoría de grafos. Desde esta perspectiva, en los ´últimos años se han desarrollado una gran variedad de estrategias, las cuales, desde la teoría de grafos, han contribuido al entendimiento del proceso deletéreo que conduce a la enfermedad y, equitativamente, a identificar nodos clave de la red los cuales podrían estar relacionados con diferentes tipos de enfermedades, como lo sería el cáncer. En el presente trabajo, integramos distintos tipos de información biológica asociada a la comprensión genética del origen y desarrollo de la enfermedad, acoplándola al mapa más detallado de interacción proteína proteína que existe. Posteriormente, realizamos análisis fundamentales sobre medidas clásicas de la topología de la red construida, que fueron ´útiles para identificar elementos claves de la red. Asignamos pesos a los nodos y a las aristas de la red según la información biológica, lo cual fue un procedimiento fundamental para priorizar elementos de la red (proteínas) asociadas al cáncer y específicamente al cáncer colorrectal. Con base en dicha información y con la red construida, implementamos algoritmos de modularidad para identificar comunidades específicas que pudieran estar específicamente asociadas al desarrollo de cáncer colorrectal, y finalmente implementamos algoritmos de caracterización de comunidades no sobre la partes y estrategias específicas de aprendizaje de máquina para encontrar potenciales proteínas asociadas al cáncer colorrectal.
DNA methylation patterns associated with aluminum tolerance in cultivated and wild rice species
(Pontificia Universidad Javeriana de Cal, 2023) Gallo Franco, Jenny Johana; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto
Las plantas son organismos se siles que se enfrentan constantemente a condiciones bio ticas y abióticas estresantes que deben combatir para poder sobrevivir. Para ello, han desarrollado diversas estrategias que involucran enfoques gene ticos, moleculares y fisiológicos. Recientemente, ha surgido un gran interés en el estudio del papel de la epigenética en la respuesta de las plantas a las condiciones de estrés. Las modificaciones epigenéticas, que incluyen alteraciones en el ADN o proteínas histonas, pueden afectar la expresión de los genes de manera potencialmente estable y heredable, sin afectar la composición del ADN. Aunque existen diversos estudios del papel de la epigenética en la respuesta a estrés por parte de las plantas, aún existen grandes vacíos alrededor del tema con la mayoría de los estudios enfocados en algunas especies o en condiciones de estrés específicas. Esta disertación doctoral estudia el papel de la metilación del ADN, uno de los mecanismos epigenéticos más estudiados, en relación con los niveles de tolerancia a estrés por aluminio en plantas de arroz. Esta investigación aborda el problema propuesto a través de varios enfoques: (i) evaluación de marcas epigenéticas preexistentes en genotipos tolerantes y susceptibles de Oryza sativa y Oryza glumaepatula, así como cambios en la metilación del ADN generados en respuesta a la exposición al Al (ii) Evaluación de la expresión diferencial de genes de respuesta al estrés por aluminio; y (ii) correlación de los patrones de expresión ge nica con los cambios en los niveles de metilación del ADN en respuesta al estrés. Los resultados de este estudio representan bases fundamentales para el entendimiento de la epigenética como un factor clave en la respuesta de las plantas a estrés por condiciones abióticas. A partir de estos resultados también se plantean nuevo interrogantes y retos para futuras investigaciones en el campo científico.
Exploración de la regulación postranscripcional por mir-528 en la resistencia del arroz al virus de la hoja blanca
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Ríos Zambrano, Johan Sebastián; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto
Los microRNAs (miRNAs) son transcritos cortos no codificantes que guían el silenciamiento de genes en organismos eucariotas. En plantas, estas secuencias modulan procesos de desarrollo, diferenciación y señalización celular, además, juegan un papel importante en la respuesta a estreses abióticos y bióticos. El arroz (Oryza sativa L.), vital para la seguridad alimentaria global, destaca por su alta producción de compuestos bioactivos, vitaminas y minerales. Sin embargo, los daños causados por plagas y enfermedades son una de las restricciones más importantes en su producción. Se estima que sólo la infección por virus genera pérdidas globales en los cultivos de hasta el 1.5% anual y compromete hasta un 50% de su rendimiento productivo en el continente asiático. La hoja blanca es una enfermedad que afecta significativamente a los países productores de arroz en América latina, su agente causal es el Virus de la Hoja Blanca (RHBV), cuyo vector (Tagosodes orizicolus Müir) facilita la rápida dispersión en los sistemas de cultivo. Aunque existen variedades con mayor tolerancia al RHBV, aún no se han dilucidado los mecanismos de resistencia al mismo. El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo explorar la regulación postranscripcional ejercida por miR-528 en el genotipo Fedearroz-2000, sobre potenciales genes blanco para elucidar mecanismos puntuales asociados a la resistencia al virus de la hoja blanca en arroz. Los resultados de este ensayo evidencian como el gen precursor de miR-528 tiende a estar sobreexpresado en condiciones de infección por RHBV, sugiriendo su participación en los mecanismos de respuesta ante estreses bióticos y otros módulos de resistencia.
