Optimización de un protocolo de transformación genética mediada por agrobacterium tumefaciens para el mejoramiento de café (coffea arabica l. Var. Catuaí)

Proyecto de Graduación (Bachillerato en Ingeniería en Biotecnología) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Biología, 2014.Coffea arabica L. es un cultivo de gran importancia económica y social. Sin embargo, debido a la homogeneidad genética entre sus variedades, se presenta una susceptibilidad general a plagas y enfermedades. Las técnicas convencionales para el mejoramiento del café requieren un mínimo de treinta años para el desarrollo de un nuevo cultivar, por lo que se propone la ingeniería genética como un método de mejoramiento del cultivo basándose en técnicas como la transformación mediada por Agrobacterium tumefaciens. El objetivo principal de este trabajo es establecer un protocolo de transformación genética mediada por A. tumefaciens en café (Coffea arabica L. var. Catuaí). Para ello, segmentos de hoja y embriones cigóticos se cultivaron con las cepas de A. tumefaciens ATHV y GV3101 transformadas con el plásmido pCAMBIA 1303. Con los explantes transformados se realizó una prueba GUS y se determinó que la mejor transformación genética se obtuvo al utilizar embriones cigóticos y la cepa ATHV::1303. Se realizó una extracción de ADN con los supuestos embriones transformados y se amplificó por PCR un fragmento del gen gfp con el fin de comprobar la transformación eficiente de los mismos. Asimismo, se realizó una PCR para un fragmento del gen virG con los explantes positivos a la amplificación del gen anterior para comprobar que su amplificación no fue debida a contaminación bacteriana. Finalmente se realizó una PCR utilizando cebadores universales para la región 18S en las muestras extraídas para verificar que la calidad del ADN no hubiera interferido en la amplificación del fragmento del gen gfp. En este caso, de las 11 muestras extraídas, 5 amplificaron positivamente para el gen gfp y de éstas, todas resultaron negativas para el gen virG. Todas las muestras amplificaron el fragmento de la región 18S. Se estableció un protocolo de transformación mediada por A. tumefaciens en Coffea arabica L. var. Catuaí, el cual se podrá utilizar posteriormente para conferir resistencia a enfermedades y plaga

Una mirada en el tiempo: mejoramiento genético de café mediante la aplicación de la biotecnología

Introducción. El café (Coffea spp) es uno de los cultivos más importantes a nivel mundial y provee sustento económico a millones de personas en países en vías de desarrollo. Existen más de las 130 especies del género Coffea, pero solo tres son cultivadas comercialmente: Coffea arabica L. (2n=4x=44), Coffea canephora P. (2n=2x=22) y Coffea liberica Bull. (2n=2x=22). Las cuales presentan limitantes para su mejoramiento genético a través de programas convencionales por su carácter perenne y diferencias de nivel de ploidía e incompatibilidad. Además, existen características de importancia como resistencia a plagas o patógenos, que no se encuentran presentes en el germoplasma disponible. Técnicas de ingeniería genética se han utilizado para solventar esta barrera y se han generadoavances significativos durante las últimas décadas. Objetivo. El objetivo del presente trabajo fue proporcionar un panorama de las metodologías y avances en mejoramiento genético a través del tiempo que se han realizado en café,y finaliza con perspectivas sobre el uso de nuevas tecnologías que han surgido en los últimos años. Desarrollo. Elmejoramiento inició con la selección por cruces y retrocruces interespecíficos, para pasar a la selección asistida pormarcadores moleculares. Posteriormente, el cultivo y fusión de protoplastos fue reportado, con el inconveniente en su proceso de regeneración. La ingeniería genética por medio de las técnicas físicas (electroporación y biobalística) y biológicas (A. tumefaciens y A. rhizogenes), ayudó a sobrepasar las limitantes de regeneración, aunque los procesosde optimización aún son laboriosos, por lo que, nuevas tecnologías de edición de genomas como CRISPR-Cas9,pueden solucionar problemas de tiempo y trabajo en el laboratorio para el cultivo. Conclusión. El mejoramiento del café inició hace tres décadas y ha progresado principalmente desde el inicio de las tecnologías transgénicas, y con lasnuevas técnicas de modificación específica de genes, el cultivo se beneficiará en los próximos años

The spatio-temporal organization of mitochondrial F1FO ATP synthase in cristae depends on its activity mode.

