Trabajos de investigación EP Genética y Biotecnología

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Actividad profesional en el sector educativo en ciencias en el Colegio Innova Schools, Laderas de Villa
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Ramirez Ramos, Edith Maritza; Garcia Quispes, Wilser Andres
Expone las actividades realizadas en el Colegio Innova Schools, sede Laderas de Villa, utilizando recursos didácticos y tecnológicos para la enseñanza de la biología para ser el puente de aprendizaje entre los estudiantes sin necesidades especiales y estudiantes que cuenten con necesidades especiales, como el trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH), para la comprensión del curso de “Ciencias”. En el trabajo se comprueba que el fomento de la autonomía y autoevaluación cooperativa para el aprendizaje exitoso en el curso de ciencias en el colegio, mediante el desarrollo de habilidades de autorregulación, la orientación constante al estudiante, y la realización de ajustes pertinentes según sea la necesidad de la actividad académica en el avance de los estudiantes debe estar en constante monitoreo para su propio progreso. Para lo cual, en base a la metodología Aprendizaje Colaborativo (AC) se contempla todos los desafíos individuales y colectivos en los estudiantes siendo evaluados todo el año en actividades específicas en el aula, tomando en cuenta la autoevaluación reflexiva con temas cotidianos, la formulación de una hipótesis, la relación del cambio climático con la desaparición de ecosistemas, el impacto de las ciencias para la cura de nuevas enfermedades en la historia peruana y la relación de buenos hábitos alimenticios para una vida saludable.
Análisis comparativo de perfiles de expresión de miARNs en el endometrio durante la ventana de receptividad: Una revisión sistemática
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Arcos García, Yvonne Mariana; Sandoval Peña, Gustavo Adolfo
La infertilidad es una condición que afecta tanto la salud reproductiva como el bienestar psicosocial de millones de personas. A lo largo del tiempo, se han realizado numerosos esfuerzos con el objetivo de optimizar los tratamientos disponibles para este problema, sin embargo, las tasas de éxito aún no son muy altas. A pesar de ello, diversos estudios en torno al endometrio han permitido caracterizar el momento idóneo para establecer un embarazo, durante el cual hay una comunicación sincrónica con el embrión que permitiría su implantación y progresión: el estado receptivo. Por este motivo, el objetivo de este trabajo fue realizar un análisis comparativo de los perfiles de expresión de miARNs a partir de estudios reportados para biopsias de tejido y fluido endometrial durante la ventana de receptividad, con la finalidad de identificar de forma preliminar miARNs característicos de este periodo. Para ello, se realizó una revisión sistemática de literatura en la que se reportaban los perfiles de expresión de miARNs del endometrio receptivo, posteriormente se cotejaron de forma cualitativa en búsqueda de un consenso cuyos resultados se analizaron in silico mediante el uso de herramientas bioinformáticas, adicionalmente se diseñaron cebadores para estas secuencias. Los resultados mostraron a miR-199-5p y miR-345-5p como los miARNs más expresados entre los estudios evaluados para biopsias de endometrio como de fluido endometrial, las cuales estarían involucradas en procesos claves como la remodelación del endometrio a través de la decidualización, así como la angiogénesis y proliferación celular. Por lo tanto, se concluye que estas biomoléculas se podrían emplear para el desarrollo de técnicas de diagnóstico menos invasivas, no obstante, se sugiere validar los resultados de forma empírica.