Exploración de los mecanismos moleculares relacionados con el rol antioxidante y el potencial antiproliferativo de extractos obtenidos de subproductos de la industria azucarera
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Molina Cortés, Andrea; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto; Tobar Tosse, Henry Fabián
En un contexto social cada vez más orientado hacia el desarrollo sostenible, el uso racional de los recursos naturales y la minimización de impactos negativos al medio ambiente, la investigación aplicada ha experimentado un notable avance para abordar problemáticas relacionadas con la transformación de materias primas a nivel industrial y su inevitable generación de residuos. La incorporación de principios propios de la investigación científica ha conducido a la formulación de estrategias integradoras y holísticas para darle a estos materiales residuales una segunda oportunidad para ser aprovechados en función de sus potencialidades. En este marco de referencia, el presente trabajo doctoral está alineado con la creciente tendencia hacia la sostenibilidad y la revalorización de subproductos agroindustriales. A través de la implementación de un enfoque interdisciplinario que combina elementos de la química analítica, la biología celular, la biología molecular y la bioinformática, este estudio ofrece un valioso entendimiento de la versatilidad y el potencial terapéutico de dos subproductos aparentemente descartables de la agroindustria de la caña de azúcar: las melazas y las vinazas. Al evaluar las características fisicoquímicas y los efectos biológicos de extractos derivados de estas dos fuentes, se busca comprender los aspectos mecanísticos que podrían conferirles un importante valor científico con posibles aplicaciones futuras. En este sentido, el objetivo principal de esta investigación consistió en explorar los mecanismos moleculares subyacentes al rol antioxidante y al potencial antiproliferativo de extractos obtenidos a partir de la melaza y la vinaza de caña. Como primer paso para alcanzar este objetivo, se procedió a la caracterización fisicoquímica de ambos subproductos. Posteriormente, se sometieron a un proceso de extracción en fase sólida, del cual se derivaron dos fracciones por cada subproducto: una fracción metanólica, que se esperaba contuviera principalmente compuestos fenólicos (PCs), y otra fracción acuosa, en la cual estarían presentes compuestos inducidos por el calor (HICs). Cada fracción se caracterizó en términos de su contenido de compuestos antioxidantes totales, capacidad antioxidante in vitro y perfil de compuestos de interés. La identificación tentativa de estos compuestos se realizó aplicando técnicas de cromatografía líquida (LC) y de gases (GC) acopladas a espectrometría de masas de alta resolución (MS/MS). En consecuencia, los PCs fueron identificados en los extractos metanólicos por LC-MS/MS, mientras que los extractos acuosos se procesaron por GC-MS/MS para determinar su composición de compuestos volátiles generados térmicamente (HICs). Los resultados de esta caracterización fisicoquímica confirmaron que tanto la melaza como la vinaza de caña son ricas en diversos compuestos bioactivos. En las fracciones metanólicas se encontraron compuestos como el ácido p-cumárico, el schaftósido, el ácido clorogénico y el ácido feruloilquínico; mientras que en los extractos acuosos se identificaron compuestos como la DDMP, el 1-butoxi-2-propanol, el ácido isociánico, el 3,4-dimetoxifenol y la 1,6-anhidro-beta-D-glucopiranosa. A pesar de estas diferencias composicionales, los análisis demostraron que el tipo de subproducto no influyó significativamente en los contenidos de compuestos antioxidantes totales, por lo que estos hallazgos posicionan a la melaza y la vinaza de caña como materiales con cualidades antioxidantes comparables. Tras el análisis químico de los extractos, se realizó la determinación de sus efectos biológicos en un contexto celular específico. Para ello, se examinó la respuesta