Revista Conocimiento 39

www.conocimientoenlinea.com

Doctor Hugo Barrera Saldaña, presidente del Comité Científico Nacional de bioMonterrey 2006.

Conferencistas internacionales invitados: Víctor de Lorenzo ESPAÑA Patrick Cunningham IRLANDA Jean.Paul Schwitzguebel SUIZA Ludo Diels BÉLGICA Alfredo Aguilar Romanillos COMISIÓN EUROPEA

Número 39, del 18 al 31 de agosto de 2006

Mary Lopretti URUGUAY Ricardo Badilla CHILE Laureano Simón ESPAÑA Mayra de la Torre MÉXICO Gustavo Viniegra MÉXICO

En Comunicación de la UANL

Inicia diplomado de Periodismo Científico Página 56

Director Luis Eugenio Todd

Autores invitados: Francisco Xavier

Castellanos, Alfredo Herrera, Ana M. Sifuentes, Hugo Barrera, Frédérick Thalasso, Raúl Garza Cuevas, Elva Aréchiga, Clara Díaz, Héctor M. Poggi

Carlos Joloy

C

on el objetivo de preparar a los profesionistas que participarán en el desarrollo de la Ciudad Internacional del Conocimiento, inició el diplomado “Periodismo científico y sociedad del conocimiento” que ofrece la Facultad de Ciencias de la Comunicación de la Universidad Autónoma de Nuevo León en coordinación con la Asociación de Periodistas “José Alvarado Santos” y la Coordinación de Ciencia y Tecnología. La jornada arrancó con una notable participación de interesados que se reunieron en el auditorio de la facultad el pasado 12 de julio. Durante la ceremonia de inauguración, participó Carlos Guerrero Salazar, director de Estudios de Posgrado de la UANL, e hizo un llamado a los asistentes para formar parte del proyecto de la Ciudad del Conocimiento como divulgadores del trabajo científico que se genere. “No basta con generar el conocimiento, hay que darlo a conocer, a entender a toda la sociedad; no basta con que los científicos entre ellos solos puedan discutir los temas de actualidad; no basta con que ellos entiendan lo que es la nanotecnología o la mecatrónica, sino que es indispensable que la sociedad entienda de lo que se está hablando y contar con su apoyo en este proyecto”. Por su parte José Ángel Pequeño, director de la Asociación de Periodistas, informó que el diplomado de Periodismo Científico que constará de nueve sesiones y que tendrá valor curricular para los participantes, es una de las primeras acciones que la asociación prepara para dar mayor atención al trabajo y actualización académica de los periodistas.

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“A partir de este diplomado éstas son las dos vertientes en las que trabaja la Asociación de Periodistas, la senda para quienes cuentan con estudios universitarios, que es la maestría y la certificación en competencias laborales en periodismo con reconocimiento nacional para quienes basan su trabajo en la experiencia empírica”, explicó. En el evento también se contó con la participación de Roberto Silva, director de la Facultad de Ciencias de la Comunicación y Luis Eugenio Todd, director general de la Coordinación de Ciencia y Tecnología, quien además fue el primer expositor del diplomado con la conferencia “Inducción al Periodismo Científico”. Todd consideró que el periodismo debe ser elemento formador y educador en cuestiones científicas. “Estamos mal en no darle entrada en nuestro periodismo a la ciencia porque es un elemento transformador; y no sólo estamos mal porque luego con nuestra ignorancia generamos problemas sociales y políticos muy serios por darle a la noticia científica un enfoque totalmente confuso que produce una falta de comprensión”, dijo. Recomendó a los periodistas dar una inyección de participación a los avances científicos en los medios de comunicación y ofrecer a la sociedad, mediante las noticias, un marco referencial para que comprendan los avances científicos. Así como Todd expresó su postura ante los asistentes al diplomando, durante las próximas sesiones se contará con reconocidos participantes como Debbie Treise, responsable del Área de Comunicación de la NASA, y los periodistas Jorge Villegas, Patricia Cerda y Ramón Alberto Garza, entre otros ponentes.

EDITORIAL

Es evidente que el hombre sigue siendo el lobo del hombre, frase que describe con brillantez Hermann Hess, lo cual es válido para el tratamiento que los seres humanos le estamos dando a nuestro ambiente circundante. El calentamiento global, que motiva a los ecologistas pero genera sólo indiferencia en los políticos; la deforestación, que sigue vigente a toda velocidad, y la contaminación química de los mares y de los alimentos, son expresiones de autodestrucción social del ser humano, quien en su miopía de conciencia no acierta a reconocer y que, de continuar, conducirán inexorablemente al planeta a problemas irreversibles, desde el punto de vista de la supervivencia de la raza humana.

DIF E

studiantes de los planteles del Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos de Nuevo León (CECyTE) fungieron como instructores de los “Campamentos de Verano”, organizados por el DIF Nuevo León.

En el periodo comprendido del 10 al 28 de julio participaron por primera vez de manera masiva 206 alumnos de 12 planteles CECyTES en 17 municipios diferentes, quienes fueron instructores de actividades recreativas, culturales, ecológicas y sociales de niños de seis a doce años, informó Saturnino Campoy Mendoza, director de Planeación y Evaluación de la institución. “Lo que queremos lograr es que nuestro estudiante desarrolle una serie de habilidades; por ejemplo, ahí lo que van a hacer es ir a enseñar a otros. Es un programa donde ellos interactúan y aprenden de una manera muy práctica a integrarse en equipos de trabajo donde tratan a sus compañeros, a los superiores y con los niños; con esto están recibiendo una formación muy amplia de trabajo en equipo”. Los campamentos toman seis horas diarias de lunes a viernes, por lo que a manera de incentivo se les ofreció revalidar sus horas de actividad en los campamentos por tiempo de trabajo social y una ayuda económica de 150 pesos por semana para gastos de transporte.

Además de estas facilidades, el funcionario enfatizó el beneficio de aprendizaje para La Biotecnología es una ciencia los muchachos, oportunidad de relacionarse con jóvenes científicos y tecnológicos de provenientes beneficio tendencia pues de tuvieron autoprotección extraordinariamente activa en Esta otras instituciones principalmente de ambiente. la Universidad Autónoma de para el medio con educativas, las actuales el presente de la investigación se decomplementa Nuevo León del Tecnológico Monterrey. dey figuras políticasde como científica, que busca generarle al actividades ambiente, a través de la Bioética, más Al Gore, quien recientemente publicó En este tema, como es frecuente, los Por Carlos Joloy y que oportunidades de supervivencia para un libro titulado: An Inconvenient científicos que participarán propiciar el desarrollo sustentable, Truth e hizo una película documental saben la gravedad y la repercusión de para hacer la que se suman las esta problemática, ése que hace muchos años se votó extraordinaria, Félix RamosaGamiño CONSEJO EDITORIAL Doctora Liliana lucharán Patricia Cerda Pérez Director Editorial Juande Antonio González Aréchigarealizadas Ciencias la Comunicación su de verdad sobre la economía por organismos como la prevalecer enIngeniero la Cumbre Río como objetivo Maestro Rodrigo Sotoinstancias de las y sobre Presidente de las Naciones Unidas, Licenciados Pedraza y la políticaJorge frívola que busca en el UNESCO, la OMS y otras fundamental Secretario Editorial Licenciado Omar Cervantes sólo elOrdaz poder y no el saber, para Unidas, para despertar nuestra poderClaudia pero que parece no haber Rodríguez tenido la Naciones Profesor Ismael Vidales Delgado Director de Comunicación La Ciencia es Cultura conciencia autocrítica y generar cambios preservar el futuro del homo sapiens. respuesta política correspondiente. Educación Social del Gobierno del Estado Ingeniero Xavier Lozano Martínez EnM. razón lo anterior, una de C. Silviade Patricia Mora Castro las fundamentales Doctorpreguntas Mario César Salinas Carmona Doctora Reséndez Pérez que nos Diana hacemos en el Congreso Doctor Alan Castillo Rodríguez Internacional bioMONTERREY Ingeniero Jorge Mercado Salas 2006, es aquélla que dice: ¿Estamos

Doctor Óscar Salas Fraire Licenciado Juan Roberto Zavala Educación Física y Deporte Ciencia en Familia Doctor Mario César Salinas Doctor Jorge N. Valero Gil Las Universidades y la Ciencia 1596 a 1650 Ciencias Económicas y Sociales Licenciada Alma Trejo Doctor Juan Lauro Aguirre Licenciado Carlos Joloy Ciencias Básicas y del Ambiente Redacción Ingeniero Gabriel Todd Licenciado Víctor Eduardo Armendáriz Ruiz Desarrollo Urbano y Social Diseñador Existo porque pienso, pero Doctor David Gómez Almaguer Arquitecto Rafael Adame Doria Ciencias Médicas Arte Gráfico frecuentemente pienso cómo destruir Contador Público José Cárdenas Cavazos Profesor Oliverio Anaya Rodríguez el ambiente para Circulación dejar dey existir. Ciencias Políticas y/o de Administración Administración Pública

DESCARTES

Pienso, luego existo

cuidando el medio ambiente de DIRECTORIO nuestros hijos?, y en el programa se Ingeniero Antonio Zárate Negrón trata de dar respuestaCiudad a la misma Director del Programa con innovaciones científicas y Internacional Del Conocimiento Doctor Luis Eugenio Todd tecnológicas que van en favor de la Director General protección indispensable de nuestra ecología y, por lo tanto, de nuestra LA REVISTA CONOCIMIENTO ES EDITADA POR LA COORDINACIÓN DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE NUEVO LEÓN, Y ABRE SUS PÁGINAS A LAS INSTITUCIONES DE EDUCACIÓN SUPERIOR vida y la de nuestros descendientes. PARA LA PUBLICACIÓN DE ARTÍCULOS Y NOTICIAS DE CARÁCTER CIENTÍFICO.

TELÉFONOS EN LA REDACCIÓN: 83 46 74 99 Y 83 46 73 51 [email protected] REGISTRO CONOCIMIENTO. LAS OPINIONES EXPRESADAS EN LOS ARTÍCULOS SON RESPONSABILIDAD EXCLUSIVA DE SUS AUTORES.

SOLICITADO PREVIAMENTE CON EL NOMBRE DE

Contenido

Conocimiento

Metagenómica: vanguardia de la ecología microbiana, 3 Diversidad genética ganadera: de la conservación a la explotación biotecnológica, 6

Biominería, un largo camino por recorrer, 23 Ingeniería y escalamiento de bio-reactores, 26

Potencial de la fitorremediación, 9

Seminario: Colaboración científica y tecnológica Unión Europea-América Latina, 28

Biotecnologías para el tratamiento de aguas residuales, 10

Reunión Cumbre Unión Europea-América Latina, 30

La evaluación de la contaminación por agroquímicos en sistemas acuáticos, 12

Medicina personalizada y sus oportunidades, 32

Biotecnología agroalimentaria e industrial, 15

La Biotecnología y el desarrollo sustentable, 36

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Biorremediación ambiental, 40 Las enzimas y sus múltiples aplicaciones en la industria, 19

Remoción de compuestos recalcitrantes ligninoides, 43

9 Autores invitados: Hugo A. Barrera Saldaña Es licenciado en Biología por la Universidad Autónoma de Nuevo León, y tiene un doctorado en Ordaz Ciencias Biomédicas de la Universidad de Ingeniera Claudia Texas. Nació en Miguel Alemán, Tamaulipas. Ha recibido 13 premios Catedráticadedel Departamento de investigación la UANL y 15 de carácter nacional.

de Comunicación / ITESM

de México. Tiene maestría y doctorado en ciencias con especialidad en Biotecnología por el Centro de Investigación y Estudios Avanzados. Trabaja como profesora investigadora y coordinadora académica del Departamento de Biotecnología y Bioingeniería del CINVESTAVMéxico.

Ana M. Sifuentes Rincón Elva Aréchiga Química farmacéutica bióloga por la Universidad Autónoma de Egresada del Centro de Investigaciones Avanzadas de la Universidad de Irapuato, del Departamento de Ingeniería Genética. Realizó estudios Coahuila, obtuvo el grado de maestra y doctor en Ciencias en Biología Molecular e Ingeniería Genética en la Facultad de Medicina de desarrollo y diferenciación de hongos dimórficos en el Laboratorio e define Biotecnología como organismos que los producen se les MENOS CONTAMINACIÓN de Desarrollo y Diferenciación de Hongos. Actualmente se encuentra de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Es profesora titular del AMBIENTAL llama organismos transgénicos. el uso de organismos vivos realizando una Estancia posdoctoral en el Laboratorio de Genómica y Laboratorio de Biotecnología Animal I del Centro de Biotecnología Entre los beneficios o técnicas biológicas para la Genómica, donde también se desempeñó como jefeambientales de Posgrado Bioinformática de la ULIEG. podemos mencionar tendrán creación de nuevos productos, En el futuro, los consumidores durante el periodo octubre 2000 a enero de 2004. la disminución Frédéric tales Thalasso como pan, queso, vino y cerveza, acceso a productos de mejor calidad; del uso de algunos productos químicos Alfredo Herrera-Estrella Es lo doctor Biotecnología, egresado de la Universidad Católica podemos entre las mejoras mencionar agrícolas -los pesticidas- lo cual cual en se ha venido haciendo durante Es ingeniero bioquímicotraerá egresado de laconsecuencia Escuela Nacional de menor Ciencias de siglos. Lovaina, Bélgica. Es Investigadormoderna Nacional Nivel II; sus líneas de como una arroz y aceite de canola enriquecido La biotecnología investigación son biotecnología ambiental, tratamiento biológico de Biológicas del Instituto Politécnico Nacional; doctor en Genética, por o ingeniería genética se refiere con hierro y vitamina A, manzanas probabilidad de contaminación por aire y tratamiento aerobio de aguas residuales. Ha participado en la Universidad Estatal de Gante, Bélgica, y realizó estancia posdoctoral tanto en“D” losdel productos comode firmes, plátanos más universidad. dulces, residuos, a la transferencia dede DNA de un enmás proyectos como: “Desarrollo la Olfatometría México” y “Estudio en la misma Es profesor titular Departamento sueloIrapuato y agua.del Centro de Investigación huevos con menos colesterol, leche con organismo vivo mediante a otro.técnicas Algunos Ingeniería Genética de laen Unidad básico de la nitrificación de respirometría”. así como ejemplos de biotecnología moderna grasa “buena” no saturada, y de Estudios Avanzados. Ha escrito 40 artículos en revistas con ha editado y registrado tresver, patentes. María Carmen Montes Horcasitas Como se puede se antoja un con grasa de bajaun libro sondel antibióticos, insulina, interferón y aceites para cocinararbitraje, Es química farmacéutica por la Universidad Nacional Autónoma panorama amplio en el futuro de y mayor rendimiento. semillas agrícolas. bióloga Comúnmente, a los saturación

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la producción agropecuaria, aunque no dejan de surgir interrogantes, como la que abordaré a continuacion, y que crea gran controversia entre los investigadores del mundo. ¿No contaminará otras plantas el polen de cultivos transgénicos? De acuerdo con la EPA, este asunto ha sido abordado por los acuerdos de los agricultores para construir protecciones alrededor de sus campos y acuerdos para limitar los cultivos hasta que exista más información acerca de las probabilidades de esta situación. Los estudios también demuestran que el polen sobrevive durante un corto período en los suelos y que depende de factores como la velocidad del viento y otros. Por lo tanto, aunque posible, es reducido el peligro de una polinización cruzada inadvertida.

introducción y expresión del gen de interés en un organismo hospedador fácil de cultivar. Este organismo se denomina entonces “organismo genéticamente modificado” o “transgénico”, y la proteína obtenida, “proteína recombinante”. Actualmente, los organismos empleados con este fin son microorganismos (bacterias y levaduras) y células de mamífero cultivadas in vitro, pero también es posible fabricar proteínas recombinantes en plantas y en la leche de animales como vacas y cabras.

PODEROSA TECNOLOGÍA Como podemos ver, la ingeniería genética es una tecnología poderosa. Si se utiliza de manera apropiada, podría beneficiar bastante a los agricultores, consumidores y al medio ambiente. buena cuando por Víctor de Lorenzo Prieto. DistinguidoLaencontroversia 2001 con el es Premio “Rey Jaimees I”,bien en elintencionada; rubro no investigador se puede prohibir arbitrariamente LA BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA FARMACÉUTICA de Medio Ambiente, el doctor De Lorenzo Prietoun es lado, profesor del Centro Nacional de una nueva Los medicamentos que produce la industria farmacéutica son tecnología, ya que todo el mundo saldría perdiendo los Biotecnología (CNB) de España. obtenidos de diversas maneras. Las moléculas relativamente beneficios potenciales de una nueva ciencia; esto frenaría la y la investigación. simples se producen por procesos de síntesis química. Las innovación Fue becario predoctoral del Instituto de Enzimología y Patología Molecular de este centro (1980moléculas más1983), complejas generalmente son extraídas y Molecular del Instituto Pasteur, en París (1984); NIHy posdoctoral en la Unidad de Genética embargo, también es buena la atención crítica de la purificadas a partir microorganismos, plantas u de órganos de Sin JohndeFogarty, en el Departamento Bioquímica de la Universidad de Berkeley (1984-87); de larga comunidad científica mundial para vigilar el animales. Los inconvenientes asociados a esta estrategia son los estancia en el Departamento de Bioquímica Médica (Centro Médico Universitario) de la Universidad buen uso y la valoración exhaustiva de lademisma antes de llegar al bajos rendimientos de producción riesgo de contaminación de Ginebra (Suiza),y el y en el Departamento de Microbiología del Instituto Federal Biotecnología del producto con moléculas tóxicas u organismos patógenos consumidor. En México, se tienen contemplados programas (GBF) (1988-1989). de vigilancia a estas tecnologías por las dependencias oficiales (virus, priones). Ha sido colaborador científico (permanente) delcorrespondientes. Centro de Investigaciones Biológicas en Madrid Es por eso que,(1990-1995) en el casoasí decomo medicamentos proteicos, investigador científicola (desde 1996) y subdirector del CNB (1997-1998). industria farmacéutica ha optado por el camino de la Las políticas sobre el uso y aprobación de estos productos se pueden enof las páginas de Environmental internet: ingeniería genética o metodología del DNA recombinante. Ha sido miembro de consejos editoriales de revistas como consultar The Journal Bacteriology, (www.fda.gov/, www.epa.gov/, Mediante esta Microbiology, metodología FEMS es posible obtener enormes Microbiology Ecology, Microbiology y Biodegradation. Participawww.aphis.gov/usda, como miembro de www.sagar.gob.mx). cantidades de una proteína, aislada de todos los componentes la Organización Europea de Biología Molecular, de Investigación Ambiental, de la OCDE, Comité ad hoc de Expertosde Gubernamentales Biotecnología celulares del organismo origen. Esto seenconsigue por para la Protección del Medio Ambiente. Igualmente, ha sido delegado nacional en el Comité Permanente de la Vida y Ciencias Medioambientales de la Fundación Europea de la Ciencia. Las áreas de interés del profesor De Lorenzo incluyen: Microbiología Molecular y Biotecnología; Biodegradación de compuestos xenobióticos; Instrumentación Genética de bacterias Gramnegativas destinadas a liberación medioambiental; Metales en sistemas procarióticos: transporte de hierro, resistencias a metales pesados y metaloadsorpción; Expresión genética en bacterias Gramnegativas con especial atención en Pseudomonas; Regulación de vías catabólicas y promotores s54dependientes.

Doctor Francisco Xavier Castellanos-Juárez Investigador Posdoctoral Doctor Alfredo Herrera-Estrella Investigador Titular Langebio / CINVESTAV / Campus Guanajuato

Han pasado más de 10 años desde que se dio a conocer la información genética completa (genoma) de un ser vivo. En la actualidad se han descrito una gran variedad de genomas de bacterias, de hongos, así como de organismos más complejos, como arabidopsis, la planta usada como modelo de estudio en vegetales; el del arroz, el del ratón e incluso el del humano. Esto ha sido posible gracias a los avances tecnológicos en el campo de la genómica, principalmente en el área de

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secuenciación; es decir, la lectura y análisis del DNA (información genética) utilizando métodos más eficientes y menos costosos. Sin embargo, la fracción de los microorganismos conocidos y estudiados, respecto a los existentes en los muy diversos hábitats de nuestro planeta, es extremadamente pequeña. Esto se debe a que la mayoría de los microorganismos que se han estudiado tienen algún grado de interacción con el hombre (como patógenos o que poseen alguna aplicación industrial, farmacéutica o agronómica); de hecho, éstos pertenecen al grupo de microorganismos aislables y cultivables por los métodos microbiológicos de laboratorio utilizados tradicionalmente. Sin embargo, se sabe que la gran mayoría (más del 99 por ciento) de los microorganismos no se pueden estudiar en el laboratorio, por lo que los análisis de diversidad microbiana basados en el aislamiento y cultivo de las especies nativas han descrito de forma muy limitada estas comunidades. LA METAGENÓMICA El doctor Jo Handelsman, de la Universidad de Wisconsin, acuñó el término Metagenómica, para hacer referencia a una nueva herramienta de la biología molecular, la cual permite aislar, identificar y caracterizar el material genético total proveniente de muestras de un hábitat particular. Los genomas de toda una comunidad microbiana son estudiados mediante el aislamiento de su DNA, mezclado a partir de muestras tomadas directamente del medio ambiente, sin requerir aislamiento previo de los microorganismos ahí presentes. La Metagenómica se caracteriza entonces por permitir el estudio masivo del conjunto de genomas de los microorganismos presentes en dichas muestras, incluyendo aquéllos que no son cultivables en el laboratorio. De esta manera, es factible caracterizar la diversidad microbiana de un ecosistema como nunca antes. El enfoque empleado para llevar a cabo estos estudios consiste en extraer en conjunto el DNA de la muestra, fragmentándolo en partes pequeñas y uniéndolo a vectores (herramientas genéticas para facilitar su manipulación), integrando estas construcciones, denominadas bibliotecas genómicas, a sistemas bacterianos conocidos para poder analizarlos posteriormente. Sin embargo, las tecnologías utilizadas en secuenciación han progresado de tal manera, que incluso podría evitarse la necesidad de unir estos pequeños fragmentos de DNA a un vector, usando tecnologías de secuenciación de última generación (véase el número 25 de esta revista). APLICACIONES Se ha caracterizado la secuencia de las clonas de interés que Maestro Rodrigo por Soto manifestar la presencia de genes fueron identificadas Mercadotecnia Social nuevos que expresan actividades catalíticas importantes y de alto“El interés biotecnológico. Ejemplos de ello son la Thomas obtenciónL. mundo se ha vuelto plano”, comenta de Friedman, moléculaspues que las participan la biosíntesis de agentes ventajas en competitivas cada vez se están queacortando confieren yactividad farmacológica antimicrobiana, las economías se estáno moviendo haciaasí un como demuy genes que codifican para enzimas que pilar valioso que es “basarse en el (proteínas) conocimiento”, poseen actividades industriales importantes, quesobre en ocasiones en donde el modelo de innovación descansa llevar las soportan condiciones (ejemplo: de altala ideas geniales de losambientales científicos alextremas mercado disruptivo temperatura). industria y el libre comercio.

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En este momento se están llevando a cabo proyectos involucrados en el uso de tecnologías limpias. Uno de ellos tiene como propósito entender mejor y modificar la vía fotosintética de las plantas, para aprovechar la energía de la luz solar e incrementar la producción de hidrógeno. A su vez, se plantea modificar las rutas productoras de enzimas bacterianas para que produzcan etanol, y usar ambos productos como biocombustibles, con un impacto inmediato en la protección del ambiente. Otros grupos de investigación están interesados en extraer el genoma de una bacteria y sustituirlo por uno artificial, creado en el laboratorio. De esta manera se estaría reprogramando genéticamente al microorganismo para que produzca compuestos químicos, fármacos o como se mencionó en el párrafo anterior, bioenergéticos. Es tal el potencial de la información generada mediante la Metagenómica, que ha dado lugar a la creación de empresas (como Synthetic Genomics) con base tecnológica, donde participan no sólo actores que han influido de manera determinante en el desarrollo de las ciencias genómicas, como Craig Venter, el controvertido personaje que participó de manera impactante en la secuenciación del genoma humano, sino también de grandes empresarios, incluso mexicanos, como Alfonso Romo. Por otro lado, mediante la aplicación de la Metagenómica, se ha logrado la identificación de numerosas especies desconocidas y más de un millón de genes nuevos; el ensamble de genomas enteros, incluyendo microorganismos no cultivables, así como la caracterización de la estructura de las comunidades microbianas en ambientes extremos y/o muy complejos, y ¿por qué no?, también para explorar la existencia de seres vivos en otros planetas. Así, la Metagenómica, además de ser útil para clonar genes con un uso potencial, permite describir de forma más global la diversidad total de los microorganismos nativos de un hábitat determinado e identificar las rutas bioquímicas presentes en dicha comunidad, acercándonos a la comprensión del funcionamiento de tales especies en su ambiente, y conduciéndonos a un nuevo entendimiento de los papeles ecológicos que juegan las comunidades microbianas en su nicho particular. PERSPECTIVAS EN MEXICO México es un país megadiverso, considerado uno de los cinco países con mayor diversidad biológica en el mundo. Tal diversidad es principalmente debida a los contrastantes y muy variados ecosistemas existentes en nuestro territorio. Para proteger esta biodiversidad, adicionalmente al establecimiento de áreas protegidas, es necesario describir y caracterizar las comunidades biológicas de los ecosistemas: identificar especies ahí habitan, caracterizar sus A su vez, las gracias a laque globalización y competitividad, poblaciones, y distribución; donde describirlosla coordinadas su porabundancia las telecomunicaciones, estructura de sus comunidades, comprender su relación con consumidores utilizan medios de consulta libres, como elWikipedia medio ambiente e interacción con otros organismos, así en lugar de la tradicional y costosa Enciclopedia como definir su papel dentro del ecosistema. Esta información Britannia, resulta un rompecabezas definir los nuevos permitirá diseñar acciones y estrategias de preservación y modelos económicos del futuro. rescate, y nos facultará incluso para realizar un eventual

La estrategia de las organizaciones comerciales ha trabajado mediante modelos financieros, y si bien el “jineteo” de los flujos de efectivo,racional al estiloyDavid Blane (reconocido ilusionista), aprovechamiento sustentable de esa enorme riqueresulta conveniente para los negocios, realmente no cumple za de recursos naturales. con el objetivo básico de toda empresa de dar valor a nosotros como que consumidores y en sí a todos suslos stakeholders. Dado los microorganismos son organismos más abundantes en la tierra, y a pesar de la enorme relevancia de su REVOLUCIÓN INDUSTRIAL participación enBIOTECNOLÓGICA el funcionamiento de cualquier ecosistema, la La propuesta es contundente: transportándonos a un distinto caracterización de la biodiversidad en México se ha realizado marco laboral, el nuevo modelo económico principal y casi exclusivamente a nivel de flora yestará fauna, soportado mientras por la una Revolución Biotecnológica Industrial, comonativa lo propone que riqueza biológica y genética microbiana de la revista The Economist. nuestros ecosistemas ha sido poco estudiada. Por ello, el reto científico es implementar los estudios metagenómicos Ahora hablaremoslosdeecosistemas bioindustrias, cuales manejan un para caracterizar tanlasparticulares que se tipo de finanzas muy peculiar: la de las bacterias y microbios; presentan en nuestro país. Pero quizá sea más prioritario microorganismos queenestán generando toda una industria crear conciencia, tanto nuestras instituciones como en los de útiles productos, que prometen cambiar el modo detipo vida empresarios, no sólo de la importancia científica de este tradicional de todos nosotros. de estudios, sino también de su enorme potencial. Científicos guiados por la conocida bacteria E. coli (Escherichia coli) trabajan en las nanobiociencias, para obtener sorprendentes terapias médicas como lo hacen Bio-Technical Resources, Manitowoc, Wisconsin, para producir glocusamina, 1. Handelsman, J. (2004) Metagenomics: application sustancia que ayuda a las personas con artritis. of genomics to uncultured microorganisms. Microbiol. Mol. Biol. Rev.LIMITADO 68:669–685 CRECIMIENTO Xu, J. (2006)deMicrobial ecology in the El 2.crecimiento las bioindustrias ha age sidooflimitado, si lo genomics and metagenomics: concepts, tools, and comparamos con el mercado de los químicos tradicionales; advances. Mol. Ecol. sinrecent embargo, la apuesta es 15, clara, pues el potencial de los 1713–1731 productos derivados de la investigación biotecnológica va desde suplementos de aminoácidos y vitamínicos, antibióticos y otros medicamentos, cosméticos, hasta combustibles (etanol) para diversos tipos de transportación. Por dar algunos ejemplos de los usos microbianos y bacterianos, al igual que las industrias que se forman a partir de sus manipulaciones, tenemos: Escherichia Coli, responsable de la digestión de la comida en nuestro organismo. Pseudomonas putida, la cual trabaja en las plantas de tratamiento de agua para remover desechos. Streptomyces bacteria, que ayuda a la creación de antibióticos para el combate de enfermedades. Lactobacillus acidophilus, encargada de transformar la leche en yogurt. Saccharomyces cerevisiae, conocida como levadura. Arbuscular mycorrhizas, que ayuda a que las cosechas tomen sus nutrientes de la tierra. Bacillus thuringiensis, como pesticida natural en los jardines o en las plantaciones, entre muchas otras. ARTÍFICES DE LA EVOLUCIÓN Los microbios y bacterias se han convertido en artífices de nuestra evolución sobre la faz de la Tierra, pues aparte de estar desde el principio de la vida en nuestro planeta y conformar la sopa primigenia, han formado parte de diversas civilizaciones para la creación, primordialmente, de alimentos (primeras bioindustrias). Hoy en día, con la llegada de la Revolución Industrial Biotecnológica, los microorganismos trabajan para nosotros, contribuyen con los movimientos financieros de las empresas, y son base para el desarrollo de negocios.

Las compañías farmacéuticas están descifrando el código genético de diversas bacterias, para utilizarlas como base de creación de medicamentos en su reproducción en serie. MANIPULACIÓN GENÉTICA A todo esto debemos agregar que estamos manipulando genéticamente a seres vivos y que los productos biotecnológicos industriales obtenidos pueden incorporarse a la tarea de “drug delivery”. Es decir, que pueden encargarse de llevar medicamento a un lugar determinado de nuestro cuerpo, ayudar en la defensa de intrusos a nuestro sistema inmunológico y dividir en moléculas algunas partículas que no podamos procesar correctamente. Por otro lado los contaminantes petroleros y de otra índole son descompuestos en partículas básicas y simples para ser absorbidos nuevamente por el medio ambiente, gracias a otro tipo de bacterias, así como las “granjas bacterianas” en su proceso de fermentación son utilizadas para productos sustitutos del petróleo, plástico y combustible. MICROBIOS Y BACTERIAS EN EL DESARROLLO HUMANO Un estudio muy provechoso es, como se ha comentado, analizar la importancia de los microbios y las bacterias en el desarrollo de los seres humanos. En una especie de “línea del tiempo” que iría más lejos de los trabajos de Pasteur, y más allá de pensar en éstos como agentes malignos al ser humano, veremos que tenemos una simbiosis muy directa con ellos y que realmente son ellos los que desde su mundo microscópico dominan este planeta y tal vez muchos otros en los confines del universo. Pero para efectos prácticos de la sociedad teledirigida hacia el poder de las transacciones comerciales, estos microorganismos representan un potencial muy fructífero para los empresarios, en su afán de crear nuevas ventajas competitivas, generar recursos y crear las mencionadas bioindustrias. Tal vez así el mundo vuelva a ser esférico, y no plano, como lo percibe Friedman.

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Profesor Ismael Vidales Delgado Director del Centro de Altos Estudios e Investigación Pedagógica Antecedentes uando el doctor Luis Eugenio Todd era rector de la Universidad Autónoma de Nuevo León, tuve la fortuna de conocer al licenciado Ricardo Mier Ayala, un hombre apasionado por el Cunningham. cuidado y la preservación del desde 1974, del Departamento de Genética Animal en Patrick Es profesor, ambiente, pero especialmente estudioso de Dirigió los el Trinity College, de Dublín, Irlanda. el Grupo de Trabajo sobre Educación Superior de la 1 plásticosReal noAcademia degradables . Ambos: Todd-Mier Irlandesa (2004-2005). Fue subdirector de Investigación en An Foras Taluntais (1980editaron1988); un hermoso precisamente sobre de el Desarrollo Económico (Banco Mundial, 1988), y director profesorlibro visitante en el Instituto tema que nos ocupa, y que fuera pionero en de la FAO (Roma, 1990-1993). dehoy la División de Producción Animal y Salud el cuidado y preservación del medio ambiente; el libro estuvo preparado con sólida información Ha publicado extensivamente sobre genética de los animales domésticos. Entre algunas de sus científicapublicaciones y extraordinaria calidad de edición. se incluyen: “Genética y Origen del Ganado Bovino Africano”, en Orígenes y Desarrollo Dedico, del conGanado especial reconocimiento y nostalgia, Africano: Arqueología, Genética, Lingüística y Etnografía, R.M. Blench and K.C. MacDonald, esta colaboración a Ricardo y su obra, anticipados Londres (2000); “Análisis Molecular Genético de Poblaciones de Zebroid Africano”, (mismo libro); y e incomprendidos en su tiempo.mpo. “Determinación de Parentesco y Relación en Salmón del Atlántico de Granja, usando microsatélites”,

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en Acuacultura (2000) [A.T. Norris, D.G. Bradley, E.P. Cunningham]. Sus principales líneas de investigación versan sobre genética cuantitativa, conservación genética de razas de ganado y uso de métodos moleculares para analizar la historia genética y estructura de poblaciones bovinas y caprinas. Es cofundador y presidente de la compañía biotecnológica IdentiGEN. Fue electo para la Academia en 1974, y participó en los Consejos de 1979-83 y de 1998-2000.

Doctora Ana M. Sifuentes Rincón [email protected] Centro de Biotecnología Genómica, Instituto Politécnico Nacional Reynosa, Tamaulipas Doctor Hugo A. Barrera Saldaña [email protected] Investigador UANL Facultad de Medicina

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LA BIOTECNOLOGÍA Y LOS PLÁSTICOS BIODEGRADABLES Recuerdo que cuantas veces se tocaba el tema de los plásticos, Ricardo reaccionaba apasionadamente, preocupado siempre por el daño que éstos ocasionaban al ambiente. Tenía razón: basta pensar un poco en que todo lo que compramos cotidianamente viene en una bolsa de plástico.

La mayor parte de la comida rápida y la envasada, las bebidas gaseosas, los accesorios, los cosméticos, los juguetes, las computadoras, y laorganismos mayor parte de las piezas del automóvil son a diversidad biológica o biodiversidad se define como “la variedad de de plástico. Los plásticos protegen al producto, en todas sus formas, interacciones y niveles”; se le considera también sinónimo son baratos, atractivos y parece que van a durar de diversidad de especies, diversidad de ecosistemas y diversidad genética. La per secula seculorum. importancia de la biodiversidad se hace evidente cuando pensamos que nuestros

alimentos y otras necesidades básicas de desarrollo y bienestar son resultado Desafortunadamente, esto es casi cierto; la del uso y explotación de esa biodiversidad. Un buen ejemplo de ello son los recursos durabilidad de los plásticos es uno de los pecuarios. más graves problemas que enfrenta el medio otro es que provienen del petróleo y Globalmente, la producción ganadera representa aproximadamente el 40 ambiente; por ciento eldel sus del derivados, valor total de la producción agropecuaria. Desde que empezó la domesticación ganado que no son renovables. hace más de nueve mil años, el hombre ha procurado por varios medios identificar a los

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Ricardo debe estar mucho mejor enterado que yo, y estará feliz de que, animales superiores, con el fin de propagar y conservar sus buscando solucionar estos problemas, características. Entre los principales animales que se han los científicos e ingenieros ya están domesticado se encuentran los bovinos, porcinos, ovinos y desarrollando plásticos biodegradables caprinos. Las diversas áreas geográficas en las cuales se ha obtenidos de fuentes renovables, como criado el ganado, así como los múltiples usos que se le ha las plantas y las bacterias. dado (carne, lechería, ceremonial, etcétera), han originado una gran razas; por lo tanto, éstas se consideran PLÁSTICOS Adiversidad PARTIR DEde ALMIDÓN 2 como la base de la conservación genética del ganado. El almidón es un polímero natural

¿Qué es el materail Genético? Está compuesto por nucleótedos (A,T,G yC) dispuestos en “pares de bases” y se ensamblan en una doble hélice.

contenido abundantemente en los Desarrollar y conservar cereales, el maíz, y la papa. laEldiversidad almidón genética de los animales domesticados, además de ser unaen estrategia de protección de puede ser procesado y convertido una de las principales fuentes alimenticias, representa para un plástico llamado PLA (poliláctido), país la oportunidad de mantener que cada se encuentra en el mercado desde un patrimonio biológico con potencial para ser utilizado como fuente de variación, que 1990, y ha demostrado ser muy bueno permita a para las poblaciones animales cambiar y adaptarse a en medicina, implantes, suturas diferentes necesidades y cápsulas de ambientes remedios, ydebido a su productivas. capacidad de disolverse después de DIVERSIDAD GENÉTICA Y SU ESTUDIO Monsanto es otra empresa norteamericana, fundada en 1901, que ha fabricado pocoLA tiempo. Todos los organismos vivos poseen un genoma, cual se define diversoselproductos que resultaron ser tóxicos, algunos tan letales como el agente Los macadores moleculares son herramientas Tipos de marcadores Moleculares como se la unidad funcional la que depende herencia. naranja la que proveyó La durante la guerra contraespecíficas Viet Nam. RFLPs (Restriction También usa para hacer de macetas que permiten detectar variaciones Fragment Lenght Polimorphisms) del ADN entre individuos mayoría de los genomas están constituidos de DNA, el cual está Micro satélites o STRs (Simple Tanden, Repeat) que se plantan directamente y tiempo SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) formado por cadenas adenina, timina, En fin, que la biotecnología industrial sigue teniendo dos caras,Sequence y esoTag)no se va a después se degradan en de la nucleótidos tierra. Hay (guanina, ESTs (Expressed que integran los genes (Figura 1). La transmisión y catarro. RAPDs ( Random amplifled polymorphisms) quitar como se quita un otro citocina) tipo de polímeros biodegradables AFLPs (Amplified Fragment length polymorphisms) los genes de los padres a su descendencia es que combinación se producen de empleando bacterias ISSRs (inter Simple Sequence Repeat) que permite a unde organismo poseerBIOTECNOLOGÍA características visibles AMBIENTAL que lo fabrican gránulos los plásticos (fenotipo) y un genoma único (genotipo). llamados polihidroxialcanoato (PHA) La biotecnología ambiental es la aplicación de procesos biológicos modernos para y polihidroxibutiratos (PHB). Ambos proteger y restaurar la calidad del ambiente; por ejemplo, eliminando la polución El estudio la diversidad fundidos puede realizarse a nivel las genotípico y limpiando aguas residuales, así como purificando el aire y gases de desecho pueden ser demoldeados, y fenotípico. El genotipo contiene los códigos de información y conformados como los plásticos mediante el uso de biofiltros. que definen al individuo, derivados del petróleo; tienenincluyendo la misma detalles de su morfología, desarrollo, comportamiento, potencial limitaciones biológicas. se habla mucho de la biorremediación, o sea el uso de sistemas biológicos flexibilidad, con la ventaja de ser yAhora La expresión del genotipo es denominado Mientras para fenotipo. la reducción de la polución del aire o la limpieza de los sistemas acuáticos biodegradables. que el genotipo es transmitido de una generación a lamediante siguiente el uso de sistemas biológicos basados en microorganismos y terrestres, Diferencias fenotípicas en los CUESTAN eventos reproductivos, el fenotipo es influenciado y plantas. ¿CUÁNTO LOS PLÁSTICOS además de por el componente genético, por el ambiente. Gen Miostatina como BIODEGRADABLES?

Marcador quemolecular están invirtiendoMusculatura en el desarrollo de Los PLA, PHA y PHB son bastante más Son muchas las empresas industriales nivel poblacional, todos los individuos difieren en la mayor o procesos para prevención, con el fin de reducir el deterioro normal del ambiente como carosAque los plásticos convencionales, menor en el derivados genotipo, lodel cual afecta diferencialmente parte de las acciones que propenden al desarrollo de una sociedad sostenible. La aunque losmedida plásticos Individuo A..TGTGATGAACACTCCACAGA.. a los no fenotipos. Por lo en tanto, fenotipo no es necesariamente Individuo B..TGTG___________ACAGA.. biotecnología puede ayudar mucho en la evaluación del estado de los ecosistemas; petróleo contabilizan su el precio una buena guía de la variación genética, los miembros de de algunos contaminantes; en la producción de materiales la toxicidad los costos de los daños producidos parayeliminar Doble una raza pueden parecer similares ser de recursos renovables, Diferencias eny en el desarrollo Musculatura biodegradablespero a partir de procesos de al medio ambiente. Por fortuna, la exteriormente, la secuencia nucleotídica diametralmente a nivel Inversamente, manufactura y manejo de desechos ambientalmente seguros. biotecnología siguediferentes trabajando y genético. aunque dentro de una especie las razas seguramente en breve habrá resuelto el pueden observarse muy 3 diferentes, genéticamente pueden estarLos muy relacionadas. sueños de Ricardo en el sentido de producir plásticos biodegradables y de problema de costos . cuidar y preservar el medio ambiente no se han cumplido cabalmente, pero en Lasempresas; razas conservadas los recursos En la actualidad, el estudio la diversidad genética se ha especie. ésas están los biotecnólogos y sus ojalá que proporcionarán mis ojos lo alcancen a Biotecnología industrial.Desdedehace enfocado enlas la determinación de los patrones de diversidad valiosos para el futuro del sector agropecuario. ver. varias décadas, grandes empresas del genoma de los individuos,ahaciendo uso de los marcadores multinacionales dedicadas la moleculares (Figura 2). Con el uso de estas herramientas de ESTUDIOS DE DIVERSIDAD GENÉTICA EN BOVINOS biotecnología tienen puestos sus ojos en Biología Molecular, se han creado mapas genéticos y físicos que De las 790 razas de ganado bovino existentes en el mundo, las plantas, porque como bien sabemos REFERENCIAS: de 270 sepuede localizan en Europa. aislamiento genético y muestran posición de 1los genes. Asimismo, a través de la la localización herbolaria ymexicana También se dice biodegradablecerca y se refiere a que ser transformado en El sustancias más simples la separación geográfica practicados desde hace más de 100permiten detectar cambios dentro de genes específicos que se tradicional, éstas encierran enormes por la actividad de los organismos descomponedores del suelo y así ser eliminado del medio ambiente. 200 años, han provocado la divergencia de poblaciones. Las sabe son responsables de la expresión fenotípica diferencial posibilidades curativas y ahora también Un organismo descomponedor generalmente es una bacteria o un hongo, que transforma la materia razas de ganado local han sido desplazadas casi totalmente entre dos individuos (Figura 3). representan negocios millonarios. orgánica en compuestos químicos más simples, devolviendo así los nutrientes al medio ambiente. por las razas de ganado comercial altamente productivas, que lapor diversidad genética del que ganado bovino Los métodos moleculares para describir la diversidad dentro de 2 La empresa norteamericana El polímero es una molécula por larga lo constituida muchas unidades pequeñas se repiten. Por está disminuyendo. las especies se han empleado en una amplia gama de mamíferos Pharmagenesis, mediante la utilización ejemplo, son polímeros el ADN, las proteínas y los plásticos. y han generado valiosa de la biología y lainformación informática, está referente a estrategias de Aunque el denúmero razas relativamente pequeño, conservación. actualmente estableciendo el como comercializando la Además, planta china llamada se 3está La biotecnología se entiende el empleo organismosde vivos para la es obtención de un producto o las innovaciones técnicas en transporte, comunicaciones y inventario de razas, y aplicando los conceptos formulados Liana del Dios del Trueno, como remedio servicio útil para el hombre. sistemas de reproducción (incubadoras, inseminación artificial originalmente para la cuantificación de la diversidad de la eficaz contra la artritis y el cáncer.