Análisis genómico de la cepa patógena Salmonella enterica serotipo Enteritidis aislada de una granja avícola en Lima: virulencia y resistencia antimicrobiana
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Rodríguez Cueva, Carmen Lizeth; Maturrano Hernández, Abelardo Lenin
Las zoonosis originadas por bacterias constituyen el segundo mayor grupo de microorganismos asociados a infecciones epidémicas con un fuerte impacto en la salud pública en todo el mundo. En el Perú, existen reportes recientes de Salmonelosis provocadas por Salmonella enterica serotipo Enteritidis (S. Enteritidis), una bacteria patógena zoonótica transmitida a humanos mediante el consumo o contacto con productos y animales contaminados. Debido a su potencial virulento, el presente trabajo de investigación tiene como finalidad realizar el análisis genómico de una cepa de S. Enteritidis aislada de una granja avícola de Lima (cepa SMVET14), para identificar los factores genéticos involucrados en la virulencia de este patógeno y genes de resistencia a antibióticos en el genoma que le confieran capacidad para generar brotes epidémicos en animales de granja y poblaciones humanas. En este estudio, el genoma de S. Enteritidis cepa SMVET14 se sometió a un análisis in silico el cual comenzó con el análisis de cobertura, calidad y limpieza de los datos generados por el secuenciamiento con BBMap, FASTQC y Trimmomatic, respectivamente. Las lecturas fueron ensambladas usando dos softwares SPAdes y Velvet, y se contrastó la calidad de ambos ensamblajes utilizando QUAST. Se escogió el ensamblaje generado por SPAdes, el cual generó 25 contigs con una cobertura promedio de 81.26, un tamaño del genoma de 4701879 bp (4.71Mb), y un contenido de %GC fue 52.13%. La anotación génica con Prokka mostró 4513 genes de los cuales 4421 fueron secuencias codificantes (CDS) y 94 ARN. La tipificación de la cepa se realizó con MLST y fue asignada al ST11. Por otro lado, el mapeo genómico y el análisis filogenómico mostró que la cepa SMVET14 está estrechamente relacionada con las cepas P125109 y 17927, ambos implicados en brotes epidémicos de Salmonelosis. Asimismo, se identificaron 105 factores de virulencia, siendo principalmente asociados al sistema de secreción tipo III (TTSS) y a adherencia celular. También, se identificaron 6 genes de resistencia a antibióticos que son utilizados en primera línea en el tratamiento en humanos y animales. Ademas, se identificó el plásmido pSEN de 3 59.350 kb característico de esta especie. Por último, con el servidor PHASTER se identificaron 2 secuencias profagos intactos, incluyendo Gifsy_2 y Salmon_118970_sal3. Por lo tanto, se logró la caracterización e identificación de los factores de virulencia y resistencia dentro del genoma de S. Enteritidis cepa SMVET14 con potencial de generar brotes epidémicos.
Análisis in silico de genes relacionados a la ruta de flavonoides en la fibra del algodón nativo de color (Gossypium barbadense)
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Espinoza Jara, Ana Belén; Estrada Jiménez, Rolando Víctor
A nivel mundial, existe la problemática de la contaminación ambiental, una de las industrias involucradas es la textil, la cual utiliza colorantes artificiales y otros químicos para la producción de diversos tipos de telas (Tkaczyk et al., 2020). Una opción sostenible es el uso de fibras vegetales que posean coloraciones naturales diversas para reducir los deshechos de las fábricas y el costo de producción. Se conoce que los colores observados en las plantas (pétalos, fibras, etc.) se deben a la producción de metabolitos secundarios de flavonoides y que, dependiendo de la clase de flavonoides producida, la estructura vegetal obtendrá un tipo de coloración (WinkelShirley, 2001; Jaakola et al., 2002; Grotewold, 2004). En el caso del algodón, la especie Gossypium hirsutum ha sido estudiada con mayor profundidad debido a que produce una gran cantidad de fibras blancas delgadas y largas, además puede producir fibras de color verde y marrón en diferentes tonalidades (Kohel, 1985); por lo que la comunidad científica se vio interesada e investigó la vía de biosíntesis de flavonoides (VBF) encontrando que 4 genes son los principales involucrados en la producción de color en la fibra: GhCHS, GhC4H, GhF3’H y GhF’3’5H (Feng et al., 2013; Feng et al., 2014), también se identificó el gen GhDFR (Xiao et al., 2007). Otra especie de algodón comercial es Gossypium barbadense, la cual produce fibras blancas de alta calidad (Pima y Tangüis); sin embargo, también produce fibras de colores, siendo más diverso que G. hirsutum, puesto que posee el color rojo, marrón, crema, beige y fifo (Chaudhry, 1992; Carvalho et al., 2014). Esta diversidad de colores lo posee Perú y esta especie es comúnmente conocida como algodón nativo de color (ANC); sin embargo, ha sido dejada de lado en su conservación debido a que sus fibras de colores presentan longitud corta y son gruesas, por lo que no compiten con las fibras blancas de G. hirsutum ni con las variedades Pima y Tangüis (Lopez et al., 2018). Por lo cual, actualmente solo es conservada en la agricultura familiar de manera ex situ (MINAM, 2013; Edison & Nilton, 2015). Esta especie ha sido estudiada principalmente por su resistencia a estrés biótico y abiótico (Guo et al., 2016; Zu et al., 2019; Abdelraheem et al., 2019; Quin et al., 2004). Las fibras de colores naturales necesitan pocos o ningún procesamiento de secado durante el proceso de fábrica, lo cual reduce costos y la eliminación de residuos de colorantes tóxicos (Yatsu et al., 1983; Dutt et al., 2004). Además de tener un impacto económico y ambiental, ha tenido un impacto positivo en la prevención de enfermedades de la piel y en la protección a los rayos UV; por lo tanto, el ANC es una opción de alto potencial para una industria textil más sostenible (Günaydin et al., 2019; Vreeland, 1999). No obstante, existe una falta de estudio de la VBF en G. barbadense, por lo que el presente trabajo plantea un análisis in silico de genes involucrados en la VBF en G. barbadense para aportar un conocimiento teórico a la comprensión de dicha vía. De igual manera los datos obtenidos proporcionarían mayor comprensión de la historia evolutiva en el género Gossypium de enzimas metabólicas involucradas en la biosíntesis, modificación, transporte, secreción, regulación transcripcional y quimiodiversidad, lo cual asistiría en la ingeniería de vías metabólicas especializadas para producir metabolitos deseados con gastos mínimos de energía (Ahad et al., 2015).