antiproliferativa de células NIH-3T3 tratadas con los extractos más sobresalientes del paso anterior. Como resultado de estos ensayos, se seleccionaron los cultivos celulares con la mejor respuesta diferencial a los tratamientos aplicados, y se realizó la respectiva evaluación de los cambios en los patrones de expresión génica. Para este fin, se realizó un estudio transcriptómico comparativo aplicando técnicas de secuenciación por RNA-Seq para identificar los transcritos diferencialmente expresados. Con los datos obtenidos se implementó un flujo de trabajo bioinformático que incluyó la anotación funcional de los genes basada en ontologías génicas, un análisis de enriquecimiento funcional mediante las rutas metabólicas de la base de datos KEGG, y un análisis de redes de interacción proteína-proteína. A través de esta metodología se evidenció una influencia notable de los extractos en la proliferación celular. A nivel molecular, los resultados revelaron modificaciones significativas y generalizadas en la expresión génica de procesos biológicos, componentes celulares, funciones moleculares, rutas metabólicas y redes de interacción proteica relacionadas con la matriz extracelular y la membrana citoplasmática. Algo destacable de estos hallazgos, fue que, aunque los conjuntos de genes diferencialmente expresados variaron en cada caso, se encontró que los extractos provenientes de ambos subproductos evaluados afectaron casi los mismos eventos celulares de una forma dependiente del tiempo. Posteriormente, se examinó la influencia de los extractos sobre marcadores moleculares característicos de los procesos de ciclo celular y apoptosis mediante análisis de expresión génica por qPCR. Como producto de estas pruebas se detectaron disminuciones significativas en la expresión de genes reguladores maestros del ciclo celular tales como CCNA1 y CCNB1, los cuales desempeñan un rol esencial en la progresión de las fases S, G2 y M. Aunque se observaron cambios en la transcripción de genes relacionados con la apoptosis, no fue posible confirmar que las células hubieran desplegado completamente una muerte programada por vía mitocondrial. Estos hallazgos, junto con la pérdida de viabilidad celular observada en los ensayos antiproliferativos, plantean la necesidad de emprender estudios adicionales para investigar otros tipos de muerte celular. Considerando las afectaciones observadas sobre el ciclo celular y la apoptosis en la línea celular NIH-3T3, se replicó un estudio semejante en células cancerosas de la línea HT-29. Los resultados obtenidos en este contexto neoplásico reflejaron similitudes significativas con los hallazgos previamente observados en las células no cancerosas; de aquí que se pudieran demostrar las propiedades antiproliferativas de los extractos para los dos entornos celulares estudiados. A la luz de los resultados globales de esta tesis doctoral, se ha proporcionado evidencia relevante que demuestra las posibilidades que las melazas y vinazas de caña pueden ofrecer como fuentes de compuestos biológicamente activos. La capacidad antioxidante inherente de estos extractos, respaldada por la presencia de PCs y HICs, sugiere su utilidad en la prevención del daño celular inducido por radicales libres. Adicionalmente, el impacto en la proliferación celular plantea perspectivas interesantes para el futuro diseño de terapias antiproliferativas, incluso en el ámbito oncológico. Aunque persisten interrogantes sobre los mecanismos tras los efectos observados, este estudio establece los cimientos para investigaciones posteriores en esta dirección. Finalmente, esta investigación demuestra lo prometedor que puede resultar el uso de subproductos industriales para aprovechar sus cualidades como fuente de agentes bioactivos. Además de los beneficios ambientales y económicos que podrían derivarse de esta revalorización, los hallazgos obtenidos tienen el potencial de impulsar avances científicos significativos en los campos de la medicina y la biotecnología.