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y transferencia de embriones principalmente) facilitan su diseminación mundial, e incrementan su representación en la población ganadera. Un ejemplo es el ganado Holstein, el cual históricamente ha sido sometido a una intensa selección, y se ha convertido en la raza lechera predominante en todo el mundo. Esto ha traído como consecuencia una disminución en su diversidad genética, debido a la consanguinidad. ANTEPASADO COMÚN DE LAS DIFERENTES RAZAS En la década de 1990 empezaron a aparecer los primeros reportes de estudios moleculares basados en la variación genética del ADN en ganado; con éstos se probó que las distintas razas tienen un antepasado común: el Aurochs (Bos primigenius) que fue domesticado para dar lugar al ganado taurino (Bos taurus taurus) y el cebuino (Bos taurus indicus). El estudio de las razas autóctonas y la descripción de características únicas en el lenguaje de la genética molecular son una guía para la toma de decisiones en el futuro de la biodiversidad de ganado. Por tal razón, la FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación) ha desarrollado e integrado programas para el manejo global de los recursos genéticos.

medida la ganadería mexicana ha dependido de la importación de animales para mejorar la productividad de sus hatos. Esto probablemente ha traído como consecuencia importantes cambios en el caudal genético de las diferentes razas. MEJORAMIENTO GENÉTICO DE RECURSOS PECUARIOS En México, el Programa Nacional de Recursos Genéticos Pecuarios tiene la finalidad de promover el mejoramiento genético de dichos recursos, y así garantizar que los sistemas de producción cuenten con solidez y sean competitivos en los mercados internacionales. En este sentido, los estudios de variabilidad genética proporcionan información importante que permite conocer la historia evolutiva y los procesos que han generado patrones de biodiversidad dentro de las poblaciones, ya que se puede establecer de manera precisa el nivel en el que la diversidad genética se está perdiendo o reestructurando en las poblaciones. Adicionalmente, en las últimas décadas el mejoramiento de las especies con características económicamente importantes, como las de interés pecuario, se ha visto influenciado con la introducción de herramientas para el desarrollo de animales con características que acentúan ciertos rasgos de la especie, lo cual está directamente asociado a los objetivos de producción. El uso de tecnologías moleculares ha ayudado a resolver algunas limitaciones de los métodos clásicos.

Durante la última década, en todo el mundo se realizaron una gran cantidad de estudios de diversidad genética en ganado doméstico; todos ellos basados en el uso de marcadores Con nuestro intelecto, podemos a la biotecnología a través Y en nuestro Actualmente, papel de jardineros, siendo quienes la capacidad de manejamos generar microsatélites. Un examen entreguiar grupos de de un proceso teórico en la el mitad que nos en el árbitro la biotecnología, podemos inspirar crecimiento y nutrirnos de información genómica está permitiendo investigación revela que en de convertimos un total cultivandoestán y diseñando la medida la herramienta para él. Pero para identificar hacer esto debemos jardineros. un solo de genser o verdaderos un grupo de genes deúltimo, 87 proyectos siendo a investigadas cumplir nuestro objetivo. Esta habilidad, aunque común para Un verdadero jardinero no es un objeto reactivo e inanimado; que actúan coordinadamente para expresar más de nueve razas, elegidas principalmente nosotros, ser únicade deaislamiento, nuestra especia simplemente morfológica porque caen“dictada” al suelo.porUn una característica debido a suparece larga historia ya (p. ej. un castor no planta cosas no contienen pasa las tardes desarrollando utiliza una visión; plantaen para futuro, éstos. Algunos de los ejemplos los el que se que cualidades fenotípicasplanos únicasingenieriles para verdadero jardinero construir el dique más durable posible para las generaciones visualizando un jardín construido en su mente. Ningún animal han usado estos genes (denominados QTL’s, del o bien porque han presentado una evolución de castores por venir).único. Para nosotros, el ambiente es la tierra, planea como Quantitative nosotros. Por ejemplo, abejorro viaja de una Trait Loci) un para el mejoramiento dentro de un ambiente la industria es arar la tierra, la biotecnología es la palanca, la flor a la siguiente recolectando polen para producir de un sistema de producción, incluyenmiel la y herramienta que nos permite arar, para bien o para mal. otros productos. Aunque mayor el abejorro desempeña un papel resistencia a enfermedades, producción y calidad de ¿POR QUÉ ES IMPORTANTE CONOCER crucial en la producción polinizaciónde cruzada las plantas, el pequeño carne, mayor leche, de mejor fenotipo, mejor LA VARIACIÓN GENÉTICA? Conforme manifestamos ideas en acciones, cultivamos a esta ser no se detiene en su camino para ponderar las formas en México comparte con pocos países en el mundo el privilegio de funcionamiento reproductivo, salud, longevidad, etcétera. Tierra. lo variedad que es posible y buscamos forma.loDe las que puede ayudar a todos los abejorros a ser mejores o a contar conVemos una alta de fauna silvestre ydarle doméstica, manera similarun a la penicilina o la atopina, moldeamos nuestra USO desarrollar métodos para multiplicar su producción por diez. DE HERRAMIENTAS MOLECULARES cual representa campo potencial de estudio para conocer biotecnología, nuestros propios utensilios del diseñador. La El abejorro, impulsado por el instinto, simplemente se mueve Por tal razón, la implementación y uso de herramientas su comportamiento y diversidad genética. Tierra y sus organismos se desarrollan bajo nuestra mano, moleculares de un momento al siguiente de la misma forma reactiva. para determinar la diversidad genética es una y volviendo crecer. necesidad urgente y una opción viable para el desarrollo El adaptándose, conocimientodiversificándose, de los patrones muriendo de variación genéticaaentre conforme a la es Tierra, la Tierra nos cultiva; Nosotros somos un nivel diferente: de las jardineros especies dea interés ganadero con vemos que losPero individuos de cultivamos una población de gran importancia, ya sustentable jardines donde antes no había jardines. Vemos jardines para conforme la Tierra se adapta a nosotros, nosotros también que se puede establecer de manera precisa la distribución cuenta nuestro país. En este sentido, en el Laboratorio de nos adaptamos a la Tierra. Como todo organismo, también un propósito que no es inmediato o aparente; vemos jardines geográfica de las diferentes poblaciones e identificar las Biotecnología Animal I del Centro de Biotecnología Genómica buscamos sobrevivir, adaptándonos, enproyectos esplendorenfocados y posibilidades han realizadomagníficos una serie de a evaluarsin posibles unidades de manejo para el diseñodiversificándonos, de estrategias seimpalpables, y volviendo a crecer. Como los más diminutos seres, la realizar, sólogenética esperando a través diversidad de su dosmáxima de las expresión principales razas de de la demuriendo repoblación y/o reproducción. buena labor de las manos humanas. nosotros también somos la biotecnología de la Tierra. ganado bovino de carne que se explotan en la región Noreste: En América Latina y el Caribe, la mayoría de las introducciones Beefmaster y Charolais. Traducido del inglés por Farouk Rojas de ganado tuvieron lugar durante los primeros 50 años de la colonización. En México, el ganado de origen español Un análisis realizado en poblaciones de bovinos de esta últiAcerca de Executive Success Programs, Inc. (conocido como criollo) prevaleció como raza única. Para ma raza, permitió establecer que en ellas existe una variante 1896 se realizaron las primeras importaciones de ganado del gen miostatina, con alto potencial para ser utilizado como Executive Success Programs, Inc.MR (ESP) ofrece programas de entrenamiento enfocados en crear consistencia en todas las áreas y ayudar a especializado en la producción de carne, principalmente de las marcador de selección de animales con canales más magras, desarrollar las habilidades prácticas, emocionales e intelectuales que la gente necesita para alcanzar su máximo potencial. Todos los programas mayor conversión alimenticia. Éste razas Hereford y Pardo Suizo, las cuales fueron establecidas así como también con utilizan una tecnología punta con patente en trámite llamada Cuestionamiento Racional MR, una ciencia basada en la creencia que entre ende laESP región norte del país. De 1923 a 1930 se realizaron las es sólo un ejemplo del número ilimitado de posibilidades de más consistentes sean las creencias y patrones de conducta de un individuo, más exitoso será en todo lo que haga. El Cuestionamiento primeras importaciones de ganado cebuino y razas taurinas, aplicación de las herramientas moleculares en el estudio de la RacionalMR permite a las personas volver a examinar e incorporar percepciones que pueden ser la base de limitaciones autoimpuestas. como la Angus y Charolais. Como puede observarse, en cierta diversidad genética.

8 Mayores informes: [email protected] 48

Doctora Patricia Liliana Cerda Pérez Investigadora / UANL

ambiental como la industrial se esfuerzan por limpiar de la polución a biotecnología ambiental es una nuestras aguas, aire y tierra, porque la multidisciplina tan amplia como comunidad científica asume que no se lo es el universo con sus seres puede hablar de economía desarrollada vivos. Su tarea, la de controlar los o en auge, cuando el costo para el logro efectos negativos de la contaminación, de satisfactores materiales, se sustenta entre los cuales se incluyen en primer Es doctor egresado de la Universidad de en Jean-Paul Schwitzguebel. Ginebra. Luego de terminar sus común la depredación de nuestro orden la saludestudios humana el institución, freno a enyesa trabajó como investigador postdoctoralhábitat. en el Instituto Federal Suizo de la pérdida irremediable de Zurich, diversas Tecnología, en para posteriormente trabajar en la dependencia de Lausanne como científico especies animales y vegetales, es permanente. Hablar de biotecnología ambiental es una labor compleja propia de esta referirse siempre a nuevas tecnologías disciplina; empero, detrabajo está dedicado a la investigación yque optimizan La mayor ninguno parte de su desarrollo enlos el procesos campo deindustriales la nosotros podemos excluirnos ella. y el retiro de componentes contaminantes y disminuyen la biotecnología de de plantas orgánicos de aguassimultáneamente residuales y emisión de contaminantes; pero, sobre zonas contaminadas. Destinado a la preservación del todo, es referirse a nuevos enfoques ambiente, este ramo de la biotecnología filosófico-sociales donde el rol del utiliza desde microorganismos hombre y su función y espacio en la para la generación de combustibles, sociedad tienen nuevas tareas. hasta vegetales para la absorción de substancias tóxicas. Hoy, por ejemplo, resulta inaceptable pensar que el hombre sea el rey de NOTORIA EVOLUCIÓN EN UN SIGLO la Creación y, como tal pueda matar Surgida desde hace más de un siglo, indiscriminadamente la flora o la fauna. cuando en los países industrializados Hasta las plataformas doctrinales del se implementaron plantas para el catolicismo y del cristianismo indican tratamiento de aguas contaminadas que la Creación, como obra de Dios, es con desechos orgánicos que permiten un bien colectivo que pertenece a todos un reciclaje eficiente y sustentable, y, en ese sentido, debemos todos asumir su evolución ha sido notoria, sobre una responsabilidad social con nuestras todo en el caso de energéticos como tierras, aguas aire, como patrimonio cas ysintéticas, entre las cuales se el petróleo que, a partir de los 70, que son de incluyen futuras generaciones. pesticidas, solventes, Traducción del inglés, emplea almidones generados por de Félix Ramos Gamiño colorantes, bioproductos de las microorganismos del maíz, la papa Es cierto que las tecnologías delyADN nos industrias química petroquímica y la yuca, a fin de preparar aditivos brindan oportunidades prodigiosas con son transportados a la vegetación La Fitorremediación ha sido defidestinados a la gasolina utilizada en el uso industrial de los microorganismos natural y a los cultivos donde bien nida como el uso de las plantas automóviles. para la fabricación de vacunas pueden ser dañinos a la planta verdes y sus microorganismos recombinantes o medicinas como la misma; total o parcialmente asociados; Esto, en parte,las fue alteraciones posible sobre del todo insulina, las hormonas o proteínas degradados; transformados, o suelo y las técnicas agronómicas porque a partir de los años 60, cuando especiales. Es también un hecho que acumulados en los tejidos y los para remover, retener o volver se descubrió la función y estructura de durante este siglo estaremos llenos órganos de las plantas. inofensivos los secontaminantes los ácidos nucleicos, pudo distinguir de sorpresas en este ramo; pero ello ambientales. Se describe, con sus entre la biotecnología antigua y la que no debe significar que nos reclinemos En el último caso, los xenobióticos limitaciones ventajas, el posible hoy se llama deysegunda y hasta tercera acomodaticiamente en un sillón y se concentran en las cadenas uso de las plantas para remover los generación, la cual opera prácticamente pensemos que sólo los científicos tienen alimentarias finalmente contaminantes orgánicos y metales con el uso del ADN recombinante. la obligación de velar por ynuestro medio en el tóxicos de las aguas residuales y ambiente. hombre, con posibles efectos en detrimento de su salud. Los reporsuelos contaminados. POSICIÓN DE LA COMUNIDAD tes sobrees, crecimiento de lasde plantas CIENTÍFICA La vigilia ecológica simplemente, en condiciones de contaminación, Muchas en Hoy en día,veces, tanto pensamos la biotecnología todos. las plantas principalmente como procesos de industrialización. A lo sin que resulten perjudicadas seriamenfuente de alimento, energía y fibras. largo del último siglo se ha incremen- te, indican que sería posible desintoxicar Debemos todos asumir una responsabilidad social con nuestras tierras, Sin embargo, recientemente se ha tado considerablemente el contenido los contaminantes mediante el uso aguas y como de patrimonio que son de futuras componentes xenobióticos en los generaciones de procedimientos agrícolas y biotecreconocido el potencial de aire, las plantas para usarlas como contrapeso a los ecosistemas. Muchas sustancias orgáni- nológicos.

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ser hasta 100 veces más fuertes, muchas personas temen que ya casi hemos agotado la mayoría de nuestras opciones. Los efectos de la penicilina no sólo se limitan a organismos directamente expuestos al antibiótico. Al contrario, los organismos resistentes a la penicilina afectan naturalmente a otros organismos, aparentemente sin relación alguna, con los que interactúan. Por lo tanto, en La guerra de los mundos es posible pensar que el organismo responsable de salvar a la humanidad fue afectado directa o indirectamente por una intervención o descubrimiento humano como la penicilina.

mediante nuestra supervivencia, el derecho a existir. Hemos crecido y evolucionado con todos los demás elementos en nuestro sistema y, a su vez, esos elementos han crecido y evolucionado con nosotros. Vistos así, nuestro crecimiento y evolución han sido mutuamente inspiradores.

Pero quizás en esta coexistencia podemos también ganarnos nuestro derecho a morir. Imagine que sí a gotamos todas las posibilidades de tratamiento antibiótico y, en el proceso, damos lugar a bacterias multiresistentes. ¿Están nuestro crecimiento y evolución ultimadamente permitiendo que estos organismos se conviertan en nuestros sucesores evolutivos? Entre la violencia y la inminente amenaza de aniquilación ¿O estos organismos nos están simplemente enseñando a ser humana, la obra de ciencia ficción de H.G. Wells presenta un pensadores orientados a sistemas, y al serlo, nos estamos de hecho ganando nuestro del derecho a sobrevivir? ¿Hacia punto de vistaLudo optimista de la Es relación entre del los Centro humanos, Diels. responsable de Tecnología y Proceso Ambiental Instituto Flemish dónde vamos? Ya sea vivamos o muramos, nuestros avances tecnológicos y el ambiente en el que para la Investigación Tecnológica en existimos. Bélgica. El doctor Diels tiene más de que 18 años de experiencia en el resultado dependerá nuestro aprendizaje. Como Wells destaca, hemos Ambiental coexistido ycon multitud Biotecnología es una un experto ende el desarrollo dedetecnologías para remover materiales organismos porpesados muchos,de muchos años; ganándonos uno, aguas residuales y sueloscada contaminados; tiene cinco patentes en este campo. Tiene amplia experiencia en la coordinación de temas como ambiente y fábrica de células en proyectos de la Comisión Europea. Trabajó en biosensores (midiendo la bio disponibilidad de metales pesados) y fito remediación y está involucrado en el desarrollo de biobarreras y procesos ‘in situ’ de bio-precipitación para metales pesados. Cada avance tecnológico trae consigo la posibilidad de grandeza o catástrofe. Por examine el uso de la energía Es autor deejemplo, diversos artículos científicos y diversos capítulos de libros. De entre sus numerosas nuclear: en las investigaciones manos de un líder responsable y humanitario, destacan publicaciones como: “Nuevos desarrollos en el tratamiento de suelos es una fuente contaminados de energía progresista capaz de mejorar la de las bacterias en la fito remediación de metales por metales pesados” y “El rol calidad de vidapesados”. de muchas personas. Sin embargo, la misma tecnología en manos de un misántropo es la más peligrosa de todas las armas. La tecnología es una herramienta y nosotros la portamos. Por lo tanto, nuestras decisiones respecto a la creación, uso y manejo de la tecnología ultimadamente determinan si la posibilidad de grandeza o la de catástrofe será actualizada. Keith Raniere ha creado un proceso sencillo pero completo de toma de decisiones orientado a sistemas. El proceso utiliza Thalasso un Doctor análisisFrédéric consciente de los siguientes tres componentes Departamento de Biotecnología CINVESTAV interactivos: la naturaleza y estructura del sistema en sí (lo que es y cómo funciona), las fuerzas impulsoras del sistema (loAunque que hace y por y el ambiente en el que el sistema el uso de qué), microorganismos para existe (lo que el sistema y loprima que afecta la transformación de afecta materia es al sistema). Por ejemplo, si estudio al corazón humano, conocido desde hace miles de años, debo no aprender acerca defue su sino anatomía y fisiología (su 19, naturaleza hasta finales del siglo gracias y estructura), su función que hace lo que Pasteur lo motiva), y cómo se relaciona a los (lo trabajos dey Louis y al con, afecta y es afectado por todos los demás sistemas del descubrimiento de los microorganismos, cuerpo (ambiente). cuando la Biotecnología moderna se desarrolló. El proceso desarrollado por el Sr. Raniere puede ser aplicado al Elestudio utilización defue cualquier tipo de tecnología, términoy Biotecnología propuesto incluyendo la biotecnología. Más específicamente, cualquier por primera vez en 1919 por Karl Ereky, decisión que involucre un ingeniero húngaro.biotecnología debe considerar a la tecnología en sí (naturaleza y estructura), la industria de la cual (lo que hace o su motivación), En proviene la actualidad, existen numerosas y el ambiente en el definiciones que existe. Una vez que cultivamos un entendimiento más de Biotecnología. De acuerdo profundo de estos Unidas, tres componentes y cómo se relacionan, con las Naciones la Biotecnología estamos en una posición más ventajosa que para tomar decisiones es “toda aplicación tecnológica ecológicas con respecto a la biotecnología. utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o A modificación continuación tenemos una aplicación práctica del proceso de productos o procesos depara toma de específicos” decisiones orientado a sistemas del Sr. Raniere. usos (UNEP, 1992).

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DEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES EN EL AGUA El tratamiento biológico de aguas residuales consiste en el uso de microorganismos para degradar o extraer contaminantes disueltos en agua. El tratamiento de aguas es, por lo tanto, parte integrante de la Biotecnología y es, de hecho, uno de los primeros campos de aplicación de la Biotecnología moderna. Aunque existen referencias a manejo de (Es importante notar aguas que el residuales proceso noenselas desarrolla de civilizaciones manera lineal donde Aasiria, es seguido por yB,romana, que es seguido por cretense fue solamente C, y así sucesivamente.a principios Cada componente puede del sigloindividual 20 cuando inició requerir atención especial conforme aprendemos de él, el de y, forma sistemática el tratamiento aprendizaje transformará la manera en queresiduales. vemos a los demás biológico de aguas componentes.) Para los fines de este estudio, utilizaremos una aplicación hipotética de ambiental, Enunlaagente gran biotecnológico mayoría de los casos, el “atopina”. tratamiento de aguas residuales se

realiza de forma integrada, combinando tratamientos físico- riego agrícola, aproximadamente mil 200 km3 de agua por químicos y biológicos. Típicamente, el tratamiento incluye (i) año son consumidos por la industria y el sector doméstico. La tratamiento primario (asentamiento de sólidos y prefiltración), mayoría de este consumo se transforma en aguas residuales, (ii)Como tratamiento secundario biológico u otro)parte y (iii) deque tratadas de disponerse ellas.por No el La tercera estedeberían proceso ser de toma de antes decisiones no es la de última; científico, Ud. está (tratamiento llevando a cabo tratamiento (pasos adicionales decantación, es el caso. De de acuerdo la OCDE, se Ud. estima quequé un poco contrario, está presente a través todo elcon proceso. Aquí evalúa efectos un estudio terciario sobre la atopina. ¿Por dónde como filtración o desinfección). de la mitad población mundial tiene acceso a en el ambiente (ya de sea la que “el ambiente” se refiera a la madre empezar? Quizás lo más adecuado es ha tenido la atopinamenos sistemas de de tratamiento residuales. los 30en otro tipo entorno), yde quéaguas efectos ha tenido Entre el ambiente definir y entender lo que es la atopina y naturaleza o cualquier ELIMINACIÓN DE CONTAMINANTES SUELTOS países miembros de para la OCDE, solamente 64 por ciento delde la atopina. Esta evaluación es importante reconocer las tendencias naturales cómo funciona. Esta parte del proceso, El definir tratamiento secundario es lafunciona, etapa “clave” del proceso, agua(el residual un tratamiento En México, producción y consumo vaivén)recibe del ambiente. Puede (OCDE, ser más2005). “holístico” utilizar el sistema y cómo durante cual yse eliminan que los contaminantes disueltos. se estimaenque por aguas esos residuales ya existentes un solamente sistema en24 vez deciento tratar de las imponer mismos es algolafísico mensurable puede los elementos Enliteralmente la gran mayoría de los casos, en esteun tratamiento se en hace (Semarnat, 2005).que la atopina está ahora elementos otro reciben sistema.tratamiento Por ejemplo, supongamos llevarse a cabo biológicamente, la capacidad autorizada que tienenpara los su uso comercial y Ud. ha determinado que la bacteria prospera laboratorio. Enutilizando este caso, supongamos microorganismos de degradar o acumular contaminantes. El tratamiento es, por lo tanto, todavía en tierra altamente orgánica.de Siaguas un colega suyo está por iniciarun uncampo negocio que Ud. determina que la atopina es mejor Existe sinfín que de tecnologías diferentes yagrícola cada una, a suatopina en pleno desarrollo. económico, político orgánica y social o usando y tiene la opciónUn de esfuerzo trabajar con tierra altamente una un bacteria ha sido modificada vez, tiene múltiples la ledeber realizarse para aumentar sustancialmente porcentaje de elección otro tipo,de ¿cuál recomendaría? Es probablemente más ecológicoelpara su colega genéticamente paraformas acelerarde losaplicación. ciclos de La tecnología del flujoadquirir de agualaque se de donde agua la residual tratadayay existe, reducir forma elelotro claro propiedad tierra óptima ya de queesta modificar tipo carbón y depende nitrógenoprincipalmente de la tierra, haciendo haa de asícircundantes como del tipo y de la concentración de losmásexistente entre desarrollo científico aplicaciones en campo. de tierra puede fácilmente crear desequilibrio en elysistema. lastratar plantas inusualmente contaminantes. resistentes a diferentes formas de A veces los vaivenes naturales del ambiente no podrán ser usados de la manera más contaminación ambiental. No son los únicos parámetros; también se ventajosa; deben tomar en será necesario imponerse a un sistema. Cuando ha determinado a veces cuenta condiciones disponibilidad de espacio, que debe imponerse a un sistema, su siguiente pregunta se vuelve, “dada Conforme empieza climáticas, usted a entender la claramente costo, fuentey de energía, legislación, humanos, la imposición, ¿cuáles son las ramificaciones?” Idealmente, una industria (aquello estructura funcionamiento de la ato-recursos disponibilidad de materias primas etcétera. que El único punto produce) no se impone sobre su ambiente; es óptimo que una industria se pina, naturalmente empieza a determinar común entre todas estas tecnologías el uso,desarrolle en alguna etapa, a partir de tendencias ya existentes en el ambiente, similar a la labor de lo que la atopina hace. Mientrasesque delaorganismos algunos se usen un buen jardinero. estructura vivos. de unaAunque cosa o en acción es procesos plantas superiores, generalmente se usan fácilmente mensurable, determinar la microorganismos; bacterias, hongos y algas se desarrollan libremente en motivación detrás de laque acción puede comunidades microbianas complejas. requerir mayor consideración. Esta distinción puede compararse con determiTECNOLOGÍA DE LODOS ACTIVADOS nar la estructura de una acción “colérica” Laversus tecnología más comúnmente determinar la motivaciónutilizada detrás es la tecnología dede “lodos activados”, en la que los contaminantes se ponen la acción. Para determinar lo que se enhace contacto lossemicroorganismos en un tanque agitado en uncon acto requiere de tiempo, y reflexión aireado. En pocas horas, losdeterminar microorganismos consumen e hipótesis; es como losla contaminantes (por ejemplo: azúcares, grasas, carbón intención subyacente de la acción. orgánico, etcétera) puede y se reproducen. La reproducción natural (Ultimadamente, haber diferentes demotivaciones los microorganismos que sistema se mantenga posibles hace detrás deeluna naturalmente y obliga eliminar acción colérica; con el también paso del a tiempo y el excedente de microorganismos producido. Este excedente es llamado la observación podemos más claramente “lodo” y es el cuál único resultante es de la degradación de determinar dedesecho esas motivaciones loslacontaminantes. más acertada). LaLa investigación sistemasllegan de tratamiento de agua estructura de y nuevos la motivación permite, día a día, a conformar unmejorar sistemasustancialmente en el cual la los conocimientos enestructura la materia. Por ejemplo, el númeroy de contaminantes determina a la motivación tratados con éxito se amplía rápidamente e incluye ahora la motivación determina a la estructura. compuestos que recientemente todavía considerados En este ejemplo, la tecnología estaban determina noa degradables. dedetermina aplicación del tratamiento la industria yElla campo industria biológico de aguas se amplía un costo de tratamiento a la tecnología. Usted, el con científico, cada vez menor. En el ámbito científico, el esfuerzo se centra puede inicialmente autorizar el uso actualmente en el desarrollo de la atopina para pruebasde enprocesos cultivos más integrados, la degradación de compuestos comerciales. Conforme xenobióticos prueba el recalcitrantes y la protección y tratamiento in-situ los mantos freáticos. agente, puede descubrir quedetodavía es posible hacer modificaciones para REZAGO TRATAMIENTO mejorarEN suELdesempeño. Una DE vezAGUAS que Curiosamente, y a iniciales pesar del progreso científico y técnico hace los ajustes (supongamos realizado en la materia, el tratamiento de aguas es todavía que compensó excesivamente y ahora la unatopina campo está que sufre rezago. la actualidad, la humanidad retrasando el En crecimiento consume aproximadamente 4 le milprovee km3 de agua por año de los cultivos), la industria (Falkenmark y Lindh, 1993). Excluyendo el agua utilizada para de invaluable retroalimentación para modificar la estructura de la tecnología.

OECD (2005). OECD in Figure, statistics on the member countries, OECD, Paris, ISBN 9264013059. Semarnat (2005). Informe de la situación del medio ambiente en México. www.semarnat.gob.mx. UNEP (1992). Convention on biological diversity. United Nations Environment Programme. www.biodiv.org

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et al. (1979) y Shelton y Tiedje (1983). El LD fue usado tanto como fuente de carbono y de tóxico; los ácidos orgánicos no volátiles fueron adicionados. El inóculo sin aclimatar para los ensayos provinieron de un digestor anaeróbico mesofílico de mezcla completa alimentado con agua residual sintética. En la figura 1 se presenta un esquema de la configuración del proceso en serie anaeróbico/aeróbico. El agua contaminada con licor negro (llamado aquí licor diluido, LD) fue alimentado a un reactor anaeróbico de lecho fluidizado (RANLEF; Figura 1). El LD fue provisto por una industria mexicana de celulosa Kraft que usa madera de pino. Después de un periodo de aclimatación, el tiempo de retención hidráulico (TRH) fue variado de 5 a 0.5 días en 6 estados seudo-estables consecutivos. La aclimatación previa fue llevada a cabo en 7 etapas de 20 días de duración cada una, alimentando una mezcla de agua residual sintética degradable y una creciente proporción de LD fue alimentada al reactor. El reactor consistió en una columna de vidrio de 3 L de volumen total geométrico con 1 L de carbón activado granular (CAG) malla 30/40 como medio soporte para la colonización por el consorcio microbiano. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA RESIDUAL El efluente LD fue un agua residual altamente coloreada y alcalina (pH 8.8). El contenido de materia orgánica fue de 2 255 mg/L como DQO; las concentraciones de sólidos totales, sólidos suspendidos totales y sólidos suspendidos volátiles fueron 2 543, 2, 132, y 128 mg/L, respectivamente. La concentración promedio de los ácidos orgánicos volátiles fue 210 mg/L. El contenido de color y ligninoides fue de 1.03 y 46.3 como absorbancia a 465 y 254 nm, respectivamente. La DAU fue aproximadamente de 55 por ciento de la DQO total, la cual sugiere la presencia de una considerable cantidad de material orgánico recalcitrante (45 por ciento). Esto último fue probablemente debido a sustancias ligninoides originadas durante la digestión química de la madera de pino. OPERACIÓN DEL REACTOR ANAERÓBICO DE LECHO FLUIDIZADO Los resultados del tratamiento anaeróbico son descritos en la Figura 3. La eficiencia de remoción de DQO (DQO total) varió en el intervalo de 80 a 48 por ciento cuando el TRH fue decreciendo de 5 a 0.5 días, Figura 3A. La reducción de DQO varió en el intervalo de 87 a 96 por ciento, expresada como DQO biodegradable a TRH cortos de 0.5 y 0.75 días. Las altas remociones de DQO durante la última etapa de aclimatación y el primer TRH pudieron ser parcialmente debidas a la capacidad de adsorción del CAG utilizado como medio soporte del consorcio en el reactor anaeróbico. Como el experimento continuó a bajos TRHs, la capacidad de adsorción pudo haberse agotado y sólo el 48 por ciento remanente es la remoción biológica de DQO. CONCLUSIONES El tratamiento continuo anaeróbico (RANLEF) de aguas residuales contaminadas con licor diluido fue factible a velocidades de carga de moderadas (1 a 10 g DQO/[LFB*día]) con una remoción total de DQO de 80-40% y la reducción de DQO biodegradable de 96-87% (a alta velocidad de carga). El RANLEF fue capaz de operar en un régimen metanogénico estable a pesar de indicaciones de toxicidad sub-óptima

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del licor diluido impuestas al consorcio metanogénico. Las remociones de color y ligninoides también decrecieron con la disminución del TRH. Aunque el reactor metanogénico de lecho fluidizado proveyó un efectivo tratamiento para la materia orgánica degradable, todavía restan en el efluente anaeróbico concentraciones importantes de materia orgánica recalcitrante y color. Un reactor aeróbico, empacado con Trametes versicolor inmovilizado sobre cubos de madera fue alimentado con efluente anaeróbico del RANLEF. La remoción de materia orgánica promedio del reactor fue de 30 y 32% en base a DQO, durante las corridas de 60 días a 5días de TRH y 35 días a 2.5 días de TRH, respectivamente. Los contenidos de color y ligninoides fueron removidos en porcentajes superiores (69% y 54% respectivamente). No hubo diferencia significativa en la operación del reactor a 5 y 2.5 días de TRH. Se encontró una correlación positiva entre la eficiencia de remoción de contaminante y la actividad de lacasa en el licor centrifugado del reactor fúngico durante buena parte del primer período de operación a 5 d TRH, aunque la actividad de manganesoperoxidasa estuvo presente durante toda la operación del biorreactor fúngico. Muy importante, nuestro trabajo demostró que un reactor fúngico puede operar efectivamente por un largo periodo (cerca de 100 días) y sin necesidad de suplementar costosas fuentes de carbono soluble como glucosa, maltosa, etc. El tratamiento serie global alcanzó aproximadamente un 78 por ciento de remoción de la materia orgánica original del licor diluido (en base a DQO). El proceso serie parece ser un paso hacia el desarrollo de una alternativa biológica para el tratamiento efectivo de efluentes recalcitrantes de la industria Doctor Raúl Antonio Garza Cuevas de la celulosa y el papel. Profesor Investigador / ITESM

Especial para Conocimiento n el estudio de las aguas continentales es imposible disociar el binomio agua-desarrollo, pues el uso de las aguas dulces es un elemento obligado en el desarrollo de las sociedades humanas. Desde tiempo atrás, el uso del agua ha estado creciendo en forma exponencial con los consecuentes problemas de contaminación.

HERRAMIENTAS ECOLÓGICAS DE EVALUACIÓN En la actualidad, se han desarrollado diversas técnicas para evaluar los efectos que traen consigo las variadas actividades antropogénicas que presentan un impacto probable en la salud humana y en el ecosistema.

Los diferentes instrumentos de estudio van desde el ámbito La contaminación tiene diferentes connotaciones, pero cuando de la biotecnología que se basa en la respuesta de las células afecta a las aguas dulces, puede ser descrita como la descarga a la presencia de sustancias tóxicas, como los compuestos de materiales hacia un cuerpo de agua natural, el cual sufre orgánicos persistentes (COP), hasta las herramientas ecológicas basan en la respuesta de los organismos efectos adversos en la calidad de vida animal y vegetal presente de evaluación que sePor Ivy Nevares conceptos de Keith Raniere en el sitio, además de cambios en la calidad para propósitos y de las comunidades biológicas a la concentración de dichas de uso por el ser humano. Por otra parte, el entendimiento del sustancias. origen de los contaminantes, su tratamiento y su efecto en los ecosistemas acuáticos es, hoy en día, una parte importante La utilización de productos agroquímicos constituye un aire, riesgo para lay calidad agua, condenados. debido a la Fueron toxicidad deDesde la interpretación de la acuática. el momento que losecología invasores arribaron, respiraron nuestro comieron bebieron,del estaban potencial de estos compuestos. La las Agencia de Protección aniquilados, destruidos, después de que todas las armas y dispositivos del hombre habían fallado, por más diminutas Ambiental demillones Estados de Unidos (U. S.elEPA), define “pesticidas” El criaturas análisis yque evaluación desabiduría, la calidadpuso del en agua sido, Por porel precio Dios, en su estaha tierra. de mil muertes, hombre se los había ganado (insecticidas, herbicidas y ese otros) comoessustancias químicas tradición, desarrollada con base en métodos soportados pororganismos esta inmunidad, este derecho a sobrevivir entre los infinitos de este planeta. Y derecho nuestro contra todo mediciones y determinaciones de las características reto. Porque los hombres ni viven ni mueren en vano. físicas usadas para prevenir, destruir, repeler o ejercer cualquier y químicas. Sin embargo, la inclusión de la respuesta de los otro tipo de control sobre algunas plagas; éstas pueden ser u otros indeseables, además de organismos en distintas escalas, desde biomarcadores hasta insectos, roedores–del filmeanimales “La guerra de los mundos“ (2005) no cinematográfico deseadas, hongos o algunos microorganismos comunidades, es ahora una alternativa y un complemento en hierbas (guión de Josh Friedman y David Koepp) la evaluación de la calidad del agua y del ambiente en general. (bacterias o virus). Son sustancias químicamente complejas Una de las premisas más importantes de la bioevaluación o que, una vez aplicadas al medio ambiente, están sujetas a biomonitoreo es que los esquemas físico-químicos no son una serie de transformaciones físicas, químicas y biológicas; transformaciones pueden conducir a la generación de capaces de los daños enperturbador las comunidades Si examinamos a la Tierra como un sistema, eventualmente aydetectar algo extrañamente acercabiológicas. de la última estas o a que la degradación total de los encontramos todos los elementos en compuestos. ella se interconectan adaptación al cine de la novela de H.G. Wells La guerra metabolitos DETECCIÓN DE mundos SUSTANCIAS TÓXICAS de los (1898). Quizás tenga que ver con un y afectan mutuamente. Dado este principio de interconexión, QUÍMICOS ORGÁNICOS Lasentido bioevaluación o biomonitoreo puede impactos ¿es posible para cualquier elemento existir exactamente como de impotencia, una pérdida total revelar de control: imagineo la PRODUCTOS actualidad, miles los productos químicos orgánicos efectos y devastada presentes por queextraterrestres. están enmascarados, taleses Enlolahace ahora sison otro elemento del sistema cambiara o fuera Tierra futuros de pronto La invasión de plagas y deSimilarmente, enfermedades ¿pudiera que se como nuevassin sustancias tóxicas que hanlos ingresado al ambiente utilizados para controleliminado? imprevista causa o razón aparente, agrícolas, y de control o posibles cambios en las propiedades físicas. Otra ventaja es manifiestan en las actividades cualquiera de losganaderas otros elementos existir ataques son desastrosos e impredecibles, loscomo cuales,lodependiendo que ser estudiados losde cambios o alteraciones a largo de diversos problemas sanitarios, exactamente hace ahora del si el y pueden la respuesta y medios defensa objetivo para el cual están destinados, puedenfuera clasificarse en: o plazo sobre inadecuados el ecosistema. elemento en cuestión diferente humanos en yuxtaposición ya no existiera? Por ejemplo, si toda el a los del agresor. Aún cuando se acerca parade la la destrucción dereemplazada insectos. Por estas razones, es importante incorporar a los métodos Insecticidas. Utilizadosagua Tierra fuera por el tiempo de la resolución, la humanidad de sustancia hongos y o prevención de completo, deesevaluación de la calidad y de la integridad de Fungicidas. Destrucción otra retirada por un observador al igual ambiental que durante loselecosistemas, mecanismos comonuestra los indicadores biológicos enfermedades en los cultivos. ¿habría algún sistema en el planeta que ataque inicial: el medio para Herbicidas. Eliminación hierbas y plantas que complementen tradicionales. nodesemalas viera afectado? salvación no eslosdemétodos manera alguna indeseables. producto directo del ingenio humano... de roedores. Las de los seres humanos afectan ostensiblemente Rodenticidas. Eliminación Considere a la penicilina, el antibiótico ¿oacciones sí? gusanos.hasta hoy. Inicialmente, a un sinnúmero de ecosistemas acuáticos, modificando con Nematicidas. Eliminación másdeutilizado de caracoles. ello la evolución natural de los mismos en diferentes escalas. Moluscicidas. Eliminación la penicilina fue aclamada una droga Viendo la película o leyendo la novela, Enpuede el afán Ud. de hacer rendir llegar más las acosechas milagrosa, ya que permitía el tratamiento también una de los alimentos son biodegradables y sólo se necesarios parasimilar: consumo hombre ha utilizado La mayoría de los “plaguicidas” de infecciones antes incurables. Tan conclusión el humano, medio el para quedespués no resultan sustancias para controlar plagas y malezas de sus cultivos, hidrolizan en otros productos cuatro años de quepeligrosos; la penicilina finalmente vencer a lalasinvasión está cloradosdisponibilidad, son resistentesfueron a la y resulta que mediante el usoSin de las mismas, se ha sin embargo, los hidrocarburos tuviera amplia más alláinnegable de los confines humanos. con mucha razón por logrado ampliar el horizonte agrícola conforme a la demanda degradación y se hidrolizan observados casos lentitud, de resistencia a los embargo, ¿podría el diminuto organismo la cual han sido denominados plaguicidas persistentes o derivada del crecimiento desin la la población. antibióticos. Conforme los microbios vencer al ejército invasor existencia “duros”. empezaron a resistir la penicilina, los de la humanidad? Si los humanos jamás El uso dehabitado estas sustancias de¿existiría manera indiscriminada e investigadores médicos respondieron hubieran este planeta, constituidos avariaciones base de carbamatos irresponsable problemas a diferentes organismos y En cambio, los plaguicidas introduciendo naturales de la misma acarrea forma ese organismo? ¿O lossintéticas de base de orgánico, también órgano a existiría sus poblaciones; delfósforo antibiótico, al igual que llamados otros substitutos del todo?Esto ocurre desde el proceso químico de y y degradan conmás mayor rapidez en el medio la manufactura de las sustancias y la consecuente generación fosforados, químicos. se En consecuencia, y más microbios empezaron que se les llama “plaguicidas” dePara residuos tóxicos, cuales, si no tienen un manejo ambiente, a resistirpor los lo nuevos tratamientos. Hace algunossuaves meses,o el examinar másloseste punto, reflexione simplemente embargo, éstos son más tóxicos Infecciosas para el serde adecuado, un riesgo si para y para Institutosin Nacional de Alergias y Enfermedades sobre lasconstituyen siguientes cuestiones: unoeldeambiente sus padres jamás “ligeros”; la hubiera salud humana, el uso la aplicación de ysustancias los Estados Unidos reportó que más del 70% de las bacterias existido, hasta ¿se vería Ud.yigual, sería igual tendría las humano. (agroquímicos) y su afectación integridad de los atributos mismas experiencias? Y si en Ud.lajamás hubiera existido, ¿sus que causan infecciones en los hospitales son resistentes a por ecológicos los sistemas acuáticos y terrestres. padres sede verían iguales, naturales serían iguales y tendrían las mismas lo menos uno de los antibióticos más comúnmente usados para tratarlas. Aunque hoy algunas dosis de antibióticos pueden experiencias?

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superficialmente estudiadas; además, existe un número limitado de reportes que se refieran a los genes que participan en todos y cada uno de los procesos de biodegradación de los hidrocarburos aromáticos monocíclicos bajo condiciones aerobias. Aranda Enrique. 2005. Comunicación personal. Por lo tanto, se ha incrementado el conocimiento acerca de EPA. 2004. Environmental Protection Agency la diversidad bacteriana gracias al Recommended estudio de los genes (por [EPA]. National Water Quality Criteria. 2004. línea:ya se ha mencionado ejemplo del ARN ribosomal 16s), peroEncomo www.epa.gov/waterscience/criteria/ anteriormente, hay limitaciones en la comprensión acerca nrwqc-2004.pdf de los genes que codifican para las proteínas relacionadas

con la degradación de los compuestos tóxicos. Con la ayuda Hernández-Paz, Rebeca; Juvenal Gutiérrezde la biología molecular, la identificación de genes Castillo, Raúl Garza-Cuevas, Porfirioy por lo tanto de proteínas de Caballero-Mata, los microorganismos que participan Shad D. Nelson, Ricardo en la biodegradación puede representar unOrganochlorine alto potencial. Ese 2006. Mata-González. compounds in water and sediments three potencial se puede traducir en el descubrimiento deofnuevos tributaries of the Rioo Bravo antibióticos, metabolitos secundarios vías in deCoahuila, degradación Mexico. Society For Range Management. de los compuestos aromáticos. 2006. Vancouver, British Columbia, Canada.