F1FO ATP synthase, also known as complex V, is a key enzyme of mitochondrial energy metabolism that can synthesize and hydrolyze ATP. It is not known whether the ATP synthase and ATPase function are correlated with a different spatio-temporal organisation of the enzyme. In order to analyze this, we tracked and localized single ATP synthase molecules in situ using live cell microscopy. Under normal conditions, complex V was mainly restricted to cristae indicated by orthogonal trajectories along the cristae membranes. In addition confined trajectories that are quasi immobile exist. By inhibiting glycolysis with 2-DG, the activity and mobility of complex V was altered. The distinct cristae-related orthogonal trajectories of complex V were obliterated. Moreover, a mobile subpopulation of complex V was found in the inner boundary membrane. The observed changes in the ratio of dimeric/monomeric complex V, respectively less mobile/more mobile complex V and its activity changes were reversible. In IF1-KO cells, in which ATP hydrolysis is not inhibited by IF1, complex V was more mobile, while inhibition of ATP hydrolysis by BMS-199264 reduced the mobility of complex V. Taken together, these data support the existence of different subpopulations of complex V, ATP synthase and ATP hydrolase, the latter with higher mobility and probably not prevailing at the cristae edges. Obviously, complex V reacts quickly and reversibly to metabolic conditions, not only by functional, but also by spatial and structural reorganization.This work was supported by the DFG (INST 190/167-2). K. Busch is associated with the CiM (Cells in Motion cluster, Munster).S

Búsqueda de Genes de Uña de Gato (Uncaria tomentosa) mediante diseño bioinformático de primers basados en los datos obtenidos por microarreglos heterólogos de Arabidopsis thaliana, (II parte).

Proyecto de Investigación (Código: 5401-1510-9801) Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Escuela de Biología. Centro de Investigación en Biotecnología (CIB), 2014Debido a la importancia medicinal de Uncaria tomentosa, se han realizado varias investigaciones referentes a la producción de metabolitos secundarios de dicha planta. Con base a esto surge la necesidad de identificar a nivel genético secuencias que estuvieran relacionadas con metabolismo secundario. Gracias a un proyecto previo se contaba con mucha información que podía ser utilizada para identificar más secuencias de importancia por lo que se planteó este proyecto con el objetivo de obtener secuencias de genes de Uncaria tomentosa mediante diseño bioinformático de imprimadores basados en los datos obtenidos por microarreglos heterólogos de Arabidopsis thaliana. Para lograr los objetivos planteados, se desarrolló un software con el que se puede analizar la información obtenida mediante microarreglos de una forma más eficiente. Por otro lado, se obtuvo el transcriptoma a partir de muestras de ARN y los resultados obtenidos fueron analizados con la herramienta CLC Bio, complementando con otras como Blastx, Primer 3 y BioEdit. Con la información obtenida se diseñaron 4 pares de imprimadores para enzimas de metabolismo secundario y 2 pares de imprimadores para genes constitutivos. Con todos los imprimadores se obtuvieron amplicones que fueron secuenciados a través de la empresa Macrogen. Además, con los datos obtenidos del transcriptoma se elaboró una tabla con posibles secuencias genómicas de U. tomentosa, utilizando el software CLC Bio. Paralelamente se realizaron pruebas de elicitación en plantas in vitro y de invernadero utilizando los hongos Trichoderma sp y Penicillium sp para determinar si el estrés inducido por la presencia de estos microorganismos podría incrementar la producción de metabolitos secundarios. Se realizó una cromatografía de capa fina que parecía indicar que el estrés al que el hongo Trichoderma sp somete a la planta podría estimular la producción de metabolitos secundarios. Como producto de este proyecto, se cuenta con 4 posibles secuencias parciales de genes presentes en el ADN genómico de U. tomentosa que codifican para enzimas de metabolismo secundario así como los imprimadores respectivos para amplificarlos, además de dos pares de imprimadores para posibles genes constitutivos. Por otro lado, se facilitó el manejo de grandes bases de datos como la generada por microarreglos mediante el software E-Pathway. Se cuenta con el transcriptoma analizado y con un manual que servirá de guía para trabajar con los datos generados a partir de transcriptomas de otras especies. Además de 81 posibles secuencias genómicas de U. tomentosa.Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Escuela de Biología. Centro de Investigación en Biotecnología (CIB