Caracterización morfológica y molecular de esporas de mixosporidios aisladas de Chirodactylus variegatus “pintadilla” en Perú
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Mayta Quispe, Kimberly Cynthia; Chero de la Cruz, Jhon Darly
Se describe una nueva especie de Henneguya Théloham, 1892 (Myxoporea: Bivalvulida: Myxobolidae) que se encuentra en el estómago de Chirodactylus variagatus Valenciennes, 1833 “pintadilla” (Centrarchiformes: Latridae), pez de importancia económica en la pesquería artesanal peruana. Morfológicamente, Henneguya chirodactyli n. sp. se diferencia de las otras especies por la combinación de dimensiones de las mixosporas, el número de vueltas de los filamentos polares y una envoltura externa presente en el cuerpo de las esporas (Tabla 2). El análisis filogenético basado en secuencias del gen 18S rRNA ubica a esta nueva especie como hermana de H. lagunensis de Azevedo, Negrelli, De Oliveira, Abdallah, Camara, Matos & Vieira, 2021. Además, esta especie se ubica en un clado compuesto por doce especies de Henneguya y uno de Myxobolus Bütschli 1882, que se encuentra en peces marinos. Es el primer estudio realizado con un enfoque integrador que emplea herramientas morfológicas y moleculares para la descripción de una especie de Henneguya de un ambiente marino peruano.
Diseño de un candidato vacunal multiepitópico contra Bartonella bacilliformis por inmunoinformática
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2022) Rivera Asencios, Damaris Belen; García de la Guarda, Ruth Hortensia
Construye y optimiza in silico un candidato vacunal multiepitópico contra Bartonella bacilliformis. Selecciona los mejores epítopos de células B y T correspondientes a proteínas de membrana externa y asociadas a la virulencia. Construye dos candidatos vacunales para realizar la caracterización fisicoquímica y predicción estructural mediante herramientas bioinformáticas. Ejecuta la simulación de dinámica molecular de dos candidatos vacunales. Selecciona el mejor candidato vacunal y efectuar el docking molecular con el TLR4/MD2. El presente estudio, emplea una metodología basada en Inmunoinformática y se ha seleccionado minuciosamente epítopos con potencial capacidad de inducir una respuesta inmune celular y humoral. Se concluye que se ha logrado conformar dos constructos vacunales contra B. bacilliformis basados en dichos epítopos.
Diseño y evaluación in silico de un modelo de bacterioterapia basada en Salmonella entérica atenuada como acarreador de fucoidan de algas pardas
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2022) Magaño Bocanegra, Kevin Jorge; Colona Vallejos, Erasmo Honorio
El adenocarcinoma ductal pancreático (ACDP) constituye el 90% de los casos de cáncer de páncreas y se sitúa como la cuarta causa principal de muerte relacionada a cáncer. Este se caracteriza por su agresividad, resistencia, rápida progresión y notable desmoplasia que impide la correcta perfusión de drogas, radiación y células inmunitarias. El objetivo del presente trabajo fue diseñar y evaluar un modelo de bacterioterapia basada en Salmonella enterica atenuada como acarreador de fucoidan de algas pardas. La elaboración del modelo teórico planteado se realizó a partir de la revisión bibliográfica de diversas bases de datos, mientras que para la evaluación in silico se hizo uso de herramientas bioinformáticas. El modelo consistió en la expresión de la proteína quimérica ShdA-FLAG-Avidina sobre la superficie de Salmonella Typhimurium χ8768en adheridos a liposomas biotinilados cargados con fucoidan. El modelamiento y optimización de la quimera mostró una aproximación de su estructura global compuesta por el dominio ȕ- barril, el dominio enlazante, el péptido FLAG y la avidina, presentando una óptima calidad estereoquímica. Además, la simulación de inserción de la quimera mostró una profunda penetración en la membrana externa de Salmonella. En conclusión, el modelo de la proteína quimérica-fucoidan constituye una novedosa opción prometedora de bajo costo para el tratamiento del ACDP.
