De genomas y asociaciones supramoleculares

Entre sus varios proyectos, la Universidad Regional Amazónica IKIAM cuenta con aquellos que se están ejecutando a través de los denominados Fondos Semilla.

Estos tienen la finalidad de incentivar la presentación de propuestas de investigación por parte de los investigadores de la universidad, que se enmarcan dentro de las áreas estratégicas de IKIAM: Cambio global, Soberanía y Seguridad Alimentaria, Salud Pública, Agua y Energía y Educación. 

Se espera que los proyectos de los Fondos Semilla, cuyo monto promedio asciende a 40.000 USD por cada uno, generen resultados que puedan servir de insumo para propuestas de proyectos de alcance de investigación como a nivel financiero. Al momento, los proyectos en ejecución pertenecen a la primera convocatoria de este financiamiento; uno de ellos es GEAS.

GEAS es el nombre que, por sus siglas, ha tomado el grupo de investigación sobre Genomas y Asociaciones Supramoleculares. La química supramolecular es la rama que estudia las interacciones no covalentes entre macromoléculas; es decir, las interacciones eléctricas que no forman enlaces químicos.

El estudio de las interacciones no covalentes es crucial para comprender numerosos procesos biológicos. A menudo, estos sirven de inspiración para realizar investigación en química supramolecular. Las áreas de investigación de GEAS se dividen en cinco temáticas:

a)  Virología de fagos endémicos de la Amazonía ecuatoriana

Tiene como meta la creación de protocolos estudiantiles de investigación con base en el estudio profundo de los virus – fagos que viven en silencio en los biomas que rodean a IKIAM. Los fagos son virus que infectan a las bacterias, por lo que el estudio de sus genomas es trascendental para el desarrollo de fármacos o bien de péptidos con funciones biológicas de interés industrial. Este programa se conoce popularmente como “Karate de fagos” ya que para su avance se utiliza etapas con colores relacionados con los cinturones usados en el Karate – Do.

b) Biomineralización de cascarones de huevo de aves y reptiles

La formación de minerales dentro de los sistemas biológicos (biomineralización) ha recibido fuerte atención, debido a que ha servido de guía para desarrollar materiales para construcción sostenible, implantes de nueva generación y materiales extra livianos de gran resistencia, entre otras innovaciones .En el proyecto “El cascarón de huevo como modelo para el desarrollo de membranas avanzadas”, se está conformando un grupo de investigación estudiantil que se enfoca, desde el punto de vista bioquímico y de ciencia de materiales, en entender los mecanismos de la formación de cascarones de huevo. También, se trabaja en una estrategia para sintetizar estos materiales en una planta automatizada de bioreactores con membrana (BRM), que permitirá evaluar, en tiempo real, las propiedades de la membrana – cascarón que se desarrolla en su interior. Este proyecto se encuentra patrocinado por los fondos semilla de IKIAM.

c)    Biopelículas – biofouling

Las biopelículas son comunidades bacterianas heterogéneas en las que se llevan a cabo fenómenos de importancia biológica (descripción) e ingenieril (aplicación).

El estudio sistemático de la comunicación bacteriana y sus estrategias para colonizar superficies permitirá la creación de tecnologías vivientes. Debido a que las biopelículas constituyen un material polimérico extracelular producido por algunas bacterias u otras células, se pretende utilizar estos sistemas como inspiración para crear nuevos materiales. Caso similar lo constituye el biofouling, que se refiere a la acumulación no deseada de biopelículas en sistemas ingenieriles, el cual es un problema persistente en plantas de BRM que depuran drenaje urbano. El estudio de ambos sistemas (biopelículas – biofouling) permitirá avanzar hacia el desarrollo de tecnologías vivientes, ya que ambos son matrices fluidas con mecanismos de control bacteriano que aún no han sido definidos en su totalidad.

d) Diseño de membranas a través de biomimética de tejido mineralizado

Esta área constituye la integración conceptual de las líneas del grupo descritas anteriormente, es decir, utilizar los mecanismos biológicos para desarrollar materiales de aplicación ingenieril inmediata. El material que se tiene en foco para desarrollo industrial lo constituyen las membranas de matriz mixta (MMM), es decir membranas orgánico – inorgánicas utilizadas para la separación de corrientes líquidas y gaseosas. El modelo biológico para desarrollar MMM lo constituye el cascarón de huevo.

Como parte de los proyectos semilla, el componente b) de GEAS – IKIAM considera fundamental en su desarrollo la participación activa de los estudiantes, que fueron reclutados durante la primera semana de mayo de 2015, conformándose así un grupo de 25 estudiantes, que fueron agrupados en cinco equipos de vinculación, denominados “Evis”.

Los estudiantes, a través de sus Evis, se encuentran participando activamente en un taller de formación de cuadros, en el cual se realizan actividades de campo y se discuten investigaciones y reportes académicos relacionados con las áreas de investigación de GEAS. El Dr. Miguel Robledo, docente que lidera este proyecto semilla, dio más detalles sobre el taller:

“Los trabajos se han dividido en dos etapas. La primera, ya desarrollada, tuvo como tema principal el fenómeno de la biomineralización, discutiéndose a profundidad varias publicaciones científicas relacionadas con la formación de cascarones de huevo en aves y reptiles, dentro de lo cual los estudiantes incorporaron conceptos novedosos a su formación de pregrado.  La segunda etapa, que se encuentra en desarrollo, se enfoca en el entrenamiento físico y mental en base a expediciones y análisis de textos científicos”, indicó.

GEAS se encuentra en etapa germinal, con la visión de contar con seis proyectos de investigación en etapa operativa y recursos materiales propios obtenidos de agencias locales e internacionales, a inicios del 2017.