Búsqueda de Genes de Uña de Gato (Uncaria tomentosa) mediante diseño bioinformático de primers basados en los datos obtenidos por microarreglos heterólogos de Arabidopsis thaliana, (II parte).

Proyecto de Investigación (Código: 5401-1510-9801) Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Escuela de Biología. Centro de Investigación en Biotecnología (CIB), 2014Debido a la importancia medicinal de Uncaria tomentosa, se han realizado varias investigaciones referentes a la producción de metabolitos secundarios de dicha planta. Con base a esto surge la necesidad de identificar a nivel genético secuencias que estuvieran relacionadas con metabolismo secundario. Gracias a un proyecto previo se contaba con mucha información que podía ser utilizada para identificar más secuencias de importancia por lo que se planteó este proyecto con el objetivo de obtener secuencias de genes de Uncaria tomentosa mediante diseño bioinformático de imprimadores basados en los datos obtenidos por microarreglos heterólogos de Arabidopsis thaliana. Para lograr los objetivos planteados, se desarrolló un software con el que se puede analizar la información obtenida mediante microarreglos de una forma más eficiente. Por otro lado, se obtuvo el transcriptoma a partir de muestras de ARN y los resultados obtenidos fueron analizados con la herramienta CLC Bio, complementando con otras como Blastx, Primer 3 y BioEdit. Con la información obtenida se diseñaron 4 pares de imprimadores para enzimas de metabolismo secundario y 2 pares de imprimadores para genes constitutivos. Con todos los imprimadores se obtuvieron amplicones que fueron secuenciados a través de la empresa Macrogen. Además, con los datos obtenidos del transcriptoma se elaboró una tabla con posibles secuencias genómicas de U. tomentosa, utilizando el software CLC Bio. Paralelamente se realizaron pruebas de elicitación en plantas in vitro y de invernadero utilizando los hongos Trichoderma sp y Penicillium sp para determinar si el estrés inducido por la presencia de estos microorganismos podría incrementar la producción de metabolitos secundarios. Se realizó una cromatografía de capa fina que parecía indicar que el estrés al que el hongo Trichoderma sp somete a la planta podría estimular la producción de metabolitos secundarios. Como producto de este proyecto, se cuenta con 4 posibles secuencias parciales de genes presentes en el ADN genómico de U. tomentosa que codifican para enzimas de metabolismo secundario así como los imprimadores respectivos para amplificarlos, además de dos pares de imprimadores para posibles genes constitutivos. Por otro lado, se facilitó el manejo de grandes bases de datos como la generada por microarreglos mediante el software E-Pathway. Se cuenta con el transcriptoma analizado y con un manual que servirá de guía para trabajar con los datos generados a partir de transcriptomas de otras especies. Además de 81 posibles secuencias genómicas de U. tomentosa.Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Escuela de Biología. Centro de Investigación en Biotecnología (CIB