INSECTICIDAS ORGANOCLORADOS NUEVAS TECNOLOGÍAS BASADAS EN BIOPELÍCULAS Lostratamiento “plaguicidas”anaerobio también seespueden clasificar por su acción El una de las estrategias de toxicológica. Los insecticidas organoclorados son que tienen biorremediación sobresalientes, debido a que laslos condiciones una estructura química en que una pertenece los hidrocarburos anaerobias prevalecen gran avariedad de sitios clorados y sirven para controlar las plagasmenor de insectos (Red contaminados. Además, tienden a producir volumen de de Acción en Plaguicidas y susresiduales, Alternativas América lodos en el tratamiento de aguas y lospara productos de Latina, [RAPAAL], n. d.; utilizarse Aranda E., personal, la fermentación pueden en comunicación la formación de biogás Enero 2005). Los insecticidas organoclorados se pueden (metano). Los procesos de biodegradación se pueden inhibir por grupos: en de el grupo del DDT ysin compuestos aclasificar altas concentraciones contaminantes; embargo, relacionados entranprobados el DDT ypara sus superar metabolitos DDD y DDE; de varios métodos la inhibición del y el metoxicloro; al grupo celular de los parece ciclodienos el sustrato, la inmovilización ser lapertenecen técnica más heptacloro y su metabolito heptacloro epóxido; el aldrín y sus prometedora para superar dicha inhibición. La inmovilización metabolitos dieldrín y endrín; metabolitos cetona celular, mejor conocida comoy los biopelículas, haendrín demostrado y endrín aldehído; isómeros I y endosulfán II ser eficiente en la los remoción de endosulfán los compuestos aromáticos y susitios metabolito endosulfán al grupo BHC y lindano en contaminados. Sinsulfato; embargo, esta tecnología, que pertenecen los isómeros alfa-BHC, beta-BHC, gama-BHC está en sus primeros pasos, ya ha demostrado ser competitiva. (lindano) y delta-BHC & Stephenson, Aranda E., Por otro lado, también(McEwen se trabaja en el diseño1979; de biosensores comunicación personal, Enero capaces de medir y controlar los2005). niveles de compuestos tóxicos en suelos y sitios contaminados. A pesar de que el DDT ha sido prohibido en gran número de países y elBIOLOGÍA lindano se ha restringido, siguen apareciendo USOS DE LA MOLECULAR trazas de estos contaminantes en sedimentos y agua, con EN LA BIOTECNOLOGÍA mayores concentraciones en la parte sólida debido a su afinidad El estudio de las bacterias participantes (diversidad) en las con la misma. podemos que es unsintróficos problema estructuras y Además, características deobservar los consorcios no sólo de las áreas agrícolas, sino que es transportado microbianos (mezclas de microorganismos que cooperan hasta entre áreas muy la lejanas. sí) durante biodegradación de los compuestos aromáticos, es un campo de investigación interesante. La degradación de los En el caso dearomáticos México, lamonocíclicos poca utilización de agroquímicos en compuestos por cepas puras aisladas la agricultura sur del país, fue hasta hace bien pocosentendido años una de consorciosdelaerobios, es generalmente “ventaja”, respecto asesusigue contribución como no puntual y en la actualidad evaluando la fuente diversidad de las de contaminantes en el agua. en la durante actualidad bacterias que participan dentroSin deembargo, los consorcios la esta situación así ha como sufrido cambios, incrementándose la biodegradación; las características fisiológicas de las cantidad de químicos utilizados en las actividades bacterias en productos respuesta al medio ambiente anóxico. agrícolas y por ende, aumentando la concentración de diferentes substancias químicas Sin embargo, las proteínas de las (orgánicos cepas que persistentes participan eny metales pesados) de en las unidades hidrográficas la incorporación los múltiples hidrocarburos hacia el interior de el estado de Chiapas. De hecho, los la región, célula, especialmente así como lasenproteínas que participan durante diferentes ríosdeque la cuenca han del río Usumacinta la reducción losconforman anillos aromáticos, sido poco y/o

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DESARROLLO DE LA BIORREMEDIACIÓN A la fecha, la conciencia sobre la importancia de restablecer los sitios contaminados (biorremediación) está creciendo en México, por lo que es preciso investigar acerca del muestran actualmente unapropiados incrementoy en las concentraciones desarrollo de materiales económicos, así como agroquímicos, e incluso de un buen de de diferentes biotecnologías de bajo costo y viables para número países en compuestos cuyo uso está prohibido en el país. desarrollo. Unanuestros de las principales subcuencas delen ríolaUsumacinta Río En laboratorios se trabaja búsqueda es deelesos Lacantún y sus tributarios. un estudio realizado en única el río microorganismos que seanEn capaces de utilizar como Lacantún la presencia de COP encomo los tejidos de peces fuente de sobre alimento los contaminantes la gasolina, el fue detectado el DDT y suscomplejas metabolitos G. V., 2006). diesel, así como mezclas de(Marines hidrocarburos, para Las eventual especies con más altos DDT fueron: Astyanax su usolos envalores los procesos dedebiorremediación. Los aeneus, Rhamdia guatemalensis, Poecilia Belonesox resultados encontrados a la fecha por mexicana, nuestro equipo de belizanushan y Atherinella sp. De acuerdo valor permisible del trabajo sido satisfactorios, y nos al han alentado a seguir Criterio de Concentración Continua (CCC) determinado por la adelante. EPA, todos los valores encontrados en el estudio rebasan el umbral. En México, la Ley especifica que compuestos su uso está prohibido En el metabolismo celular de los tóxicos y que sólo en casos de excepcionales aplicarse; porenzimas, lo tanto participan grupos moléculas debe conocidas como su presencia enresponsables el ambiente debe, teóricamente, cero. las cuales son de transformar losser compuestos tóxicos, para eventualmente disminuir su presencia en el Otra cuenca es estudios la de los ríos Salado ambiente. Pormexicana lo anterior,estudiada realizamos de tratabilidad debiodegradabilidad Nadadores-Sabinas-río Bravo en el estado de Coahuila y con microorganismos, acondicionados (Hernández R. 2005), donde latambién se deencontraron en biorreactores, para evaluar capacidad utilizarlos altos de los diferentes mencionados, avalores nivel de campo para llevar a agroquímicos cabo la biorremediación de particularmente el DDT y sus metabolitos, los cuales rebasan sitios contaminados, además del estudio molecular de la(s) también losrelacionadas valores umbrales permisibles de determinados por proteína(s) con la degradación los compuestos la EPA. tóxicos. Finalmente, es evidente que la respuesta deherramienta los organismos en En conclusión, la biotecnología es una muy cualquier nivel de la antiguas organización del espectro biológico a la útil que ayudó a las civilizaciones a desarrollarse; presencia sustancias tóxicas (agroquímicos), es aaltamente hoy en díade continúa desarrollándose y ayudando resolver significativadepara evaluar y monitorear efectos negativos problemas enfermedades, hambre y sus los relacionados con ensalud los seres vivosEnde puntual y en los ecosistemas. la pública. la manera actualidad no contamos con soluciones Pero en la ydeterminación de este la presencia o ausencia por de inmediatas sostenibles para tipo de problemas; unatanto, especie, éxito deque sus laprocesos fisiológicos o en lo se el vislumbra biotecnología continuará los problemas opciones de saludrealistas en el para ser el humano asociados a proporcionando mundo en desarrollo. la contaminación sustancias químicas, es deque mayor Por otra parte, nadapor mejor que los microorganismos son utilidad de biomarcadores detectar al agente que parte de el la uso biosfera nos ayuden a para preservar, y dado el caso, a provoca la la alteración. Esto es, que la escala delatrabajo enen la restablecer calidad del ambiente, alentando armonía evaluación y análisis de sustancias químicas tiende las relaciones entre eldel serefecto humano, las especies y en general, al medio plano individual y celular. el que le rodea.

Gustavo Viniegra. El doctor Gustavo Viniegra es profesor titular e investigador del Departamento de Biotecnología de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM)-Unidad Iztapalapa. Obtuvo el grado de Médico Cirujano en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), la Maestría en Ciencias del CINVESTAV y el Doctorado en Biofísica en la Universidad de California, San Francisco. Alfredo Aguilar Romanillos. Actualmente es funcionario de la Dirección de Alimentos, Su área de especialización involucra la microbiología industrial; las fermentaciones de substratos Agricultura y Biotecnología de la Comisión Europea, es jefe de unidad de Celular” sólidos por hongos filamentosos; la producción de yenzimas porla cultivos de “Fábrica Aspergillus Nígerde y la misma institución. aprovechamiento de los residuos agrícolas y agroindustriales.

C. Estrada-Vázquez / A. Ortega-Clemente / F. Esparza-García / H.M. Poggi-Varaldo E-mail: [email protected]. CINVESTAV / Departamento de Biotecnología y Bioingeniería / México La industria de la celulosa y el papel en México (ICP) microorganismos y contienen considerables cantidades de produce 700 mil toneladas de pasta, y dos millones 900 mil materia orgánica recalcitrante. La industria mexicana de toneladas de papel por año. Aproximadamente la mitad de la celulosa ha implementado la recuperación y reutilización producción de celulosa proviene del proceso Kraft. Cerca del del licor negro. Sin embargo, son frecuentes los derrames de 60 por ciento de la industria Kraft son fábricas no integradas; los lavados de los digestores y del sistema de recuperación esto es, producen celulosa no blanqueada. La ICP contribuye del mismo. Los derrames de licor negro son el principal con un 2.1 por ciento del Producto Interno Bruto (PIB), y genera contaminante del agua en la industria mexicana de celulosa 31 mil empleos directos. LaMartínez capacidad de producción instalada Kraft no integrada, lo que da lugar a un efluente típico Doctor Jorge A. Ascacio denominado licor diluido (LD) en este trabajo. Trabajos está distribuida 67 plantas. Doctor Hugo A.entre Barrera Saldaña previos han demostrado que el licor negro de fibras de cáñamo Unidad de Biotecnología. Departamento y el agua residual asociada son recalcitrantes y tóxicos a Las descargas de aguas residuales provenientes de la ICP de Bioquímica, Facultad de Medicina 3 son aproxi-madamente 100 millones Universidad Autónoma de Nuevo León de m /año, lo que consorcios anaeróbicos. Sin embargo, se conoce poco acerca significa el 12 por ciento de las descargas residuales totales de la aplicación de tratamientos anaeróbicos a agua residuales [email protected] y [email protected] del sector industrial, y ocupan el segundo lugar en este contaminadas con licor negro Kraft de madera de pino. rubro. Actualmente, los estándares permitidos en México de Los hongos pertenecientes a los basidiomicetos (como descargas de aguas residuales de la ICP son más estrictos.La Trametes versicolor, Phanerochaete chrysosporium) son aplicación de tratamientos anaeró-bicos para los efluentes microorganismos con una demostrada capacidad para degradar lignina, de la industria del papel ha tenido incremento a Nueva Biotecnología. Hoy en un día,notable la biotecnología posee la capacidad de y esto deriva del uso de un potente y diverso ygrupo de enzimas. Hemos hipotetizado que Trametes en los manipular últimos veinte años. Esta tecnología, particularmente plantas el material genético de los microorganismos, animales inmovilizado puede ser uninsertados alternativaeninteresante el reactor con biomasa inmovilizada, ofrece claras versicolor paraanaerobio fabricar nuevos productos y procesos que beneficien al hombre. Esto, origen humano bacterias, pos-tratar de y degradar la materia ventajas sobre al losperfeccionamiento procesos de tratamientos físico-químicos. gracias de las técnicas y nuevaspara metodologías un nuevo y muy orgánica próspero recalcitrante negocio en remanente del efluente anaerobio Investigadores mexicanos,y transferencia norteamericanos y europeos handel ADN aislamiento, manipulación de genes (tecnología recombinante Estados Unidosobtenido y Europa.a la salida del obtenido significativos avances en la lasdécada dos últimas décadas reactor anaeróbico. o ingeniería genética) inventadas de 1970. sobre la aplicación de procesos anaeróbicos a una variedad Con su nuevo arsenal, la anaeróbicosbiotecnología en lote. La degradabilidad anaerobia de efluentes decondujo la ICP a Uno de los retos más importantes ha Ensayos Esto, a su vez, la creación en esa época de una nueva clase de empresas moderna contribuye (DAU) y el ensayo toxicidad del licor diluido (LD) sidoBiotecnología el tratamiento de aguas residuales contaminadas por última de Industrial moderna, como Genentech, Amgen, Biogen y Cetus, en de áreas industriales tan realizados acuerdo alcomo proceso en Owen licorhicieron negro. Estos efluentes son a derivadas fauna acuática y fueronde que de la producción de tóxicos proteínas de la expresión genes de dediversas la descrito producción de

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alimentos, degradación de desechos industriales, minería, farmacéutica, medicina y cosmetología. La biotecnología industrial ha venido aprovechando las nuevas metodologías para la explotación de microorganismos modificados genéticamente, para producir vacunas, antibióticos, interferones, interleucinas, eritropoyetina y otros factores del crecimiento, hormonas del crecimiento y enzimas, entre otras. La industria agropecuaria también ha sabido incorporar estos avances, y entre los logros recientes más impactantes figuran la generación de nuevas variedades de plantas y animales transgénicos (aquéllos que en el laboratorio se les introdujo un nuevo gen) y la producción en sus fluidos (leche principalmente) de medicamentos por éstos (plantas y animales biorreactores); así como también la explotación comercial de las secuencias génicas generadas por los proyectos genómicos de las principales plantas y animales de interés comercial, mismos que, a disposición de los investigadores, permitirán fabricar en nuevas clases de hospederos biotecnológicos modificados genéticamente, nuevas proteínas de utilidad terapéutica, además de las mencionadas anteriormente. BIOTECNOLOGÍA AGROALIMENTARIA Dado el crecimiento de la población humana, en la primera mitad de este nuevo siglo se deberá igualar la producción de alimentos generada a lo largo de toda la historia de la humanidad. Actualmente, en el mundo hay más de 800 millones de personas que padecen hambre. La ONU estima que para el año 2030 seremos más de 8 mil millones de habitantes en nuestro planeta. Por lo mismo, si seguimos produciendo de manera similar los alimentos como hasta ahora lo hemos venido haciendo, van a resultar insuficientes para satisfacer las necesidades alimentarias de la humanidad. Comparado con los países desarrollados, el esfuerzo que México debe hacer frente a este enorme reto es aún mayor, pues sus sistemas de producción de alimentos son, en promedio, hasta diez veces menos eficientes que los de las naciones líderes. Los cultivos agrícolas modificados por ingeniería genética se han comercializado

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Doctor Karim Acuña Askar Laboratorio de Biorremediación Ambiental Facultad de Medicina / UANL Doctor Jesús Antonio Morlett Chávez Doctor Jorge Ángel I. Ascacio Martínez Doctor Hugo A. Barrera Saldaña desde mediados de laUnidad décadade deLaboratorios 1990 y se han de estado incrementando sostenidamente Ingeniería y Expresión Genética desde entonces. Los Facultad últimos registros oficiales indican una superficie de 90 millones de Medicina / UANL de hectáreas destinadas al cultivo de vegetales genéticamente modificados, lo que [email protected] equivale a aproximadamente el cinco por ciento de todos los cultivos en el mundo. Los cultivos que se comercializan principalmente son los de soya, maíz, tomate y algodón. Uno de los cultivos que está teniendo gran auge recientemente es el llamado La biotecnología -en términos generales-, arroz dorado (Golden rice) que consiste en una variedad se depuede arroz definir (Oriza como sativa) el uso de organismos vivos o decaroteno), compuestos obtenidos a partir dede fortificado genéticamente con vitamina A (beta ausente normalmente organismos vivos para transformarlos en productos de alto este grano. E incluso se está dando un viraje en la generación de vacunas, las valor cuales para el ser humano. La biotecnología es multidisciplinaria, yafrutas que ya están siendo producidas en presentaciones comestibles, como parte de involucra a varias disciplinas y ciencias (biología, bioquímica, como el plátano, o vegetales como el tomate. genética, virología, agronomía, ingeniería, química y medicina, otras). BIOTECNOLOGÍAentre PECUARIA Cada día más personas demandan mayor consumo de carne (derivada principalmente científicos, la biotecnología relacionada con el deEnlastérminos ganaderías bovina y porcina), de leche y está sus derivados, así como de ácido pollo y desoxirribonucleico (ADN), el cual, través deson un el grupo de instrucciones, huevo. Mientras que estos últimos dosaalimentos resultado de programas hace que células produzcan (por ejemplo:de hormonas, enzimas, intensos de las mejoramiento genético,proteínas tecnología y sistemas producción bastante entre otras) queyconstituyen la nuestro base depaís, la vida. A través de muchos años bien desarrollados extendidos en las ganaderías bovina y porcina de investigaciones, los científicos han descubierto cómo obtener, manipular y de carne y la bovina de leche aún sufren grandes rezagos. transferir genes de un organismo a otro, con el fin de producir proteína(s), en el cualeloriginalmente no este se producían. Para sector pecuario, reto reclama un impulso inusitado a la investigación en nuevos sistemas de producción animal, con al menos dos vertientes: incrementar la BIOTECNOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE productividad y mejorar la salud de los animales. En esta última, la investigación se Como disciplina, la biotecnología inmersaen entre las másy antiguas debe extender además a la salud de se losencuentra animales salvajes cautiverio a la de los prácticas dede laalto humanidad, y es utilizada por el deportivas. hombre desde principios domesticados rendimiento para competencias de la historia. Así, éste, desde sus orígenes la utilizó en el cultivo de plantas, labrando y promoviendo la salud modificación características genéticas Aunque lostierra esfuerzos a favor de la humana de hanlas sido de tal magnitud que se dereconoce los cultivos y de animales que criaba, como resultado les como el los motor que conduce a la obteniendo investigación biomédica, enplantas la salud mejoradas con mayores rendimientos. Avanzando la historia, la biotecnología animal el escenario es otro totalmente distinto. En por general, la medicina veterinaria ha sus sidoesfuerzos y continúaen siendo utilizaday en producción pan, de bebidas hatambién centrado la nutrición la la prevención dedeenfermedades. Sin alcohólicas de productos lácteos. embargo, urgey encontrar nuevos medicamentos que contribuyan a contrarrestar los problemas suscitados por el cautiverio de animales salvajes, por las enfermedades la biotecnología cuenta con muchas aplicaciones, deTradicionalmente, los de rancho y granja, por el envejecimiento de nuestras mascotasentre y porlas los que destacan la industria alimenticia, farmacéutica, ademásde delos la animales medicina,de problemas asociados a las exigencias de mejores rendimientos entre otras. Sin embargo, el potencial de la biotecnología va más allá de su competencia. uso clínico o de la producción alimentaria. Actualmente, nuestro grupo y

otros en la UANL y otras instituciones de Educación Superior HORMONAS DEL CRECIMIENTO BOVINO del país, hemos expandido el uso de la biotecnología hacia Hace casi de 80innovación años se observó por en primera vezcaso, quehacia la campos tecnológica, nuestro administración las hormonas delgrupo crecimiento (GHs) a la restauracióndeambiental. Nuestro de trabajo realiza animales estimulaba su crecimiento. La primera GH que se investigaciones acerca de cómo mejorar la tecnología para produjo en forma recombinante fue la de de origen humano (HGH), restablecer la calidad de los cuerpos agua contaminados, y incluyendo luego le siguió la bovina (BGH). (presas, La primera comercializa aguas superficiales ríos,selagos, etcétera), para el subterráneas; tratamiento del hipofisiario, mientras que y aguas asíenanismo como también suelos contaminados laemisiones segunda, alpara estimular la producción lechera. Ambas aire, a través de filtros biológicos que permitan hormonas produciéndose y lo siguen haciendo en la disminuiriniciaron los niveles de contaminantes y llevarlos a niveles bacteria Escherichia coli. aceptables por la normatividad ambiental. LaMAYORES hormona EXIGENCIAS del crecimiento bovino (BGH) o somatotropina DE LA POBLACIÓN bovina mejora la eficiencia de leche (por y Uno de los problemas que de se producción pueden vaticinar a corto unidad deplazo alimento consumido) la producción (peso mediano es el incremento de yla población que demanda corporal) composición (relación músculo-grasa) carne. no sólo y mayor cantidad, sino también calidad endeellaconsumo Endeelagua, caso en delelganado lechero, esto permite la reducción delun uso y ordenamiento del suelo y, desde luego, número requeridos para la producción de lechees aire lo de másanimales libre posible de contaminantes. Otro problema y la el escasez consecuente ahorro en el mantenimiento, alimento, del agua en zonas áridas y semi-áridas, que agua, resulta medicamentos, también reduce la producción de ser claramenteetcétera; un problema. Lasealta densidad de población estiércol, del nitrógeno en la orina y del metano. que se prevé alcanzar y la contaminación de mantos freáticos sin tratamiento, aumentará el estrés Ladeleche de vacas ambientales tratadas conque, BGHr los recursos sinno difiere de la de vacas Las características que han sido evaluadas lugarno a tratadas. dudas, conducirá a una nueva alcrisis, respecto el punto de pH, propiedades queincluyen de no tomarse lascongelación, medidas térmicas, oxidación necesariassusceptibilidad ahora, costaráa más a la y características sensoriales, el aplicación sabor; dede hecho, todas sus sociedad al incluyendo posponerse la propiedades organolépticas se conservan. Tampoco se han los tratamientos para su restauración. encontrado diferencias en las propiedades requeridas para producir queso, incluido el crecimiento La contaminación del medio ambiente inicial del cultivo, coagulación, acidificación, producción y composición. tiene sus orígenes en diversas causas, entre las que destacan las naturales y las Laantropogénicas, administración de la BGHr lleva a cabo por vía subcutánea, por lo queseha existido y desde la formulación que actualmente utiliza comercialmente es tiempos muy remotos. Losse niveles una de liberación prolongada de suspensión contaminación en la actualidad hacen que se aplica en un intervalo determinado. El sabor de la carne y leche peligrardelatiempo capacidad de la biosfera depara bovinos tratados con BGHr no es soportar y propiciar la vida.alterado, Entre pero el contenido delos grasa en la carne es menor. La hormona del crecimiento contaminantes antropogénicos se caprino (CHGH) mostrópesticidas, resultados similares para los encuentran los también hidrocarburos, pequeños rumiantes; existen estudios en cabras en lactación organoclorados, organofosforados, enresiduos las que la administración de la BGHr incrementó en 23 por farmacéuticos, etcétera. ciento la producción lechera. USO DE MICROORGANISMOS HORMONA DEL CRECIMIENTO HUMANO EN LA BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL LaPara hormona del crecimiento humano fue,el después de la generar soluciones a problemas como de la contaminainsulina, el segundo producto de esta nueva tecnología, que ción de cuerpos de agua, se utilizan microorganismos eficientes arribó a las farmacias a principios la década detóxicos los ochenta. en disminuir los niveles de losdecompuestos en las Este producto se Varios desarrolló y comercializó inicialmente matrices acuosas. procesos han sido diseñados para la por la empresa Genentech y se utilizó en un principio la remoción de contaminantes; por ejemplo: por métodos en físicos clínica para el de problemas de crecimiento y (adsorción portratamiento carbono activado); químicos (por extracción enanismo. Además, las hormonas de crecimiento de diferentes con solventes y oxidación química), y biológicos (utilizando especies animales también han anaerobios) producido eno organismos microorganismos aerobiosse y/o usando una transgénicos y se han empleado en diferentes en los combinación de estos métodos. Los procesosejemplos microbiológicos, sectores y acuícola. por su pecuario versatilidad bioquímica y molecular, así como por razones económicas y de protección ambiental, son la mejor ALTERNATIVAS alternativa paraDE laSISTEMAS remoción HOSPEDEROS de contaminantes, ya sea en PARA LA PRODUCCIÓN DE HGH o microaerofílicas. condiciones aerobias, anaerobias Como se ha señalado, entre los primeros genes clonados y La expresados la bacteria Escherichia coli en selaencuentra presencia en de los compuestos aromáticos biosfera, a precisamente el de laexplica HGH. por Estequé sistema de expresión través de la historia, los microorganismos sehan ha adquirido utilizado vías desdemetabólicas 1985 para usando la producción de HGH estos compuestos recombinante por la compañía Genentech (protropin), a la

como sustrato y fuente de energía para su crecimiento, consiguiendo que puedan mineralizar a los contaminantes. La biodegradación de este tipo de compuestos está siendo ampliamente estudiada para comprender la microbiología y los mecanismos relacionados con el desarrollo de tecnologías de biorremediación ambiental. Las primeras investigaciones acerca de este tema se enfocaban en las condiciones ambientales de supervivencia de los microorganismos que se encontraban en los depósitos de petróleo. Posteriormente, las investigaciones se centraron en discernir los mecanismos del desdoblamiento metabólico en el catabolismo microbiano de los contaminantes. Esto último fue motivado primero por el uso potencial del petróleo hidrocarbonado, como un sustrato para la producción de proteína celular en la industria alimenticia, para resolver los problemas de escasez de alimentos. Luego, como una solución para la necesaria restauración del ambiente impactado por contaminantes.

MICROORGANISMOS AEROBIOS Y ANAEROBIOS El catabolismo microbiano de los contaminantes constituye una fuente importante de restauración de la calidad de los recursos naturales. La degradación aerobia de contaminantes es un proceso que puede llevarse a cabo en hongos, actinomicetos y bacterias. Estos microorganismos contienen enzimas mono o di-oxigenasas utilizadoras de oxígeno para la activación y ruptura de enlaces. El oxígeno sirve también como aceptor final de electrones para la completa oxidación de estos compuestos. Sin embargo, la reducción drástica del oxígeno disuelto en el ambiente natural que luego le siguieron disminuye Lilly (humatrope), Biotech (biotropin), el potencial redox. Esta Novo Nordisk (norditropin), Serono (serostim) y otras para más.el reducción provoca condiciones ambientales favorables Existen hospederos biotecnológicos distintos de reductoras bacterias crecimiento de bacterias desnitrificantes, sulfato como lo es: Saccharomyces pastoris, o metanogénicas, en lascerevisiae, cuales sePichia estimula unaBacillus cascada subtilis, cultivosdedeelectrones células decomo mamíferos, lo mismo que en o de aceptores el nitrato, el ión férrico animales A excepción de la producción de laha Mn+4, eltransgénicos. sulfato y el CO . En las últimas dos décadas, 2 HGH recombinante Saccharomyces cerevisiae la cualde habido un mayorenímpetu para investigar la para habilidad yalos se han desarrollado procesos de Biotecnología industrial, microorganismos para biodegradar los compuestos dearomáticos manera que se produce a nivel comercial, el resto de enya ausencia de oxígeno. Lo anterioren puede deberse los sistemas la producción aún está en proceso de estudio a que se ha demostrado que el bajo grado de transferencia,yla desarrollo para very si es factible su escalamiento baja solubilidad el rápido consumo del oxígenoindustrial. por bacterias son usualmente los parámetros limitantes para la remoción de POTENCIAL BIOTECNLÓGICO LAS GHs contaminantes en condicionesDE aerobias. El potencial biotecnológico de las GHs pudiera ser enorme, pues aparte de su uso en sus especies de origen, se ha demostrado Sin embargo, se llegó a creer que estos contaminantes no podían que GHs de los tienen actividad en animales serlas degradados por mamíferos bacterias anaerobias. Esta creencia se debió filogenéticamente inferiores. Así, por ejemplo, y la GH a que estos energéticos eran favorables paralaelBGH metabolismo porcina (PGH) sido utilizadas para eles aerobio, perohan también se basó enexperimentalmente que el oxígeno molecular tratamiento del enanismoahipofisiario y en gatos. a menudo incorporado la moléculaen delperros contaminante por la actividad de las enzimas oxigenasas como el paso inicial en el Enproceso cuanto oxidativo. a animales de granja, los ganados porcino, bovino, caprino y ovino han sido tratados con GH exógena para mejorar la producción, pues aumenta la eficiencia de conversión

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del 50 de porpeso ciento desechos para producir un bien? En alimenticia, la tasa de crecimiento, la ganancia y lade la carga de dióxido de cloro (cuyo uso es necesario pero ambientalmente muchos paísesde (incluido México) están producción leche y carne.seMás sorprendente ha sidonoeldeseable en el proceso de fabricación de papel) requerido para alcanzar del unasalmón blancura comercial en pulpas de ciertas maderas como el pino. Las utilizando para producir composta, hallazgo en el que la BGH estimula útil el crecimiento desventajas hasta ahora son: el alto precio de los mediadores y el hecho de que los para abonarmás la tierra y para aún, producir gas y todavía interesante el que el lactógeno placentario metano (cuando éstosaún sonmejor. degradados hongos lignolíticos no son capaces de crecer sobre la lignina cuando ésta es la única (PL) bovino funciona de manera anaeróbica controlada). Al fuente de carbono presente en el medio de cultivo. implementar este tipoBIOTECNOLÓGICOS de procesos, se NUEVOS PROCESOS hongos necesitan, reducen los laboratorio efectos contaminantes de Los En nuestro se han construido varias cepas de la inicialmente, un co-sustrato fácilmente degradable, como la o lagenética, celulosa. Sólo entonces estarán en condiciones de degradar la lignina. estos residuos, se generan fuentespor glucosa levadura Pichia pastorisnuevas modificadas ingeniería Todo estoy nos deja la expectativa de que los hongos llamados de pudrición blanca, de trabajo y sede generan productos útiles productoras distintas hormonas del crecimiento proteínas además de deslignificar la madera, son amigables con el medio ambiente y una a relacionadas través de la biotecnología. con éstas, entre las que podemos mencionar fuente la del crecimiento humano (HGH1) de 22 kDa, de su negocios isoforma y rentabilidad insospechada, ya que con su uso se pueden aumentar(HGH2), las propiedades de los papeles y al mismo tiempo se pueden economizar 3.Y EFICIENCIA ENplacentaria deBIOTECNOLOGÍA 20 kDa (HGH20kDa), su variante la procesos(HPRL). de producción. EL USO DE RECURSOS coriónica FORESTALES. somatomamotropina (HCSH) y lasus prolactina a.- La industria papelera. La fabricación de pasta, poseemos papel y derivados papelde cepas productoras de como contribuimos con tecnología propia transferible al sector Además, un ampliodel número alcanza que sitúan esta industria GHs decifras animales, entre alas que se encuentran unas de interés industrial mexicano. entre las más grandesfelina del ymundo. veterinario (GH canina, equina, incluyendo la de aves Lacomo principal fuente de fibra gallo, codorniz y pato) y para otras la de interés pecuario (GH CONCLUSIÓN producción de pasta en este Todas siglo ha sido bovina, porcina y caprina). las hormonas son secretadas Por lo anterior, podemos ver cómo día tras día la biotecnología laalmadera bosques de fácil recuperarlas y en sus diferentes campos ha estado avanzando a pasos medio procedente de cultivo de delos donde es más coníferas, aunque más recientemente purificarlas. A la fecha, todas las hormonas producidas en agigantados en áreas tan diversas como lo son la industria ha de presentan actividad agropecuaria, alimentaria, cosmética, farmacéutica, médica, esta aumentado levadura quela hanutilización sido probadas bosques tropicales y boreales. Mas allá actualizando nuestro minera y de la bio-remediación, de tal forma que se espera que biológica y seguimos constantemente de hablar uso con cauteloso estos banco de del cepas nuevasdeconstrucciones de diferentes la biotecnología llegue a ser y se sostenga como la industria recursos, referirse a lascomo industrial. Es así más próspera y prominente en el presente siglo. especies, habría tanto deque interés científico aplicaciones de la biotecnología que se han investigado para la mejora de los procesos de producción de papel. La lignina representa entre un 16 y un 33 281(5732): 544-548. REFERENCIAS: por ciento del peso total, el tipo Ascacio-Martínez J.A.según y Barrera-Saldaña H.A. (2004). http://www.fao.org/ USO recombinant DE LA YUCCA http://www.genegenie.com.au/ SCHIDIGERA de madera. Production and secretion of biologicallyEL active A diferencia del uso de hormonas y enzimas obtenidos mediante la aplicación http://www.goldenrice.org/index.html canine growth hormone by Pichia pastoris. Gene. 340(2):261es posible hablar de un caso distinto de aplicación de Se trata http://www.protheon.com/hgh-yeast.htm. 266.de una molécula muy particular de la biología molecular, biotecnología a la industria ganadera. Desde hace más de 20 años se ha utilizado y difícil de degradar. Industrialmente, Barrera-Saldaña H.A. (2001). Biotecnología moderna para el http://www.syngentafoundation.org/ el extracto de Yucca schidigera aditivo para los alimentos de aves, cerdos, es necesario la en lignina la Retos Juskevich como J.C., Guyer C.G. (1990). Bovine growth hormone: desarrollo quitar de México el siglodeXXI: y oportunidades. bovinos, mascotas y camarones. Este extracto disminuye notablemente los niveles madera para Nacional elaborar de el Ciencia papel uy otros human food safety evaluation. Science. 24: 249(4971): 875Consejo Tecnología. reproducción de amoníaco en el abono, tanto metabólico como ambiental, así productos derivados,H.A., y cuando ésta de Jorge 884. Barrera-Saldaña Ascacio-Martínez A., Castro comoHumano del sulfuro otrosF.,gases nocivos asíWall como se separa la (2000). pulpa, Proyecto resulta un Kerr D.E., yLiang Bondioli K.R.,para Zhaolos H.,animales, Kreibich G., Peralta de Felipa. Genoma en de la hidrógeno para mejoraranimal. los parámetros productivos de los mismos. producto la naturaleza, R.J., Sun T.T. UANL.molesto. Parte IX. En Aplicaciones en la biotecnología existen diferentes microorganismos (1997). The bladder as a bioreactor: Urothelium production CIENCIA UANL. Vol. III, No. 2, Abril-Junio: 182-190. El extracto de G.G., yucca (100 ciento of mexicana) dos into ingredientes activos asociados la descomposición deE.,laYesaki and por secretion growth posee hormone urine. Nature Devlin aR.H., Byatt J.C., Maclean T.Y., Krivi fundamentales que son los glico-componentes y las saponinas esferoidales. Los madera, pero hasta ahora los únicos Biotechnology. 16: 75-78. Jaworski E.G., primeros is son responsables abatir los niveles de amoníaco, como los D.H. malos capaces de W.C. degradar la lignina los lactogen Pavlakisde G.N., Hizuka N., Gorden P., Seburgasí P.H., Hamer Clarke (1994). Bovine son placental a los potent olores en las producción; y las segundas, por su acciónhormone surfactante, hacen hongos basidiomicetos llamados Expression of two human growth genes in stimulator of growth and displaysde strong binding to granjas hepatic de(1981). más asimilables los alimentos en infected el tractoby digestivo. Como esto la “pudrición blanca” (Phanerochaete, monkey cell simian virus 40 consecuencia recombinants. de Proc. receptor sites of coho salmon. General and Comparative parámetros productivos, como la conversión alimenticia, Coriolus). Se ha investigado Acad. Sci.78: 7398-7402. Endocrinology. 95: 31-41.desde hace último, se mejoran losNatl. la ganancia diaria de Peel pesoC.J., y elBauman peso final de los Somatotropin animales. Además, mejora J.las tiempo el uso de enzimas de J.M., D.E. (1987). and lactation. Escamilla-Treviño L.L..,obtenidas Viader Salvado Barrera Saldaña condiciones ambientales deSci. las70: unidades estosH., microorganismos queM. sean capaces Dairy 474-486.de producción, baja la incidencia de Guerrero Olazaran (2000). Biosynthesis and secretion moscas, así como los índices de mortalidad. de degradar la lignina, como lo sonhormone las problemas J.M., Ascacio-Martinez, J.A., Barrera-Saldana, of recombinant human growth in Pichiarespiratorios, Pastoris. Reyes-Ruiz, lacasas, o que ayuden a su remoción H.A. (2006). Derivation of a growth hormone gene cassette Biotechnology Letter. 22:109-114. de S., estos extractos ha sido aceptado y regulado Canadá y enbovine Estados comoFranchi las xilanasas. for ya goat by mutagenesis of the en corresponding E., Maisano F., Testori S.A, GalliEl G.,uso Toma Parente Unidos por la FDA. Esta planta and es abundante en las zonas pastoris.Biotechnol desérticas del país, construct its expression in Pichia L., Ferra F.D., y Grandi G. (1991). A new human growth relativamente fácil de Lett. producir, y ofrece una oportunidad de mejorar procesos Las lacasas ser producidas ena recombinant 28(13):1019-25. hormonepueden production process using Bacillus de engorda de ganado con bajos costos de Solleiro inversión. hecho, ya hayV. compañías grandes cantidades en biorreactores Saad I., Castañón R., J.L.,De Orte P., Morales (2000). subtilisstrain. J. Biotechnology. 18: 41-54. mexicanas y norteamericanas que inician la comercialización producto,de que con Goeddel relativa facilidad; y se ha estado del crecimiento: Clonacióndeyeste evaluación D.V., Heyneker H.L., Hozumi T., Arentzen R., Hormonas incluso mejora y mantiene la estabilidaden de la esta industria con el medio ambiente. probando, otras cosas, usoM.J., en Miozarri biotecnología médica, veterinaria, Itakuraentre K., Yansura D.G.,su Ross G., Crea R., sus propiedades compañía deP.un mediador hacer in Escherichia coli of a pecuaria y piscícola. Justificación Socioeconómica, Seeburg (1979). Directpara expression C)¿Cuál es el futuro Biotecnología más DNA eficiente el proceso de blanqueo Cambiotec, S.A.aplicada de C.V. al Desarrollo Sustentable de México? sequence coding for human growth hormone. Nature.de la del papel. Diferentes investigaciones El futuro de la biotecnología en el desarrollo económico en general del país depende, han logrado hasta una disminución entre muchas cosas, de la formación de científicos capaces de establecer y mantener

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Mary Lopretti. La doctora Lopretti es profesora investigadora del Departamento de Bioquímica y Biotecnología de la Facultad de Ciencias de la Universidad de la República del Uruguay, y directora del Departamento de Biotecnología del Laboratorio Tecnológico Uruguayo (LATU). Estudió biología y obtuvo los grados de Maestría y Doctorado en la misma disciplina, en la Facultad de Humanidades y Ciencias, de la Universidad de la República. Ha realizado estudios de posgrado en Biotecnología en la Universidad de Caixias do Sul, en Brasil, y posee un posdoctorado del Instituto Politécnico Nacional en Grenoble, Francia. Ha impartido cátedra en los Departamentos de Biofísica y Bioquímica de la Facultad de Humanidades y Ciencias, así como en la Facultad de Veterinaria. Además de sus actividades de enseñanza de biotecnología a nivel maestría, participa como jurado en exámenes de oposición para catedráticos, así como de tesis de doctorado en la Universidad de Porto, en Portugal. Ha participado en 20 proyectos internacionales de investigación y/o desarrollo, publicado tres escrito en 40 organismos publicaciones y recibido de diversos premios y condecoraciones. mejoras en los procesos industriales ya existentes, más relación conlibros, la industria y los encargados la las reglamentación y regulación del uso de estas herramientas que las técnicas de limpieza, y abandonar el proteccionismo en los procesos productivos. Esto es un poco difícil (mas no para poder aumentar la eficiencia del mercado. Para ello, imposible) en nuestro país, ya que son pocas las oportunidades, la incorporación de los conceptos aquí tratados y todos en un inicio, para los científicos, de formarse como tales; y aquéllos que tienen que ver con el Desarrollo Sustentable menos aún son las industrias con disposición de invertir en la educación básica del país, es fundamental. Diferentes en la renovación o conservación de sus fuentes de materia miembros de nuestro grupo de trabajo hemos tenido la grata prima naturales. Esto puede mejorar con la creación de experiencia de poder aplicar estrategias biotecnológicas para buenos modelos de gestión que, aun cuando respeten las la mejora de procesos industriales y tratamiento de aguas características propias de cada industria, sean transferibles a residuales; por ello, creemos que esta área del desarrollo cualquier situación. Se deben implementar políticas en donde científico representa una gran herramienta para alcanzar un la liberación y expansión de la industria y las iniciativas de desarrollo sustentable en el país. Se abre explotación de recursos naturales sean compatibles con la la posibilidad de que la humanidad Finalmente, he aquí mejores una frase del Informe Brundtland, en protección del medio ambiente y del Desarrollotenga Sustentable. acceso a alimentos y abundantes, 1990, que hizo famosas las palabras Desarrollo Sustentable. El a una agricultura eficiente, a tecnologías limpias, desarrollo económico en un área específica es sostenible si MAYOR EFICIENCIA DEL MERCADO la reserva total local de recursos node decrece el tiempo. Éstas también deben privilegiar las tecnologías limpias y productos a mejores farmacéuticos bajoconcosto

REFERENCIAS:

Doctora María del Carmen Montes Horcasitas Investigadora / CINVESTAV / México

Naciones Unidas, Centro de Información. México, Cuba y República Dominicana. Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de las Naciones Unidas. División de Desarrollo Sustentable.

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a enzimología o ciencia encargada del estudio de las enzimas ha experimentado grandes avances, al igual que sus aplicaciones en la industria, y juega un http://www.cidi.oas.org/prosustspa.asp#1. papel muy importante en el desarrollo de la biotecnología. Las enzimas se http://en.wikipedia.org/wiki/Bioaugmentation. encuentran en todos los organismos vivientes, desde las bacterias, hongos, http://www.obio.com/bioaugvsbiostim.htm. http://www.freepatentsonline.com/6660503.html. levaduras, micro y macro algas, así como en plantas como la papaya (papaína), piña (ananasa), etcétera, y órganos de Powers, algunos animales (renina), llevan a J.cabo unaQual. gran Nitrogen excretion and ammonia emissions from pigs fed modified diets. 2006. Panetta, D.M. W.J. Xin, H. Kerr, B.J. and y Stalder, K.J. environ. variedad de transformaciones metabólicas en condiciones muy suaves, y además 35:1297- 1308. son altamente selectivas y estereoespecíficas . http://www.cinu.org.mx/temas/des_sost.htm.

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Mayra de la Torre Martínez.

La doctora De la Torre Martínez es investigadora titular del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, en Hermosillo, Sonora, México. Estudió la Licenciatura en Ingeniería Bioquímica y obtuvo los grados de Maestría y Doctorado en Microbiología de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional de México. Sus áreas de investigación comprenden la ingeniería de bioprocesos (cinética de fermentaciones, síntesis de procesos), el control biológico de plagas y enfermedades agrícolas con microorganismos y nemátodos entomopatógenos; así como la ingeniería metabólica (efecto de las condiciones de cultivo sobre la expresión de genes y metabolismo en Bacillus thuringiensis). Es autora de numerosos artículos y publicaciones científicas, y coautora de patentes vinculadas al proceso mejorado de fermentación para la producción de PUC y al proceso de alta concentración celular para la producción de un bioinsecticida a base de Bacillus thuringiensis. En el año 2003 fue condecorada con el premio otorgado por la Academia de Ciencias del Tercer Glicosil hidrolasas (hemicelulasas) Mundo en el área de ingeniería. Familia 11

Se sabe que el uso de las enzimas es muy antiguo. Su actividad catalítica ha sido usada por el hombre desde tiempos bíblicos en la elaboración de quesos y en fermentaciones para la obtención de vinagre, vino y cerveza. Todos estos procesos se llevaron a cabo con enzimas producidas por microorganismos que se encontraban presentes de manera natural en los sustratos; posteriormente se empezaron a extraer enzimas muy diversas, que hicieron que su empleo se extendiera a diversas ramas de la industria, como la de detergentes, papelera, textil, farmacéutica, alimentaria, etcétera.

son pocas las que han llegado a cristalizar en procesos industriales. Uno de los campos que en las décadas de los años 40 y 50 tuvo un éxito sin precedentes, desde el punto de vista microbiológico, bioquímico, químico y farmacéutico, fue la transformación de esteroides por vía enzimática, lo que dio lugar a la síntesis de importantes hormonas, como los corticoesteroides.

Desde hace varias décadas se dispone de enzimas relativamente puras; la mayoría de ellas son de acción hidrolítica y han sido utilizadas en la degradación de sustratos naturales; por ejemplo las celulasas, xilanasas, amilasas, y proteasas, que HERRAMIENTAS BIOTECNOLÓGICAS son utilizadas en la industria de la pulpa y el papel, textil, Desde la década de los 80, los sistemas enzimáticos han detergentes, alimentaria y, más recientemente, en la industria podido ser modificados con ayuda deA)¿Qué herramientas usadas y en panificación. es y a dónde nos agropecuaria lleva el Desarrollo Sustentable? Conceptos. en la biotecnología, como la ingeniería de proteínas y, más Doctora Elva T. Aréchiga Carvajal recientemente, con la evolución dirigida o una acombinación continuación mencionaré algunos ejemplos de tiene enzimas degradacióndequeApresenta en estos momentos el medio ambiente Doctorlo Hugo Saldaña ambas, que A. ha Barrera permitido acrecentar la capacidad en diversas industrias: mucho catalítica que ver conutilizadas la expansión de las actividades comerciales e industriales de las enzimas, modificando óptimo o en todo el planeta, ya que dentro de sus prioridades no había de ph las empresas Laboratorio de Genómica y sus estructuras, su estabilidad, con el fin de hacerlas más eficientes o más INDUSTRIA ALIMENTARIA estado la preocupación por el medio ambiente natural de donde adquieren los Bioinformática de la ULIEG / UANL controlables, y extender la posibilidad de su naturales aplicaciónpara en la Las aplicaciones las enzimas como amilasas, xilanasas, recursos producción de susde bienes, ni tampoco el cómo renovarlos. [email protected] pectinasas, renina, etcétera, en la industria alimentaria son áreas donde no habían sido utilizadas. A causa de las consecuencias de la sobreexplotación de estos recursos naturales, [email protected] muchas y muy diversas: La fabricación de quesos es una de las muchos negocios han cerrado, y han quedado muchas secuelas del daño ecológico; más antiguas y hace con una gran tradición en todas las Sin embargo, aunque la cantidad de enzimas que es industrias de aquí quesea conoce nivel mundial se haya propuesto desde ya algunos años el término muy grande y los avances que han tenido lugar son muchos, culturas. Se tienen noticias de que en el año 3000 antes Desarrollo Sustentable.