Exploring the macrophage response to leishmania infection: immunometabolism and pathway biocuration
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2021) Murillo Silva, Julieth Irene; Gómez, María Adelaida; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto
La Leishmaniasis es una inmunopatología de carácter pro-inflamatorio desarrollada como consecuencia de la infección con parásitos de Leishmania. Éstos residen y se replican en los macrófagos, células fagocíticas a cargo de la eliminación de microbios intracelulares. Como en toda infección microbiana de similar naturaleza, la resolución de la Leishmaniasis implica dos eventos claves. Primero, una activación transitoria de la respuesta pro-inflamatoria que potencie la función microbicida del macrófago, seguido de una respuesta amortiguadora que permita la expresión de los mecanismos reparadores de tejido. A esto le sigue una respuesta anti-inflamatoria a más largo plazo, que permite la expresión de los mecanismos de reparación tisular. En la infección sintomática con Leishmania, los procesos microbicidas en el macrófago no se activan eficientemente incluso en condiciones altamente proinflamatorias. ¿Qué explica la incapacidad del macrófago para responder a estas señales? En inmunopatologías análogas se conoce que los macrófagos tienen la capacidad de reprogramar manera de dinámica funciones inmunológicas y metabólicas después de su exposición a estímulos pro-inflamatorios. Éste fenómeno ha sido propuesto o estudiado en la Leishmaniasis. La principal hipótesis de mi trabajo de investigación doctoral es que en macrófagos infectados con Leishmania, rutas inmunometabólicas son reprogramadas de manera dinámica después estímulos pro-inflamatorios. Dependiendo del programa inmunometabólico, el macrófago favorece o no, la supervivencia del parásito. Mi trabajo derivó dos principales contribuciones científicas en este tema.A partir de datos de RNA-seq, análisis de enriquecimiento y una extensiva revisión de la literatura, caractericé las rutas involucradas en el inmunometabolismo del macrófago a las 24 horas de la infección con Leishmania. (2) Complementariamente, datos de transcriptómica y modelamiento matemático, me permitieron construir un modelo de la reprogramación que sufren rutas del inmunometabolismo del macrófago durante las primeras 24 horas de infección. En resumen, encontramos que: durante las primeras horas de la interacción Leishmania-macrófago, la célula hospedera activa una fuerte respuesta inflamatoria, así como oxidativa, evidenciada por la expresión de factores de transcripción, citoquinas, enzimas productoras de ROS (especies reactivas de oxígeno), entre otros. Adicionalmente, la bioenergética de la célula hospedera se sostiene principalmente en glicólisis, a diferencia de fosforilación oxidativa en mitocondria durante condiciones basales (sin infección). No obstante, mecanismos amortiguadores de éstas respuesta son en su mayoría activados paralelamente. Hacia las 24 horas de la infección, el macrófago presenta un perfil predominantemente antinflamatorio, anti-oxidativo y con una bioenergética de tipo basal. Éstas son precisamente las condiciones que favorecen la supervivencia del parásito. En el capítulo 1 ofrecemos una descripción detallada de las interacciones moleculares que sostienen este perfil. Esperamos que esta red molecular sirva como punto de partida para identificar nodos de intervención clave en la reversión de permisividad del macrófago a la infección. Adicionalmente, esperamos que la parametrización y estructuración del modelo matemático, discutido en el capítulo 2, motive tanto experimentos in silico como ex vivo/in vitro, para estudiar el sistema en presencia de estímulos pro-inflamatorios, factores moleculares secretados por el parásito, entre otros escenarios. Nuestro trabajo además tiene una tercera contribución científica. También nos propusimos abordar el problema de extraer información biológica significativa de los datos de RNA-seq en el contexto de la Leishmaniasis. Consideramos que muchos de los transcriptomas disponibles de macrófagos infectados con Leishmania están subexplotados para explorar mecanismos que trasciendan los mecanismos clásicos de estudio en la Leishmaniasis. Para esto, construimos el primer repositorio de rutas de señalización de importancia en la Leishmaniasis, en la base de datos publica Reactome. En el capítulo discutimos la importancia de estructurar la representación de procesos biológicos teniendo en la cuenta el contexto de la inmunopatología de esta enfermedad. Así, nosotros agrupamos rutas de señalización según su participación en: internalización del parásito, inducción de respuesta pro-inflamatorias e inducción de respuestas anti-inflamatorias que favorecen la supervivencia del parásito. Las rutas de señalización con las que inicializamos “Leishmania infection pathways” son de alta importancia en el control de la infección, con base en la literatura reciente. Tras reanalizar datos de transcriptómica previamente publicados,mostramos cómo nuestra base de datos potencia el discernimiento de mecanismos moleculares subyacentes a alguna de las categorías mencionadas, que no fueron reportados en los estudios originales. Por ejemplo, la ruta de señalización ADORA2B, contribuye al mantenimiento de un perfil antinflamatorio en macrófagos infectados con Leishmania. Esto es posible a través de la cascada de señalización que conduce a la producción de la interleucina 10. En general, esperamos que la comunidad científica en Leishmaniasis, haga uso y contribuya a la expansión de este repositorio, y así acelerar nuestro entendimiento de la biología de la infección. En conjunto, en este trabajo de investigación doctoral se integra el uso de herramientas computacionales y datos ómicos para realizar un análisis comprensivo de la respuesta del macrófago a la infección con parásitos de Leishmania.