Evaluación de reactividad cruzada de los venenos de las serpientes Crotalus atrox y Trimeresurus puniceus frente al antiveneno botrópico peruano mediante ensayos de inmunoafinidad
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Electo Oshiyama, Jorge Alejandro; Lazo Manrique, Fanny Elizabeth
El accidente ofídico u ofidismo, es considerado una enfermedad tropical desatendida que afecta a las poblaciones rurales de los continentes de Asia, África y América. El único tratamiento científicamente válido para combatir el ofidismo es la administración de un antiveneno, el cual es una mezcla de anticuerpos producidos mediante la inmunización de animales con venenos de serpientes relevantes en la región y este posee la capacidad de neutralizar la actividad tóxica de los venenos con alta eficacia; sin embargo, existe poca disponibilidad de antivenenos en múltiples regiones del mundo, lo cual afecta principalmente a las poblaciones más vulnerables de Asia y África. Frente a esto, diversos estudios reportan que los antivenenos poseen la capacidad de reconocer componentes proteicos de venenos de especies que no han sido utilizadas en su producción, fenómeno conocido como reactividad cruzada y este proceso puede ser aprovechado para extender el alcance de los venenos disponibles, a regiones carentes de antivenenos. El Instituto Nacional de Salud (INS) produce tres antivenenos comerciales los cuales son utilizados para los géneros de serpientes más importantes del Perú. En el presente informe se presenta la utilización del antiveneno botrópico polivalente para la realización de ensayos de reactividad cruzada de los venenos de las serpientes foráneas Crotalus atrox y Trimeresurus puniceus mediante el diseño y aplicación de una metodología de cromatografía de afinidad, con el fin de crear una matriz de inmunoafinidad para estudiar la interacción entre los venenos y sus respectivos antivenenos.
Identificación y distribución de genes asociados a la resistencia a arsénico en bacterias de ambientes marinos a nivel in silico
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Reyes Moreno, César Bryan; Ramírez Roca, Pablo Sergio
La toxicidad y ubicuidad del arsénico ha influenciado en la evolución de los microorganismos modernos, desarrollando mecanismos de respuesta al estrés a arsénico. Sin embargo, hay limitada información de dichos mecanismos a nivel genético en bacterias y su distribución en los ecosistemas marinos y oceánicos a nivel global. Por lo cual, este estudio tiene como objetivo analizar los patrones de distribución de genes asociados a la resistencia a arsénico en bacterias de ambientes marinos y oceánicos usando la base de datos de Tara Oceans y Malaspina 2010. Para ello, se construyó una base de datos de genes asociados a la resistencia a arsénico a partir de la base de datos de NCBI con el fin de compararlo con la base de datos de bacterias de ambientes marinos de las expediciones de Tara Oceans y de Malaspina 2010. Mediante la aplicación de herramientas bioinformáticas como usearch/10.0.240, MMseqs2, python y Rstudio, se identificó 4 tipos de genes asociados a la resistencia a arsénico (arsJ, arsI, arsA y arsB), destacando el gen arsJ con mayor abundancia génica y mayor distribución en diferentes océanos y mares. Según los datos de Tara Oceans, el gen arsJ de Marinobacter sp. se distribuye en 3 océanos (Pacífico, Atlántico e Índico) y en 9 mares de las tres capas oceanográficas de profundidad (capa de agua superficial, capa de máxima clorofila profunda y capa mesopelágica). Adicionalmente, según los datos de Malaspina 2010, el gen arsJ también incrementó su presencia a mayor profundidad oceánica hasta el batipelágico, distribuyéndose en el Océano Pacífico y en el Océano Índico. La presente investigación contribuye a determinar posibles lugares donde hay potencial de biotransformación bacteriana del arsénico a partir de sus genes identificados, que aún debe ser confirmado por futuros ensayos experimentales de biorremediación.
RFLP-inator: identificación bacteriana a partir de simulación in silico de electroforesis de fragmentos de restricción del gen 16S rRNA
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Bedoya Benites, Kiefer Andre; García Quispes, Wilser Andrés
Construye una herramienta que sirva como complemento de las diferentes prácticas experimentales relacionadas con la aplicación de la técnica 16S rRNA PCR-RFLP para su uso en investigación y educación virtual (eLearning). El método de polimorfismos de longitud de fragmentos de restricción (RFLP) del gen 16S rRNA permite la identificación bacteriana utilizando enzimas de restricción que generen patrones de bandas únicos por especie. Por otra parte, el desarrollo de simuladores de técnicas experimentales y laboratorios virtuales ha adquirido una mayor relevancia debido al cierre de muchos laboratorios provocado por el confinamiento a raíz de la pandemia de COVID-19. RFLP-inator (https://kieferbedoya.shinyapps.io/RFLP-inator/) fue desarrollada con el lenguaje de programación R y el paquete Shiny para la elaboración de una interfaz web. La herramienta de software permite la simulación in silico de la técnica RFLP, la identificación bacteriana, la obtención de enzimas de restricción que generan patrones de bandas únicos, y, además, presenta dos funciones complementarias para la elaboración de geles electroforéticos y mapas de restricción. El correcto funcionamiento de cada una de las herramientas de RFLP-inator se validó mediante la reproducción de resultados de investigaciones previas.

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