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El concepto de sustentabilidad directamente de las de Cristo, se produjo este alimento proviene por primera vez, pero su Cienciasa Biológicas, forma dehasta evaluar producción gran escala de no la llegó sino quela seconservación produjo la o depredación de un recurso. En esta área se trata de incorporar revolución industrial y el desarrollo de las ciudades. a los criterios de trabajo las características de crecimiento, reproductivas y biológicas general, de un recurso natural El método de fabricación del en queso es bastante sencillo, explotable. también fenómenos reglamentaciones y consiste en Existen fermentar la leche con el yllamado cuajo, que surgen operan al margen del concepto sustentable constituido poryuna mezcla de enzimas como de la uso quimiosina de los recursos como los programas y pepsina, obtenidasnaturales, del cuajar de lo las son terneras jóvenes. de de los el cierre de pastoreo, La protección combinación de bosques, modalidades en de la áreas coagulación y la implementación de caza y pesca, y la maduración, además de de vedas la diferente procedencia deprotección la leche, de estos a recursos. da origen la enorme variedad de quesos existentes. se generan para limitar la exagerada explotación Las Éstos pectinasas son enzimas que hidrolizan la pectina, de lospresente recursos prestar mayor importancia sustancia en naturales, las paredessin de las células vegetales. En al posible daño económico que elestas medidas traenesa las el procesamiento de jugos de frutas, producto obtenido poblaciones aledañas o que dependen depectina alguna disuelta. u otra forma generalmente viscoso y turbio debido a la de estaslas actividades. ideal seríadisminuye generar programas Al adicionar pectinasas,Lo la viscosidad y el líquido que contaminada con residuos orgánicos que son liberados en las promovieran el usouna de éstos de manera Por un corrientes naturales o en los sistemas de drenaje municipales se clarifica adquiriendo presentación mássustentable. atractiva para lado, se evitaría la depredación de los recursos, y, por el otro, sin tratamiento previo. Éstas, en algunos casos, no poseen el consumidor. se mantendrían y/o mejorarían los niveles y condiciones de microorganismos capaces de degradar la contaminación presente en el agua, debido al uso de detergentes, microbiocidas vida de los habitantes del área.a partir de almidón de maíz La obtención de jarabes fructosados y desinfectantes en los procesos o a exposiciones a altas es un proceso que representa un caso en la industria en donde Yade noenzimas se debees pensar sólo en jarabes explotarselos recursos, el uso esencial. Estos utilizan en la sino temperaturas durante las fases de transformación de los en obtener el máximo valor agregado sin dañar el acervo productos. La aplicación de recursos biotecnológicos en estos elaboración de bebidas refrescantes, repostería, productos existente, debiéndosele tratar como bienes a delainversión lácteos, y actualmente su uso se ha expandido industriay no casos es relativamente sencilla, y por lo regular no se da por falta de conocimiento. como de consumo. Como se puede la base del farmacéutica. Durante el proceso para ver, la obtención dedesarrollo estos sustentable está constituida grosso modo por estructura jarabes, se involucran varios pasos enzimáticos quelautilizan incentivos, legislación, gestión y organización tres de enzimas: amilasas, glucoamilasas y glucosa isomerasa, de Por ejemplo, ya se han desarrollado diferentes tipos de detergentes biodegradables, menos tóxicos para los productivas este enfoque. cuyoactividades inconveniente es que lascon condiciones de operación están microorganismos los desechos, que son los encargados se logra con losdetratamientos químicos tradicionales, limitadas por las propiedades de cada una de ellas, lo cual la que de degradar la han materia Por otroindustrialmente lado, existen ya de Países de y el Caribe se han venido preocupando que ya sidoorgánica. implementadas constituye unLatinoamérica problema para la industria, al disminuir la tecnologías manera comercial numerosas cepas de bacterias esporuladas, por cuidar el de medio ambiente y promover su desarrollo en países como Canadá, Escandinavia y Chile. eficiencia y calidad los productos. económico. En 1996, por iniciativa del Banco Interamericano sobre todo del género Bacillus, que han sido seleccionadas por su capacidad secretar en los medios enzimas capaces de Desarrollo y la de Organización de proteínas Estados Americanos, La industria de ladepulpa y del papel es una de las más de El uso de estrategias ingeniería de ha hecho se degradar biomoléculas los lípidos y carbohidratos, creóelelmejoramiento “Programa Interamericano para el Desarrollo Sostenible después decomo la industria azucarera, ya que que posible de las capacidades catalíticas de las contaminantes, normalmente abundantes tipo de aguas residuales, (CIDI)”, que proponía las bases paraalternativa un Desarrollo el agua usada en son estos procesos en eseste descargada en los ríos enzimas volviendo el proceso másestratégicas rentable. Una acelerando asíy el proceso con de biodegradación inglés, a este Con objetivos como apoyar el enzima, intercambio contaminándolos acabando la vida acuática,(en al formarse paraSustentable. la obtención de estos jarabes es el empleo de otra proceso tóxicos se le conoce Bioaugmentation). de información en los temas della desarrollo sustentable, compuestos comocomo los clorados. El uso de xilanasas en la invertasa, que es capaz de hidrolizar sacarosa contenida como la transferencia directa dericos experiencias entre estos procesos contribuiría a producir tecnologías limpias, en elasí jugo de caña para obtener jarabes en fructosa o los También, al estos incrementar la cantidad de oxígeno disuelto en el países, instituciones y organizaciones queproductos actúan endeestos impidiendo que compuestos aumenten la contaminación jarabes invertidos, llamados así porque los agua de desecho, se estimula la degradación aeróbica de los temas,invierten además de promover la transferencia de contrario tecnología en de dichos sitios. hidrólisis la luz polarizada en el sentido contaminantes, y se inhibe la degradación anaerobia, que es la justosEn y favorables; por otro lado, la identificación al detérminos la sacarosa. países productores de azúcar, como que produce malos olores y gases nocivos al medio ambiente. de mecanismos apropiados depara financiamiento y de una amplia INDUSTRIA AGROPECUARIA México, ésta sería una alternativa dar un valor agregado estos cambios participación decaña la sociedad. OtroLadeimplementación los usos de de estas enzimas es en en los la procesos industria y la a la industria de la de azúcar. aplicaciónya deque bacterias enzimaslaafibra los procesos productivos agropecuaria, ayuda ay romper de alimento para tienen múltiples trabas en la actualidad. Existen rezagos la Biotecnología al Desarrollo bovino, rico en celulosa y hemicelulosa, incrementando En laB)¿Cómo industriapuede de la panificación se ha aportar demostrado que la ganado en materia de normatividad para la importación de estas Sustentable? Ideas. La necesidad de estar al nivel y de la la disponibilidad de los nutrientes en carbohidratos fácilmente adición de amilasas y xilanasas mantiene la flexibilidad tecnologías, talpermite vez debido a animal que su gane uso no sepeso. conoce o no ha competencia lleva los productores a buscar lo que que el más El uso elasticidad del pan, al aactuar estas enzimas sobreellamejoramiento fracción asimilables, sido difundido. El en avance en éstas talpollos vez sería el primer de los procesos y la calidad de sus productos. Para de enzimas adecuadas nutrición aviar, y gallinas hacepaso de almidones y hemicelulosa que constituyen sus sustratos. A ser el mejor aprovechamiento en un México de considerable estas tecnologías competitivos en los globalizados, las empresas de bajarpara el consumo de grano, logrando ahorro medida que se avance enmercados el conocimiento de los mecanismos y accesibles losmejor mercados internacionales. la cienciaenzimática de la vida reconocen la Biotecnología juega un paraya el probadas productor, además deenun aprovechamiento de de reacción y de las que estructuras enzimáticas, papelnuevas muy importante lograr los más altos beneficios. las dietas. Dado el potencial de aplicación de las xilanasas, surgirán aplicacionespara futuras. BIOTECNOLOGÍA Y EMISIÓN DEinvestigación GASES NOCIVOS AL Adentrándonos en el tema de la conservación ambiental de cabe2.mencionar que nuestro grupo de se está MEDIO al AMBIENTE. las naciones, siguen a continuación algunos ejemplos de cómo enfocando estudio de estos sistemas xilanolíticos en INDUSTRIA PAPELERA La producción deproducción basura es inevitable, pero se puede reducir el desarrollo biotecnológico o puede mejorar la bacterias (inducción, bajo diferentes condiciones, La primera aplicación comercialhademejorado las xilanasas, enzimas mediantecaracterización, cambios sutiles en los y procesos producción productiva el equilibrio ambiental. clonación expresión de molecular) que transformación degradan la xilana fue en layindustria papelera, y ha sido purificación, basura es inevitable producir objeto de La lograr un que uso finalmente más eficiente dentro de estas se considerada como una de las aplicaciones biotecnológicas con industrial. divide en desechos inorgánicos (que pueden ser reciclados) y BIOTECNOLOGÍA Y TRATAMIENTO DE AGUAS más 1.importantes. El tratamiento de la pulpa, proveniente industrias. los orgánicos, que con el paso del tiempo se van degradando y RESIDUALES. del proceso Kraft, con xilanasas de origen fúngico, reduce la producen contaminantes en los mantos acuíferos La mayoría de los clorados procesosutilizados productivos deblanqueo, la industria INDUSTRIA DEfiltraciones LOS DETERGENTES demanda de compuestos para su y gases nocivos la salud.de ¿Cómo se pueden utilizar alimentaria y calidad metros y cúbicos El uso de aditivos enpara la industria los detergentes, entre losestos y además confieregeneran al papel metros una mejor brillantezde queagua

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En otro estudio se hizo un análisis de nos conducirá a corto plazo a nuevos modos revolucionarios de diagnosticar, tratar y,lipasas un día,y prevenir de pueden desórdenes con componente hereditario losdestacan alelos deenzimas la n-acetiltransferasa tipo proteasas, enzimaslos esmiles que se purificar mediante tratamientos que como las amilasas, mayor menor quetérmicos, nos afectan. II (NAT2), en pelusas), la población y su termoestabilidad está asociada a la resistencia celulasas (quita tiene del una Noreste gran aplicación enotérminos México.y Esta enzima participa enen elcontinuo desarrollo. química a ciertos compuestos desnaturalizantes, como algunos dede volumen de valor, además de estar está por demás agregar que esta misma aportará nuevas pistas que metabolismo múltiplesde fármacos, solventes orgánicos y ainformación otras sustancias como el clorhidrato Por ejemplo, la de estabilidad las enzimasNofrente a otros al entendimiento de la biología humana, sobre todo cuando se contrasten como son usados la isoniazida, nitrazepam Las termoenzimas han encontrado numerosas componentes en la formulación de losprovean detergentes, que de guanidina. los proyectos no humanos en curso y sulfonamidas, otras. ya Laquecon aplicacionesdeenorganismos varios campos, entre ellosactualmente biología molecular. a menudo se conviertenentre en problemas, el trabajo de las genómicos y macaco) e incluso algunosdescubrieron ya concluidosuna (rata,enzima ratón yde chimpancé). clasificación de alelos realiza en (perro, Broca y Col (1969), Thermos enzimas no se realiza en lasse mismas condiciones quegorila los otros función de catalítica de integrantes de lala actividad fórmula. Una alternativa sería el uso de aquaticus que es un microorganismo termófilo que presenta la enzima producida. El resultado nuevas enzimas que fuesen eficientes de a bajas temperaturas una temperatura óptima de crecimiento a 750 C. Esta enzima, mostró que genotipo y este a pHtrabajo alcalino, además de el estables. Recientemente se ha que fue denominada Taq polimerasa, es muy utilizada en las acetilador más común en esta población introducido en los detergentes una nueva clase de enzimas, técnicas de PCR. el intermedio y el alento. Esteresiduos de comida lasfue mananasas, que ayudan remover estudio demuestra otro enfoque de la que contienen goma guar, aditivo comúnmente utilizado en MICROORGANISMOS EXTREMÓFILOS farmacogenética, algunos alimentos. ya que el tratamiento Las enzimas de microorganismos extremófilos han servido puede dirigirse de forma más eficaz si como modelo para llevar a cabo estudios de evolución, conocemos prevalencia de la respuesta ENZIMAS DE la MICROORGANISMOS estructura-función y biocatálisis bajo condiciones extremas. de una población determinada. Hasta aquí sólo hemos mencionado unos cuantos ejemplos de El futuro de este campo representa un enorme potencial de enzimas que pueden ser utilizadas en la industria, y podríamos estudio, tanto para la ciencia como para su aplicación en una Para la comunidad clínica, tanto médica seguir con una lista enorme de ellas. Sin embargo, no quiero gran variedad de industrias. comodefarmacéutica, es bien sabido queque se obtienen de dejar mencionar aquellas enzimas cada paciente (bacterias responde yde distintas microorganismos arqueas) que viven en ambientes En conclusión, podemos decir que en décadas pasadas hubo maneras(extremófilos); a la misma medicación. extremos esto es, queEstas son capaces de crecer a progresos importantes relacionados con las enzimas, con objeto diferencias elevadas pueden entre ser 80 mucho temperaturas y 1100más de atender las necesidades de la industria. Actualmente, se C. notorias entre distintas poblaciones, ha utilizado ampliamente el término de ingeniería de enzimas dadas las diferencias genéticas Estos microorganismos han sido aislados de la tierra, agua dulce para definir un conjunto de procedimientos moleculares que existentes. ir enzimas más lejos, y de ambientesIncluso, marinos,sin cuyas poseen características pueden ser aplicados al diseño y construcción de enzimas con unaespeciales; misma persona duranteson distintas muy por ejemplo, termoestables, ya que su propiedades definidas, que puedan trabajar en condiciones épocas de su vida puede manifestar una 70 hasta 1100C. L, que anteriormente no les eran permitidas. temperatura óptima de actividad va desde respuesta distinta un0C, en comparación siendo las completamente más comunes entre 60 ya 80 mismo fármaco,de yamicroorganismos sea por cambios ennormales la con las enzimas que trabajan Esto abre la posibilidad de que la humanidad tenga acceso a 0 magnitud absorción, distribución, alimentos mejores y abundantes, a una agricultura eficiente, alrededor dede losla40 C. metabolización y eliminación de éste (en a tecnologías limpias, a mejores productos farmacéuticos su conjunto NUEVAS PRUEBAS de bajo costo; en fin, urge la búsqueda de nuevos y Estas enzimas,farmacocinética). también denominadas termoenzimas, están DIAGNÓSTICAS En la actualidad, muchas compañías se han abocado al desarrollo de numerosos eficientes biocatalizadores que incluyan el conocimiento comprendidas dentro del grupo de las extremoenzimas, El esfuerzo de la farmacogenómica estuches de diagnóstico sustentados en losque avances y elabrir conocimiento de losgenético, mecanismos enzimáticos, permitan nuevas que puedenactual funcionar en condiciones de altos niveles apoyar el desarrollo de condiciones nuevos y logrado sobre nuestro genoma. de aplicación de las enzimas y al mismo tiempo posibilidades dees sal (haloenzima), bajo muy alcalinas mejores fármacos concondiciones rendimientos (alcaloenzimas) o bajo extremas de acidez o eliminar los problemas que se presenten para su utilización dirigidos a subclases Se pueden detectar rápida, ya sea en un hospital o en laboratorios industria. desuperiores, presión. Una de las ventajas que presenta este tipo de endelamanera de enfermedades distinguibles por especializados, decenas, si no es que más de un centenar de enfermedades presentar varios marcadores genéticos, genéticas, basándose en la detección de diferencias relevantes entre el gen para así minimizar los efectos analizado en un paciente particular, comparado con el ADN de pacientes sanos. secundarios e incluso la interferencia entre combinaciones de terapias, que más Los métodos disponibles actualmente permiten detectar virtualmente cualquier que ayudar al paciente, lo perjudiquen. mutación en la secuencia del ADN, desde una mutación puntual (en la cual una base nucleotídica es sustituida por otra) hasta cambios más sustanciales, como EL GRAN APORTE DE LA GENÉTICA deleciones, inserciones, duplicaciones o variaciones en el número de copias de Desde los primeros descubrimientos secuencias repetitivas de ADN. sobre la naturaleza de nuestra constitución hereditaria, la genética Es importante mencionar que estos nuevos “tests genéticos” pueden ir dirigidos ha influenciado enormemente a la hacia el genoma del individuo (para analizarle SNPs), o hacia el transcriptoma medicina. Con el Proyecto del Genoma (conjunto de RNA mensajeros o RNAms del órgano blanco (como en el caso del Humano (1990-2003) se logró descubrir cáncer). el orden de los casi tres mil millones de nucleótidos que componen nuestro Mientras que las primeras abarcan el análisis de la secuencia nucleotídica per se, las material genético. segundas abordan el análisis de la expresión génica mediante la cuantificación de los RNAms. Gracias a ello, se han podido identificar los cerca de 30 mil genes que constituyen Otros más dirigidos a las proteínas permiten la determinación del perfil proteico nuestra herencia, e incluso las (proteoma). E incluso, están desarrollándose otros más con ensayos de tipo funcional variaciones que éstos pueden presentar para valorar la posible respuesta al tratamiento y poder anticipar su eficacia. entre los individuos. Este conocimiento

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LA MEDICINA PERSONALIZADA Muchas enfermedades como el alzhaimer, varios tipos de cánceres y hepatitis, entre tantas, podrán -con el uso de todas estas herramientas diagnósticas- subclasificarse molecularmente de acuerdo con “su perfil genético”. Con ello se podrán dirigir tratamientos más específicos para el subtipo al que pertenezcan, retroalimentándose del análisis de laboratorio de respuesta fisiológica de cada paciente al fármaco de elección. Así, no es de extrañar escuchar cada día más del uso de microarreglos de DNA en la subclasificación de tumores, en lugar de basarse exclusivamente en la sintomatología y el análisis de biopsias.

Ricardo Badilla Ohlbaum. director general de la compañía chilena BioSigma, S.A., Pero la medicina personalizada no sólo consiste en Es brindar empresa especializada en incorporar los avances de la Biotecnología en los procesos de la minería. los tratamientos específicos de acuerdo a las necesidades Lacada empresa es una sociedad enno 2002 por Codelco Chile y Nippon Mining & Metals Co. Ltd. individuales de paciente, sino que enformada un futuro muy lejano nos permitirá conocer desde nuestro nacimiento el Es ingeniero químico, formado en la Universidad riesgo hereditario a padecer ciertas enfermedades, y ésta de Chile (1972); obtuvo su Maestría en la Universidad de Toronto, Canadá (1976), y el Doctorado en el Imperial College del Reino Unido (1979), en la misma será una herramienta de gran utilidad para cambiar hábitos especialidad. 16 años fue académico de jornada completa en la Universidad de Chile, donde de vida y así minimizar sus Durante impactos. alcanzó la jerarquía de profesor titular en 1991, en la Facultad de Ingeniería. Paralelamente con su trabajo de investigación,¿QUÉ ha realizado una EL intensa labor de dirección NOS DEPARA FUTURO? corporativa en empresas productivas y de servicios, públicas como privadas, la Si bientanto parece estar próximo el día en elincluida cual contemos con una dirección superior de procesos de reingeniería yterapia desarrollo comercial,tenemos así como creación personalizada, quelatener clarasdelas preguntas nuevos negocios, encabezando cambios organizacionales y de culturas empresas éticas asociadas a esteimperantes logro. ¿El en contar con lay información centros de investigación, todo ello en función de asumir nuevos desafíos. genética es o no una invasión de la privacidad de los pacientes? ¿Contaremos con medidas de seguridad o una legislación Fue director ejecutivo del Centro de Investigación adecuada Minera y Metalurgia 7 (CIMM) 1991 que impidade elChile mal uso de estaentre información? ¿Estarán y 2000. Es autor y co-autor de más de 50 publicaciones internacionales patentes de invención. o no disponibles paraytodos las nuevas terapias, los fármacos desarrollados y los avances en la atención médica, o sólo para una minoría capaz de pagar sus elevados costos? También debemos pasar por una mayor apertura de nuestro criterio y recordar que, si bien la medicina personalizada nos permitirá conocer si una persona va a responder al fármaco de forma efectiva y segura, permitiéndonos evitar aquellos medicamentos ineficaces y peligrosos, los genes no son los únicos que condicionan el éxito de un tratamiento particular, sino que el ambiente también juega un papel muy importante, y el especialista debe tener la capacidad de asociarlo al éxito o falla de su prescripción terapéutica.

REFERENCIAS: mportantes avances en el planomedicines: de la investigación The Royal Society. Personalised hopes and minera realities.seSeptiembre 2005. han dado en los últimos años, entendiendo que el desarrollo de http://www.royalsoc.ac.uk/document.asp?id=3780 estos ámbitos hará a la industria más rentable y eficiente. En este contexto, creación deR.P., Biosigma, conJ.S., recursos de Codelco Ginsburg, G.S.,laKonstance, Allsbro, Schulman, K.A. Implications of pharmacogenomics for drug y Nippon Mining, ya dio sus primeros por 2005; medio165: de la2331-2336. development and clinical practice. Archfrutos, InternyMed participación en los concursos de CORFO, tres proyectos ya cuentan con financiamiento. Becker, S.L. Clinical relevance of advances in pharmacogenomics. Clinical care options L. Disponible en: http:// clinicaloptions.com (con acceso el 19 de noviembre de 2005). Biosigma es una empresa comercial que nace de la alianza entre Nippon Mining ywww.vitagenomics.com Codelco, para contribuir a generar tecnologías comercialmente aplicables y que usen losofavances de la biotecnología. Ésa es nuestra A follow-up study asymptomatic HPV positive women. alma mater, y como Juan todaFrancisco empresa,González, tenemos objetivos corto, Lezmes Valdez, Ricardo Cerda, Sofía Bernal, Oscar Fajardo, Geraldina de Guerrero, medianoRocío y largo plazo, y sinAugusto duda sustentar la empresa en Alberto un futuro no Ortiz Lopez, Rojas Martinez, Hugo Barrera Saldaña. (Manuscrito en preparación). muy lejano, de manera que desarrolle una actividad viable y que pueda sobrevivir en un mundo competitivo.

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Este desarrollo no resulta extraño, tomando como antecedente el crecimiento que ha experimentado la tecnología minera. Esto se manifiesta en el hecho de que Chile es reconocido mundialmente como un país de excelencia en la explotación y beneficios de los recursos mineros. Otro aspecto que no podemos dejar de lado son las inmensas reservas que tenemos, y, en un mundo de creciente competitividad, esto debe traducirse en una sustentabilidad en el largo plazo, y ahí hay que ver cómo la industria ha generado un cambio dramático en las curvas de costos.

Laureano Simón. Es licenciado en Farmacia, por la Universidad de Santiago de Compostela Si uno mira hace(1989); unos máster años, podrá ver en Biotecnología, por la Universidad de Navarra (1991); máster of Sciences, University que las empresas tenían un Madison costo de(USA. 1992); doctor en CC Químicas, por el Centro Nacional de Biotecnología of Wisconsin, producción promedio a los Autónoma 70 (CSIC) cercano - Universidad de Madrid, (1996). centavos la libra; sin embargo, la curva ha bajado dramáticamente, la Es promotor deylasen empresas de Genómica Funcional Progenika Biopharma, S.A. (2000) y Proteomika, actualidad vemos la autor producción S.L.cómo (2002); de patentes y artículos en revistas científicas internacionales; Premio Emprendedor de cerca de un Europeo 70 por EUROAWARDS ciento de las (2004); asesor científico de varias fundaciones privadas e instituciones públicas; asesor de lade Comisión Europea en creación de empresas de base tecnológica; ponente del empresas están bajo los 60 centavos Plan de Ciencia y Tecnología 2004-2007 del Gobierno Español y de los Planes de Ciencia y Tecnología dólar, en una tendencia que debe seguir 2001-2004 y 2005-2008 del Gobierno Vasco. aplanándose. POSITIVOS AVANCES Por supuesto, si uno considera el tema en términos de avances, se puede dar cuenta de que la hidrometalurgia del cobre sólo es aplicable a minerales óxidos o sulfuros secundarios, con algunas restricciones, por lo que el potencial de esa tecnología está reducido a minerales susceptibles de ser lixiviados. Y justamente esta visión de futuro la tienen Codelco y Nippon, para involucrarse con los recursos lixiviables de cobre, minerales de baja ley y los que tienen altos contenidos de cobre primario, como son las calcopiritas, aunque hoy no existe en el mundo tecnología para lixiviar. Ahora bien, lo que sí existe es la propuesta que tiene Codelco con BHPBilliton – Biocop- y que se aplica en un contexto de lixiviación de concentrados y con altos índices de calcopirita. Entonces, existe este vasto escenario de recursos primarios, y ahí vamos nosotros detrás. Sin duda, éstos son temas que van a tomar tiempo; no podemos pensar en desarrollo de un año para otro. INVESTIGACIÓN ECONÓMICAMENTE VIABLE El negocio de la investigación en sí es un negocio de altísimo riesgo. En el caso de la minería, el principal beneficiado resulta la empresa minera que recibe esta innovación y lo implementa en sus propios planes mineros, de manera de aumentar el valor de sus reservas y generar utilidades; y como tal la investigación es una parte de ese desarrollo y recibe una parte de esos beneficios. Éste es un tema. El segundo es que nuestro objetivo es aplicar la biotecnología en la minería, que resulta otro desafío de marca mayor; la biotecnología, entendiendo como tal la

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producción de bienes y servicios, utilizando seres vivos o los componentes celulares o subcelulares. Entonces, en biotecnología, los esfuerzos e inversiones mundiales son fenomenales. A modo de ejemplo, si uno mira el VI Programa Marco de la Unión Europea, en el puro tema biotecnológico en los próximos cuatro años, vemos una inversión pública de más cuatro billones de dólares, que traen consigo fondos privados similares a ésa. Ante este panorama, nosotros somos una islita; si bien esta inversión de cuatro billones de dólares pareciera de poca Doctora Clara E. Díaz-Velásquez monta a nivel mundial. Doctor Mauricio A. Salinas-Santander

Doctor Hugo A. Barrera-Saldaña CIENCIA DEUnidad PRIMER deNIVEL Biotecnología Médica Respecto deULIEG, la viabilidad de lade investigación, es cuestión de ver Facultad Medicina / UANL las oportunidades que tiene Chile, donde por suerte tenemos [email protected] una base científica de calidad; a ello se suma el programa de Doctora Hermina G. Martínez-Rodríguez biominería que implementó el Gobierno, a través de los FDI de Unidad de Biología Celular CORFO y Conycit, que promueven el uso de la ciencia mundial ULIEG, Facultad de Medicina / UANL de primer nivel. En eso estamos. Las cosas toman su tiempo, estamos recién empezando. ace algunos años, ingresar en un hospital, Por lo tanto, considero que noque estamos atrasados en minería. sabiendo el historial clínico se basa en Es cosa de mirar a empresas como y otras el análisis delCodelco genoma de extranjeras, cada paciente, y las buenas calificaciones que logran en el de mercado inter- de hubiera parecido sacado una película nacional. ciencia ficción. En la actualidad, esta idea se convierte en una realidad bastante próxima, y nos ofrece mayor Ahora bien, cuando mejores se hablaposibilidades de biotecnología, lógicamente seguridad, de tratamiento y unas tenemos un incipiente desarrollo. Yo creo que debe haber unos garantías médicas increíbles. tres centros especializados que uno puede reconocer por

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Este tipo de información nos permitirá evitar los efectos secundarios producidos por algunos fármacos, o, mejor aún, desarrollar éstos de acuerdo a las necesidades y características genéticas de cada paciente. En muchos países ya se han dado los primeros pasos de esta revolución en la medicina, todo gracias a los grandes avances conseguidos en los campos de la genética, genómica y proteómica, logrados sobre todo en estos últimos dos campos hacia finales del siglo pasado, y de su perfecta combinación con la información biomédica disponible. La farmacología juega un papel importante, pues la elección de un medicamento en función del patrón genético del paciente es determinante en las variaciones en la eficacia y los metiltransferasa (TPMT), enzima encargada del metabolismo de drogas como efectos secundarios producidos por la tiopurina, mercaptopurina y azatioprina, usadas como inmunosupresores en el fármaco. La farmacogenética y la el tratamiento de la enfermedad de Crohn, lupus eritematoso, así como también farmacogenómica juegan un papel muy en la leucemia linfoblástica aguda. Mutaciones en el gen TPMT resultan en una relevante en este aspecto. En un sentido disminución de la síntesis de la proteína, hecho que se refleja en la acumulación de más detallado, estos conceptos que a altas concentraciones de nucleótidos activos de tioguanina en células sanguíneas. primera vista parecen muy similares En caso de detectar mutaciones en este gen, el tratamiento alternativo consiste en reducidas de los bajas comoenelminería, 5-10 pory ciento la dosis tienen diferencias: esfármacos, aplicar la tan Biotecnología por lo de tanto tenemos su sus calidad internacional, que es frutodar de dosis la especialización convencional. de sus académicos, como son los casos de la Universidad que ser capaces de generar esas innovaciones; luego, ver dónde FARMACOGENÉTICA Y Católica, la Universidad de Chile y la Universidad Austral, se comercializa, y como cualquier otra empresa, no todas las La Farmacogenómica es informaciones un término más que identifica un nuevo campo FARMACOGENÓMICA sonamplio públicas. en Valdivia. La Farmacogenética es la ciencia que de las ciencias genómicas que busca encontrar la explicación a las diferencias entre los individuos su respuesta a los DE fármacos, basada en el análisis de se ocupa de investigar cómo LA BIOLIXIVIACIÓN Por ahora, nuestro interés es un que gen otras universidades, como laen POTENCIALIDADES sus apoyo genomas. Involucra el estudio la influencia de los múltiples individual generar analizar de algunos planes simultánea mineros actuales, vemos que Católicapuede del Norte y la devariaciones Antofagasta - con nuestro y la Al del posibilidades genoma relevantes en dicha respuesta terapéutica. en optimizar en inyección la respuesta a fármacos. Este sitios existen zonas de las minas o áreasSe enenfoca una explotación a rajo de algunos recursos - tengan mayores para el mejor posible a cada término usado por primera vez por el rendimiento de los fármacos, abierto, en quedirigir hay mineral de tratamiento baja ley, y que en la actualidad para fue desarrollar su investigación. corresponde a un concepto más de amplio que la Fredrich Vogel en 1959, para describir la paciente. Como podemos nover, van al beneficio, sino que son un costo transporte. Farmacogenética. nueva disciplina quecompara surgía gracias a la como Cuando uno se con países Canadá, Sudáfrica integración de la se herencia con diferencias y Australia, da cuenta de que en biotecnología minera no Cuando uno mira esos números en la relación de lastre a Un ejemplo deChile la farmacogenómica se desprendió de observaciones en estamos las velocidades para se da en una relación de 2 de a 1los o pacientes superiores, y atrasados. Ésa metabolizar es mi evaluación. Ahora en se mineral, que con hepatitis C tratados con el interferón (INF�). Demayor éstos, cantidad sólo medicamentos. asocia la uninfectados si biolixiviáramos podría gama explotarse una ha destacadoEnla particular, biotecnología como tema prioritario para que al tratamiento. abordar observación delresponde recurso, favorablemente con mejoras operacionales y Para medioambiental; el país. clínica obtenida a partir aproximadamente la mitad farmacogenómica, la empresa Taiwandesa Genomics de pacientes que presentaban notorias esta problemática con la entonces, desde el punto de vista comercial,Vita le vemos cientos se diono... a la tarea de identificar los genes la respuesta al mejoras, INF� diferencias en suerte, las concentraciones de beneficios. Y involucrados no existen endesde la actualidad otras Ahora, por partimos...pero de atrasados metabolización Dicha un fármaco en el plasma u orina, con hasta aquellos implicados que en unasubiotecnología paraen elhígado. caso de las empresa calcopiritas. las pruebas y metabólicas, UNA DE bioquímicas LAS PRIORIDADES DEL PAÍS Taiwandesa estudió en 600 pacientes infectados con Hepatitis C marcadores SNPs de genes respuesta al tratamiento INF�, la asíbase comocientífica también es cuyas variaciones tenían un fondo caso particular, aun con cuando Entre las prioridades del país, ésta es una de lasinvolucrados que ha sido enEnla ese expresión desíhígado, estudios de marcadores polimórficos genético. Su enfoque actual es evidente, el perfiles pequeña, es de yalta calidad, con especialistas con perreconocida. Eso hay que hacerlo perode sabemos queen biopsias en inglés “short repeats” estudio de los distintos feccionamiento en eltandem extranjero; de refiriéndose otra maneraa las no se la plata no nos sobra.polimorfismos del tipo STRs (de su abreviado asícon como pudieron identificar varios factores presentes en un sitio (nucleótido) de repeticiones cortas en tandem). explicaFue que, unasebase científica tan pequeña, seamos tan detenemos predisposición que podrán servir, por una parte como biomarcadores un gen particular o SNPs (variaciones a nivel internacional. Por lo que respeta a Biosigma, nosotros un plangenética de destacados responsivos o no al tratamiento, pero también al desarrollo individuales en la secuencia de ADNquepara negocios que involucra actividades sondiferenciar de alguna pacientes forma de tratamientos alternativos paraotra aquellos que noesa respondan al INF�. se transforme en queen ocurren en losprincipales: seres humanos y implica cosa es que misma capacidad dos ámbitos uno, que saber cómo fun- Ahora, en las poblaciones de modo natural) y de los microorganismos empresa, y esa empresa genere tecnología, que sea reconocida cionan y cómo mejorar la participación cómo éstos influyenen en la la biolixiviación. respuesta final RESPUESTA AL FÁRMACO a nivel internacional, y en eso estamos. que intervienen Algunas otras experiencias de nuestro grupo en estas áreas incluyen el estudio a un determinado tratamiento. VNTRs en la región no traducida la timidilato sintasa, unos(UTR) ochode proyectos. Además de enzima los queque están Y el otro aspecto es cómo tomamos de esos conocimientos y 5’Tenemos participa en el metabolismo del 5-fluorouracilo el tratamiento cáncerotro Un los ejemplo deen la farmacogenética en el utilizado proyectoengenoma Chile, deexiste ponemos la minería; y eso es utilizar las fortalezas de involucrados de este colon. Se ha observado que elsimilar número dedeberemos secuenciasechar repetidas influyey en aplicada es la detección de mutaciones número que en marcha, quelos serán nuestros socios, para hacer ese trabajo. En rubro, tenemos niveles de proteína, y como consecuencia, en propios la respuesta al fármaco. en el gen planes que codifica para la tiopurinsfinanciados con los recursos de la empresa. unos de negocio. Hay que entender que nuestra misión

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Mario Moisés Álvarez, Ph. D. María de Lourdes Dieck Assad Director del Centro de Biotecnología Embajadora de México ante la Unión del Tecnológico de Monterrey Europea, el Reino de Bélgica y el Gran Ducado de Luxemburgo ¿Qué es un bio-reactor? En su definición más general, un bio-reactor es un recipiente en el cual ocurre una reacción bioquímica (Figura 1). Esto incluye desde la célula misma, un bio-reactor muy complejo, en la microescala, hasta un reactor En tratamiento el ámbito de aguas cooperación enmunicipales ciencia y tecnología, para residuales que pudiera la embajadora Dieck Assad expuesto la necesidad albergar un volumen de 1000ham3. En escalas intermediasde coordinar con Cancillería y convastamente el CONACYT, gestiones para encontramos losla tanques agitados, utilizados para adopción dede un programa de trabajo bilateral que contribuya la laproducción biofármacos, biopesticidas, antibióticos, a la instrumentación del Acuerdo este de año; colorantes, cerveza, yogur, etcétera; Sectorial también, firmado ciertos tipos promover lapara realización de visitas a México de funcionarios bio-reactores la producción de tejidos. de la Dirección General de Investigación de la Comisión realizarse gestiones el establecimiento Comité EnEuropea; un bio-reactor pretendepara propiciar condiciones del óptimas Directivo Bilateral previsto en el Acuerdo Sectorial y promover de ambiente para que un biocatalizador (una enzima o una un Mecanismo de Coordinación Conjuntomuy concomplejas los países célula) pueda realizar reacciones biológicas que tienen suscritos acuerdosensectoriales y latinoamericanos de alto interés práctico: fermentar azúcares cerveza oen ciencia y elaborar tecnologíayogur con laoUE. bioetanol, queso, producir una molécula de interés terapéutico a partir de compuestos más simples, etcétera. Estas condiciones tienen que ver con la temperatura, embajadora Dieck Assad en lo quedeseoxígeno, refiere aelun losLanutrientes disponibles, la habló concentración Acuerdo Concertación Económica nivel de pHdeque requiere la Política, célula oAsociación enzima para trabajar y Cooperación México–Unión Europea: la Experiencia apropiadamente. Los bio-reactores son el corazónMexicana, de un en donde industrial, se remarcaeltrabajar en el Acuerdo bioproceso recinto fuertemente en donde ocurre(n) la(s) Sectorial de Ciencia y Tecnología:que Firmado entre ambas partes transformación(es) bioquímica(s) buscamos. en febrero de 2004yyoperados recientemente aprobado por el Parlamento Aunque diseñados empíricamente desde tiempos Europeo, pues lo anterior permitirá la participación México de los sumerios, quienes ya fermentaban caldos dede cebada en programas de investigación de altamucho tecnología para producir cerveza, fue en fecha másimpulsados reciente por la emergió UE. cuando formalmente la disciplina técnica que estudia el diseño, la operación, la optimización y el escalamiento DESTACADO PAPEL DE MÉXICO (llevar de una escala pequeña a una de mayor volumen) de un Desde la primera reunión cumbre de Unión Europea, América bioproceso reactivo: la Ingeniería delaBio-reacción o de BioLatina y el Caribe, celebrada en Río de Janeiro en 1999, México reactores. ha desempeñado un activo papel para la creación de una asociación estratégica regional entre ambas regiones. Junto INICIOS DE LA INGENIERÍA DE BIO-REACTORES connecesidad Brasil, anfitrión de lamotivó primera cumbre,ejercicio México formal presidió Una de mercado el primer comitée preparatorio, de En organizar la parte deelDiseño Ingeniería de responsable un bio-reactor. 1928, Fleming latinoamericana y caribeñaque de la y fue presidente del descubrió accidentalmente el cumbre, hongo Penicillium notatus comité que elaboró documentos para negociar con la Unión era capaz de producir una sustancia que inhibía el crecimiento En (la esta penicilina). forma, México ha jugado un importante deEuropea. bacterias Varias compañías, primero papel en el proceso después, para crear esta sociedad ambas europeas y americanas intentaron escalar entre el proceso. regiones. Merck Chemical Co.1 inclusive ofreció un premio a quien desarrollara económicamente la tecnología para producir La primeradesencadenando cumbre bi-regionaluna se caracterizó por una atmósfera penicilina, cascada de investigación de optimismo, derivada del crecimiento económico global, de para llevar al plano comercial el antibiótico que resultaría un Medio Oriente relativamente y del crucial durante la Segunda Guerraestable, Mundial. De interés 1946 a especial 1948, de Francia porsu ampliar mercados e influencia Elmer Gadeny2 Alemania trabajó en tesis sus doctoral en Ingeniería para incluir a la América Latina.

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Química estudiando la transferencia de masa en reactores agitados y aireados en cultivos para producir penicilina. Esta tesis es el primer trabajo formal en Ingeniería Bioquímica, y particularmente, en Ingeniería de Bio-reactores. TECNIFICACIÓN DE PROCESOS BIO-REACTIVOS La Ingeniería de Bio-reactores surge entonces como una respuesta a la necesidad de implementación industrial de un bioproceso. Aunque antes del descubrimiento de la penicilina ya eran comunes otros procesos biológicos industriales (producción de bebidas alcohólicas fermentadas por ejemplo) es una necesidad médica la que desencadena la tecnificación de los procesos de bio-reactivos. Durante las décadas siguientes, la Ingeniería de Bio-reactores evolucionó discretamente, diversificándose en aplicaciones hacia los ramos de alimentos e ingeniería de tratamiento de aguas y residuos principalmente. En este siglo que comienza, la Ingeniería de Bio-reacción deberá convertirse en pieza central en el desarrollo e implementación de nuevas biotecnologías. en susDieck inicios, (detonado su desarrollo MaríaComo de Lourdes Assad. por el descubrimiento de la penicilina) necesidades médicas y descubrimientos con alto potencial farmacológico motivan una nueva etapa y nuevos retos para la Ingeniería de Bio-reacción. RETOS DE LA INGENIERÍA DE BIO-REACTORES Labio-reactores tercera cumbre se ambientes verificó en muy un ambiente internacional más Los son complejos, mucho más adverso. En primer lugar, se presentó inestabilidad en el Medio complejos que los reactores químicos convencionales. En particularmente en el caso de Iraq; y tres la división unOriente, bio-reactor típico, coexisten generalmente fases: de las la Alianza concultivo este conflicto. Empezando células (unAtlántica sólido), en un relación medio de con los nutrientes con los ataques del celular, 11 de septiembre, seguidos apropiados para terroristas el desarrollo y burbujas de airede los bombazos del 11 deoxígeno marzo de 2004 el encultivo Madrid, agenda inyectadas para transferir cuando es la aerobio internacional ha sido dominada por asuntos de seguridad (un gas). Adicionalmente, las células son catalizadores muy militar y la lucha contra el altamente terrorismo. Problemas urgentes, específicos y efectivos, pero sensibles a factores comovariaciones la lucha contra la pobreza pH, y el niveles hambre, varios: en temperatura, defortalecimiento oxigenación, de lamecánico, democracia y los procesos de integración regional, así estrés etcétera. como muchos otros asuntos de la agenda global, relacionados mediode ambiente, los derechos humanos, la lucha contra Encon el el diseño un bio-reactor es necesario considerar las el tráfico de drogas la reforma de lasque Naciones Unidas se han particularidades del ymicroorganismo se cultivará (por visto en los cierta forma eclipsados por la magnitud de los casos ejemplo, nutrientes que requiere para reproducirse terrorismo. y de para generar el compuesto que demandamos de él). Luego, seleccionar el tipo de “recipiente” conveniente para LA CUMBRE DE GUADALAJARA: RESULTADOS albergarlo y propiciar una alta productividad del proceso (un El interés de Europa la cumbre aceptación de México tanque agitado operadoenpor lotes o y delaforma continua, una como su anfitrión quedó patente por la participación del columna empacada donde el biocatalizador resida adherido canciller federal alemán Gerhard Schroder; del presidente

a un soporte). Una vez decidido el tipo de bio-reactor, se encara la decisión de los detalles geométricos del bioreactor (volumen, diámetro, altura, número de agitadores, espacio entre ellos) y cómo operarlo (en qué condiciones de temperatura, nivel de agitación, pH, nivel de aereación, etcétera.) Los bio-reactores actualmente utilizados en aplicaciones industriales son mayormente empleados para cultivo de bacterias aerobias, hongos o levaduras. Su diseño deriva directamente de los reactores químicos convencionales, tanques agitados con una o varias turbinas o impulsores de alta potencia que permitirían dispersar los nutrientes y/o el oxígeno necesario para sostener la actividad microbiana. Dado que las células bacterianas y de levaduras son pequeñas y sus paredes celulares son altamente resistentes al estrés inducido por agitación mecánica, este diseño básico ha funcionado relativamente bien a lo largo de los años, bajo la premisa de agitar a una velocidad suficientemente alta (régimen turbulento, donde el mezclado y correcta dispersión de materiales no debería ser un problema). Aun así, el “tradicional” diseño de bio-reactor presente en casi cualquier laboratorio de biotecnología industrial del mundo (Figura 1a) requiere de especial atención ingenieril cuando se desea escalar algún bioproceso del laboratorio a la escala comercial.

NUEVOS BIO-REACTORES PARA NUEVOS PRODUCTOS La mayoría de los Bioprocesos reactivos hoy en desarrollo en la Industria Farmacéutica y Biotecnológica están basados en el cultivo de células sensibles a estrés mecánico, particularmente células de recombinantes de mamífero, vegetales, y de insecto. Este tipo de células, no necesariamente tolerarían las condiciones de agitación intensa de un cultivo de bacterias o levaduras. El principal reto de su diseño está en mezclar convenientemente para asegurar la distribución adecuada de nutrientes, pero a baja velocidad (en condiciones laminares) tal que no se induzca algún tipo de daño o estrés a las células bajo cultivo (Figura 2). Esta proposición de mezclar “intensamente” pero “suavemente”, parece contradictoria. Sin embargo, ciertamente los bio-reactores de nueva generación tendrán que cristalizar en diseño esa idea aparentemente poco factible. También, estos reactores de nueva generación responden a la necesidad de producir compuestos y materiales de alto valor agregado, o bien producir compuestos de moderado precio de venta pero de forma que se asegure máxima rentabilidad. Ambos escenarios conducen a una conjetura similar: los nuevos bio-reactores deben ser más compactos, más eficientes, más automatizados, y por tanto su ingeniería mucho más “inteligente”. Estos atributos a su vez se pueden traducir en necesidades concretas de construcción: sistemas de flujo continuo, que operen a altas concentraciones celulares o velocidades. Más retador aún el diseño de bio-reactores, ya no para producir substancias de interés o células aisladas, sino tejidos. Con el advenimiento de la Ingeniería de Tejidos, la ingeniería de reactores para “crecer nuevos órganos” encara un desafío importante. Y aun dentro de la definición de un bio-reactor, aparecen en el espectro experimental (y pronto en el mundo de la aplicación comercial) plantas y animales transgénicos que hoy día son utilizados para ensayar la producción de fármacos (en leche de bovino o caprino) o vacunas (en plantas tales como caña de azúcar, plátanos, papa o alfalfa).