Reconstrucción, modelamiento y caracterización de la red de regulación del gen Plk1 involucrada en el proceso de inestabilidad genómica
(Pontificia Universidad Javeriana de Cali, 2021) Suescum Holguin, Jason; Clavijo Buriticá, Diana Carolina; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto
La inestabilidad genómica describe una tendencia a acumular alteraciones en el genoma que es comúnmente encontrada en las células cancerígenas, razón por la cual, fue reconocida como una de las diez marcas distintivas del Cáncer, promoviendo su aparición y desarrollo. Recientemente las dinámicas detrás de los eventos de inestabilidad genómica han cobrado relevancia gracias a su vinculación con genes y mecanismos celulares específicos, los cuales se presentan como nuevas y potentes alternativas terapéuticas para la enfermedad. En este contexto, estudios anteriores encontraron al gen plk1 como un candidato a inestabilidad genómica, sin embargo, los mecanismos mediante los cuales el gen y su desregulación podrían inducir eventos de inestabilidad genómica no estaban del todo claros. Con el objetivo de dilucidar los mecanismos, circuitos génicos y proteínas involucradas en los eventos de inestabilidad genómica promovidos por PLK1 se adoptó una aproximación novedosa que involucra la reconstrucción y el modelamiento de la red de regulación del gen plk1 con un énfasis en nueve procesos involucrados en el mantenimiento de la estabilidad del genoma en los que participa el gen. Posteriormente se realizó un modelamiento matemático de la red de regulación bajo una aproximación cinética de ley de acción de masas para generar un modelo con 1030 reacciones y 716 especies biológicas. Las simulaciones permitieron identificar tres circuitos de interacción entre proteínas que pueden potencialmente inducir un evento de inestabilidad genómica como producto de la desregulación de PLK1. Adicionalmente, se identificaron una serie de proteínas previamente asociadas a inestabilidad genómica dentro de los circuitos propuestos que pueden amplificar el evento de inestabilidad genómica y como novedad se postula a las proteínas KIF2C e INCENP como candidatas a participar en el proceso de inestabilidad genómica.
Visión artificial aplicada al crecimiento de Lactuca sativa modificando ciclos de luz artificial
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2021) Ílamo Sarria, Julián Alejandro; Tobón Llano, Luis Eduardo; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto
Los métodos tradicionales utilizados para hacer el cálculo de biomasa de una planta implican la destrucción de la planta para hallar su peso fresco y su peso seco, y una vez obtenidos estos datos, determinar su biomasa. Sin embargo, si se busca conocer el desarrollo de una planta sin destruirla, debe recurrirse al análisis de imágenes para hallar relaciones entre variables, que permiten calcular los indicadores de desarrollo de crecimiento, como: área, peso fresco, peso seco y biomasa. En este trabajo, se hizo el diseño e implementación de un sistema de monitoreo que por medio del análisis de imágenes obtiene algunos indicadores de desarrollo de crecimiento. También, se ajustaron luces LED azules y rojas dentro del sistema, las cuales tienen la longitud de onda que estimulan los fotorreceptores, y se configuró el fotoperiodo en 18 h día, 6 h noche. Así pues, con este sistema, se realizó el seguimiento del crecimiento de un cultivo de plantas Lactuca sativa: Black Seed Simpson, en un lapso de 20 días. Dicha planta tiene características morfológicas favorables como el fotoperiodo, su corto ciclo de vida y longitudes de onda para la fotosíntesis. Para el análisis de la imagen del cultivo, se utilizó PlantCV como software para separar la planta y, posteriormente, se hizo un script que a partir de la imagen obtenida por PlantCV, se obtuvieran los indicadores de desarrollo de crecimiento. Estos índices pudieron calcularse gracias al ajuste de datos realizado con una regresión lineal y con el interpolador cúbico de Hermite, utilizando los datos obtenidos de los pesajes del cultivo después de los 20 días de crecimiento. Paralelamente, mientras crecía el cultivo dentro de este sistema, se creció un cultivo bajo luz blanca con un fotoperiodo de 12 h día y noche para comparar los resultados de ambos cultivos al final del experimento. Finalmente, los resultados obtenidos de la comparación entre los cultivos que crecieron bajo distintas condiciones mostraron que el cultivo que creció bajo fotoperiodo de 12 h día y noche tuvo un mejor desarrollo morfológico con menor intensidad lumínica que el del otro cultivo, el cual crecía a un fotoperiodo de 18 h día, 6 h noche.

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