Taller de Proyecto II - SI646 - 202102

Descripción: El curso de especialidad de Taller de Proyecto II, de las carreras de Ciencias de la Computación (CC), Ingeniería de Software (ISW) e Ingeniería de Sistemas de Información (ISI), es de carácter teórico-práctico y está dirigido a los estudiantes del décimo ciclo. El curso busca desarrollar las competencias generales de comunicación oral y escrita, manejo de la información, ciudadanía y pensamiento innovador. Para CC, las competencias específicas que se desarrollan en el curso son: trabajo en equipos multidisciplinarios, responsabilidad ética y profesional, comunicación efectiva, análisis del impacto de la solución de ingeniería, necesidad de aprendizaje de por vida, aplicación de fundamentos matemáticos, diseño y construcción de sistemas complejos. Propósito: Este curso es importante dentro de la formación de los estudiantes pues permite la aplicación directa de todos los conocimientos adquiridos en ciclos anteriores; es el segundo taller a través de los cuales los estudiantes conjuntamente con los profesores involucrados en los cursos realizan el desarrollo de un Proyecto Profesional final. El taller se desarrolla bajo la aplicación de trabajos por roles. Los estudiantes desempeñan una serie de roles para el análisis, diseño, implementación y producción de un sistema de información que permite ejemplificar muy cercano a la realidad, el trabajo profesional que desarrollarán los futuros egresados. Contribuye con el desarrollo de las competencias generales de comunicación oral, pensamiento crítico, razonamiento cuantitativo, pensamiento innovador a nivel de logro 3 y ciudadanía a nivel de logro 2. Así como las competencias específicas (3) Comunicacicón Efectiva; (4) Responsabilidad ética y profesional; (5) Trabajo en equipos multidisciplinarios; (6) Aprendizaje contínuo y autónomo para la carrera de Ciencias de la Computación. Así como las competencias específicas (3) Comunicacicón Efectiva; (4) Responsabilidad ética y profesional; (5) Trabajo en equipos multidisciplinarios; (6) Análisis y emisión de conclusiones; (7) Aprendizaje contínuo y autónomo para las carreras de Ingeniería de Sistemas de Información e Ingeniería de Software

Taller de Proyecto II - SI646 - 202101

Descripción: El curso de especialidad de Taller de Proyecto II, de las carreras de Ciencias de la Computación (CC), Ingeniería de Software (ISW) e Ingeniería de Sistemas de Información (ISI), es de carácter teórico-práctico y está dirigido a los estudiantes del décimo ciclo. El curso busca desarrollar las competencias generales de comunicación oral y escrita, manejo de la información, ciudadanía y pensamiento innovador. Para CC, las competencias específicas que se desarrollan en el curso son: trabajo en equipos multidisciplinarios, responsabilidad ética y profesional, comunicación efectiva, análisis del impacto de la solución de ingeniería, necesidad de aprendizaje de por vida, aplicación de fundamentos matemáticos, diseño y construcción de sistemas complejos. Propósito: Este curso es importante dentro de la formación de los estudiantes pues permite la aplicación directa de todos los conocimientos adquiridos en ciclos anteriores; es el segundo taller a través de los cuales los estudiantes conjuntamente con los profesores involucrados en los cursos realizan el desarrollo de un Proyecto Profesional final. El taller se desarrolla bajo la aplicación de trabajos por roles. Los estudiantes desempeñan una serie de roles para el análisis, diseño, implementación y producción de un sistema de información que permite ejemplificar muy cercano a la realidad, el trabajo profesional que desarrollarán los futuros egresados. Contribuye con el desarrollo de las competencias generales de comunicación oral, pensamiento crítico, razonamiento cuantitativo, pensamiento innovador a nivel de logro 3 y ciudadanía a nivel de logro 2. Así como las competencias específicas (3) Comunicacicón Efectiva; (4) Responsabilidad ética y profesional; (5) Trabajo en equipos multidisciplinarios; (6) Aprendizaje contínuo y autónomo para la carrera de Ciencias de la Computación. Así como las competencias específicas (3) Comunicacicón Efectiva; (4) Responsabilidad ética y profesional; (5) Trabajo en equipos multidisciplinarios; (6) Análisis y emisión de conclusiones; (7) Aprendizaje contínuo y autónomo para las carreras de Ingeniería de Sistemas de Información e Ingeniería de Software