Figura 2.

A

B

Experimentos de

caracterización de mezclado en

reactores

biológicos.

(a)

Bio-reactores: (a) bio-reactor tipo tanque agitado de 5L, de New-

Visualización de patrones de

Brunswick Scientific (Edison, N.J), el bio-reactor más popular en los laboratorios

mezclado en un bio-reactor

de Biotecnología Industrial alrededor del mundo; (b) bio-reactor de 75 L para

laminar de nueva generación; (b)

cultivo de células de mamífero (planta piloto del Centro de Biotecnología,

experimento para caracterizar

Tecnológico de Monterrey).

un birreactor típico, operado

Figura 1.

a altas velocidades, en cuanto

Diversas reglas o recomendaciones de escalamiento se consideran típicamente para escalar un proceso en un tanque agitado. Por ejemplo, se recomienda que al escalar, tanto el tanque pequeño como el grande tengan las mismas relaciones geométricas (por ejemplo la misma relación entre el diámetro del impulsor y el diámetro del tanque, el mismo número y tipo de impulsores, etcétera). Se recomienda también buscar que las condiciones dinámicas en el bio-reactor grande sean las mismas que en el tanque pequeño (mismas condiciones de tiempos para mezclado, niveles de estrés mecánico, intensidad de mezclado, transferencia de oxígeno). Esta última condición impone toda una serie de retos.

a su capacidad para crear área de contacto entre dos líquidos; (c) visualización de patrones de mezclado en la zona cercana al impulsor en un bio-reactor tanque de tres impulsores.

El antecesor de la firma farmacéutica estadounidense Merck. Considerado por muchos como el padre de la Ingeniería Bioquímica.

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2.30 – 4:40pm SEMINARIO

Colaboración Científica y Tecnológica Unión Europea – América Latina Octavi Quintana Trias.

El doctor Quintana Trias es director de Salud, de la Dirección General para la Investigación y el Desarrollo Tecnológico de la Comisión Europea. Es médico, y tiene un Doctorado con Especialidad en Cuidado Crítico. Ha trabajado como médico en una unidad hospitalaria de cuidados intensivos durante ocho años. Ha servido como director del Hospital Regional de Málaga, y posteriormente trabajó como asesor en el Ministerio de Salud, de España.

Alfredo Aguilar Romanillos. Actualmente es funcionario de la Dirección de Alimentos, Agricultura y Biotecnología de la Comisión Europea, y es jefe de la unidad de “Fábrica Celular” de la misma institución.

Pierrick Fillon-Ashida. Se desempeña en la Dirección de Relaciones Internacionales de DG

Research, Comisión Europea. Fue jefe de Asuntos Científicos de la delegación en Tokio de la Comisión Europea. Tiene un diplomado de ingeniero biomédico de la Universidad de Tecnología de Compiègne, un diplomado en Informática de la Universidad Técnica de Berlín y estudios de posgrado en Cómputo en la Universidad de Dirham, Reino Unido.

Claudio Ricciardi. Director de Relaciones Internacionales del Congreso “Bio Monterrey 2006”. Bajo su gestión se logró la participación de importantes empresas italianas y conferencistas europeos dentro del programa de la BioFeria y en general del Congreso.

María de Lourdes Dieck Assad. Es licenciada y maestra en Economía. Obtuvo el grado

de doctora en Economía por la Universidad de Texas, en Austin, con concentración en Métodos Cuantitativos (Econometría) y Teoría y Política Monetaria. Su disertación la realizó como investigadora en la Brookings Institution en Washington, D.C. Actualmente es embajadora de México ante la Unión Europea, Reino de Bélgica y Ducado de Luxemburgo.

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Gustavo Chapela. Director general del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México, es ingeniero químico egresado de la Universidad Nacional Autónoma de México; obtuvo su Doctorado en Ingeniería Química por el Colegio Imperial de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Londres, y realizó la Maestría en Ingeniería Química en la Universidad Rice, de Houston, Texas.

Rosalinda Contreras Theurel. Doctora en Química, por la Universidad Paul Sabatier, de

Tolosa, Francia, es directora general del Centro de Investigaciones y Estudios Avanzados; profesora investigadora Nivel, F del Departamento de Química desde hace 29 años, e investigadora nacional nivel III. En el CINVESTAV, ha ocupado varios cargos de administración académica. Tiene 122 publicaciones en revistas internacionales del mayor prestigio.

Daniel Pagliano.

Es originario de Uruguay. Obtuvo su título de ingeniero agrónomo en la Universidad de la República. Posee una Maestría de Biología Molecular de la Universidad Libre de Bruselas, en Bélgica. Actualmente es director de las empresas Nideplant, S.A. y de Nidevital, S.A., del grupo Nidetec, dedicadas a Biotecnología, Genética y Plantaciones Comerciales de Frutas de Exportación.

Carlos Azambuja. Es doctor en Medicina y Tecnología Veterinaria por la Universidad de la República de Uruguay, y tiene estudios de posgrado en Biotecnología Moderna en la Universidad Federal de Río Grande del Sur, en Brasil. Es presidente de GENIA – Genética molecular, laboratorio dedicado a la biología molecular, y ha sido investigador invitado en Biología Molecular de Tumores por el Instituto Curié de París.

Albert Sasson.

Doctor en Ciencias Naturales por la Universidad de París, es un prominente investigador en el campo de la biotecnología, y se especializa en estudios de microbiología. Trabajó en la Facultad de Ciencias de Rabat, en Marruecos, y ocupó el cargo de subdirector general de la UNESCO.

Carlos Malpica Lizarzaburu. Secretario general de BioEuroLatina, asociación sin ánimo de

lucro, para la promoción de la cooperación entre Europa y Latinoamérica en biociencias, es ingeniero agrónomo del Instituto Agronómico Paris-Grignon y doctor por la Universidad de París.

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María de Moisés Lourdes Dieck Assad Mario Álvarez, Ph. D. Embajadora de México ante la Unión Director del Centro de Biotecnología Europea, el Reino de Bélgica y del Tecnológico de Monterrey el Gran Ducado de Luxemburgo

¿Qué es un bio-reactor? En su definición más general, un Química estudiando la transferencia de masa en reactores bio-reactor es un recipiente en el cual ocurre una reacción agitados y aireados en cultivos para producir penicilina. Esta bioquímica (Figura 1). Esto incluye desde la célula misma, un tesis es el primer trabajo formal en Ingeniería Bioquímica, y particularmente, en Ingeniería de Bio-reactores. en la hasta un reactor Enbio-reactor el ámbitomuy de complejo, cooperación enmicroescala, ciencia y tecnología, la para tratamiento aguas ha residuales municipales que pudiera embajadora Dieck de Assad expuesto la necesidad de TECNIFICACIÓN DE PROCESOS BIO-REACTIVOS albergarcon unlavolumen dey 1000 En escalas intermedias coordinar Cancillería con elm3. CONACYT, gestiones para encontramos los tanques de agitados, utilizados para La Ingeniería de Bio-reactores surge entonces como una la adopción de un programa trabajovastamente bilateral que contribuya respuesta a la necesidad de implementación industrial de un la instrumentación producción de del biofármacos, biopesticidas, a la Acuerdo Sectorial firmadoantibióticos, este año; colorantes, cerveza, yogur, etcétera; también, tipos de bioproceso. Aunque antes del descubrimiento de la penicilina promover la realización de visitas a México de ciertos funcionarios ya eran comunes otros procesos biológicos industriales la producción de tejidos.de la Comisión de bio-reactores la Direcciónpara General de Investigación (producción de bebidas alcohólicas fermentadas por ejemplo) Europea; realizar gestiones para el establecimiento del Comité En un bio-reactor se pretende propiciar condiciones óptimas es una necesidad médica la que desencadena la tecnificación Directivo Bilateral previsto en el Acuerdo Sectorial y promover ambiente para que un biocatalizador o una de los procesos de bio-reactivos. undeMecanismo de Coordinación Conjunto (una con enzima los países célula) pueda realizar reacciones muy complejas latinoamericanos que tienen suscritosbiológicas acuerdos sectoriales en y de yalto interés con práctico: ciencia tecnología la UE. fermentar azúcares en cerveza o Durante las décadas siguientes, la Ingeniería de Bio-reactores bioetanol, elaborar yogur o queso, producir una molécula evolucionó discretamente, diversificándose en aplicaciones de interés terapéutico a partir de compuestos más simples, hacia los ramos de alimentos e ingeniería de tratamiento de aguas y residuos principalmente. En este siglo que EstasDieck condiciones tienenen que temperatura, La etcétera. embajadora Assad habló lover quecon se la refiere a un los nutrientes disponibles, la concentración de oxígeno,y el comienza, la Ingeniería de Bio-reacción deberá convertirse Acuerdo de Concertación Política, Asociación Económica central en el desarrollo e implementación de nuevas nivel de pH que requiere la célula o enzima para trabajar en pieza Cooperación México–Unión Europea: la Experiencia Mexicana, María de Lourdes Dieck Assad. Lostrabajar bio-reactores son elencorazón de un biotecnologías. Como en sus inicios, (detonado su desarrollo en apropiadamente. donde se remarca fuertemente el Acuerdo bioproceso industrial, el recinto en donde ocurre(n) la(s) por el descubrimiento de la penicilina) necesidades médicas y Sectorial de Ciencia y Tecnología: Firmado entre ambas partes descubrimientos con alto potencial farmacológico motivan una bioquímica(s) que buscamos. en transformación(es) febrero de 2004 y recientemente aprobado por el Parlamento Aunquepues diseñados y operados empíricamente desde tiempos nueva etapa y nuevos retos para la Ingeniería de Bio-reacción. Europeo, lo anterior permitirá la participación de México los sumerios, quienes yade fermentaban caldos de cebada en de programas de investigación alta tecnología impulsados DE LA INGENIERÍA producir cerveza, fue en fecha mucho más reciente La RETOS tercera cumbre se verificó enDE unBIO-REACTORES ambiente internacional más porpara la UE. Los bio-reactores son ambientes complejos, más cuando emergió formalmente la disciplina técnica que estudia adverso. En primer lugar, se presentómuy inestabilidad enmucho el Medio complejos que los reactores químicos el diseño, la operación, la optimización y el escalamiento Oriente, particularmente en el caso de Iraq; yconvencionales. la división de laEn DESTACADO PAPEL DE MÉXICO un bio-reactor coexisten generalmente tres fases: las (llevar de una escala pequeña una de mayor volumen) de un Alianza Atlántica típico, en relación con este conflicto. Empezando Desde la primera reunión cumbreade la Unión Europea, América células (un sólido), un medio cultivo con seguidos los nutrientes bioproceso reactivo: la Ingeniería de Bio-reacción o de Bio- con los ataques terroristas del 11 de septiembre, de Latina y el Caribe, celebrada en Río de Janeiro en 1999, México para celular, y burbujas de aire bombazos del 11eldedesarrollo marzo de 2004 en Madrid, la agenda ha reactores. desempeñado un activo papel para la creación de una losapropiados inyectadas para transferir oxígeno cuando el cultivo es aerobio ha sido dominada por asuntos de seguridad asociación estratégica regional entre ambas regiones. Junto internacional (un gas). las células son catalizadores muy INICIOS LA INGENIERÍA DE BIO-REACTORES y la Adicionalmente, lucha contra el terrorismo. Problemas urgentes, con Brasil, DE anfitrión de la primera cumbre, México presidió militar específicos efectivos, pero altamente sensibles a factores necesidad de mercado motivó el ejercicio formal como la lucha ycontra la pobreza y el hambre, fortalecimiento el Una comité preparatorio, responsable deprimer organizar la parte variaciones en temperatura, pH, niveles de oxigenación, de Diseño e Ingeniería bio-reactor. 1928, Fleming la democracia y los procesos de integración regional, así latinoamericana y caribeñade de un la cumbre, y fueEn presidente del devarios: estrés mecánico, descubrió accidentalmente quepara el hongo Penicillium notatus como muchos otrosetcétera. asuntos de la agenda global, relacionados comité que elaboró documentos negociar con la Unión era capaz producir sustancia que inhibía crecimiento con el medio ambiente, los derechos humanos, la lucha contra Europea. En de esta forma,una México ha jugado un el importante de en bacterias (la para penicilina). Varias compañías, primero el tráfico En el diseño de yun bio-reactor es Naciones necesarioUnidas considerar de drogas la reforma de las se hanlas papel el proceso crear esta sociedad entre ambas europeas y americanas después, intentaron escalar el proceso. visto particularidades microorganismo que se de cultivará (por en cierta formadel eclipsados por la magnitud los casos regiones. Merck Chemical Co.1 inclusive ofreció un premio a quien deejemplo, los nutrientes que requiere para reproducirse terrorismo. económicamente la tecnología para producir y para generar el compuesto que demandamos de él). La desarrollara primera cumbre bi-regional se caracterizó por una atmósfera seleccionar el tipo de “recipiente” conveniente para una cascada de investigación CUMBRE DE GUADALAJARA: RESULTADOS de penicilina, optimismo, desencadenando derivada del crecimiento económico global, de LALuego, propiciar una alta productividad delde proceso llevar al plano comercial el antibiótico que especial resultaría El albergarlo interés de yEuropa en la cumbre y la aceptación México(un unpara Medio Oriente relativamente estable, y del interés tanque lotespor o de continua,del una la Segunda Guerra Dee1946 a 1948, como su agitado anfitriónoperado quedó por patente la forma participación de crucial Franciadurante y Alemania por ampliar susMundial. mercados influencia 2 columna empacada donde el biocatalizador resida adherido Elmer Gaden trabajóLatina. en su tesis doctoral en Ingeniería canciller federal alemán Gerhard Schroder; del presidente para incluir a la América

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a un soporte). Una vez decidido el tipo de bio-reactor, NUEVOS BIO-REACTORES PARA NUEVOS PRODUCTOS se encara la decisión de los detalles geométricos del bio- La mayoría de los Bioprocesos reactivos hoy en desarrollo en de alcanzar la paz, la seguridad, el desarrollo sostenido francés Jaques Chirac; del recién electo presidente del Consejola Industria Farmacéutica y Biotecnológica están basados en ely el reactor (volumen, diámetro, altura, número de agitadores, progreso social.sensibles a estrés mecánico, particularmente Español de Ministros, José Luis Rodríguez Zapatero; el primercultivo de células espacio entre ellos) y cómo operarlo (en qué condiciones de Irlanda y agitación, copresidente la de cumbre, Berthiecélulas de recombinantes de mamífero, vegetales, y de de ministro temperatura, nivel de pH, de nivel aereación, En este contexto especialmente importante tolerarían concentrarse Ahern; el presidente de la Comisión Europea, Romano Prodiinsecto. Este tipo deescélulas, no necesariamente las en etcétera.) un acercamiento multilateral a lade seguridad y al fortalecimiento y el primer ministro de Austria (anfitrión de la cuarta cumbrecondiciones de agitación intensa un cultivo de bacterias del diálogoEl y la coordinación entre Schussel. También estuvieron presentes los ministroso levaduras. principal reto de su ambas diseñoregiones está en juntamente mezclar LosWolfgang bio-reactores actualmente utilizados en aplicaciones con las principales las Naciones de relaciones de losempleados países antespara mencionados. paraagencias asegurar ylaconferencia distribuciónde adecuada de industriales sonexteriores mayormente cultivo de convenientemente Unidas apero efecto de definir y presentar posiciones comunes. a baja velocidad (en condiciones laminares) bacterias aerobias, hongos o levaduras. Su diseño deriva nutrientes, declaración encomia la coordinación de posiciones América Latina estuvo representada prácticamentetal La que no se induzca algún tipo de daño o estrés alograda las directamente de los reactores químicos por convencionales, durante sesión número 47 de la proposición Comisión de de Narcóticos todos agitados sus presidentes de relaciones exteriores. bajola cultivo (Figura 2). Esta mezclar de tanques con unay otitulares varias turbinas o impulsores de Lacélulas las Naciones Unidas. El mensaje es claro:contradictoria. el peso de 58 Sin votos mexicana hizo un esfuerzo paray/o facilitar pero “suavemente”, parece altadiplomacia potencia que permitirían dispersar losespecial nutrientes el “intensamente” puede ser una formidable herramientade birregional en los foros la presencia de para la mayor parte de los jefes de estadoDado y/o deembargo, ciertamente los bio-reactores nueva generación oxígeno necesario sostener la actividad microbiana. internacionales. delbacterianas Caribe. En total de estado que cristalizar en diseño esa idea aparentemente quegobierno las células y de asistieron levaduras 34 sonjefes pequeñas y susy/otendrán de gobierno deson ambas regiones. Cada uno de losinducido 58 paísespoco factible. paredes celulares altamente resistentes al estrés representaciones alto básico nivel en cumbre de El tema de la cohesión social se cubre en doce párrafos, los portuvieron agitación mecánica, este de diseño ha la funcionado cuales renuevan el compromiso de las Metas de Desarrollo Guadalajara.bien a lo largo de los años, bajo la premisa También, estos reactores de nueva generación respondendel relativamente para de 1915, y enfatizan la importancia de implementar necesidad producir compuestos y materiales de alto de agitar a una velocidad suficientemente alta (régimen a laMilenio los agregado, compromisos a que se llegó durante lade conferencia Una de lasdonde actividades más importantes en los días previos o bien producir compuestos moderado de turbulento, el mezclado y correcta dispersión de avalor Monterrey para pero financiar el desarrollo. términosmáxima generales la cumbre la negociación de la declaración Guadalajara,precio de venta de forma que seEnasegure materiales nofue debería ser un problema). Aun así, el de “tradicional” se acepta laAmbos necesidad de ambas regionesa especialmente que refleja en sus presente diferentesenniveles la corriente dialécticarentabilidad. escenarios conducen una conjetura de diseño de bio-reactor casi cualquier laboratorio América Latina el Caribe, de redoblar la relación industrial entre América Latina(Figura y debeny ser más compactos, de de biotecnología del mundo 1a) requiere similar: los nuevos bio-reactores sus esfuerzos paratanto combatir la extrema Caribeatención y la Unión Europea. Consta y por su ingeniería de el especial ingenieril cuando se desea escalar algún más eficientes, más automatizados, pobreza y la exclusión de 104 del párrafos y expresa el comercial. deseo mucho más “inteligente”. Estos atributos a su social. vez se pueden bioproceso laboratorio a la escala de fortalecer la sociedad estratégica traducir en necesidades concretas de construcción: sistemas Se enfatiza necesidad de cada gobierno birregional mediante una amplia agenda de flujo continuo, que operen a altaslaconcentraciones celulares paraaún asignar recursos fundamentada en los pilares que se o velocidades. Más retador el diseño suficientes de bio-reactores, ya públicosde para esta meta, juntamente establecieron en la primera cumbre. El no para producir substancias interés o células aisladas, con inversión suficiente, y para aspecto más novedoso de la declaración sino tejidos. Con el advenimiento de lasocial Ingeniería de Tejidos, políticasórganos” económicas es un especial énfasis en el rubro de la la ingeniería de reactoresimplementar para “crecer nuevos encaraque cohesión social. un desafío importante. impulsen la inversión, la creación de empleos y una mejor distribución del ingreso. Los jefes de aparecen estado y/o El papel de México como huésped y Y aun dentro de la definición de un bio-reactor, en el de deelambas regiones resolvieron copresidente de la cumbre consistió espectro experimental (ygobierno pronto en mundo de la aplicación prestar transgénicos especial atención a losdía aspectos en reconciliar las posiciones entre los comercial) plantas y animales que hoy son dentro de la cooperación grupos de los países latinoamericanos y utilizados para ensayar sociales la producción de fármacos (en leche birregional y dieron su como beneplácito del Caribe con los de la Unión Europea, de bovino o caprino) o vacunas (en plantas tales caña depor adopción del Programa Eurosocial con el propósito de buscar un consenso azúcar, plátanos, papa olaalfalfa). que busca promover el intercambio de en cada uno de los rubros propuestos. experiencias, del saber cómo y de las buenas prácticas entre las dos regiones en el campo social. TENDENCIAS REGIONALES Figura 2. Experimentos de Fue posible distinguir dos tendencias: caracterización de mezclado B europeos y de Diez párrafos se dedican a la sociedad Se reconoce A Primero, el deseo de unos países especialmente en económica. reactores biológicos. (a) que los acuerdos en vigor y los proyectados entre la Unión la misma Comisión adoptar medidas Visualización de patrones de Figura 1. Bio-reactores: (a) Europea bio-reactor para tipo tanque agitado de 5L, concretas de NewEuropea y las subregiones de América el Caribe para cumplir las metas e iniciativas a finende mezclado Latina en un ybio-reactor Brunswick Scientific (Edison, N.J), el bio-reactor más popular los concretar laboratorios la son parte integral de la sociedad estratégica biregional. sociedad biregional. En segundo término, según lo laminar de nueva generación; (b) de Biotecnología Industrial alrededor del mundo; (b) bio-reactor deexpresaron 75 L para que se ha en la los de diferentes especialmente los dedeAmérica Latina La declaración reconoce el progreso experimento paralogrado caracterizar cultivo células de países, mamíferoy (planta piloto del Centro Biotecnología, entre el típico, Mercosur y la y el Caribe, las necesidades de un texto que reflejara los negociación del acuerdo de sociedad un birreactor operado Tecnológico de Monterrey). intereses nacionales y regionales de cada uno como parte Unión Europea. a altas velocidades, en cuanto integrante de lao sociedad. Otro nuevo que ayudará a su capacidad para crear área Diversas reglas recomendaciones de aspecto escalamiento se MÉXICO probablemente a explicar los alcances de laen declaración de contacto entre dos líquidos; consideran típicamente para escalar un proceso un tanque se IMPORTANTES RESULTADOS PARA dede las relaciones refierePor a las recomendaciones hechas enalencuentros previos (c) visualización patrones de agitado. ejemplo, se recomienda que escalar, tanto el e Esta cumbre dio sustancia a la diversificación políticas económicas y de cooperación con una incluidas por algunas mezcladodeen México la zona cercana tanque pequeño como el delegaciones. grande tengan las mismas relaciones Europa más amplia y con una región de América y del al impulsor en un Latina bio-reactor geométricas (por ejemplo la misma relación entre el diámetro Caribe crecientemente activa y consciente de impulsores. la importancia declaración de Guadalajara contiene 31 párrafos tanque de tres delLaimpulsor y el diámetro del tanque, el mismo númerosobre y multilateralidad. Si le agregamos otros también 15 relativos a la de su integración económica y su coordinación política. Los tipo de impulsores, etcétera). Se recomienda buscar económica global, tenemos un total grande de 46. La idea resultados de la cumbre coinciden ampliamente con la visión queagenda las condiciones dinámicas en el bio-reactor sean México:delaladefensa de la multilateralidad y laMerck. importancia de coincide la responsabilidad de la primera lassubyacente, mismas queque en el tanquecon pequeño (mismas condiciones de El de antecesor firma farmacéutica estadounidense la agenda social. Los aspectos sociedad la necesidad fundamental de un orden Considerado tiempos parabiregional mezclado,esniveles de estrés mecánico, intensidad por muchos como incluidos el padre en de laladeclaración Ingeniería de Guadalajara son y seguirán siendo de gran relevancia para basado en de la oxígeno). ley internacional concondición un sistema Bioquímica. de internacional mezclado, transferencia Esta última multilateral efectivo centrado impone toda una serie de retos. en las Naciones Unidas a fin los retos que enfrentan las sociedades de ambas regiones.

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Este desarrollo no resulta extraño, tomando como antecedente el crecimiento que ha experimentado la tecnología minera. Esto se manifiesta en el hecho de que Chile es reconocido mundialmente como un país de excelencia en la explotación y beneficios de los recursos mineros. Otro aspecto que no podemos dejar de lado son las inmensas reservas que tenemos, y, en un mundo de creciente competitividad, esto debe traducirse en una sustentabilidad en el largo plazo, y ahí hay que ver cómo la industria ha generado un cambio dramático en las curvas de costos. Laureano Simón. Es licenciado en Farmacia, por la Universidad de Santiago de Compostela en Biotecnología, Si uno mira(1989); hace máster unos años, podrá ver por la Universidad de Navarra (1991); máster of Sciences, University of Wisconsin, Madison (USA. que las empresas tenían un costo de1992); doctor en CC Químicas, por el Centro Nacional de Biotecnología - Universidad producción(CSIC) promedio cercano Autónoma a los 70 de Madrid, (1996). centavos la libra; sin embargo, la curva promotor de las empresas ha bajadoEsdramáticamente, y en lade Genómica Funcional Progenika Biopharma, S.A. (2000) y Proteomika, (2002); autor patentes y artículos en revistas científicas internacionales; Premio Emprendedor actualidad S.L. vemos cómo la de producción Europeo asesor científico de varias fundaciones privadas e instituciones de cerca de un 70EUROAWARDS por ciento de(2004); las públicas; asesor de la Comisión Europea en creación de empresas de base tecnológica; ponente del empresas están bajo los 60 centavos de Plan de Ciencia y Tecnología 2004-2007 del Gobierno Español y de los Planes de Ciencia y Tecnología dólar, en una tendencia que debe seguir 2001-2004 y 2005-2008 del Gobierno Vasco. aplanándose. POSITIVOS AVANCES Por supuesto, si uno considera el tema en términos de avances, se puede dar cuenta de que la hidrometalurgia del cobre sólo es aplicable a minerales óxidos o sulfuros secundarios, con algunas restricciones, por lo que el potencial de esa tecnología está reducido a minerales susceptibles de ser lixiviados. Y justamente esta visión de futuro la tienen Codelco y Nippon, para involucrarse con los recursos lixiviables de cobre, minerales de baja ley y los que tienen altos contenidos de cobre primario, como son las calcopiritas, aunque hoy no existe en el mundo tecnología para lixiviar. Ahora bien, lo que sí existe es la propuesta que tiene Codelco con BHPBilliton – Biocop- y que se aplica en un contexto de lixiviación de concentrados y con altos índices de calcopirita. Entonces, existe este vasto escenario de recursos primarios, y ahí vamos nosotros detrás. Sin duda, éstos son temas que van a tomar tiempo; no podemos pensar en desarrollo de un año para otro. INVESTIGACIÓN ECONÓMICAMENTE VIABLE El negocio de la investigación en sí es un negocio de altísimo riesgo. En el caso de la minería, el principal beneficiado resulta la empresa minera que recibe esta innovación y lo implementa en sus propios planes mineros, de manera de aumentar el valor de sus reservas y generar utilidades; y como tal la investigación es una parte de ese desarrollo y recibe una parte de esos beneficios. Éste es un tema. El segundo es que nuestro objetivo es aplicar la biotecnología en la minería, que resulta otro desafío de marca mayor; la biotecnología, entendiendo como tal la

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producción de bienes y servicios, utilizando seres vivos o los componentes celulares o subcelulares. Entonces, en biotecnología, los esfuerzos e inversiones mundiales son fenomenales. A modo de ejemplo, si uno mira el VI Programa Marco de la Unión Europea, en el puro tema biotecnológico en los próximos cuatro años, vemos una inversión pública de más cuatro billones de dólares, que traen consigo fondos privados similares a ésa. Ante este panorama, nosotros somos una islita; si bien esta inversión de cuatro billones de dólares pareciera de poca Doctora Clara E. Díaz-Velásquez montaDoctor a nivel Mauricio mundial. A. Salinas-Santander Doctor Hugo A. Barrera-Saldaña CIENCIA DE PRIMER NIVEL Unidad de Biotecnología Médica Respecto de laFacultad viabilidad la investigación, ULIEG, dede Medicina / UANL es cuestión de ver las oportunidades que tiene Chile, donde por suerte tenemos [email protected] una base científica de calidad; a ello se suma el programa de Doctora Hermina G. Martínez-Rodríguez biominería quede implementó el Gobierno, a través de los FDI de Unidad Biología Celular CORFOULIEG, y Conycit, que promueven el /uso de la ciencia mundial Facultad de Medicina UANL de primer nivel. En eso estamos. Las cosas toman su tiempo, estamos recién empezando. ace algunos años, ingresar en un hospital, sabiendo que que no el estamos historial atrasados clínico seenbasa en Por lo tanto, considero minería. el aanálisis del genoma dey otras cada extranjeras, paciente, Es cosa de mirar empresas como Codelco parecido películainterde y las buenas hubiera calificaciones que sacado logran de en una el mercado ciencia ficción. En la actualidad, esta idea se convierte nacional. en una realidad bastante próxima, y nos ofrece mayor seguridad, mejores de tratamiento y unas Ahora bien, cuando se posibilidades habla de biotecnología, lógicamente garantías médicas increíbles. tenemos un incipiente desarrollo. Yo creo que debe haber unos tres centros especializados que uno puede reconocer por

H

Este tipo de información nos permitirá evitar los efectos secundarios producidos por algunos fármacos, o, mejor aún, desarrollar éstos de acuerdo a las necesidades y características genéticas de cada paciente. En muchos países ya se han dado los primeros pasos de esta revolución en la medicina, todo gracias a los grandes avances conseguidos en los campos de la genética, genómica y proteómica, logrados sobre todo en estos últimos dos campos hacia finales del siglo pasado, y de su perfecta combinación con la información biomédica disponible. La farmacología juega un papel importante, pues la elección de un medicamento en función del patrón genético del paciente es determinante en las variaciones en la eficacia y los metiltransferasa (TPMT), enzima encargada del metabolismo de drogas como efectos secundarios producidos por la tiopurina, mercaptopurina y azatioprina, usadas como inmunosupresores en el fármaco. La farmacogenética y la el tratamiento de la enfermedad de Crohn, lupus eritematoso, así como también farmacogenómica juegan un papel muy en la leucemia linfoblástica aguda. Mutaciones en el gen TPMT resultan en una relevante en este aspecto. En un sentido disminución de la síntesis de la proteína, hecho que se refleja en la acumulación de más detallado, estos conceptos que a altas concentraciones de nucleótidos activos de tioguanina en células sanguíneas. primera vista parecen muy similares En caso de detectar mutaciones en este gen, el tratamiento alternativo consiste en la Biotecnología minería, y por tanto de tenemos sutienen calidad especialización dosis reducidases deaplicar los fármacos, tan bajasen como el 5-10 porlociento la dosis susinternacional, diferencias: que es fruto de ladar de sus académicos, como son los casos deconvencional. la Universidad que ser capaces de generar esas innovaciones; luego, ver dónde Católica, la UniversidadYde Chile y la Universidad Austral, se comercializa, y como cualquier otra empresa, no todas las FARMACOGENÉTICA informaciones sonmás públicas. enFARMACOGENÓMICA Valdivia. La Farmacogenómica es un término amplio que identifica un nuevo campo La Farmacogenética es la ciencia que de las ciencias genómicas que busca encontrar la explicación a las diferencias LAfármacos, BIOLIXIVIACIÓN Por interés escómo que otras universidades, la POTENCIALIDADES entre loscomo individuos en su respuesta aDElos basada en el análisis de seahora, ocupanuestro de investigar un gen Al analizar algunos mineros actuales, que Católica del Norte y lagenerar de Antofagasta - con apoyo nuestro y la sus genomas. Involucra el estudio de laplanes influencia simultánea de vemos los múltiples individual puede variaciones existen zonas de las minas o áreas en una explotación a rajo inyección de algunos recursos tengan mayores posibilidades en la respuesta a fármacos. Este sitios del genoma relevantes en dicha respuesta terapéutica. Se enfoca en optimizar abierto, en quepara hay dirigir mineralelde baja ley, y que en posible la actualidad para desarrollar su investigación. fármacos, mejor tratamiento a cada término fue usado por primera vez por el rendimiento de los no van alver, beneficio, sino que un costo de transporte. corresponde a son un concepto más amplio que la Fredrich Vogel en 1959, para describir la paciente. Como podemos Cuando se compara con países Sudáfrica Farmacogenética. nueva uno disciplina que surgía graciascomo a la Canadá, y integración Australia, se da cuenta de que en biotecnología minera no Cuando uno mira esos números en la relación de lastre a de la herencia con diferencias mineral, que sese dadesprendió en una relación de 2 a 1 o de superiores, y estamos Ésa para es mimetabolizar evaluación. Ahora en Chile Un ejemplo de se la farmacogenómica de observaciones los pacientes en las atrasados. velocidades que siCbiolixiviáramos explotarse mayor cantidad hamedicamentos. destacado la biotecnología como un la temainfectados prioritariocon parahepatitis tratados con elpodría interferón gama una (INF�). De éstos, sólo En particular, asocia del recurso, con mejoras operacionales y medioambiental; el observación país. mitad responde favorablemente al tratamiento. Para abordar clínica obtenida a partir aproximadamente la entonces, desde el punto de vista comercial, le vemos cientos Vita Genomics de pacientes que presentaban notorias esta problemática con la farmacogenómica, la empresa Taiwandesa beneficios. no existen en la actualidad otras mejoras, Ahora, por suerte, partimos...pero atrasados se dio a la tarea dede identificar losYgenes involucrados desde la respuesta al INF� diferencias en las concentraciones de no... que una en biotecnología para el en casohígado. de lasDicha calcopiritas. su metabolización empresa un fármaco en el plasma u orina, con hasta aquellos implicados UNA LAS PRIORIDADES PAÍS Taiwandesa estudió en 600 pacientes infectados con Hepatitis C marcadores SNPs las DE pruebas bioquímicas y DEL metabólicas, particular, aun cuando base es Entre las prioridades del país, ésta una dedelasgenes que ha sido En ese involucrados en lacaso respuesta al tratamiento con la INF�, así científica como también cuyas variaciones tenían un es fondo sí es alta ycalidad, especialistaspolimórficos con perreconocida. que hacerlo sabemos que pequeña, perfiles de expresión en biopsias de de hígado, estudioscon de marcadores genético. Eso Su hay enfoque actualevidente, es el pero en el extranjero; de otra refiriéndose manera no aselas la estudio plata node nos abreviado en inglés “short tandem repeats” lossobra. distintos polimorfismos del tipo STRs (de sufeccionamiento explica que, Fue conasí una basese científica pequeña,varios seamos tan tandem). como pudierontan identificar factores presentes en un sitio (nucleótido) de repeticiones cortas en destacados a nivel internacional. Por lo que respeta a Biosigma, nosotros tenemos un plan de un gen particular o SNPs (variaciones de predisposición genética que podrán servir, por una parte como biomarcadores negocios que involucra actividades son para de alguna formapacientes responsivos o no al tratamiento, pero también al desarrollo diferenciar individuales en la secuencia deque ADN Ahora, otra cosa es que que esa misma capacidad se transforme en enque dos ocurren ámbitos principales: que implica saber cómo fun-alternativos tratamientos para aquellos no respondan al INF�. en los seresuno, humanos y de cionan y cómo mejorarde la participación de y los microorganismos empresa, y esa empresa genere tecnología, que sea reconocida en las poblaciones modo natural) a nivel internacional, y en eso estamos. que intervienen en la biolixiviación. cómo éstos influyen en la respuesta final RESPUESTA AL FÁRMACO Algunas otras experiencias de nuestro grupo en estas áreas incluyen el estudio a un determinado tratamiento. Tenemos unos ocho(UTR) proyectos. Además sintasa, de los que están Y el otro aspecto es cómo tomamos esos de conocimientos VNTRs en layregión 5’ no traducida de la timidilato enzima que involucrados en el proyecto genoma Chile, existe otro los en la y eso es utilizar participa las fortalezas en el de metabolismo del 5-fluorouracilo utilizado en el tratamiento de cáncer Unponemos ejemplo deminería; la farmacogenética número que similar que deberemos echar en marcha, influye y que serán nuestros hacer ese trabajo. En este tenemos derubro, colon. Se ha observado el número de secuencias repetidas en los aplicadasocios, es la para detección de mutaciones con los propios recursos de empresa. unos planes de negocio. entender que nuestra niveles de misión proteína, financiados y como consecuencia, en la respuesta al la fármaco. en el gen que codifica Hay paraque la tiopurins-

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En otro estudio se hizo un análisis de nos conducirá a corto plazo a nuevos modos revolucionarios de diagnosticar, y, un día, prevenir los miles de desórdenes componente los que alelos de la n-acetiltransferasa tipo tratar es que se pueden con purificar mediantehereditario tratamientos destacan enzimas como las amilasas, proteasas, lipasas y enzimas mayor o menor que nos térmicos, afectan. y su termoestabilidad está asociada a la resistencia II (NAT2), en(quita la población del Noreste celulasas pelusas), tiene una gran aplicación en términos de de México. Estay enzima enestar el en continuo desarrollo. química a ciertos compuestos desnaturalizantes, como algunos volumen de valor, participa además de No estáfrente por demás agregar que estaorgánicos misma información aportará nuevas pistas que metabolismo de lamúltiples fármacos, solventes y a otras sustancias como el clorhidrato Por ejemplo, estabilidad de las enzimas a otros provean al entendimiento la biologíaLas humana, sobre todo se contrasten como son la isoniazida, termoenzimas hancuando encontrado numerosas componentes usados en lanitrazepam formulación de los detergentes, que dedeguanidina. con los proyectos genómicos de organismos humanos enmolecular. curso y asulfonamidas, entre enotras. La ya aplicaciones en varios no campos, entreactualmente ellos biología menudo se convierten problemas, que el trabajo de las (perro, gorila y macaco) incluso ya concluidos (rata,una ratón y chimpancé). clasificación alelos en se las realiza encondiciones y algunos Col (1969), descubrieron enzima de Thermos enzimas node se realiza mismas que los otros eBroca función de la de actividad catalítica de integrantes la fórmula. Una alternativa sería el uso de aquaticus que es un microorganismo termófilo que presenta la enzima producida. resultado de nuevas enzimas queElfuesen eficientes a bajas temperaturas una temperatura óptima de crecimiento a 750 C. Esta enzima, estey trabajo mostróademás que el de genotipo a pH alcalino, estables. Recientemente se ha que fue denominada Taq polimerasa, es muy utilizada en las acetilador más común esta población introducido en los en detergentes una nueva clase de enzimas, técnicas de PCR. fuelasel mananasas, intermedioque y ayudan el lento. Este a remover residuos de comida estudio demuestragoma otro guar, enfoque de la que contienen aditivo comúnmente utilizado en MICROORGANISMOS EXTREMÓFILOS farmacogenética, ya que el tratamiento algunos alimentos. Las enzimas de microorganismos extremófilos han servido puede dirigirse de forma más eficaz si como modelo para llevar a cabo estudios de evolución, conocemos laDE prevalencia de la respuesta ENZIMAS MICROORGANISMOS estructura-función y biocatálisis bajo condiciones extremas. de una población Hasta aquí sólodeterminada. hemos mencionado unos cuantos ejemplos de El futuro de este campo representa un enorme potencial de enzimas que pueden ser utilizadas en la industria, y podríamos estudio, tanto para la ciencia como para su aplicación en una Para la comunidad clínica, tantode médica seguir con una lista enorme ellas. Sin embargo, no quiero gran variedad de industrias. como farmacéutica, es bien sabidoenzimas que dejar de mencionar aquellas que se obtienen de cada paciente responde de distintas microorganismos (bacterias y arqueas) que viven en ambientes En conclusión, podemos decir que en décadas pasadas hubo maneras a la(extremófilos); misma medicación. Estas extremos esto es, que son capaces de crecer a progresos importantes relacionados con las enzimas, con objeto diferencias pueden ser entre mucho temperaturas elevadas 80 ymás 1100C. de atender las necesidades de la industria. Actualmente, se notorias entre distintas poblaciones, ha utilizado ampliamente el término de ingeniería de enzimas dadas las diferenciashan genéticas Estos microorganismos sido aislados de la tierra, agua dulce para definir un conjunto de procedimientos moleculares que existentes. Incluso, sin ir cuyas más enzimas lejos, poseen características pueden ser aplicados al diseño y construcción de enzimas con y de ambientes marinos, unamuy misma personapor durante distintas especiales; ejemplo, son termoestables, ya que su propiedades definidas, que puedan trabajar en condiciones épocas de su vida puedede manifestar temperatura óptima actividaduna va desde 70 hasta 1100C. L, que anteriormente no les eran permitidas. respuesta distinta un y 800C, en comparación siendo completamente las más comunes entrea 60 mismo ya sea cambios en la normales que trabajan Esto abre la posibilidad de que la humanidad tenga acceso a con fármaco, las enzimas depor microorganismos magnitud de de la absorción, alimentos mejores y abundantes, a una agricultura eficiente, alrededor los 400 C. distribución, metabolización y eliminación de éste (en a tecnologías limpias, a mejores productos farmacéuticos su conjunto farmacocinética). PRUEBAS DIAGNÓSTICAS de bajo costo; en fin, urge la búsqueda de nuevos y Estas enzimas, también denominadas NUEVAS termoenzimas, están actualidad, muchaseficientes compañías se han abocadoque al desarrollo biocatalizadores incluyan de el numerosos conocimiento comprendidas dentro del grupo de En las laextremoenzimas, El esfuerzo actual de la farmacogenómica estuches de diagnóstico genético, sustentados en los avances y el conocimiento los mecanismos enzimáticos, que permitan abrir nuevas que pueden funcionar en condiciones de altos niveles de es de apoyar desarrollo debajo nuevos y logrado sobrealcalinas nuestro genoma. posibilidades de aplicación de las enzimas y al mismo tiempo sal el(haloenzima), condiciones muy mejores fármacos con (alcaloenzimas) o bajorendimientos condiciones extremas de acidez o eliminar los problemas que se presenten para su utilización superiores, a ventajas subclases pueden detectar rápida, ya sea en un hospital o en laboratorios en la industria. de presión.dirigidos Una de las que Se presenta este tipo dede manera de enfermedades distinguibles por especializados, decenas, si no es que más de un centenar de enfermedades presentar varios marcadores genéticos, genéticas, basándose en la detección de diferencias relevantes entre el gen para así minimizar los efectos analizado en un paciente particular, comparado con el ADN de pacientes sanos. secundarios e incluso la interferencia entre combinaciones de terapias, que más Los métodos disponibles actualmente permiten detectar virtualmente cualquier que ayudar al paciente, lo perjudiquen. mutación en la secuencia del ADN, desde una mutación puntual (en la cual una base nucleotídica es sustituida por otra) hasta cambios más sustanciales, como EL GRAN APORTE DE LA GENÉTICA deleciones, inserciones, duplicaciones o variaciones en el número de copias de Desde los primeros descubrimientos secuencias repetitivas de ADN. sobre la naturaleza de nuestra constitución hereditaria, la genética Es importante mencionar que estos nuevos “tests genéticos” pueden ir dirigidos ha influenciado enormemente a la hacia el genoma del individuo (para analizarle SNPs), o hacia el transcriptoma medicina. Con el Proyecto del Genoma (conjunto de RNA mensajeros o RNAms del órgano blanco (como en el caso del Humano (1990-2003) se logró descubrir cáncer). el orden de los casi tres mil millones de nucleótidos que componen nuestro Mientras que las primeras abarcan el análisis de la secuencia nucleotídica per se, las material genético. segundas abordan el análisis de la expresión génica mediante la cuantificación de los RNAms. Gracias a ello, se han podido identificar los cerca de 30 mil genes que constituyen Otros más dirigidos a las proteínas permiten la determinación del perfil proteico nuestra herencia, e incluso las (proteoma). E incluso, están desarrollándose otros más con ensayos de tipo funcional variaciones que éstos pueden presentar para valorar la posible respuesta al tratamiento y poder anticipar su eficacia. entre los individuos. Este conocimiento

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LA MEDICINA PERSONALIZADA Muchas enfermedades como el alzhaimer, varios tipos de cánceres y hepatitis, entre tantas, podrán -con el uso de todas estas herramientas diagnósticas- subclasificarse molecularmente de acuerdo con “su perfil genético”. Con ello se podrán dirigir tratamientos más específicos para el subtipo al que pertenezcan, retroalimentándose del análisis de laboratorio de respuesta fisiológica de cada paciente al fármaco de elección. Así, no es de extrañar escuchar cada día más del uso de microarreglos de DNA en la subclasificación de tumores, en lugar de basarse exclusivamente en la sintomatología y el análisis de biopsias.

Ricardo Badilla Ohlbaum. Es en director general de la compañía chilena BioSigma, S.A., Pero la medicina personalizada no sólo consiste brindar empresa específicos especializada incorporar losnecesidades avances de la Biotecnología en los procesos de la minería. los tratamientos deen acuerdo a las La empresa una sociedad formada en 2002 Codelco Chile y Nippon Mining & Metals Co. Ltd. individuales de cada es paciente, sino que en un futuro nopor muy lejano nos permitirá conocer desde nuestro nacimiento el Es ingeniero en la Universidad Chile (1972); obtuvo su Maestría en la Universidad riesgo hereditario a químico, padecer formado ciertas enfermedades, y de ésta Toronto, Canadá y elpara Doctorado en hábitos el Imperial College del Reino Unido (1979), en la misma será una de herramienta de gran(1976), utilidad cambiar 16 años fue académico de jornada completa en la Universidad de Chile, donde de vida y especialidad. así minimizarDurante sus impactos. alcanzó la jerarquía de profesor titular en 1991, en la Facultad de Ingeniería. Paralelamente con su trabajo de investigación, ha ¿QUÉ realizado intensa labor de dirección NOS una DEPARA EL FUTURO? corporativa en empresas productivas y de servicios, Si tanto públicas como privadas, bien parece estar próximo el díaincluida en el cuallacontemos con una dirección superior de procesos de reingeniería y desarrollo comercial, así tenemos como la que creación terapia personalizada, tener de claras las preguntas nuevos negocios, encabezando cambios organizacionales y de culturas aimperantes empresas y la información éticas asociadas este logro.en¿El contar con centros de investigación, todo ello en función de asumir nuevoses desafíos. genética o no una invasión de la privacidad de los pacientes? ¿Contaremos con medidas de seguridad o una legislación Fue director ejecutivo del Centro de Investigación Minera y Metalurgia de Chile 7 (CIMM) entre adecuada que impida el mal uso de esta1991 información? ¿Estarán y 2000. Es autor y co-autor de más de 50 publicacionesointernacionales patentes no disponiblesypara todosde lasinvención. nuevas terapias, los fármacos desarrollados y los avances en la atención médica, o sólo para una minoría capaz de pagar sus elevados costos? También debemos pasar por una mayor apertura de nuestro criterio y recordar que, si bien la medicina personalizada nos permitirá conocer si una persona va a responder al fármaco de forma efectiva y segura, permitiéndonos evitar aquellos medicamentos ineficaces y peligrosos, los genes no son los únicos que condicionan el éxito de un tratamiento particular, sino que el ambiente también juega un papel muy importante, y el especialista debe tener la capacidad de asociarlo al éxito o falla de su prescripción terapéutica.

REFERENCIAS:

mportantes avances enPersonalised el plano de la investigación se The Royal Society. medicines: hopesminera and realities. Septiembre 2005. han http://www.royalsoc.ac.uk/document.asp?id=3780 dado en los últimos años, entendiendo que el desarrollo de estos ámbitos hará a la industria más rentable y eficiente. En este contexto, creación de Biosigma, con recursos de Codelco K.A. Implications of pharmacogenomics for drug Ginsburg,laG.S., Konstance, R.P., Allsbro, J.S., Schulman, y Nippon Mining, and ya dio sus primeros y por Med medio de la165: 2331-2336. development clinical practice.frutos, Arch Intern 2005; participación en los concursos de CORFO, tres proyectos ya cuentan con financiamiento. Becker, S.L. Clinical relevance of advances in pharmacogenomics. Clinical care options L. Disponible en: http:// clinicaloptions.com (con acceso el 19 de noviembre de 2005). Biosigma es una empresa comercial que nace de la alianza entre Nippon Mining y Codelco, para contribuir a generar tecnologías comercialmente www.vitagenomics.com aplicables y A que usen los avances de la biotecnología. Ésa es nuestra follow-up study of asymptomatic HPV positive women. alma mater,Oscar y como todaJuan empresa, tenemos objetivos de corto, Fajardo, Francisco González, Geraldina Guerrero, Lezmes Valdez, Ricardo Cerda, Sofía Bernal, mediano y largo plazo, sin duda sustentar la empresa enHugo un futuro no Barrera Saldaña. (Manuscrito en preparación). Rocío Ortizy Lopez, Augusto Rojas Martinez, Alberto muy lejano, de manera que desarrolle una actividad viable y que pueda sobrevivir en un mundo competitivo.

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Mayra de la Torre Martínez.

La doctora De la Torre Martínez es investigadora titular del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, en Hermosillo, Sonora, México. Estudió la Licenciatura en Ingeniería Bioquímica y obtuvo los grados de Maestría y Doctorado en Microbiología de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional de México. Sus áreas de investigación comprenden la ingeniería de bioprocesos (cinética de fermentaciones, síntesis de procesos), el control biológico de plagas y enfermedades agrícolas con microorganismos y nemátodos entomopatógenos; así como la ingeniería metabólica (efecto de las condiciones de cultivo sobre la expresión de genes y metabolismo en Bacillus thuringiensis). Es autora de numerosos artículos y publicaciones científicas, y coautora de patentes vinculadas al proceso mejorado de fermentación para la producción de PUC y al proceso de alta concentración celular para la producción de un bioinsecticida a base de Bacillus thuringiensis. En el año 2003 fue condecorada con el premio otorgado porGlicosil la Academia de Ciencias del Tercer hidrolasas (hemicelulasas) Mundo en el área de ingeniería. Familia 11

Se sabe que el uso de las enzimas es muy antiguo. Su actividad catalítica ha sido usada por el hombre desde tiempos bíblicos en la elaboración de quesos y en fermentaciones para la obtención de vinagre, vino y cerveza. Todos estos procesos se llevaron a cabo con enzimas producidas por microorganismos que se encontraban presentes de manera natural en los sustratos; posteriormente se empezaron a extraer enzimas muy diversas, que hicieron que su empleo se extendiera a diversas ramas de la industria, como la de detergentes, papelera, textil, farmacéutica, alimentaria, etcétera.

son pocas las que han llegado a cristalizar en procesos industriales. Uno de los campos que en las décadas de los años 40 y 50 tuvo un éxito sin precedentes, desde el punto de vista microbiológico, bioquímico, químico y farmacéutico, fue la transformación de esteroides por vía enzimática, lo que dio lugar a la síntesis de importantes hormonas, como los corticoesteroides.

Desde hace varias décadas se dispone de enzimas relativamente puras; la mayoría de ellas son de acción hidrolítica y han sido utilizadas en la degradación de sustratos naturales; por ejemplo las celulasas, xilanasas, amilasas, y proteasas, que son utilizadas en la industria de la pulpa y el papel, textil, HERRAMIENTAS BIOTECNOLÓGICAS Desde la década de los 80, los sistemas enzimáticos han detergentes, alimentaria y, más recientemente, en la industria en panificación. podido ser modificados con ayuda de herramientas A)¿Qué es usadas y a dóndeagropecuaria nos lleva el yDesarrollo Sustentable? Conceptos. en la biotecnología, como la ingeniería de proteínas y, más Doctora Elva T.evolución Aréchiga dirigida Carvajalo una combinación continuación mencionaré algunoselejemplos de enzimas recientemente, con la de A que a degradación presenta en estos momentos medio ambiente tiene Doctor A. Barrera Saldaña la capacidad utilizadas en diversas industrias: ambas, lo queHugo ha permitido acrecentar catalítica mucho que ver con la expansión de las actividades comerciales e industriales de lasLaboratorio enzimas, modificando óptimo o las empresas en todo el planeta, ya que dentro de sus prioridades no había de Genómicasus y estructuras, phde INDUSTRIA su estabilidad, con el fin de hacerlas más eficientes o más estado la preocupación porALIMENTARIA el medio ambiente natural de donde adquieren los Bioinformática de la ULIEG / UANL Las laaplicaciones de sus lasbienes, enzimas como amilasas, xilanasas, controlables, y extender la posibilidad de recursos su aplicación en para naturales producción de ni tampoco el cómo renovarlos. [email protected] pectinasas,derenina, etcétera, en ladeindustria alimentaria son áreas [email protected] donde no habían sido utilizadas. A causa de las consecuencias la sobreexplotación estos recursos naturales, muchas y muy diversas: Lamuchas fabricación de quesos es una de las muchos negocios han cerrado, y han quedado secuelas del daño ecológico; industrias máspropuesto antiguas ydesde con una gran tradición en el todas las Sin embargo, aunque la cantidad de enzimasde que se que conoce es mundial aquí a nivel se haya hace ya algunos años término culturas. Se tienen noticias de que en el año 3000 antes muy grande y los avances que han tenido lugar son muchos, Desarrollo Sustentable.

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Eldeconcepto deprodujo sustentabilidad proviene de las Cristo, se este alimento por directamente primera vez, pero su Ciencias Biológicas, de la forma desino evaluar conservación producción a gran escala no llegó hastalaque se produjo ola depredación de un recurso. En esta área se trata de incorporar revolución industrial y el desarrollo de las ciudades. a los criterios de trabajo las características de crecimiento, reproductivas general, recurso sencillo, natural El método dey biológicas fabricaciónendel quesodeesunbastante explotable. también la fenómenos y consiste Existen en fermentar leche cony reglamentaciones el llamado cuajo, que surgen y operan margen de delenzimas conceptocomo de usolasustentable constituido por unaal mezcla quimiosina de los recursos naturales, programas de y pepsina, obtenidas del como cuajarlodeson laslos terneras jóvenes. protección de los bosques, el cierre deen áreas pastoreo, lay La combinación de modalidades la de coagulación implementación de vedas dediferente caza y pesca, y la protección de maduración, además de la procedencia de la leche, estos recursos. da origen a la enorme variedad de quesos existentes. Éstos se generanson para limitar que la exagerada Las pectinasas enzimas hidrolizan explotación la pectina, de los recursos naturales, sin prestar sustancia presente en las paredes de las mayor células importancia vegetales. En alel posible daño económico que estasel medidas a las procesamiento de jugos de frutas, productotraen obtenido es poblaciones aledañas o que dependen de aalguna u otra forma generalmente viscoso y turbio debido la pectina disuelta. de actividades. Lo ideal sería generar programas que Al estas adicionar las pectinasas, la viscosidad disminuye y el líquido promovieran el uso de éstos de manera sustentable. Porpara un se clarifica adquiriendo una presentación más atractiva lado, se evitaría la depredación de los recursos, y, por el otro, el consumidor. se mantendrían y/o mejorarían los niveles y condiciones de vida de los habitantes del área. La obtención de jarabes fructosados a partir de almidón de maíz es un proceso que representa un caso en la industria en donde Ya no se pensar sólo enEstos explotar los se recursos, el uso de debe enzimas es esencial. jarabes utilizan sino en la en obtener eldemáximo agregado repostería, sin dañar productos el acervo elaboración bebidasvalor refrescantes, existente, de inversión y no lácteos, ydebiéndosele actualmente tratar su usocomo se habienes expandido a la industria como de consumo. Comoelseproceso puede ver, del desarrollo farmacéutica. Durante paralalabase obtención de estos sustentable está constituida por la que estructura jarabes, se involucran variosgrosso pasos modo enzimáticos utilizan de legislación, gestión yy glucosa organización de tresincentivos, enzimas: amilasas, glucoamilasas isomerasa, actividades productivas con enfoque. de operación están cuyo inconveniente es que laseste condiciones limitadas por las propiedades de cada una de ellas, lo cual Países de Latinoamérica y elpara Caribe han venido constituye un problema laseindustria, alpreocupando disminuir la por cuidary el medio y promover su desarrollo eficiencia calidad de ambiente los productos. económico. En 1996, por iniciativa del Banco Interamericano de y la Organización de Estados Americanos, se El Desarrollo uso de estrategias de ingeniería de proteínas ha hecho creó el “Programa Interamericano para el Desarrollo Sostenible posible el mejoramiento de las capacidades catalíticas de las (CIDI)”, quevolviendo proponíael lasproceso bases estratégicas paraUna un Desarrollo enzimas más rentable. alternativa Sustentable. Con de objetivos como apoyar para la obtención estos jarabes es el empleoeldeintercambio otra enzima, de información los temas del desarrollo sustentable, la invertasa, que en es capaz de hidrolizar la sacarosa contenida así transferencia directa jarabes de experiencias entre loso en como el jugola de caña para obtener ricos en fructosa países, y organizaciones que los actúan en estos jarabesinstituciones invertidos, llamados así porque productos de temas, además de promover la transferencia de tecnología en hidrólisis invierten la luz polarizada en el sentido contrario términos justos y favorables; otro lado, de la identificación al de la sacarosa. En paísespor productores azúcar, como de mecanismos apropiados de financiamiento de una amplia México, ésta sería una alternativa para dar uny valor agregado participación a la industriadedelalasociedad. caña de azúcar. B)¿Cómo puede de la laBiotecnología aportar al Desarrollo En la industria panificación se ha demostrado que la Sustentable? Ideas. La necesidad mantiene de estar laal flexibilidad nivel de lay adición de amilasas y xilanasas competencia lleva a los buscar el mejoramiento elasticidad del pan, al productores actuar estas aenzimas sobre la fracción de procesos y la calidadque deconstituyen sus productos. Para serA de los almidones y hemicelulosa sus sustratos. competitivos en avance los mercados globalizados,delas de medida que se en el conocimiento losempresas mecanismos ladeciencia de laenzimática vida reconocen Biotecnología juega un reacción y deque laslaestructuras enzimáticas, papel muy importante para lograr los más altos beneficios. surgirán nuevas aplicaciones futuras. Adentrándonos en el tema de la conservación ambiental de las naciones, siguen a continuación algunos ejemplos de cómo INDUSTRIA PAPELERA elLadesarrollo ha mejorado puede mejorar la primera biotecnológico aplicación comercial de las oxilanasas, enzimas transformación productiva el la equilibrio ambiental. que degradan la xilana fueyen industria papelera, y ha sido considerada como una de las aplicaciones biotecnológicas 1.BIOTECNOLOGÍA DEpulpa, AGUASproveniente más importantes. ElY TRATAMIENTO tratamiento de la RESIDUALES. del proceso Kraft, con xilanasas de origen fúngico, reduce la La mayoría los procesos productivos de lasu industria demanda de de compuestos clorados utilizados para blanqueo, alimentaria generan metros metros cúbicos de agua y además confiere al papel unaymejor calidad y brillantez que

contaminada con residuos orgánicos que son liberados en las corrientes naturales o en los sistemas de drenaje municipales sin tratamiento previo. Éstas, en algunos casos, no poseen microorganismos capaces de degradar la contaminación presente en el agua, debido al uso de detergentes, microbiocidas y desinfectantes en los procesos o a exposiciones a altas temperaturas durante las fases de transformación de los productos. La aplicación de recursos biotecnológicos en estos casos es relativamente sencilla, y por lo regular no se da por falta de conocimiento. Por ejemplo, ya se han desarrollado diferentes tipos de detergentes biodegradables, menos tóxicos para los microorganismos de los los tratamientos desechos, que son los tradicionales, encargados la que se logra con químicos de degradar la materia Por otro lado, existen ya de tecnologías que ya hanorgánica. sido implementadas industrialmente manera comercial numerosas cepas de ybacterias en países como Canadá, Escandinavia Chile. esporuladas, sobre todo del género Bacillus, que han sido seleccionadas por su en ylos de Lacapacidad industria de desecretar la pulpa delmedios papel enzimas es una capaces de las más degradar biomoléculas como y carbohidratos, contaminantes, después de los la lípidos industria azucarera, ya que que normalmente sonenabundantes en esteestipo de aguas residuales, el agua usada estos procesos descargada en los ríos acelerando así el proceso de biodegradación (en inglés, a este contaminándolos y acabando con la vida acuática, al formarse proceso se le conoce compuestos tóxicos como como Bioaugmentation). los clorados. El uso de xilanasas en estos procesos contribuiría a producir tecnologías limpias, También, al incrementar la cantidadaumenten de oxígeno disuelto en el impidiendo que estos compuestos la contaminación agua de desecho, de dichos sitios. se estimula la degradación aeróbica de los contaminantes, y se inhibe la degradación anaerobia, que es la que produce malos olores y gases nocivos al medio ambiente. INDUSTRIA AGROPECUARIA La implementación losen procesos y la Otro de los usos de deestos estascambios enzimasen es la industria aplicación de bacterias y enzimas a los productivos agropecuaria, ya que ayuda a romper laprocesos fibra de alimento para tienen trabas en la yactualidad. Existen rezagos ganadomúltiples bovino, rico en celulosa hemicelulosa, incrementando en materia de normatividad paraenlacarbohidratos importación fácilmente de estas la disponibilidad de los nutrientes tecnologías, vez permite debido aque queelsu uso no se conoce o no ha asimilables, tal lo que animal gane más peso. El uso sido difundido. El avance éstas tal vez pollos sería elyprimer de enzimas adecuadas en en nutrición aviar, gallinaspaso hace para el el mejor aprovechamiento en México estas considerable tecnologías bajar consumo de grano, logrando unde ahorro ya probadas y accesibles en los para el productor, además de mercados un mejor internacionales. aprovechamiento de las dietas. Dado el potencial de aplicación de las xilanasas, 2.BIOTECNOLOGÍA EMISIÓN DE GASES NOCIVOS AL cabe mencionar queYnuestro grupo de investigación se está MEDIO AMBIENTE. enfocando al estudio de estos sistemas xilanolíticos en La producción de basura es inevitable, pero se puede reducir bacterias (inducción, producción bajo diferentes condiciones, mediante cambios sutiles enclonación los procesos de producción purificación, caracterización, y expresión molecular) industrial. Lade basura que es inevitable producir se con objeto lograr unfinalmente uso más eficiente dentro de estas divide en desechos inorgánicos (que pueden ser reciclados) y industrias. los orgánicos, que con el paso del tiempo se van degradando y producen filtraciones contaminantes en los mantos acuíferos INDUSTRIA DE LOS DETERGENTES yEl gases nocivos para ¿Cómo se pueden utilizar estos uso de aditivos enlalasalud. industria de los detergentes, entre los

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del 50de por ciento desechos para producir un bien? la Enganancia alimenticia, la tasa de crecimiento, peso y la de la carga de dióxido de cloro (cuyo uso es necesario pero ambientalmente muchos países están producción de(incluido leche yMéxico) carne. se Más sorprendente ha sido no el deseable en el proceso de fabricación de papel) requerido para alcanzardel una blancura comercial en pulpas de ciertas maderas como el pino. Las utilizando producir hallazgo enpara el que la BGHcomposta, estimula elútil crecimiento salmón desventajas hasta ahora son: el alto precio de los mediadores y el hecho de que los para abonar la interesante tierra y paraaún, producir y todavía más el quegas el lactógeno placentario metano (cuando éstos son degradados hongos lignolíticos no son capaces de crecer sobre la lignina cuando ésta es la única (PL) bovino funciona aún mejor. de manera anaeróbica controlada). Al fuente de carbono presente en el medio de cultivo. implementar este tipo de procesos, se NUEVOS PROCESOS BIOTECNOLÓGICOS hongos inicialmente, un co-sustrato fácilmente degradable, como la reducen loslaboratorio efectos contaminantes de Los En nuestro se han construido varias cepasnecesitan, de la glucosa o genética, la celulosa. Sólo entonces estarán en condiciones de degradar la lignina. estos residuos, generanmodificadas nuevas fuentes levadura Pichiasepastoris por ingeniería Todo esto nos deja la expectativa de que los hongos llamados de pudrición blanca, de trabajo y se productoras degeneran distintasproductos hormonasútiles del crecimiento y proteínas además mencionar de deslignificar la madera, son amigables con el medio ambiente y una arelacionadas través de la biotecnología. con éstas, entre las que podemos deisoforma negocios y rentabilidad insospechada, ya que con su uso se pueden la del crecimiento humano (HGH1) de 22fuente kDa, su aumentar las propiedades de los papeles y al mismo tiempo se pueden economizar 3.Y EFICIENCIA de BIOTECNOLOGÍA 20 kDa (HGH20kDa), su varianteEN placentaria (HGH2), la procesos de producción. EL USO DE RECURSOScoriónica FORESTALES. somatomamotropina (HCSH) y la sus prolactina (HPRL). a.- La industria papelera. La fabricación de pasta,poseemos papel y derivados del papel Además, un amplio número de cepas productoras de como contribuimos con tecnología propia transferible al sector alcanza que entre sitúanlas a esta GHs de cifras animales, queindustria se encuentran unas de interés industrial mexicano. entre las más grandes dely equina, mundo. incluyendo la de aves veterinario (GH canina, felina La principal fuente de fibray otras para de la interés pecuario (GH CONCLUSIÓN como gallo, codorniz y pato) producción de pasta en esteTodas siglo ha bovina, porcina y caprina). lassido hormonas son secretadas Por lo anterior, podemos ver cómo día tras día la biotecnología la de los bosques de fácil recuperarlas y en sus diferentes campos ha estado avanzando a pasos al madera medio procedente de cultivo de donde es más coníferas, más todas recientemente purificarlas.aunque A la fecha, las hormonas producidas en agigantados en áreas tan diversas como lo son la industria ha de presentan actividad agropecuaria, alimentaria, cosmética, farmacéutica, médica, esta aumentado levadura que lahan utilización sido probadas bosques y boreales. Mas allá actualizando nuestro minera y de la bio-remediación, de tal forma que se espera que biológicatropicales y seguimos constantemente de hablar usocon cauteloso estos banco de del cepas nuevas de construcciones de diferentes la biotecnología llegue a ser y se sostenga como la industria recursos, habríadeque referirse a las especies, tanto interés científico como industrial. Es así más próspera y prominente en el presente siglo. aplicaciones de la biotecnología que se han investigado para la mejora de los procesos de producción de papel. La lignina representa entre un 16 y un 33 281(5732): 544-548. REFERENCIAS: por Ascacio-Martínez ciento del peso total, el tipo J.A. según y Barrera-Saldaña H.A. (2004). http://www.fao.org/ de madera. USOrecombinant DE LA YUCCAhttp://www.genegenie.com.au/ SCHIDIGERA Production and secretion of biologically EL active A Gene. diferencia del uso http://www.goldenrice.org/index.html de hormonas y enzimas obtenidos mediante la aplicación canine growth hormone by Pichia pastoris. 340(2):261Se trata es posible hablar de un caso distinto de aplicación de http://www.protheon.com/hgh-yeast.htm. 266. de una molécula muy particular de la biología molecular, y difícil de degradar. biotecnología a laelindustria ganadera. Desde hace más de 20 años se ha utilizado http://www.syngentafoundation.org/ Barrera-Saldaña H.A.Industrialmente, (2001). Biotecnología moderna para es desarrollo necesario de quitar la enlignina el yextracto de Yucca Juskevich schidigera J.C., como aditivo los Bovine alimentos de aves, cerdos, Guyer C.G.para (1990). growth hormone: México el siglode XXI:laRetos oportunidades. madera paraNacional elaborardeelCiencia papel yu Tecnología. otros bovinos, mascotas y camarones. extracto disminuye notablemente los 875niveles human foodEste safety evaluation. Science. 24: 249(4971): Consejo productos derivados, y Ascacio-Martínez cuando ésta deJorge reproducción de amoníaco en el abono, tanto metabólico como ambiental, así 884. Barrera-Saldaña H.A., A., Castro se Peralta separa Felipa. de la (2000). pulpa, Proyecto resulta Genoma un como del sulfuro y otros nocivos para los animales,G.,así como Kerr D.E., Liang F., gases Bondioli K.R., Zhao H., Kreibich Wall Humano en lade hidrógeno producto En la naturaleza, para mejorar los parámetros de los mismos. R.J., Sunproductivos T.T. UANL. molesto. Parte IX. Aplicaciones en la biotecnología animal. existen diferentes microorganismos (1997). The bladder as a bioreactor: Urothelium production CIENCIA UANL. Vol. III, No. 2, Abril-Junio: 182-190. asociados a la Byatt descomposición El extracto deG.G., yucca and (100 secretion por cientoofmexicana) posee dosinto ingredientes activos growth hormone urine. Nature Devlin R.H., J.C., Macleande E., la Yesaki T.Y., Krivi madera, pero hasta ahora los únicos fundamentales que son los glico-componentes Biotechnology. 16: 75-78. y las saponinas esferoidales. Los Jaworski E.G., capaces deW.C. degradar ligninaplacental son los lactogen primerosisson los responsables de abatir losN., niveles de amoníaco, así como losD.H. malos Pavlakis G.N., Hizuka Gorden P., Seburg P.H., Hamer Clarke (1994).la Bovine a potent hongos basidiomicetos llamados de olores en to lashepatic granjas de producción; y lasof segundas, porgrowth su acción surfactante, (1981). Expression two human hormone geneshacen in stimulator of growth and displays strong binding la “pudrición blanca” (Phanerochaete, los alimentos eninfected el tracto Como consecuencia Proc. de esto monkey cell bydigestivo. simian virus 40 recombinants. receptor sites of coho salmon. Generalmás andasimilables Comparative Coriolus). Se ha investigado parámetros productivos, Natl. Acad. Sci.78: 7398-7402.como la conversión alimenticia, Endocrinology. 95: 31-41. desde hace último, se mejoran los tiempo el uso de enzimas obtenidas de J.M., la ganancia diaria dePeel peso y Bauman el peso D.E. final(1987). de losSomatotropin animales. Además, mejoraJ. las C.J., and lactation. Escamilla-Treviño L.L.., Viader Salvado Barrera Saldaña estos que capaces condiciones ambientales las DairydeSci. 70:unidades 474-486. de producción, baja la incidencia de H.,microorganismos Guerrero Olazaran M.sean (2000). Biosynthesis and secretion de degradar la lignina, como lo son las problemas respiratorios, moscas, así como los índices de mortalidad. Reyes-Ruiz, J.M., Ascacio-Martinez, J.A., Barrera-Saldana, of recombinant human growth hormone in Pichia Pastoris. lacasas, o que ayuden a su remoción H.A. (2006). Derivation of a growth hormone gene cassette Biotechnology Letter. 22:109-114. como las xilanasas. El uso deS.,estos extractos ya ha by sidomutagenesis aceptado y regulado en Canadá y en Estados for goat of the corresponding bovine Franchi E., Maisano F., Testori S.A, Galli G., Toma Parente Unidos por growth la FDA. Esta plantaand es its abundante en in lasPichia zonaspastoris.Biotechnol desérticas del país, construct expression L., Ferra F.D., y Grandi G. (1991). A new human Las hormone lacasas pueden ser process producidas relativamente fácil deLett. producir, y ofrece una oportunidad de mejorar procesos 28(13):1019-25. production usingen a recombinant Bacillus grandes cantidades en biorreactores de engorda de ganadoSaad con I., bajos costosR.,deSolleiro inversión. ya hay Castañón J.L., De Ortehecho, P., Morales V.compañías (2000). subtilisstrain. J. Biotechnology. 18: 41-54. conGoeddel relativa D.V., facilidad; y se ha y norteamericanas quedel inician la comercialización producto, crecimiento: Clonación de y este evaluación deque Heyneker H.L.,estado Hozumimexicanas T., Arentzen R., Hormonas probando, otras cosas, su uso en Miozarri incluso G., mejora mantiene la estabilidad industria con el medio ambiente. sus propiedades endelaesta biotecnología médica, veterinaria, Itakura entre K., Yansura D.G., Ross M.J., CreayR., compañía mediador para hacerin Escherichia coli of a pecuaria y piscícola. Justificación Socioeconómica, Seeburgde P. un (1979). Direct expression másDNA eficiente el proceso dehuman blanqueo es elNature. futuro deCambiotec, la Biotecnología aplicada S.A. de C.V. al Desarrollo Sustentable de México? sequence coding for growthC)¿Cuál hormone. del papel. Diferentes investigaciones El futuro de la biotecnología en el desarrollo económico en general del país depende, han logrado hasta una disminución entre muchas cosas, de la formación de científicos capaces de establecer y mantener

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Mary Lopretti. La doctora Lopretti es profesora investigadora del Departamento de Bioquímica y Biotecnología de la Facultad de Ciencias de la Universidad de la República del Uruguay, y directora del Departamento de Biotecnología del Laboratorio Tecnológico Uruguayo (LATU). Estudió biología y obtuvo los grados de Maestría y Doctorado en la misma disciplina, en la Facultad de Humanidades y Ciencias, de la Universidad de la República. Ha realizado estudios de posgrado en Biotecnología en la Universidad de Caixias do Sul, en Brasil, y posee un posdoctorado del Instituto Politécnico Nacional en Grenoble, Francia. Ha impartido cátedra en los Departamentos de Biofísica y Bioquímica de la Facultad de Humanidades y Ciencias, así como en la Facultad de Veterinaria. Además de sus actividades de enseñanza de biotecnología a nivel maestría, participa como jurado en exámenes de oposición para catedráticos, así como de tesis de doctorado en la Universidad de Porto, en Portugal. Ha participado en 20 proyectos internacionales de investigación y/o desarrollo, publicado tres escritoyen publicaciones y recibidode diversos condecoraciones. mejorasy en los procesos industriales ya existentes, más relación con libros, la industria los40organismos encargados la laspremios reglamentación y regulación del uso de estas herramientas que las técnicas de limpieza, y abandonar el proteccionismo en los procesos productivos. Esto es un poco difícil (mas no para poder aumentar la eficiencia del mercado. Para ello, imposible) en nuestro país, ya que son pocas las oportunidades, la incorporación de los conceptos aquí tratados y todos en un inicio, para los científicos, de formarse como tales; y aquéllos que tienen que ver con el Desarrollo Sustentable menos aún son las industrias con disposición de invertir en la educación básica del país, es fundamental. Diferentes en la renovación o conservación de sus fuentes de materia miembros de nuestro grupo de trabajo hemos tenido la grata prima naturales. Esto puede mejorar con la creación de experiencia de poder aplicar estrategias biotecnológicas para buenos modelos de gestión que, aun cuando respeten las la mejora de procesos industriales y tratamiento de aguas características propias de cada industria, sean transferibles a residuales; por ello, creemos que esta área del desarrollo cualquier situación. Se deben implementar políticas en donde científico representa una gran herramienta para alcanzar un la liberación y expansión de la industria y las iniciativas de desarrollo sustentable en el país. Se abre la posibilidad de que la humanidad explotación de recursos naturales sean compatibles con la Finalmente, he aquí una frase dely Informe Brundtland, en protección del medio ambiente y del Desarrollo Sustentable. tenga acceso a alimentos mejores abundantes, 1990, que hizo famosas las palabras Desarrollo Sustentable. El a una agricultura tecnologías desarrolloeficiente, económico enaun área específicalimpias, es sostenible si MAYOR EFICIENCIA DEL MERCADO la reserva totalfarmacéuticos local de recursos no de decrece concosto el tiempo. Éstas también deben privilegiar las tecnologías limpias y productos a mejores bajo

REFERENCIAS:

Doctora María del Carmen Montes Horcasitas Investigadora / CINVESTAV / México

Naciones Unidas, Centro de Información. México, Cuba y República Dominicana. Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de las Naciones Unidas. División de Desarrollo Sustentable.

L

a enzimología o ciencia encargada del estudio de las enzimas ha experimentado grandes avances, al igual que sus aplicaciones en la industria, y juega un papel muy importante en el desarrollo de la biotecnología. Las enzimas se http://en.wikipedia.org/wiki/Bioaugmentation. encuentran en todos los organismos vivientes, desde las bacterias, hongos, http://www.obio.com/bioaugvsbiostim.htm. http://www.freepatentsonline.com/6660503.html. levaduras, micro y macro algas, así como en plantas como la papaya (papaína), piña órganos dePowers, algunos y llevan una gran Nitrogen excretion and ammonia emissions from pigs(ananasa), fed modifiedetcétera, diets. 2006.yPanetta, D.M. W.J. animales Xin, H. Kerr,(renina), B.J. and Stalder, K.J. aJ. cabo environ. Qual. variedad de transformaciones metabólicas en condiciones muy suaves, y además 35:1297- 1308. son altamente selectivas y estereoespecíficas . http://www.cinu.org.mx/temas/des_sost.htm. http://www.cidi.oas.org/prosustspa.asp#1.

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alimentos, degradación de desechos industriales, minería, farmacéutica, medicina y cosmetología. La biotecnología industrial ha venido aprovechando las nuevas metodologías para la explotación de microorganismos modificados genéticamente, para producir vacunas, antibióticos, interferones, interleucinas, eritropoyetina y otros factores del crecimiento, hormonas del crecimiento y enzimas, entre otras. La industria agropecuaria también ha sabido incorporar estos avances, y entre los logros recientes más impactantes figuran la generación de nuevas variedades de plantas y animales transgénicos (aquéllos que en el laboratorio se les introdujo un nuevo gen) y la producción en sus fluidos (leche principalmente) de medicamentos por éstos (plantas y animales biorreactores); así como también la explotación comercial de las secuencias génicas generadas por los proyectos genómicos de las principales plantas y animales de interés comercial, mismos que, a disposición de los investigadores, permitirán fabricar en nuevas clases de hospederos biotecnológicos modificados genéticamente, nuevas proteínas de utilidad terapéutica, además de las mencionadas anteriormente. BIOTECNOLOGÍA AGROALIMENTARIA Dado el crecimiento de la población humana, en la primera mitad de este nuevo siglo se deberá igualar la producción de alimentos generada a lo largo de toda la historia de la humanidad. Actualmente, en el mundo hay más de 800 millones de personas que padecen hambre. La ONU estima que para el año 2030 seremos más de 8 mil millones de habitantes en nuestro planeta. Por lo mismo, si seguimos produciendo de manera similar los alimentos como hasta ahora lo hemos venido haciendo, van a resultar insuficientes para satisfacer las necesidades alimentarias de la humanidad. Comparado con los países desarrollados, el esfuerzo que México debe hacer frente a este enorme reto es aún mayor, pues sus sistemas de producción de alimentos son, en promedio, hasta diez veces menos eficientes que los de las naciones líderes. Los cultivos agrícolas modificados por ingeniería genética se han comercializado

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Doctor Karim Acuña Askar Laboratorio de Biorremediación Ambiental Facultad de Medicina / UANL Doctor Jesús Antonio Morlett Chávez Doctor Jorge Ángel I. Ascacio Martínez Doctor Hugo A. Barrera Saldaña de Ingeniería y Expresión Genética desde mediados de laUnidad décadade de Laboratorios 1990 y se han estado incrementando sostenidamente Facultadregistros de Medicina / UANL desde entonces. Los últimos oficiales indican una superficie de 90 millones [email protected] de hectáreas destinadas al cultivo de vegetales genéticamente modificados, lo que equivale a aproximadamente el cinco por ciento de todos los cultivos en el mundo. Los cultivos que se comercializan principalmente son los de soya, maíz, tomate y algodón. Uno de los que está teniendo gran auge recientemente es el llamado Lacultivos biotecnología -en términos generales-, se puede definir como arroz dorado (Golden rice) que consiste en una variedad de arroz (Oriza sativa) el uso de organismos vivos o de compuestos obtenidos a partir de fortificado genéticamente convivos vitamina (beta caroteno), normalmente de organismos para A transformarlos en ausente productos de alto valor este grano. E incluso dando unLa viraje en la generación de vacunas, lasyacuales paraseelestá ser humano. biotecnología es multidisciplinaria, que ya están siendo producidas presentaciones como parte de frutas involucra a en varias disciplinas comestibles, y ciencias (biología, bioquímica, como el plátano, ogenética, vegetalesvirología, como el tomate. agronomía, ingeniería, química y medicina, entre otras). BIOTECNOLOGÍA PECUARIA Cada más personas demandan mayor consumo de carne (derivadacon principalmente En día términos científicos, la biotecnología está relacionada el ácido dedesoxirribonucleico las ganaderías bovina y porcina), de leche y sus derivados, así como de pollo y (ADN), el cual, a través de un grupo de instrucciones, huevo. que estos últimos proteínas dos alimentos son el resultado de programas hace Mientras que las células produzcan (por ejemplo: hormonas, enzimas, intensos de mejoramiento genético, sistemas de producción bastante entre otras) que constituyen la tecnología base de lay vida. A través de muchos años bien desarrollados y extendidos en nuestro país, las ganaderías bovina y porcina de investigaciones, los científicos han descubierto cómo obtener, manipular y detransferir carne y la bovina de organismo leche aún sufren genes de un a otro, grandes con el finrezagos. de producir proteína(s), en el cual originalmente no se producían. Para el sector pecuario, este reto reclama un impulso inusitado a la investigación en nuevos sistemas de producción animal, con al menos dos vertientes: incrementar la BIOTECNOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE productividad y mejorar la salud de los animales. En esta última, la investigación Como disciplina, la biotecnología se encuentra inmersa entre las más antiguasse debe extender a la saludyde animalespor salvajes en cautiverio a la de los prácticas deademás la humanidad, eslos utilizada el hombre desde yprincipios domesticados de Así, alto rendimiento paraorígenes competencias deportivas. de la historia. éste, desde sus la utilizó en el cultivo de plantas, labrando tierra y promoviendo la modificación de las características genéticas Aunque esfuerzos a favor de laque salud humana han sidocomo de tal magnitud que se de los los cultivos y de los animales criaba, obteniendo resultado plantas lesmejoradas reconoce con como el motor que conduce a la investigación biomédica, en la salud mayores rendimientos. Avanzando por la historia, la biotecnología animal el escenario otro totalmente distinto. general, la medicina veterinaria también ha sido y es continúa siendo utilizada enEn la producción de pan, de bebidas haalcohólicas centrado sus esfuerzos en la nutrición y la prevención de enfermedades. Sin y de productos lácteos. embargo, urge encontrar nuevos medicamentos que contribuyan a contrarrestar los problemas suscitadoslapor el cautiveriocuenta de animales salvajes, por las enfermedades Tradicionalmente, biotecnología con muchas aplicaciones, entre las deque los destacan de rancholay industria granja, por el envejecimiento de nuestras mascotas y por los alimenticia, farmacéutica, además de la medicina, problemas asociados a las exigencias de mejores rendimientos de los animales de entre otras. Sin embargo, el potencial de la biotecnología va más allá de su competencia. uso clínico o de la producción alimentaria. Actualmente, nuestro grupo y

otros en la UANL y otras instituciones de Educación Superior como sustrato y fuente de energía para su crecimiento, HORMONAS DEL CRECIMIENTO BOVINO consiguiendo que puedan mineralizar a los contaminantes. del país, expandido el usopor de primera la biotecnología Hace casi hemos 80 años se observó vez quehacia la La biodegradación de este tipo de compuestos está siendo campos de innovación tecnológica, nuestro caso, hacia administración de las hormonas del en crecimiento (GHs) a ampliamente estudiada para comprender la microbiología y la restauración ambiental. Nuestro grupo de trabajo realiza animales estimulaba su crecimiento. La primera GH que se los mecanismos relacionados con el desarrollo de tecnologías investigaciones acerca de cómo mejorar la tecnología para produjo en forma recombinante fue la de origen humano (HGH), de biorremediación ambiental. la calidad de los cuerpos de agua y restablecer luego le siguió la bovina (BGH). La primera se contaminados, comercializa incluyendo aguas superficiales (presas, ríos, lagos, etcétera), para el tratamiento del enanismo hipofisiario, mientras que subterráneas; así comolatambién sueloslechera. contaminados laaguas segunda, para estimular producción Ambas y Las primeras investigaciones acerca de este tema se enfocaban en las condiciones ambientales de supervivencia de los emisiones al aire, a través de filtros biológicos que permitan hormonas iniciaron produciéndose y lo siguen haciendo en la disminuir los niveles bacteria Escherichia coli.de contaminantes y llevarlos a niveles microorganismos que se encontraban en los depósitos de petróleo. Posteriormente, las investigaciones se centraron aceptables por la normatividad ambiental. en discernir los mecanismos del desdoblamiento metabólico La hormona del crecimiento bovino (BGH) o somatotropina en el catabolismo microbiano de los contaminantes. Esto MAYORES EXIGENCIAS DE LA POBLACIÓN bovina mejora la eficiencia de producción de leche (por Uno dedelosalimento problemas que se pueden a corto unidad consumido) y la vaticinar producción (peso y último fue motivado primero por el uso potencial del petróleo hidrocarbonado, como un sustrato para la producción de medianoyplazo es el incremento la población que demanda corporal) composición (relación de músculo-grasa) de la carne. proteína celular en la industria alimenticia, para resolver los no sólo mayor cantidad, sino también calidad en el consumo En el caso del ganado lechero, esto permite la reducción del de agua,deenanimales el uso y ordenamiento dellasuelo y, desdede luego, un problemas de escasez de alimentos. Luego, como una solución número requeridos para producción leche lo más libreahorro posibleendeelcontaminantes. problema y aire el consecuente mantenimiento,Otro alimento, agua,es para la necesaria restauración del ambiente impactado por contaminantes. la escasez del agua en zonas áridas y semi-áridas, que resulta medicamentos, etcétera; también se reduce la producción de ser claramente un problema. La alta densidad de población estiércol, del nitrógeno en la orina y del metano. que se prevé alcanzar y la contaminación de mantos freáticos MICROORGANISMOS AEROBIOS sinleche tratamiento, el BGHr estrésno difiere de la de La de vacas aumentará tratadas con Y ANAEROBIOS de los ambientales que, que sin han sido evaluadas vacas no recursos tratadas. Las características El catabolismo microbiano de los lugar a dudas, conducirá a una nueva al respecto incluyen el punto de congelación, pH, propiedades contaminantes constituye una fuente crisis, quesusceptibilidad de no tomarse alasoxidación medidas y características térmicas, importante de restauración de la necesarias ahora, costará más a dela hecho, todas sus sensoriales, incluyendo el sabor; calidad de los recursos naturales. La sociedad al posponerse la aplicación de Tampoco se han propiedades organolépticas se conservan. degradación aerobia de contaminantes es los tratamientos para su restauración. encontrado diferencias en las propiedades requeridas para un proceso que puede llevarse a cabo en producir queso, incluido el crecimiento inicial del cultivo, hongos, actinomicetos y bacterias. Estos La contaminación del medio ambiente coagulación, acidificación, producción y composición. microorganismos contienen enzimas tiene sus orígenes en diversas causas, mono o di-oxigenasas utilizadoras de entre las que destacan las naturales y las La administración de la BGHr se lleva a cabo por vía subcutánea, oxígeno para la activación y ruptura poractualmente lo que ha se existido y antropogénicas, la formulación que utiliza comercialmente es de enlaces. El oxígeno sirve también desde tiempos muy remotos. prolongada Los niveles que se aplica en un una suspensión de liberación como aceptor final de electrones de contaminación la actualidadElhacen intervalo de tiempoen determinado. sabor de la carne y leche para la completa oxidación de estos peligrar la capacidad de la biosfera de bovinos tratados con BGHr no es alterado, pero el contenido compuestos. para soportar y propiciar la vida. Entre de grasa en la carne es menor. La hormona del crecimiento Sin embargo, la reducción drástica del los contaminantes antropogénicos se similares para los caprino (CHGH) también mostró resultados disuelto enBiotech el ambiente natural encuentran los hidrocarburos, pesticidas, Lilly (humatrope), (biotropin), pequeños rumiantes; existen estudios en cabras en lactación que luego le siguieronoxígeno disminuye el potencial redox. Esta organoclorados, organofosforados, en las que la administración de la BGHr incrementó en 23 por Novo Nordisk (norditropin), Serono (serostim) y otras más. reducción provoca condiciones ambientales favorables para el residuos farmacéuticos, etcétera. Existen hospederos biotecnológicos distintos de bacterias ciento la producción lechera. crecimiento de bacterias desnitrificantes, reductoras como lo es: Saccharomyces cerevisiae, Pichiasulfato pastoris, Bacillus o metanogénicas, las de cuales se estimula una que cascada USO DE MICROORGANISMOS subtilis, cultivos de en células mamíferos, lo mismo en HORMONA DEL CRECIMIENTO HUMANO de aceptores de electrones como el nitrato, el ión férrico EN LA BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL La hormona del crecimiento humano fue, después de la animales transgénicos. A excepción de la producción de lao Mn+4recombinante Para generar soluciones a problemas el tecnología, de la contamina, el sulfato y en el Saccharomyces CO2. En las últimas dos para décadas, ha cerevisiae la cual insulina, el segundo producto de estacomo nueva que HGH ción de cuerpos de agua, se utilizan eficientes yahabido mayor ímpetu parade investigar la habilidad de se hanun desarrollado procesos Biotecnología industrial, arribó a las farmacias a principios demicroorganismos la década de los ochenta. en disminuir de los compuestos tóxicos en las de los microorganismos paraa nivel biodegradar losencompuestos manera que ya se produce comercial, el resto de Este producto los se niveles desarrolló y comercializó inicialmente matrices acuosas. Varios procesos han sido diseñados para la aromáticos en ausencia de oxígeno. Lo anterior deberse de estudio y por la empresa Genentech y se utilizó en un principio en la los sistemas la producción aún está en proceso puede remoción por ejemplo: por físicos a que se ha demostrado que el bajo grado de transferencia, para ver si es factible su escalamiento industrial. la clínica paradeelcontaminantes; tratamiento de problemas de métodos crecimiento y desarrollo (adsorciónAdemás, por carbono activado); químicos (por extracción baja solubilidad y el rápido consumo del oxígeno por bacterias enanismo. las hormonas de crecimiento de diferentes con solventes y oxidación química), y biológicos (utilizando POTENCIAL son usualmente los parámetros limitantes BIOTECNLÓGICO DE LAS GHspara la remoción de especies animales también se han producido en organismos microorganismos aerobios y/o anaerobios) o usando una contaminantes en condiciones aerobias. transgénicos y se han empleado en diferentes ejemplos en los El potencial biotecnológico de las GHs pudiera ser enorme, pues combinación de estos métodos. Los procesos microbiológicos, aparte de su uso en sus especies de origen, se ha demostrado sectores pecuario y acuícola. por su versatilidad bioquímica y molecular, así como por que Sin embargo, se llegó a creer que tienen estos contaminantes no podían las GHs de los mamíferos actividad en animales razones económicas y de protección ambiental, son la mejor filogenéticamente ser degradados por bacteriasAsí, anaerobias. Esta creencia inferiores. por ejemplo, la BGH yseladebió GH ALTERNATIVAS DE SISTEMAS HOSPEDEROS alternativa para la remoción de contaminantes, ya sea en porcina a que estos eran favorables para el metabolismo (PGH)energéticos han sido utilizadas experimentalmente para el PARA LA PRODUCCIÓN DE HGH condiciones microaerofílicas. aerobio, pero se hipofisiario basó en queen el perros oxígenoy molecular deltambién enanismo en gatos. es Como se ha aerobias, señalado,anaerobias entre los oprimeros genes clonados tratamiento a menudo incorporado a la molécula del contaminante por la y expresados en la bacteria Escherichia coli se encuentra La presencia de aromáticos biosfera, a En actividad las enzimas oxigenasas como elporcino, paso inicial en el cuanto ade animales de granja, los ganados bovino, precisamente el los de compuestos la HGH. Este sistema en dela expresión través de la historia, explica por qué los microorganismos proceso oxidativo. se ha utilizado desde 1985 para la producción de HGH caprino y ovino han sido tratados con GH exógena para mejorar han adquirido vías usando estos compuestos recombinante por la metabólicas compañía Genentech (protropin), a la la producción, pues aumenta la eficiencia de conversión

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superficialmente estudiadas; además, existe un número limitado de reportes que se refieran a los genes que participan en todos y cada uno de los procesos de biodegradación de los hidrocarburos aromáticos monocíclicos bajo condiciones aerobias. Aranda Enrique. 2005. Comunicación personal.

Por lo tanto, se ha incrementado el conocimiento acerca de EPA. 2004. Environmental Protection Agency la diversidad bacteriana gracias al estudio de los genes (por [EPA]. National Recommended Water Quality ejemplo del ARN ribosomal 16s), pero Criteria. 2004. Encomo línea:ya se ha mencionado www.epa.gov/waterscience/criteria/ anteriormente, hay limitaciones en la comprensión acerca nrwqc-2004.pdf de los genes que codifican para las proteínas relacionadas con la degradación de los compuestos tóxicos. Con la ayuda Hernández-Paz, Rebeca; Juvenal Gutiérrezde la biología molecular, la identificación de genes y por lo Castillo, Raúl Garza-Cuevas, Porfirio tanto de proteínas deCaballero-Mata, los microorganismos que participan Shad D. Nelson, Ricardo en la biodegradación puede representar unOrganochlorine alto potencial. Ese 2006. Mata-González. potencial se puede traducir en in el water descubrimiento deofnuevos compounds and sediments three tributaries of the RiooBravo antibióticos, metabolitos secundarios vías in deCoahuila, degradación Mexico. Society For Range Management. de los compuestos aromáticos. 2006. Vancouver, British Columbia, Canada.

NUEVAS INSECTICIDAS TECNOLOGÍAS ORGANOCLORADOS BASADAS EN BIOPELÍCULAS El Los tratamiento “plaguicidas”anaerobio también seespueden una de clasificar las estrategias por su acción de biorremediación toxicológica. Los insecticidas sobresalientes, organoclorados debido a que son laslos condiciones que tienen anaerobias una estructura prevalecen química en que una pertenece gran avariedad los hidrocarburos de sitios contaminados. clorados y sirven Además, para controlar tienden a las producir plagasmenor de insectos volumen (Red de lodos de Acción en el tratamiento en Plaguicidas de aguas y susresiduales, Alternativas y lospara productos América de la Latina, fermentación [RAPAAL], pueden n. d.; utilizarse Aranda E., encomunicación la formación de personal, biogás (metano). Enero 2005). Los procesos Los insecticidas de biodegradación organoclorados se pueden se pueden inhibir a clasificar altas concentraciones por grupos: en de el grupo contaminantes; del DDT ysin compuestos embargo, de relacionados varios métodos entranprobados el DDT ypara sus metabolitos superar la inhibición DDD y DDE; del sustrato, y el metoxicloro; la inmovilización al grupo celular de los parece ciclodienos ser lapertenecen técnica más el prometedora heptacloro y su para metabolito superar dicha heptacloro inhibición. epóxido; La inmovilización el aldrín y sus celular, metabolitos mejor dieldrín conocida y endrín; comoy los biopelículas, metabolitos haendrín demostrado cetona ser y endrín eficiente aldehído; en la los remoción isómeros de endosulfán los compuestos I y endosulfán aromáticos II en y susitios metabolito contaminados. endosulfán Sinsulfato; embargo, al grupo esta tecnología, BHC y lindano que está pertenecen en sus primeros los isómeros pasos, ya alfa-BHC, ha demostrado beta-BHC, ser competitiva. gama-BHC Por (lindano) otro lado, y delta-BHC también (McEwen se trabaja & Stephenson, en el diseño1979; de biosensores Aranda E., capaces comunicación de medir personal, y controlar Enero los2005). niveles de compuestos tóxicos en suelos y sitios contaminados. A pesar de que el DDT ha sido prohibido en gran número USOS de países DE LA y elBIOLOGÍA lindano se MOLECULAR ha restringido, siguen apareciendo EN trazas LA BIOTECNOLOGÍA de estos contaminantes en sedimentos y agua, con El mayores estudio concentraciones de las bacterias en la participantes parte sólida debido (diversidad) a su afinidad en las estructuras con la misma.y Además, características podemos deobservar los consorcios que es unsintróficos problema microbianos no sólo de las (mezclas áreas agrícolas, de microorganismos sino que es transportado que cooperan hasta entre sí) áreas durante muy lejanas. la biodegradación de los compuestos aromáticos, es un campo de investigación interesante. La degradación de los compuestos En el caso dearomáticos México, lamonocíclicos poca utilización por cepas de agroquímicos puras aisladas en de la agricultura consorciosdelaerobios, sur del país, es generalmente fue hasta hace bien pocosentendido años una y “ventaja”, en la actualidad respecto asesusigue contribución evaluando como la fuente diversidad no puntual de las bacterias de contaminantes que participan en el agua. dentroSin deembargo, los consorcios en la durante actualidad la biodegradación; esta situación así ha como sufrido las características cambios, incrementándose fisiológicas de las la bacterias cantidad de en productos respuesta al químicos medio ambiente utilizados anóxico. en las actividades agrícolas y por ende, aumentando la concentración de Sin diferentes embargo, substancias las proteínas químicas de las(orgánicos cepas que persistentes participan en y la metales incorporación pesados) de en las los múltiples hidrocarburos unidades hacia hidrográficas el interior de la región, célula,especialmente así como lasenproteínas el estado de que Chiapas. participan De hecho, durante los la diferentes reducción ríosdeque losconforman anillos aromáticos, la cuenca han del río sido Usumacinta poco y/o

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DESARROLLO DE LA BIORREMEDIACIÓN A la fecha, la conciencia sobre la importancia de restablecer los sitios contaminados (biorremediación) está creciendo en México, por lo que es preciso investigar acerca del desarrollo de materiales económicos, así como muestran actualmente unapropiados incrementoy en las concentraciones de diferentes biotecnologías de bajo costo y viables para número países de en agroquímicos, e incluso de un buen desarrollo. compuestos cuyo uso está prohibido en el país. En laboratorios se trabaja búsqueda es deelesos Unanuestros de las principales subcuencas delen ríola Usumacinta Río microorganismos que seanEn capaces de utilizar como única Lacantún y sus tributarios. un estudio realizado en el río fuente de sobre alimento los contaminantes la gasolina, el Lacantún la presencia de COP en como los tejidos de peces diesel, así como mezclas de(Marines hidrocarburos, para fue detectado el DDT y suscomplejas metabolitos G. V., 2006). su usolos envalores los procesos dedebiorremediación. Los Las eventual especies con más altos DDT fueron: Astyanax resultados encontrados a la fecha por mexicana, nuestro equipo de aeneus, Rhamdia guatemalensis, Poecilia Belonesox trabajo sido satisfactorios, y nos al han alentado a seguir belizanushan y Atherinella sp. De acuerdo valor permisible del adelante. Criterio de Concentración Continua (CCC) determinado por la EPA, todos los valores encontrados en el estudio rebasan el En el metabolismo celular de los tóxicos umbral. En México, la Ley especifica que compuestos su uso está prohibido participan grupos moléculas debe conocidas como y que sólo en casos de excepcionales aplicarse; porenzimas, lo tanto las cuales son de transformar losser compuestos su presencia enresponsables el ambiente debe, teóricamente, cero. tóxicos, para eventualmente disminuir su presencia en el ambiente. Pormexicana lo anterior, realizamos de ríos tratabilidad Otra cuenca estudiada es estudios la de los Salado y con microorganismos, acondicionados de biodegradabilidad Nadadores-Sabinas-río Bravo en el estado de Coahuila en biorreactores, para evaluar capacidad utilizarlos (Hernández R. 2005), donde latambién se deencontraron a nivel de campo para llevar a agroquímicos cabo la biorremediación de valores altos de los diferentes mencionados, sitios contaminados, además del estudio molecular de la(s) particularmente el DDT y sus metabolitos, los cuales rebasan proteína(s) con la degradación los compuestos también losrelacionadas valores umbrales permisibles de determinados por tóxicos. la EPA. En conclusión, la biotecnología es una muy Finalmente, es evidente que la respuesta de herramienta los organismos en útil que ayudó a las antiguas civilizaciones a desarrollarse; cualquier nivel de la organización del espectro biológico a la hoy en díade continúa desarrollándose y ayudando resolver presencia sustancias tóxicas (agroquímicos), es aaltamente problemas enfermedades, hambre ysus los efectos relacionados con significativade para evaluar y monitorear negativos la pública. la manera actualidad no contamos con soluciones ensalud los seres vivosEnde puntual y en los ecosistemas. inmediatas sostenibles para tipo de problemas; Pero en la ydeterminación de este la presencia o ausencia por de lo se el vislumbra biotecnología continuará unatanto, especie, éxito deque sus la procesos fisiológicos o en proporcionando mundo en desarrollo. los problemas opciones de saludrealistas en el para ser el humano asociados a Por otra parte, nadapor mejor que los microorganismos son la contaminación sustancias químicas, es deque mayor parte de el la uso biosfera nos ayuden a para preservar, y dado el caso, a utilidad de biomarcadores detectar al agente que restablecer calidad del ambiente, alentando armonía provoca la la alteración. Esto es, que la escala delatrabajo en en la las relaciones entre eldel serefecto humano, las especies y en general, evaluación y análisis de sustancias químicas tiende el que le rodea. al medio plano individual y celular.

Gustavo Viniegra. El doctor Gustavo Viniegra es profesor titular e investigador del Departamento de Biotecnología de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM)-Unidad Iztapalapa. Obtuvo el grado de Médico Cirujano en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), la Maestría en Ciencias del CINVESTAV y el Doctorado en Biofísica en la Universidad de California, San Francisco. Alfredo Aguilar Romanillos. Actualmente es funcionario de la Dirección de Alimentos, Su área de especialización involucra la microbiología industrial; las fermentaciones de substratos Agricultura y Biotecnología de la Comisión Europea, y es jefe de la unidad de “Fábrica Celular” de sólidos por hongos filamentosos; la producción de enzimas por cultivos de Aspergillus Níger y la misma institución. aprovechamiento de los residuos agrícolas y agroindustriales.

C. Estrada-Vázquez / A. Ortega-Clemente / F. Esparza-García / H.M. Poggi-Varaldo E-mail: [email protected]. CINVESTAV / Departamento de Biotecnología y Bioingeniería / México La industria de la celulosa y el papel en México (ICP) microorganismos y contienen considerables cantidades de produce 700 mil toneladas de pasta, y dos millones 900 mil materia orgánica recalcitrante. La industria mexicana de toneladas de papel por año. Aproximadamente la mitad de la celulosa ha implementado la recuperación y reutilización producción de celulosa proviene del proceso Kraft. Cerca del del licor negro. Sin embargo, son frecuentes los derrames de 60 por ciento de la industria Kraft son fábricas no integradas; los lavados de los digestores y del sistema de recuperación esto es, producen celulosa no blanqueada. La ICP contribuye del mismo. Los derrames de licor negro son el principal con un 2.1 por ciento del Producto Interno Bruto (PIB), y genera contaminante del agua en la industria mexicana de celulosa 31 mil empleos directos. LaMartínez capacidad de producción instalada Kraft no integrada, lo que da lugar a un efluente típico Doctor Jorge A. Ascacio denominado licor diluido (LD) en este trabajo. Trabajos está distribuida 67 plantas. Doctor Hugo A.entre Barrera Saldaña previos han demostrado que el licor negro de fibras de cáñamo Unidad de Biotecnología. Departamento LasBioquímica, descargas de aguas de residuales de Facultad Medicinaprovenientes de la ICP y el agua residual asociada son recalcitrantes y tóxicos a 3 son aproxi-madamente 100 millones Universidad Autónoma de Nuevo León de m /año, lo que consorcios anaeróbicos. Sin embargo, se conoce poco acerca significa el 12 por ciento de las descargas residuales totales de la aplicación de tratamientos anaeróbicos a agua residuales [email protected] y [email protected] del sector industrial, y ocupan el segundo lugar en este contaminadas con licor negro Kraft de madera de pino. rubro. Actualmente, los estándares permitidos en México de Los hongos pertenecientes a los basidiomicetos (como descargas de aguas residuales de la ICP son más estrictos.La Trametes versicolor, Phanerochaete chrysosporium) son aplicación de tratamientos anaeró-bicos para los efluentes microorganismos con una demostrada capacidad para degradar lignina, de la industria del papel ha tenido incremento a Nueva Biotecnología. Hoy enun día,notable la biotecnología posee la capacidad de y esto deriva del uso de un potente y diverso ygrupo de enzimas. Hemos hipotetizado que Trametes en los manipular últimos veinte años. Esta tecnología, particularmente plantas el material genético de los microorganismos, animales inmovilizado puede ser uninsertados alternativaeninteresante humano bacterias, el reactor con biomasa inmovilizada, ofrece claras versicolor paraanaerobio fabricar nuevos productos y procesos que beneficien al hombre. Esto, origen pos-tratar de y degradar la materia un nuevo y muy orgánica prósperorecalcitrante negocio en ventajas sobre al losperfeccionamiento procesos de tratamientos físico-químicos. gracias de las técnicas y nuevaspara metodologías remanente del efluente anaerobio Estados Unidosobtenido y Europa.a la salida del Investigadores mexicanos,y norteamericanos y europeos handel ADN aislamiento, manipulación transferencia de genes (tecnología recombinante obtenido significativos avances en la lasdécada dos últimas décadas reactor anaeróbico. o ingeniería genética) inventadas de 1970. Con su nuevo arsenal, la sobre la aplicación de procesos anaeróbicos a una variedad anaeróbicosbiotecnología en lote. La degradabilidad anaerobia moderna contribuye de efluentes decondujo la ICP Uno de los retos más importantes ha Ensayos Esto, a su vez, a la creación en esa época de una nueva clase de empresas última (DAU) y el ensayo toxicidad del licor diluido (LD) en de áreas industriales tan sido el tratamiento de aguas residuales contaminadas de Biotecnología Industrial moderna, como Genentech, por Amgen, Biogen y Cetus, fueronde realizados acuerdo alcomo proceso en Owen la descrito producción de licor negro. Estos efluentes son a derivadas fauna acuática que hicieron de la producción de tóxicos proteínas de la y expresión genes de dediversas

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et al. (1979) y Shelton y Tiedje (1983). El LD fue usado tanto como fuente de carbono y de tóxico; los ácidos orgánicos no volátiles fueron adicionados. El inóculo sin aclimatar para los ensayos provinieron de un digestor anaeróbico mesofílico de mezcla completa alimentado con agua residual sintética. En la figura 1 se presenta un esquema de la configuración del proceso en serie anaeróbico/aeróbico. El agua contaminada con licor negro (llamado aquí licor diluido, LD) fue alimentado a un reactor anaeróbico de lecho fluidizado (RANLEF; Figura 1). El LD fue provisto por una industria mexicana de celulosa Kraft que usa madera de pino. Después de un periodo de aclimatación, el tiempo de retención hidráulico (TRH) fue variado de 5 a 0.5 días en 6 estados seudo-estables consecutivos. La aclimatación previa fue llevada a cabo en 7 etapas de 20 días de duración cada una, alimentando una mezcla de agua residual sintética degradable y una creciente proporción de LD fue alimentada al reactor. El reactor consistió en una columna de vidrio de 3 L de volumen total geométrico con 1 L de carbón activado granular (CAG) malla 30/40 como medio soporte para la colonización por el consorcio microbiano. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA RESIDUAL El efluente LD fue un agua residual altamente coloreada y alcalina (pH 8.8). El contenido de materia orgánica fue de 2 255 mg/L como DQO; las concentraciones de sólidos totales, sólidos suspendidos totales y sólidos suspendidos volátiles fueron 2 543, 2, 132, y 128 mg/L, respectivamente. La concentración promedio de los ácidos orgánicos volátiles fue 210 mg/L. El contenido de color y ligninoides fue de 1.03 y 46.3 como absorbancia a 465 y 254 nm, respectivamente. La DAU fue aproximadamente de 55 por ciento de la DQO total, la cual sugiere la presencia de una considerable cantidad de material orgánico recalcitrante (45 por ciento). Esto último fue probablemente debido a sustancias ligninoides originadas durante la digestión química de la madera de pino. OPERACIÓN DEL REACTOR ANAERÓBICO DE LECHO FLUIDIZADO Los resultados del tratamiento anaeróbico son descritos en la Figura 3. La eficiencia de remoción de DQO (DQO total) varió en el intervalo de 80 a 48 por ciento cuando el TRH fue decreciendo de 5 a 0.5 días, Figura 3A. La reducción de DQO varió en el intervalo de 87 a 96 por ciento, expresada como DQO biodegradable a TRH cortos de 0.5 y 0.75 días. Las altas remociones de DQO durante la última etapa de aclimatación y el primer TRH pudieron ser parcialmente debidas a la capacidad de adsorción del CAG utilizado como medio soporte del consorcio en el reactor anaeróbico. Como el experimento continuó a bajos TRHs, la capacidad de adsorción pudo haberse agotado y sólo el 48 por ciento remanente es la remoción biológica de DQO. CONCLUSIONES El tratamiento continuo anaeróbico (RANLEF) de aguas residuales contaminadas con licor diluido fue factible a velocidades de carga de moderadas (1 a 10 g DQO/[LFB*día]) con una remoción total de DQO de 80-40% y la reducción de DQO biodegradable de 96-87% (a alta velocidad de carga). El RANLEF fue capaz de operar en un régimen metanogénico estable a pesar de indicaciones de toxicidad sub-óptima

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del licor diluido impuestas al consorcio metanogénico. Las remociones de color y ligninoides también decrecieron con la disminución del TRH. Aunque el reactor metanogénico de lecho fluidizado proveyó un efectivo tratamiento para la materia orgánica degradable, todavía restan en el efluente anaeróbico concentraciones importantes de materia orgánica recalcitrante y color. Un reactor aeróbico, empacado con Trametes versicolor inmovilizado sobre cubos de madera fue alimentado con efluente anaeróbico del RANLEF. La remoción de materia orgánica promedio del reactor fue de 30 y 32% en base a DQO, durante las corridas de 60 días a 5días de TRH y 35 días a 2.5 días de TRH, respectivamente. Los contenidos de color y ligninoides fueron removidos en porcentajes superiores (69% y 54% respectivamente). No hubo diferencia significativa en la operación del reactor a 5 y 2.5 días de TRH. Se encontró una correlación positiva entre la eficiencia de remoción de contaminante y la actividad de lacasa en el licor centrifugado del reactor fúngico durante buena parte del primer período de operación a 5 d TRH, aunque la actividad de manganesoperoxidasa estuvo presente durante toda la operación del biorreactor fúngico. Muy importante, nuestro trabajo demostró que un reactor fúngico puede operar efectivamente por un largo periodo (cerca de 100 días) y sin necesidad de suplementar costosas fuentes de carbono soluble como glucosa, maltosa, etc. El tratamiento serie global alcanzó aproximadamente un 78 por ciento de remoción de la materia orgánica original del licor diluido (en base a DQO). El proceso serie parece ser un paso hacia el desarrollo de una alternativa biológica para el tratamiento efectivo de efluentes de Cuevas la industria Doctor Raúlrecalcitrantes Antonio Garza de la celulosa y el papel. Profesor Investigador / ITESM

Especial para Conocimiento HERRAMIENTAS ECOLÓGICAS DE EVALUACIÓN En la actualidad, se han desarrollado diversas técnicas para evaluar los efectos que traen consigo las variadas actividades antropogénicas que presentan un impacto probable en la salud humana y en el ecosistema.

n el estudio de las aguas continentales es imposible disociar el binomio agua-desarrollo, pues el uso de las aguas dulces es un elemento obligado en el desarrollo de las sociedades humanas. Desde tiempo atrás, el uso del agua ha estado creciendo en forma exponencial con los consecuentes problemas de contaminación. La contaminación tiene diferentes connotaciones, pero cuando afecta a las aguas dulces, puede ser descrita como la descarga de materiales hacia un cuerpo de agua natural, el cual sufre efectos adversos en la calidad de vida animal y vegetal presente en el sitio, además de cambios en la calidad para propósitos de uso por el ser humano. Por otra parte, el entendimiento del origen de los contaminantes, su tratamiento y su efecto en los ecosistemas acuáticos es, hoy en día, una parte importante de laelinterpretación ecologíaarribaron, acuática. respiraron nuestro Desde momento que de los la invasores

Los diferentes instrumentos de estudio van desde el ámbito de la biotecnología que se basa en la respuesta de las células a la presencia de sustancias tóxicas, como los compuestos orgánicos persistentes (COP), hasta las herramientas ecológicas de evaluación que seIvy basan en laconceptos respuesta de de Keith los organismos Por Nevares Raniere y de las comunidades biológicas a la concentración de dichas sustancias.

La utilización de productos agroquímicos constituye un riesgo para la calidad del agua, debido aFueron la toxicidad aire, comieron y bebieron, estaban condenados. potencial de estos La más Agencia de Protección aniquilados, destruidos, después de que todas las armas y dispositivos del hombre habíancompuestos. fallado, por las diminutas Ambiental de Estados Unidos (U. S. EPA), define losganado “pesticidas” El análisis evaluación de la calidad delesta agua ha sido, por criaturas queyDios, en su sabiduría, puso en tierra. Por el precio de mil millones de muertes, el hombre se había (insecticidas, herbicidas y otros) como sustancias tradición, desarrollada con base en métodos soportados por esta inmunidad, este derecho a sobrevivir entre los infinitos organismos de este planeta. Y ese derecho es nuestro contra químicas todo mediciones y determinaciones demueren las características físicas usadas para prevenir, destruir, repeler o ejercer cualquier reto. Porque los hombres ni viven ni en vano. y químicas. Sin embargo, la inclusión de la respuesta de los otro tipo de control sobre algunas plagas; éstas pueden ser u otros indeseables, además organismos en distintas escalas, desde biomarcadores hasta insectos, roedores –del filme “Laanimales guerra de los mundos“ (2005)de no deseadas, hongos o algunos microorganismos comunidades, es ahora una alternativa y un complemento en hierbas (guión cinematográfico de Josh Friedman y David Koepp) la evaluación de la calidad del agua y del ambiente en general. (bacterias o virus). Son sustancias químicamente complejas Una de las premisas más importantes de la bioevaluación o que, una vez aplicadas al medio ambiente, están sujetas a biomonitoreo es que los esquemas físico-químicos no son una serie de transformaciones físicas, químicas y biológicas; transformaciones conducir a la generación de capaces detectar los daños en las comunidades examinamos a la Tierrapueden como un sistema, eventualmente ay de algo extrañamente perturbador acerca de biológicas. la última Siestas metabolitos o a la degradación total de los compuestos. adaptación al cine de la novela de H.G. Wells La guerra encontramos que todos los elementos en ella se interconectan DETECCIÓN DE SUSTANCIAS TÓXICAS de los mundos (1898). Quizás tenga que ver con un y afectan mutuamente. Dado este principio de interconexión, PRODUCTOS ORGÁNICOS La bioevaluación o biomonitoreo puede revelar imagine impactos posible paraQUÍMICOS cualquier elemento existir exactamente como sentido de impotencia, una pérdida total de control: la o ¿es En la actualidad, son miles losdel productos efectos futuros y presentes que están enmascarados, tales sistema químicos cambiara orgánicos o fuera Tierra de pronto devastada por extraterrestres. La invasión es lo hace ahora si otro elemento utilizados para control de plagas y de enfermedades que se como nuevas sustancias tóxicas que han ingresado al ambiente eliminado? Similarmente, ¿pudiera imprevista sin causa o razón aparente, los ganaderas y deexistir control o posibles cambios en elas propiedades físicas. Otra ventaja es manifiestan en las actividades cualquieraagrícolas, de los otros elementos ataques son desastrosos impredecibles, sanitarios,como los cuales, dependiendo del pueden seryestudiados los defensa cambios o alteraciones a largo de diversos problemas exactamente lo hace ahora si el y que la respuesta medios de objetivo para el cual están destinados, pueden clasificarse plazo sobre el ecosistema. elemento en cuestión fuera diferente en: o humanos inadecuados en yuxtaposición

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a los del agresor. Aún cuando se acerca Por estas razones, es importante incorporar a los métodos el tiempo de la resolución, la humanidad de evaluación de la calidad ambiental es un observador al igual que durante y de la integridad de ecosistemas, los indicadores biológicos ellos ataque inicial: elmecanismos medio paracomo nuestra que complementen los métodos tradicionales. salvación no es de manera alguna producto directo del ingenio humano... ¿oLas sí? acciones de los seres humanos afectan ostensiblemente a un sinnúmero de ecosistemas acuáticos, modificando con ello la la evolución de los mismos en diferentes escalas. Viendo película natural o leyendo la novela, En el afán hacer rendir más alas una cosechas de los alimentos puede Ud. detambién llegar necesarios para consumo humano, el hombre ha utilizado conclusión similar: el medio para sustancias para controlar las plagas y finalmente vencer a la invasión estámalezas de sus cultivos, y resulta que humanos. mediante elSin uso de las mismas, se ha más allá deinnegable los confines logrado ¿podría ampliar el eldiminuto horizonteorganismo agrícola conforme a la demanda embargo, derivada del crecimiento población. vencer al ejército invasor sinde lala existencia de la humanidad? Si los humanos jamás El usohabitado de estas de manera indiscriminada e hubieran estesustancias planeta, ¿existiría acarrea problemas a ¿O diferentes organismos y deirresponsable la misma forma ese organismo? a sus poblaciones; Esto ocurre desde el proceso químico de existiría del todo? la manufactura de las sustancias y la consecuente generación de residuos los punto, cuales, reflexione si no tienen un manejo Para examinar tóxicos, más este simplemente adecuado, constituyen un riesgo para ambiente y para sobre las siguientes cuestiones: si uno deelsus padres jamás la salud humana, hasta el uso y la aplicación de sustancias hubiera existido, ¿se vería Ud. igual, sería igual y tendría las (agroquímicos) y su afectación la integridad de los atributos mismas experiencias? Y si Ud. en jamás hubiera existido, ¿sus ecológicos de los sistemas naturales acuáticos y terrestres. padres se verían iguales, serían iguales y tendrían las mismas experiencias?

ya no existiera? Por ejemplo, si toda el Insecticidas. Utilizados destrucción de insectos.por agua para de lalaTierra fuera reemplazada Fungicidas. Destrucción de hongos y prevención de otra sustancia o retirada por completo, enfermedades en los cultivos. ¿habría algún sistema en el planeta que Herbicidas. Eliminación malas hierbas y plantas no se de viera afectado? indeseables. Rodenticidas. Eliminación de roedores. Considere a la penicilina, el antibiótico Nematicidas. Eliminación de gusanos. más utilizado hasta hoy. Inicialmente, Moluscicidas. Eliminación de caracoles. la penicilina fue aclamada una droga milagrosa, ya que permitía el tratamiento La mayoría de losde“plaguicidas” son incurables. biodegradables y se infecciones antes Tan sólo hidrolizan en otroscuatro productos que no resultan peligrosos; años después de que la penicilina sin embargo, los hidrocarburos clorados son resistentes a la tuviera amplia disponibilidad, fueron degradación y se hidrolizan con mucha razón por observados casos de lentitud, resistencia a los la cual han sido denominados plaguicidas persistentes antibióticos. Conforme los microbios o “duros”. empezaron a resistir la penicilina, los investigadores médicos respondieron En cambio, los plaguicidas constituidos a base de carbamatos introduciendo variaciones naturales y los de base de fósforo orgánico, también llamados órgano y sintéticas del antibiótico, al igual que otros substitutos fosforados, se degradan con mayor rapidez en el medio químicos. En consecuencia, más y más microbios empezaron ambiente, por lo que se les llama “plaguicidas” suaves a resistir los nuevos tratamientos. Hace algunos meses, el o “ligeros”; sin embargo, éstos son más tóxicos para el de ser Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas humano. los Estados Unidos reportó que más del 70% de las bacterias que causan infecciones en los hospitales son resistentes a por lo menos uno de los antibióticos más comúnmente usados para tratarlas. Aunque hoy algunas dosis de antibióticos pueden

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ser hasta 100 veces más fuertes, muchas personas temen que ya casi hemos agotado la mayoría de nuestras opciones. Los efectos de la penicilina no sólo se limitan a organismos directamente expuestos al antibiótico. Al contrario, los organismos resistentes a la penicilina afectan naturalmente a otros organismos, aparentemente sin relación alguna, con los que interactúan. Por lo tanto, en La guerra de los mundos es posible pensar que el organismo responsable de salvar a la humanidad fue afectado directa o indirectamente por una intervención o descubrimiento humano como la penicilina.

mediante nuestra supervivencia, el derecho a existir. Hemos crecido y evolucionado con todos los demás elementos en nuestro sistema y, a su vez, esos elementos han crecido y evolucionado con nosotros. Vistos así, nuestro crecimiento y evolución han sido mutuamente inspiradores.

Pero quizás en esta coexistencia podemos también ganarnos nuestro derecho a morir. Imagine que sí a gotamos todas las posibilidades de tratamiento antibiótico y, en el proceso, damos lugar a bacterias multiresistentes. ¿Están nuestro crecimiento y evolución ultimadamente permitiendo que estos organismos se conviertan en nuestros sucesores evolutivos? Entre la violencia y la inminente amenaza de aniquilación ¿O estos organismos nos están simplemente enseñando a ser humana, la obra de ciencia ficción de H.G. Wells presenta un pensadores orientados a sistemas, y al serlo, nos estamos de hecho ganando nuestro derecho Flemish a sobrevivir? ¿Hacia punto de vista optimista deEslaresponsable relación entre los humanos, Ludo Diels. del Centro de Tecnología y Proceso Ambiental del Instituto o muramos, el resultado nuestros avances tecnológicos y elTecnológica ambiente en en el que existimos. para la Investigación Bélgica. El doctordónde Diels vamos? tiene másYa desea 18 que añosvivamos de experiencia en dependerá de nuestropara aprendizaje. Como WellsBiotecnología destaca, hemos coexistido multitud Ambiental y escon un una experto en el de desarrollo de tecnologías remover materiales organismos pesados por muchos, muchos años; ganándonos cada uno, tiene cinco patentes en este campo. de aguas residuales y suelos contaminados; Tiene amplia experiencia en la coordinación de temas como ambiente y fábrica de células en proyectos de la Comisión Europea. Trabajó en biosensores (midiendo la bio disponibilidad de metales pesados) y fito remediación y está involucrado en el desarrollo de biobarreras y procesos ‘in situ’ de bio-precipitación para metales pesados. Cada avance tecnológico trae consigo la posibilidad de grandeza o catástrofe. Por ejemplo, examinecientíficos el uso de la yenergía Es autor de diversos artículos diversos capítulos de libros. De entre sus numerosas nuclear: en investigaciones las manos de undestacan líder responsable y humanitario, publicaciones como: “Nuevos desarrollos en el tratamiento de suelos es una fuente de energíapor progresista capaz deymejorar la las bacterias en la fito remediación de metales contaminados metales pesados” “El rol de calidad de vida de muchas personas. Sin embargo, la misma pesados”. tecnología en manos de un misántropo es la más peligrosa de todas las armas. La tecnología es una herramienta y nosotros la portamos. Por lo tanto, nuestras decisiones respecto a la creación, uso y manejo de la tecnología ultimadamente determinan si la posibilidad de grandeza o la de catástrofe será actualizada.

Keith Raniere ha creado un proceso sencillo pero completo de toma de decisiones orientado a sistemas. El proceso utiliza Doctor Frédéric Thalasso un análisis consciente de los siguientes tres componentes Departamento Biotecnología CINVESTAV interactivos: la de naturaleza y estructura del sistema en sí (lo que es y cómo funciona), las fuerzas impulsoras del sistema (lo que el hace qué), y el ambiente Aunque uso ydepor microorganismos para en el que el sistema (lo que el sistema afecta prima y lo que laexiste transformación de materia esafecta al sistema). Por ejemplo, desde si estudio corazón humano, conocido hacealmiles de años, no debo aprender acerca de sino su anatomía y fisiología (su gracias naturaleza y estructura), su fue hasta finales del siglo 19, (lo que de haceLouis y lo que lo motiva), afunción los trabajos Pasteur y al y cómo se relaciona con, afecta y es por todos los demás sistemas del descubrimiento deafectado los microorganismos, cuerpo (ambiente). cuando la Biotecnología moderna se desarrolló. El proceso desarrollado por el Sr. Raniere puede ser aplicado estudioBiotecnología y utilizaciónfue depropuesto cualquier tipo de tecnología, Elaltérmino incluyendo la biotecnología. MásEreky, específicamente, cualquier por primera vez en 1919 por Karl decisión quehúngaro. involucre biotecnología debe considerar a la un ingeniero tecnología en sí (naturaleza y estructura), la industria de la cuallaproviene (lo que hace o numerosas su motivación), y el ambiente en En actualidad, existen el que existe. Una vez que cultivamos definiciones de Biotecnología. De acuerdoun entendimiento más profundo de estos tres lacomponentes con las Naciones Unidas, Biotecnologíay cómo se relacionan, estamos una posición más ventajosa es “toda enaplicación tecnológica quepara tomar decisiones ecológicas con respecto a la biotecnología. utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o A continuación unao aplicación modificación de tenemos productos procesos práctica del proceso de toma de decisiones orientado para usos específicos” (UNEP, 1992).a sistemas del Sr. Raniere.

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DEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES EN EL AGUA El tratamiento biológico de aguas residuales consiste en el uso de microorganismos para degradar o extraer contaminantes disueltos en agua. El tratamiento de aguas es, por lo tanto, parte integrante de la Biotecnología y es, de hecho, uno de los primeros campos de aplicación de la Biotecnología moderna. Aunque existen referencias a manejo de (Es importante notar que residuales el procesoennolas se civilizaciones desarrolla de aguas manera lineal dondeasiria, A es cretense seguido por B, que fue es seguido por y romana, solamente C, y así sucesivamente. Cada componente puede a principios del siglo 20individual cuando inició requerir atención especial y, conforme aprendemos de él, el de forma sistemática el tratamiento aprendizaje transformará la manera en residuales. que vemos a los demás biológico de aguas componentes.) Para los fines de este estudio, utilizaremos una aplicación hipotética agente biotecnológico Endelaungran mayoría de los ambiental, casos, el “atopina”. tratamiento de aguas residuales se

realiza de forma integrada, combinando tratamientos físico- riego agrícola, aproximadamente mil 200 km3 de agua por químicos y biológicos. Típicamente, el tratamiento incluye (i) año son consumidos por la industria y el sector doméstico. La tratamiento primario (asentamiento de sólidos y prefiltración), mayoría de este consumo se transforma en aguas residuales, La tercera parte de este de ser toma de decisiones es la última; por el Como científico, Ud. está llevando a cabo biológico (ii) tratamiento secundario (tratamiento u otro) y (iii) queproceso deberían tratadas antes deno disponerse de ellas. No está presente el proceso. Aquí Ud. evalúa que qué un efectos un estudio sobre la atopina. ¿Por dónde contrario, tratamiento terciario (pasos adicionales como decantación, esaeltravés caso. de De todo acuerdo con la OCDE, se estima poco el ambiente sea de quela“el ambiente” se refiera a laacceso madre a empezar? lo más adecuado es ha tenido la atopina enmenos filtración oQuizás desinfección). de la (ya mitad población mundial tiene otro tipo de y qué tenido el ambiente definir y entender lo que es la atopina y naturaleza o cualquier sistemas de entorno), tratamiento deefectos aguasha residuales. Entre losen 30 la atopina. Esta evaluación es importante para las tendencias naturales cómo funciona. DE Esta parte del proceso,SUELTOS ELIMINACIÓN CONTAMINANTES países miembros de lareconocer OCDE, solamente 64 por ciento de del producción y consumoagua (el vaivén) delrecibe ambiente. Puede ser(OCDE, más “holístico” definir el sistema y cómo esfunciona, El tratamiento secundario la etapa “clave” del proceso, residual un tratamiento 2005). Enutilizar México, los elementos ya existentes en unque sistema en vez24 depor tratar de imponer esosresiduales mismos esdurante algo físico y mensurable quelos puede la cual se eliminan contaminantes disueltos. se estima solamente ciento de las aguas elementos en ejemplo, (Semarnat, supongamos que la atopina está ahora literalmente llevarse de a los cabo en este un tratamiento En la gran mayoría casos, se otro hacesistema. recibenPor tratamiento 2005). autorizada para su laboratorio. En este caso, supongamos biológicamente, utilizando la capacidad que tienen los uso comercial y Ud. ha determinado que la bacteria prospera en tierra altamente orgánica. Sideunaguas colega por iniciar unun negocio que Ud. determina de quedegradar la atopina es mejor microorganismos o acumular contaminantes. El tratamiento es,suyo por está lo tanto, todavía campo agrícola tiene ladesarrollo. opción de Un trabajar con tierra altamente orgánica o una bacteria que de hatecnologías sido modificada Existe un sinfín diferentes y cadausando una, aatopina su eny pleno esfuerzo económico, político y social otro tipo, ¿cuál le recomendaría? Es probablemente ecológico para su colega genéticamente para acelerar losde ciclos de de La vez, tiene múltiples formas aplicación. elección de la deber realizarse para aumentar más sustancialmente el porcentaje adquirir la propiedad la tierra óptima ya existe, ya quede modificar el otro carbón y nitrógeno de principalmente la tierra, haciendo tecnología depende del flujo de agua que se donde de agua residual tratada y reducir esta forma el tipo claro de tierra puede en el sistema. a ha lasde plantas inusualmente tratarcircundantes así como del tipo y de la concentración demás los fácilmente existentecrear entredesequilibrio desarrollo científico y aplicaciones en campo. resistentes a diferentes formas de contaminantes. A veces los vaivenes naturales del ambiente no podrán ser usados de la manera más contaminación ambiental. a vecesen será necesario imponerse a un sistema. Cuando ha determinado No son los únicos parámetros; también ventajosa; se deben tomar debe imponerse a un sistema, su siguiente pregunta se vuelve, “dada Conforme empieza usted a entender la claramente cuenta condiciones climáticas, disponibilidad de que espacio, imposición, ¿cuáles son las ramificaciones?” Idealmente, una industria (aquello estructura y funcionamiento la ato- la costo, fuente de energía, de legislación, recursos humanos, que El produce) no se impone sobre su ambiente; es óptimo que una industria se pina, naturalmente disponibilidad deempieza materiasa determinar primas etcétera. único punto desarrolle a partir de tendencias ya existentes en el ambiente, similar a la labor de locomún que la atopina Mientras que entre todashace. estas tecnologías es el uso, en alguna etapa, buen jardinero. ladeestructura de vivos. una cosa o acción es unprocesos organismos Aunque en algunos se usen fácilmente mensurable, determinarse lausan microorganismos; plantas superiores, generalmente motivación detrás de la acción puede bacterias, hongos y algas que se desarrollan libremente en requerir mayormicrobianas consideración. Esta discomunidades complejas. tinción puede compararse con determinar la estructuraDE de LODOS una acción “colérica” TECNOLOGÍA ACTIVADOS versus determinar la comúnmente motivación detrás La tecnología más utilizada es la tecnología de acción.activados”, Para determinar lo que dela“lodos en la que los se contaminantes se ponen hace en un acto requiere de tiempo, en un tanque agitado en contacto conselos microorganismos reflexión e hipótesis; es horas, como determinar y aireado. En pocas los microorganismos consumen lalosintención subyacente la acción. contaminantes (por de ejemplo: azúcares, grasas, carbón (Ultimadamente, puede diferentes orgánico, etcétera) y sehaber reproducen. La reproducción natural motivaciones posibles detrás de los microorganismos hace de queuna el sistema se mantenga acción colérica; y con el paso del tiempo y naturalmente obliga también a eliminar el excedente de lamicroorganismos observación podemos más claramente producido. Este excedente es llamado determinar de esas motivaciones es de la degradación de “lodo” y escuál el único desecho resultante lalos más acertada). contaminantes. La y la motivación llegan La estructura investigación de nuevos sistemas de tratamiento de agua a permite, conformar sistema el cual la día aun día, mejorarensustancialmente los conocimientos estructura determina a la motivación y en la materia. Por ejemplo, el número de contaminantes latratados motivación a la estructura. condetermina éxito se amplía rápidamente e incluye ahora En este ejemplo, tecnología determina compuestos quelarecientemente estaban todavía considerados a no la industria y la El industria degradables. campo determina de aplicación del tratamiento a biológico la tecnología. Usted, el científico, de aguas se amplía con un costo de tratamiento puede inicialmente el uso el esfuerzo se centra cada vez menor. En elautorizar ámbito científico, de la atopina en para ende cultivos actualmente el pruebas desarrollo procesos más integrados, la comerciales. Conforme prueba el degradación de compuestos xenobióticos recalcitrantes y la agente, puede descubrir in-situ que todavía protección y tratamiento de los mantos freáticos. es posible hacer modificaciones para mejorar Una vez REZAGOsuENdesempeño. EL TRATAMIENTO DEque AGUAS hace los ajustes yiniciales Curiosamente, a pesar(supongamos del progreso científico y técnico que compensó excesivamente y ahora la de aguas es todavía realizado en la materia, el tratamiento atopina estáque retrasando el crecimiento un campo sufre rezago. En la actualidad, la humanidad de los cultivos), la industria le consume aproximadamente 4 provee mil km3 de agua por año de invaluabley Lindh, retroalimentación para el agua utilizada para (Falkenmark 1993). Excluyendo modificar la estructura de la tecnología.

OECD (2005). OECD in Figure, statistics on the member countries, OECD, Paris, ISBN 9264013059. Semarnat (2005). Informe de la situación del medio ambiente en México. www.semarnat.gob.mx. UNEP (1992). Convention on biological diversity. United Nations Environment Programme. www.biodiv.org

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y transferencia de embriones principalmente) facilitan su diseminación mundial, e incrementan su representación en la población ganadera. Un ejemplo es el ganado Holstein, el cual históricamente ha sido sometido a una intensa selección, y se ha convertido en la raza lechera predominante en todo el mundo. Esto ha traído como consecuencia una disminución en su diversidad genética, debido a la consanguinidad. ANTEPASADO COMÚN DE LAS DIFERENTES RAZAS En la década de 1990 empezaron a aparecer los primeros reportes de estudios moleculares basados en la variación genética del ADN en ganado; con éstos se probó que las distintas razas tienen un antepasado común: el Aurochs (Bos primigenius) que fue domesticado para dar lugar al ganado taurino (Bos taurus taurus) y el cebuino (Bos taurus indicus). El estudio de las razas autóctonas y la descripción de características únicas en el lenguaje de la genética molecular son una guía para la toma de decisiones en el futuro de la biodiversidad de ganado. Por tal razón, la FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación) ha desarrollado e integrado programas para el manejo global de los recursos genéticos.

medida la ganadería mexicana ha dependido de la importación de animales para mejorar la productividad de sus hatos. Esto probablemente ha traído como consecuencia importantes cambios en el caudal genético de las diferentes razas. MEJORAMIENTO GENÉTICO DE RECURSOS PECUARIOS En México, el Programa Nacional de Recursos Genéticos Pecuarios tiene la finalidad de promover el mejoramiento genético de dichos recursos, y así garantizar que los sistemas de producción cuenten con solidez y sean competitivos en los mercados internacionales. En este sentido, los estudios de variabilidad genética proporcionan información importante que permite conocer la historia evolutiva y los procesos que han generado patrones de biodiversidad dentro de las poblaciones, ya que se puede establecer de manera precisa el nivel en el que la diversidad genética se está perdiendo o reestructurando en las poblaciones.

Adicionalmente, en las últimas décadas el mejoramiento de las especies con características económicamente importantes, como las de interés pecuario, se ha visto influenciado con la introducción de herramientas para el desarrollo de animales con características que acentúan ciertos rasgos de la especie, lo cual está directamente asociado a los objetivos de producción. El uso de tecnologías Durante la última década, en todo el mundo moleculares ha ayudado a resolver algunas se realizaron una gran cantidad de estudios limitaciones de los métodos clásicos. de diversidad genética en ganado doméstico; todos basados en podemos el uso deguiar marcadores Con ellos nuestro intelecto, a la biotecnología a través Y en nuestro papel de jardineros, siendo quienes manejamos Actualmente, la capacidad generarde microsatélites. examen grupos de de un procesoUn teórico en elentre que nos convertimos en el árbitro la biotecnología, podemos inspirar crecimientode y nutrirnos genómica está permitiendo investigación revela que en la mitad un total último, cultivando y diseñando a lade medida la herramienta para él. Pero para información hacer esto debemos de ser verdaderos jardineros. un es solo o un grupoe de genes decumplir 87 proyectos están siendo investigadas nuestro objetivo. Esta habilidad, aunque común para Un verdaderoidentificar jardinero no un gen objeto reactivo inanimado; que actúan coordinadamente expresarUn más de nueve razas, nosotros, parece serelegidas única deprincipalmente nuestra especia (p. ej. un castor no planta cosas simplemente porque caenpara al suelo. una característica por debido a sulas larga historia de aislamiento, ya ingenieriles para verdadero jardinero no pasa tardes desarrollando planos utiliza una morfológica visión; planta“dictada” para el futuro, Algunos de losenejemplos los que se que contienen cualidades fenotípicas únicas construir el dique más durable posible para las generaciones visualizando éstos. un jardín construido su mente.enNingún animal usado estos genes (denominados QTL’s,dedel o bien porquepor hanvenir). presentado una evolución de castores Para nosotros, el ambiente es la tierra, planea como han nosotros. Por ejemplo, un abejorro viaja una Quantitative Trait Loci) para el mejoramiento dentro de un ambiente la industria es arar laúnico. tierra, la biotecnología es la palanca, la flor a la siguiente recolectando polen para producir miel y de unAunque sistemael de producción, incluyen la herramienta que nos permite arar, para bien o para mal. otros productos. abejorro desempeña un papel resistencia mayor producción y calidad de ¿POR QUÉ ES IMPORTANTE CONOCER crucial ena laenfermedades, polinización cruzada de las plantas, el pequeño mayor producción de leche, fenotipo, mejoren LAConforme VARIACIÓN GENÉTICA?ideas en acciones, cultivamos a esta carne, manifestamos ser no se detiene en su camino paramejor ponderar las formas salud, longevidad, etcétera. México comparte pocos países en el mundo el privilegio Tierra. Vemos con lo que es posible y buscamos darle forma.deDe funcionamiento las que puede reproductivo, ayudar a todos los abejorros a ser mejores o a contar consimilar una alta variedad de fauna silvestre y doméstica, lo manera a la penicilina o la atopina, moldeamos nuestra desarrollar métodos para multiplicar su producción por diez. DE HERRAMIENTAS MOLECULARES cual representa un campo propios potencial de estudio conocer La USO biotecnología, nuestros utensilios delpara diseñador. El abejorro, impulsado por el instinto, simplemente se mueve razón, la alimplementación y uso forma de herramientas suTierra comportamiento y diversidad genética. bajo nuestra mano, Por y sus organismos se desarrollan detal un momento siguiente de la misma reactiva. adaptándose, diversificándose, muriendo y volviendo a crecer. moleculares para determinar la diversidad genética es una una opción paradiferente: el desarrollo El Pero conocimiento los patrones variación genética Nosotrosurgente somos yjardineros a viable un nivel vemos conformede cultivamos a lade Tierra, la Tierra nos entre cultiva; necesidad de las especies dejardines. interés ganadero con que losconforme individuos una se población de gran importancia, ya sustentable la de Tierra adapta aesnosotros, nosotros también jardines donde antes no había Vemos jardines para nuestro que país.noEn sentido, en el Laboratorio de que seadaptamos puede establecer de manera la distribución un propósito es este inmediato o aparente; vemos jardines nos a la Tierra. Como precisa todo organismo, también cuenta I del Centro de Biotecnología Genómicasin geográfica las diferentes poblaciones ediversificándonos, identificar las Biotecnología buscamosde sobrevivir, adaptándonos, impalpables,Animal magníficos en esplendor y posibilidades han realizado una serie su de máxima proyectos enfocados a evaluar posibles unidades de manejo para el diseño estrategias muriendo y volviendo a crecer. Como los másde diminutos seres, se realizar, sólo esperando expresión a través de la la buena diversidad de dos de las principales razas de denosotros repoblación y/o reproducción. también somos la biotecnología de la Tierra. labor genética de las manos humanas. ganado bovino de carne que se explotan en la región Noreste: Traducido del inglés por Farouk Rojas En América Latina y el Caribe, la mayoría de las introducciones Beefmaster y Charolais. de ganado tuvieron lugar durante los primeros 50 años Un análisis realizado en poblaciones de bovinos de esta últideAcerca la colonización. México, el ganado de ExecutiveEn Success Programs, Inc. de origen español (conocido como criollo) prevaleció como raza única. Para ma raza, permitió establecer que en ellas existe una variante del gen enfocados miostatina, alto potencialen para serlas utilizado 1896 se realizaron las primeras importaciones de ganado ofrece programas de entrenamiento encon crear consistencia todas áreas y como ayudar a Executive Success Programs, Inc.MR (ESP) de selección desu animales con canales más especializado en la producción de carne, principalmente de las desarrollar las habilidades prácticas, emocionales e intelectuales que lamarcador gente necesita para alcanzar máximo potencial. Todos losmagras, programas así como también conMR,mayor conversión Éste razas Hereford Pardo Suizo,punta las cuales fueron establecidas de ESP utilizan y una tecnología con patente en trámite llamada Cuestionamiento Racional una ciencia basada enalimenticia. la creencia que entre sólo unmás ejemplo número de posibilidades de enmás la región norte sean del país. De 1923yapatrones 1930 sederealizaron lasun es consistentes las creencias conducta de individuo, exitosodel será en todoilimitado lo que haga. El Cuestionamiento MR deque las pueden herramientas moleculares en el estudio de la primeras ganadovolver cebuino y razas etaurinas, Racionalimportaciones permite a las de personas a examinar incorporar aplicación percepciones ser la base de limitaciones autoimpuestas. como la Angus y Charolais. Como puede observarse, en cierta diversidad genética. Mayores informes: [email protected]

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Doctora Patricia Liliana Cerda Pérez Investigadora / UANL

ambiental como la industrial se esfuerzan por limpiar de la polución a biotecnología ambiental es una nuestras aguas, aire y tierra, porque la multidisciplina tan amplia como comunidad científica asume que no se lo es el universo con sus seres puede hablar de economía desarrollada vivos. Su tarea, la de controlar los o en auge, cuando el costo para el logro efectos negativos de la contaminación, satisfactores materiales, se sustenta Jean-Paul Schwitzguebel. Es doctor egresado de la Universidad de de Ginebra. Luego de terminar sus entre los cuales se incluyen en primer en la depredación de nuestro estudios en esa institución, trabajó como investigador postdoctoral en el Instituto Federal Suizo de común orden la salud humana y el freno a hábitat. Tecnología, en Zurich, para posteriormente trabajar en la dependencia de Lausanne como científico la pérdida irremediable de diversas permanente. especies animales y vegetales, es Hablar de biotecnología ambiental es una labor compleja propia de esta siempre nuevas La mayor parte de su trabajo está dedicado a la investigación yreferirse desarrollo en el acampo detecnologías la disciplina; empero, ninguno de que optimizan los procesos industriales biotecnología de plantas y el retiro de componentes contaminantes orgánicos de aguas residuales y nosotros podemos excluirnos de ella. y disminuyen simultáneamente la zonas contaminadas. emisión de contaminantes; pero, sobre Destinado a la preservación del todo, es referirse a nuevos enfoques ambiente, este ramo de la biotecnología filosófico-sociales donde el rol del utiliza desde microorganismos hombre y su función y espacio en la para la generación de combustibles, sociedad tienen nuevas tareas. hasta vegetales para la absorción de substancias tóxicas. Hoy, por ejemplo, resulta inaceptable pensar que el hombre sea el rey de NOTORIA EVOLUCIÓN EN UN SIGLO la Creación y, como tal pueda matar Surgida desde hace más de un siglo, indiscriminadamente la flora o la fauna. cuando en los países industrializados Hasta las plataformas doctrinales del se implementaron plantas para el catolicismo y del cristianismo indican tratamiento de aguas contaminadas que la Creación, como obra de Dios, es con desechos orgánicos que permiten un bien colectivo que pertenece a todos un reciclaje eficiente y sustentable, y, en ese sentido, debemos todos asumir su evolución ha sido notoria, sobre una responsabilidad social con nuestras cas ysintéticas, entre las cuales se todo en el caso de energéticos como tierras, aguas aire, como patrimonio incluyen pesticidas, solventes, el petróleo que,Traducción a partir del de inglés, los 70, que son de futuras generaciones. de Félix generados Ramos Gamiño colorantes, bioproductos de las emplea almidones por química petroquímica microorganismos del maíz, la papa Es cierto queindustrias las tecnologías delyADN nos son transportados a la vegetación Fitorremediación ha sidoaditivos defiy La la yuca, a fin de preparar brindan oportunidades prodigiosas con natural a microorganismos los cultivos donde bien nida comoa el uso de las plantasen destinados la gasolina utilizada el uso industrial de y los ser dañinos a la planta verdes y sus microorganismos automóviles. para la pueden fabricación de vacunas misma; total o como parcialmente asociados; las alteraciones del recombinantes o medicinas la Esto, en yparte, fue posible sobre todo degradados; o suelo las técnicas agronómicas insulina, las hormonas transformados, o proteínas porque partir de retener los años o 60,volver cuando tejidos para aremover, especiales. acumulados Es también en un los hecho que y los seinofensivos descubrió la función y estructura de órganos las plantas.llenos los contaminantes durante este siglodeestaremos los ácidos nucleicos, se pudo con distinguir ambientales. Se describe, sus de sorpresas en este ramo; pero ello entre la biotecnología antigua y la que En el último los xenobióticos limitaciones y ventajas, el posible no debe significar que caso, nos reclinemos hoy sede llama de segunda hasta tercera se concentran las cadenas uso las plantas parayremover los acomodaticiamente en unensillón y generación, la cualorgánicos opera prácticamente alimentarias y finalmente contaminantes y metales pensemos que sólo los científicos tienen en el con el usode dellas ADN recombinante. la obligación de velarcon por nuestro hombre, posiblesmedio efectos en tóxicos aguas residuales y ambiente. detrimento de su salud. Los reporsuelos contaminados. POSICIÓN DE LA COMUNIDAD tes sobre crecimiento de las plantas CIENTÍFICA La vigilia ecológica es, simplemente, de en condiciones de contaminación, Muchas veces, pensamos en Hoy día, tanto la biotecnología lo sin que resulten perjudicadas seriamenlas enplantas principalmente como procesos de industrialización. A todos. fuente de alimento, energía y fibras. largo del último siglo se ha incremen- te, indican que sería posible desintoxicar el social contenido contaminantes mediante el uso Sin embargo, recientemente se ha tado Debemos todos asumir una considerablemente responsabilidad conlos nuestras tierras, reconocido el potencial de las plantas de componentes xenobióticos en los de procedimientos agrícolas y biotecaguas y aire, como patrimonio que son de futuras generaciones para usarlas como contrapeso a los ecosistemas. Muchas sustancias orgáni- nológicos.

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Profesor Ismael Vidales Delgado Director del Centro de Altos Estudios e Investigación Pedagógica Antecedentes uando el doctor Luis Eugenio Todd era rector de la Universidad Autónoma de Nuevo León, tuve la fortuna de conocer al licenciado Ricardo Mier Ayala, un hombre apasionado por el cuidado y la preservación del ambiente, pero especialmente estudioso de los plásticos no degradables1. Ambos: Todd-Mier editaron un hermoso libro precisamente sobre el tema que hoy nos ocupa, y que fuera pionero en el cuidado y preservación del medio ambiente; el libro estuvo preparado con sólida información científica y extraordinaria calidad de edición. Dedico, con especial reconocimiento y nostalgia, esta colaboración a Ricardo y su obra, anticipados e incomprendidos en su tiempo.mpo.

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LA BIOTECNOLOGÍA Y LOS PLÁSTICOS BIODEGRADABLES Recuerdo que cuantas veces se tocaba el tema de los plásticos, Ricardo reaccionaba apasionadamente, preocupado siempre por el daño que éstos ocasionaban al ambiente. Tenía razón: basta pensar un poco en que todo lo que compramos cotidianamente viene en una bolsa de plástico. La mayor parte de la comida rápida y la envasada, las bebidas gaseosas, los accesorios, los cosméticos, los juguetes, las computadoras, y la mayor parte de las piezas del automóvil son de plástico. Los plásticos protegen al producto, son baratos, atractivos y parece que van a durar per secula seculorum. Desafortunadamente, esto es casi cierto; la durabilidad de los plásticos es uno de los más graves problemas que enfrenta el medio ambiente; el otro es que provienen del petróleo y sus derivados, que no son renovables.

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Ricardo debe estar mucho mejor enterado que yo, y estará feliz de que, ¿Qué es el materail Genético? buscando solucionar animales superiores, conestos el finproblemas, de propagar y conservar sus Está compuesto por nucleótedos (A,T,G yC) dispuestos los científicosEntre e ingenieros ya están características. los principales animales que se han desarrollando biodegradables domesticado se plásticos encuentran los bovinos, porcinos, ovinos y en “pares de bases” y se ensamblan en una doble hélice. obtenidos fuentesáreas renovables, comoen las cuales se ha caprinos. Lasde diversas geográficas las plantas y las así bacterias. criado el ganado, como los múltiples usos que se le ha dado (carne, lechería, ceremonial, etcétera), han originado PLÁSTICOS A PARTIR DE ALMIDÓN una gran diversidad de razas; por lo tanto, éstas se consideran El almidón un polímero2genética como la base deesla conservación naturaldel ganado. contenido abundantemente en los Desarrollar y conservar diversidad genética de los animales cereales, el maíz, y lalapapa. El almidón domesticados, además deyser una estrategia puede ser procesado convertido en de protección de una las principales alimenticias, representa para un de plástico llamado fuentes PLA (poliláctido), cada oportunidad mantenerdesde un patrimonio biológico quepaís se la encuentra en eldemercado con potencial para ser utilizado como fuente de variación, que 1990, y ha demostrado ser muy bueno permita a las poblaciones animales cambiar y adaptarse a en medicina, para implantes, suturas diferentes ambientes y necesidades y cápsulas de remedios, debidoproductivas. a su capacidad de disolverse después de LApoco DIVERSIDAD tiempo. GENÉTICA Y SU ESTUDIO Monsanto es otra empresa norteamericana, fundada en 1901, que ha fabricado diversos que resultaron ser tóxicos, algunos tan letales como el agente Todos los organismos vivos poseen un genoma, el cual seproductos define Los macadores moleculares son herramientas naranja que proveyó durante la guerra contra Viet Nam.Tipos de marcadores Moleculares como la unidad funcional de la que depende la herencia. La También se usa para hacer macetas que permiten detectar variaciones específicas RFLPs (Restriction Fragment Lenght Polimorphisms) del ADN entre individuos mayoría los genomas están constituidos que sedeplantan directamente y tiempo de DNA, el cual está Micro satélites o STRs (Simple Tanden, Repeat) SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) fin, que la biotecnología industrial sigue teniendo dos caras, y eso no se va a formado por de nucleótidos adenina, timina, después secadenas degradan en la tierra.(guanina, Hay En ESTs (Expressed Sequence Tag) quitar como se quita un catarro. citocina) quedeintegran los genes (Figura 1). La transmisión y otro tipo polímeros biodegradables RAPDs ( Random amplifled polymorphisms) AFLPs (Amplified Fragment length polymorphisms) combinación de los genes de los bacterias padres a su descendencia es que se producen empleando ISSRs (inter Simple Sequence Repeat) BIOTECNOLOGÍA loque que fabrican permite agránulos un organismo características visibles AMBIENTAL de losposeer plásticos (fenotipo) genoma único (genotipo). llamadosy un polihidroxialcanoato (PHA) La biotecnología ambiental es la aplicación de procesos biológicos modernos para y polihidroxibutiratos (PHB). Ambos proteger y restaurar la calidad del ambiente; por ejemplo, eliminando la polución limpiando las aguas residuales, así como purificando el aire y gases de desecho El pueden estudio deser la diversidad puede fundidos realizarse aynivel genotípico moldeados, el uso de biofiltros. y fenotípico. El genotipo contiene los códigosmediante de información y conformados como los plásticos que definen al detalles de su morfología, derivados delindividuo, petróleo; incluyendo tienen la misma se habla mucho de la biorremediación, o sea el uso de sistemas biológicos desarrollo, comportamiento, potencial flexibilidad, con la ventaja de y limitaciones ser Ahora biológicas. para la reducción Labiodegradables. expresión del genotipo es denominado fenotipo. Mientras de la polución del aire o la limpieza de los sistemas acuáticos y terrestres, mediante el uso de sistemas biológicos basados en microorganismos que el genotipo es transmitido de una generación a la siguiente Diferencias fenotípicas plantas. en¿CUÁNTO los eventos reproductivos, el fenotipo yes influenciado CUESTAN LOS PLÁSTICOS además de por el componente genético, por el ambiente. BIODEGRADABLES? Gen Miostatina como que están invirtiendo en el desarrollo de Los PLA, PHA y PHB son bastante más Son muchas las empresas industriales Marcador molecular Musculatura procesos para la del ambiente como A caros nivel poblacional, todosconvencionales, los individuos difieren en mayor o prevención, con el fin de reducir el deterioro que los plásticos normal parte de las accionesIndividuo queA..TGTGATGAACACTCCACAGA.. propenden al desarrollo de una sociedad sostenible. La menor medida el genotipo, lo cual afecta aunque los en plásticos derivados del diferencialmente puedeIndividuo ayudar mucho en la evaluación del estado de los ecosistemas; a los fenotipos. Por lo tanto, en el fenotipo no esbiotecnología necesariamente petróleo no contabilizan su precio B..TGTG___________ACAGA.. para eliminar la una guía la variación genética, y los miembros detoxicidad de algunos contaminantes; en la producción de materiales losbuena costos dedelos daños producidos Doble renovables, y en elMusculatura desarrollo de procesos de una pueden parecerPor similares exteriormente, pero sera partir de recursosDiferencias al raza medio ambiente. fortuna, la biodegradables en la secuencia nucleotídica y manejo de desechos ambientalmente seguros. diametralmente a nivel genético. Inversamente, biotecnología diferentes sigue trabajando y manufactura aunque dentro de especie lasresuelto razas pueden observarse muy seguramente enuna breve habrá el Los sueños de Ricardo en el sentido de producir plásticos biodegradables y de diferentes, pueden estar muy relacionadas. problemagenéticamente de costos3. cuidar y preservar el medio ambiente no se han cumplido cabalmente, pero en especie. Lasy razas conservadas proporcionarán recursos a están se losha biotecnólogos sus empresas; ojalá que mis ojos los lo alcancen EnBiotecnología la actualidad, industrial.el estudio de la diversidad genética Desde hace ésas ver. enfocado en la determinación los patrones de diversidad valiosos para el futuro del sector agropecuario. varias décadas, las grandesdeempresas del genoma de los individuos, haciendo multinacionales dedicadas a uso la de los marcadores moleculares (Figura 2).puestos Con el sus usoojos de estas biotecnología tienen en herramientas de ESTUDIOS DE DIVERSIDAD GENÉTICA EN BOVINOS Biología Molecular, se han creado genéticos y físicos que De las 790 razas de ganado bovino existentes en el mundo, las plantas, porque como bien mapas sabemos REFERENCIAS: 1 cerca dey se 270 se localizan El aislamiento y muestran localización y posición de los genes. Asimismo, a travésla de la herbolaria mexicana También se dice biodegradable refiere a que puedeen serEuropa. transformado en sustanciasgenético más simples la separación geográficadelpracticados hace más de 100permiten detectar cambios dentroenormes de genes específicos quede selos organismos tradicional, éstas encierran por la actividad descomponedores suelo y así serdesde eliminado del medio ambiente. 200 años, han provocado la divergencia de transforma poblaciones. Las sabe son responsables dey la expresión fenotípica diferencial posibilidades curativas ahora también Un organismo descomponedor generalmente es una bacteria o un hongo, que la materia de más ganado local han sido desplazadas casi ambiente. totalmente entre dos individuos (Figura 3). representan negocios millonarios. orgánica en compuestosrazas químicos simples, devolviendo así los nutrientes al medio por las razas de ganado comercial altamente productivas, 2 por lo larga queconstituida la diversidad genética del ganado está Los moleculares para describir la diversidad dentro Lamétodos empresa norteamericana El polímero es de una molécula por muchas unidades pequeñas quebovino se repiten. Por lasPharmagenesis, especies se han empleado amplia gama de mamíferos mediante en la una utilización ejemplo, son polímerosdisminuyendo. el ADN, las proteínas y los plásticos. y han generado información valiosa referente a estrategias de de la biología y la informática, está 3 Aunque número de razas relativamente conservación. Además, actualmente se está estableciendo comercializando la planta china llamada La biotecnologíael se entiende comoel el empleo de organismos vivoses para la obtención de unpequeño, producto o las innovaciones técnicas en transporte, comunicaciones y inventario y aplicando los conceptos formulados Liana del de Diosrazas, del Trueno, como remedio servicio útil para el hombre. originalmente cuantificación de la diversidad de la sistemas de reproducción (incubadoras, inseminación artificial eficaz contrapara la la artritis y el cáncer.

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Maestro Rodrigo Soto Mercadotecnia Social “El mundo se ha vuelto plano”, comenta Thomas L. Friedman, pues las ventajas competitivas cada vez se están acortando y las economías se están moviendo hacia un pilar muy valioso que es “basarse en el conocimiento”, en donde el modelo de innovación descansa sobre llevar las ideas geniales de los científicos al mercado disruptivo de la industria y el libre comercio.

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A su vez, gracias a la globalización y competitividad, coordinadas por las telecomunicaciones, donde los consumidores utilizan medios de consulta libres, como Wikipedia en lugar de la tradicional y costosa Enciclopedia Britannia, resulta un rompecabezas definir los nuevos modelos económicos del futuro.

La estrategia de las organizaciones comerciales ha trabajado mediante modelos financieros, y si bien el “jineteo” de los aprovechamiento racional y sustentable de(reconocido esa enormeilusionista), riqueflujos de efectivo, al estilo David Blane za de recursos naturales.para los negocios, realmente no cumple resulta conveniente con el objetivo básico de toda empresa de dar valor a nosotros Dado queconsumidores los microorganismos son sus los stakeholders. organismos más como y en sí a todos abundantes en la tierra, y a pesar de la enorme relevancia de su participación en el funcionamiento de cualquier ecosistema, la REVOLUCIÓN BIOTECNOLÓGICA INDUSTRIAL caracterización deeslacontundente: biodiversidadtransportándonos en México se ha realizado La propuesta a un distinto principal y casi exclusivamente a nivel de flora y fauna, mientras marco laboral, el nuevo modelo económico estará soportado que por la riqueza biológica y genética Industrial, microbiana nativa de una Revolución Biotecnológica como lo propone nuestros ecosistemas ha sido poco estudiada. Por ello, el la revista The Economist. reto científico es implementar los estudios metagenómicos paraAhora caracterizar los ecosistemas tan particulares que se un hablaremos de bioindustrias, las cuales manejan presentan nuestro país. Pero la quizá más prioritario tipo de en finanzas muy peculiar: de lassea bacterias y microbios; crearmicroorganismos conciencia, tanto que en nuestras instituciones como los están generando toda una en industria empresarios, no sólo de la importancia demodo este tipo de útiles productos, que prometen científica cambiar el de vida de estudios, sino de su enorme potencial. tradicional detambién todos nosotros. Científicos guiados por la conocida bacteria E. coli (Escherichia coli) trabajan en las nanobiociencias, para obtener sorprendentes terapias médicas como lo hacen Bio-Technical Resources, Manitowoc, para producir glocusamina, 1. Handelsman, J. (2004)Wisconsin, Metagenomics: application sustancia que ayuda a las personas con artritis. of genomics to uncultured microorganisms. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 68:669–685 CRECIMIENTO LIMITADO 2. Xu, J. (2006) Microbial ecology in the age of El crecimiento de las bioindustrias sido genomics and metagenomics: concepts, ha tools, andlimitado, si lo comparamos con el mercado de los químicos tradicionales; recent advances. Mol. Ecol. 15, sin embargo, la apuesta es clara, pues el potencial de los 1713–1731 productos derivados de la investigación biotecnológica va desde suplementos de aminoácidos y vitamínicos, antibióticos y otros medicamentos, cosméticos, hasta combustibles (etanol) para diversos tipos de transportación. Por dar algunos ejemplos de los usos microbianos y bacterianos, al igual que las industrias que se forman a partir de sus manipulaciones, tenemos: Escherichia Coli, responsable de la digestión de la comida en nuestro organismo. Pseudomonas putida, la cual trabaja en las plantas de tratamiento de agua para remover desechos. Streptomyces bacteria, que ayuda a la creación de antibióticos para el combate de enfermedades. Lactobacillus acidophilus, encargada de transformar la leche en yogurt. Saccharomyces cerevisiae, conocida como levadura. Arbuscular mycorrhizas, que ayuda a que las cosechas tomen sus nutrientes de la tierra. Bacillus thuringiensis, como pesticida natural en los jardines o en las plantaciones, entre muchas otras. ARTÍFICES DE LA EVOLUCIÓN Los microbios y bacterias se han convertido en artífices de nuestra evolución sobre la faz de la Tierra, pues aparte de estar desde el principio de la vida en nuestro planeta y conformar la sopa primigenia, han formado parte de diversas civilizaciones para la creación, primordialmente, de alimentos (primeras bioindustrias). Hoy en día, con la llegada de la Revolución Industrial Biotecnológica, los microorganismos trabajan para nosotros, contribuyen con los movimientos financieros de las empresas, y son base para el desarrollo de negocios.

Las compañías farmacéuticas están descifrando el código genético de diversas bacterias, para utilizarlas como base de creación de medicamentos en su reproducción en serie. MANIPULACIÓN GENÉTICA A todo esto debemos agregar que estamos manipulando genéticamente a seres vivos y que los productos biotecnológicos industriales obtenidos pueden incorporarse a la tarea de “drug delivery”. Es decir, que pueden encargarse de llevar medicamento a un lugar determinado de nuestro cuerpo, ayudar en la defensa de intrusos a nuestro sistema inmunológico y dividir en moléculas algunas partículas que no podamos procesar correctamente. Por otro lado los contaminantes petroleros y de otra índole son descompuestos en partículas básicas y simples para ser absorbidos nuevamente por el medio ambiente, gracias a otro tipo de bacterias, así como las “granjas bacterianas” en su proceso de fermentación son utilizadas para productos sustitutos del petróleo, plástico y combustible. MICROBIOS Y BACTERIAS EN EL DESARROLLO HUMANO Un estudio muy provechoso es, como se ha comentado, analizar la importancia de los microbios y las bacterias en el desarrollo de los seres humanos. En una especie de “línea del tiempo” que iría más lejos de los trabajos de Pasteur, y más allá de pensar en éstos como agentes malignos al ser humano, veremos que tenemos una simbiosis muy directa con ellos y que realmente son ellos los que desde su mundo microscópico dominan este planeta y tal vez muchos otros en los confines del universo. Pero para efectos prácticos de la sociedad teledirigida hacia el poder de las transacciones comerciales, estos microorganismos representan un potencial muy fructífero para los empresarios, en su afán de crear nuevas ventajas competitivas, generar recursos y crear las mencionadas bioindustrias. Tal vez así el mundo vuelva a ser esférico, y no plano, como lo percibe Friedman.

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Contenido

Conocimiento

Metagenómica: vanguardia de la ecología microbiana, 3 Diversidad genética ganadera: de la conservación a la explotación biotecnológica, 6

Biominería, un largo camino por recorrer, 23 Ingeniería y escalamiento de bio-reactores, 26

Potencial de la fitorremediación, 9

Seminario: Colaboración científica y tecnológica Unión Europea-América Latina, 28

Biotecnologías para el tratamiento de aguas residuales, 10

Reunión Cumbre Unión Europea-América Latina, 30

La evaluación de la contaminación por agroquímicos en sistemas acuáticos, 12

Medicina personalizada y sus oportunidades, 32

Biotecnología agroalimentaria e industrial, 15

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La Biotecnología y el desarrollo sustentable, 36 Biorremediación ambiental, 40

Las enzimas y sus múltiples aplicaciones en la industria, 19

Remoción de compuestos recalcitrantes ligninoides, 43

9 Autores invitados: Hugo A. Barrera Saldaña Es licenciado en Biología por la Universidad Autónoma de Nuevo León, y tiene un doctorado en Ciencias Biomédicas de la Universidad de Ingeniera Claudia Texas. Nació en Miguel Ordaz Alemán, Tamaulipas. Ha recibido 13 premios deCatedrática investigacióndel de la UANL y 15 de carácter nacional. Departamento

de México. Tiene maestría y doctorado en ciencias con especialidad en Biotecnología por el Centro de Investigación y Estudios Avanzados. Trabaja como profesora investigadora y coordinadora académica del Departamento de Biotecnología y Bioingeniería del CINVESTAVMéxico.

de Comunicación / ITESM

Ana M. Sifuentes Rincón Elva Aréchiga Egresada del Centro de Investigaciones Avanzadas de la Universidad Química farmacéutica bióloga por la Universidad Autónoma de de Irapuato, del Departamento de Ingeniería Genética. Realizó estudios Coahuila, obtuvo el grado de maestra y doctor en Ciencias en de desarrollo y diferenciación de hongos dimórficos en el Laboratorio Biología Molecular e Ingeniería Genética en la Facultad de Medicina de la Universidad Nuevo León. Es profesora titular del de Desarrollo y Diferenciación de Hongos. se encuentra MENOSde CONTAMINACIÓN organismos que los producen se lesAutónoma e define Biotecnología comoActualmente Animal I del Centro de Biotecnología realizando posdoctoral envivos el Laboratorio de Genómica transgénicos. y Laboratorio de Biotecnología AMBIENTAL llama organismos el una usoEstancia de organismos Genómica, donde también desempeñó como jefe de Posgrado Bioinformática de la ULIEG. Entre selos beneficios ambientales o técnicas biológicas para la durante el periodo octubre 2000 a enero de 2004. creación de nuevos productos, En el futuro, los consumidores tendrán podemos mencionar la disminución Frédéric Thalasso a productos mejorHerrera-Estrella calidad; del uso de algunos productos químicos tales como queso, vino y cerveza, Es doctor enpan, Biotecnología, egresado de la acceso Universidad Católica de Alfredo agrícolas pesticidaslode cual entreII;las mejoras podemos mencionar lo Lovaina, cual se ha venido haciendo durante Es ingeniero bioquímico egresado -los de la Escuela Nacional Ciencias de Bélgica. Es Investigador Nacional Nivel sus líneas de traerá comoNacional; consecuencia menor por arroz y biológico aceite dedecanola enriquecido siglos. La son biotecnología modernatratamiento Biológicas del Instituto Politécnico doctor una en Genética, investigación biotecnología ambiental, Estatal probabilidad de Gante, Bélgica, estancia posdoctoral aire y tratamiento genética aerobio de se aguas residuales. participado en la Universidad dey realizó contaminación por conHahierro y vitamina A, manzanas o ingeniería refiere en lamás misma universidad. Es profesor “D”productos del Departamento proyectos como: “Desarrollo la Olfatometría en México” y “Estudio residuos, tantotitular en los como de firmes, plátanos dulces, a la transferencia de de DNA de un más Ingeniería Genética la suelo UnidadyIrapuato básico de la nitrificación agua. del Centro de Investigación huevos con menos colesterol, leche con deen organismo vivo a mediante otro. técnicas Algunosde respirometría”. y de Estudios Avanzados. Ha escrito 40 artículos en revistas con ejemplos de biotecnología moderna grasa “buena” no saturada, así como arbitraje, ha editado un libro y registrado tres patentes. María del Carmen Montes Horcasitas para cocinar con grasa de baja Como se puede ver, se antoja un son antibióticos, insulina, y aceites Es química farmacéutica biólogainterferón por la Universidad Nacional Autónoma

S

semillas agrícolas. Comúnmente, a los

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saturación y mayor rendimiento.

panorama amplio en el futuro de

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9

la producción agropecuaria, aunque no dejan de surgir interrogantes, como la que abordaré a continuacion, y que crea gran controversia entre los investigadores del mundo. ¿No contaminará otras plantas el polen de cultivos transgénicos? De acuerdo con la EPA, este asunto ha sido abordado por los acuerdos de los agricultores para construir protecciones alrededor de sus campos y acuerdos para limitar los cultivos hasta que exista más información acerca de las probabilidades de esta situación. Los estudios también demuestran que el polen sobrevive durante un corto período en los suelos y que depende de factores como la velocidad del viento y otros. Por lo tanto, aunque posible, es reducido el peligro de una polinización cruzada inadvertida.

introducción y expresión del gen de interés en un organismo hospedador fácil de cultivar. Este organismo se denomina entonces “organismo genéticamente modificado” o “transgénico”, y la proteína obtenida, “proteína recombinante”. Actualmente, los organismos empleados con este fin son microorganismos (bacterias y levaduras) y células de mamífero cultivadas in vitro, pero también es posible fabricar proteínas recombinantes en plantas y en la leche de animales como vacas y cabras.

PODEROSA TECNOLOGÍA Como podemos ver, la ingeniería genética es una tecnología poderosa. Si se utiliza de manera apropiada, podría beneficiar bastante a los agricultores, consumidores y al medio ambiente. La controversia es buena cuando es bien intencionada; por VíctorENde Distinguido en Premio Jaime arbitrariamente I”, en el rubro una nueva LA BIOTECNOLOGÍA LALorenzo INDUSTRIA Prieto. FARMACÉUTICA un2001 lado,con noelse puede“Rey prohibir de Medio doctor De Lorenzo Prieto profesor investigador delelCentro Nacional Los medicamentos que Ambiente, produce la el industria farmacéutica son es tecnología, ya que todo mundo saldríadeperdiendo los Biotecnología (CNB) de España. obtenidos de diversas maneras. Las moléculas relativamente beneficios potenciales de una nueva ciencia; esto frenaría la simples se producen por procesos de síntesis química. Las innovación y la investigación. Fue complejas becario predoctoral del Instituto de Enzimología y Patología Molecular de este centro (1980moléculas más generalmente son extraídas y 1983), y posdoctoral en la Unidad de Genética Molecular del Instituto Pasteur, Parísla (1984); NIH- crítica de la purificadas a partir de microorganismos, plantas u órganos de Sin embargo, también es en buena atención John Fogarty, en el Departamento de Bioquímica de la Universidad de Berkeley (1984-87); de larga animales. Los inconvenientes asociados a esta estrategia son los comunidad científica mundial para vigilar el buen uso estancia el Departamento dedeBioquímica Médica y(Centro Médico Universitario) delalamisma Universidad bajos rendimientos de en producción y el riesgo contaminación la valoración exhaustiva de antes de llegar al (Suiza), y enu el Departamento de Microbiología del Instituto Federal de Biotecnología del producto de conGinebra moléculas tóxicas organismos patógenos consumidor. En México, se tienen contemplados programas (GBF) (1988-1989). (virus, priones). de vigilancia a estas tecnologías por las dependencias oficiales correspondientes. Ha sido científico (permanente) Es por eso que, en elcolaborador caso de medicamentos proteicos, del la Centro de Investigaciones Biológicas en Madrid (1990-1995) así como investigador científico (desde 1996) y subdirector del CNB (1997-1998). industria farmacéutica ha optado por el camino de la Las políticas sobre el uso y aprobación de estos productos se ingeniería genética o metodología del DNA recombinante. pueden consultar en las páginas de internet: Ha sido miembro de consejos editoriales de revistas como The Journal of Bacteriology, Environmental Mediante esta metodología es posible obtener enormes (www.fda.gov/, www.epa.gov/, www.aphis.gov/usda, Microbiology, FEMS Microbiology Ecology, Microbiology y Biodegradation. Participa como miembro de cantidades de una proteína, aislada de todos los componentes www.sagar.gob.mx). la Organización Europea de Biología Molecular, de Investigación Ambiental, de la OCDE, Comité ad hoc celulares del organismo de origen. Esto se consigue por de Expertos Gubernamentales en Biotecnología para la Protección del Medio Ambiente. Igualmente, ha sido delegado nacional en el Comité Permanente de la Vida y Ciencias Medioambientales de la Fundación Europea de la Ciencia. Las áreas de interés del profesor De Lorenzo incluyen: Microbiología Molecular y Biotecnología; Biodegradación de compuestos xenobióticos; Instrumentación Genética de bacterias Gramnegativas destinadas a liberación medioambiental; Metales en sistemas procarióticos: transporte de hierro, resistencias a metales pesados y metaloadsorpción; Expresión genética en bacterias Gramnegativas con especial atención en Pseudomonas; Regulación de vías catabólicas y promotores s54dependientes.

Doctor Francisco Xavier Castellanos-Juárez Investigador Posdoctoral Doctor Alfredo Herrera-Estrella Investigador Titular Langebio / CINVESTAV / Campus Guanajuato

Han pasado más de 10 años desde que se dio a conocer la información genética completa (genoma) de un ser vivo. En la actualidad se han descrito una gran variedad de genomas de bacterias, de hongos, así como de organismos más complejos, como arabidopsis, la planta usada como modelo de estudio en vegetales; el del arroz, el del ratón e incluso el del humano. Esto ha sido posible gracias a los avances tecnológicos en el campo de la genómica, principalmente en el área de

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Carlos Joloy

C

on el objetivo de preparar a los profesionistas que participarán en el desarrollo de la Ciudad Internacional del Conocimiento, inició el diplomado “Periodismo científico y sociedad del conocimiento” que ofrece la Facultad de Ciencias de la Comunicación de la Universidad Autónoma de Nuevo León en coordinación con la Asociación de Periodistas “José Alvarado Santos” y la Coordinación de Ciencia y Tecnología. La jornada arrancó con una notable participación de interesados que se reunieron en el auditorio de la facultad el pasado 12 de julio. Durante la ceremonia de inauguración, participó Carlos Guerrero Salazar, director de Estudios de Posgrado de la UANL, e hizo un llamado a los asistentes para formar parte del proyecto de la Ciudad del Conocimiento como divulgadores del trabajo científico que se genere. “No basta con generar el conocimiento, hay que darlo a conocer, a entender a toda la sociedad; no basta con que los científicos entre ellos solos puedan discutir los temas de actualidad; no basta con que ellos entiendan lo que es la nanotecnología o la mecatrónica, sino que es indispensable que la sociedad entienda de lo que se está hablando y contar con su apoyo en este proyecto”. Por su parte José Ángel Pequeño, director de la Asociación de Periodistas, informó que el diplomado de Periodismo Científico que constará de nueve sesiones y que tendrá valor curricular para los participantes, es una de las primeras acciones que la asociación prepara para dar mayor atención al trabajo y actualización académica de los periodistas.

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“A partir de este diplomado éstas son las dos vertientes en las que trabaja la Asociación de Periodistas, la senda para quienes cuentan con estudios universitarios, que es la maestría y la certificación en competencias laborales en periodismo con reconocimiento nacional para quienes basan su trabajo en la experiencia empírica”, explicó. En el evento también se contó con la participación de Roberto Silva, director de la Facultad de Ciencias de la Comunicación y Luis Eugenio Todd, director general de la Coordinación de Ciencia y Tecnología, quien además fue el primer expositor del diplomado con la conferencia “Inducción al Periodismo Científico”. Todd consideró que el periodismo debe ser elemento formador y educador en cuestiones científicas. “Estamos mal en no darle entrada en nuestro periodismo a la ciencia porque es un elemento transformador; y no sólo estamos mal porque luego con nuestra ignorancia generamos problemas sociales y políticos muy serios por darle a la noticia científica un enfoque totalmente confuso que produce una falta de comprensión”, dijo. Recomendó a los periodistas dar una inyección de participación a los avances científicos en los medios de comunicación y ofrecer a la sociedad, mediante las noticias, un marco referencial para que comprendan los avances científicos. Así como Todd expresó su postura ante los asistentes al diplomando, durante las próximas sesiones se contará con reconocidos participantes como Debbie Treise, responsable del Área de Comunicación de la NASA, y los periodistas Jorge Villegas, Patricia Cerda y Ramón Alberto Garza, entre otros ponentes.

EDITORIAL

Es evidente que el hombre sigue siendo el lobo del hombre, frase que describe con brillantez Hermann Hess, lo cual es válido para el tratamiento que los seres humanos le estamos dando a nuestro ambiente circundante. El calentamiento global, que motiva a los ecologistas pero genera sólo indiferencia en los políticos; la deforestación, que sigue vigente a toda velocidad, y la contaminación química de los mares y de los alimentos, son expresiones de autodestrucción social del ser humano, quien en su miopía de conciencia no acierta a reconocer y que, de continuar, conducirán inexorablemente al planeta a problemas irreversibles, desde el punto de vista de la supervivencia de la raza humana. La Biotecnología es una ciencia extraordinariamente activa en el presente de la investigación científica, que busca generarle al ambiente, a través de la Bioética, más oportunidades de supervivencia para propiciar el desarrollo sustentable, ése que hace muchos años se votó CONSEJO EDITORIAL en la Cumbre de Río como objetivo Ingeniero Juan Antonio GonzálezUnidas, Aréchiga fundamental de las Naciones Presidente pero que parece no haber tenido la Licenciado Omar Cervantes Rodríguez respuesta correspondiente. Director de política Comunicación Social del Gobierno del Estado En razón de Lozano lo anterior, Ingeniero Xavier Martínezuna de M. Patricia Morafundamentales Castro lasC. Silvia preguntas Doctor Mario César Salinas Carmona que nos hacemos en el Congreso Doctora Diana Reséndez Pérez Internacional bioMONTERREY Doctor Alan Castillo Rodríguez 2006, es aquélla que dice: ¿Estamos Ingeniero Jorge Mercado Salas

cuidando el medio ambiente de nuestros hijos?, y en el programa se DIRECTORIO trata de Antonio dar respuesta a la misma Ingeniero Zárate Negrón Director del Programa Ciudad con innovaciones científicas y Internacional tecnológicasDel queConocimiento van en favor de la Doctor Luis Eugenio Todd protección indispensable de nuestra Director General ecología y, por lo tanto, de nuestra vida y la de nuestros descendientes.

DIF E

studiantes de los planteles del Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos de Nuevo León (CECyTE) fungieron como instructores de los “Campamentos de Verano”, organizados por el DIF Nuevo León.

En el periodo comprendido del 10 al 28 de julio participaron por primera vez de manera masiva 206 alumnos de 12 planteles CECyTES en 17 municipios diferentes, quienes fueron instructores de actividades recreativas, culturales, ecológicas y sociales de niños de seis a doce años, informó Saturnino Campoy Mendoza, director de Planeación y Evaluación de la institución. “Lo que queremos lograr es que nuestro estudiante desarrolle una serie de habilidades; por ejemplo, ahí lo que van a hacer es ir a enseñar a otros. Es un programa donde ellos interactúan y aprenden de una manera muy práctica a integrarse en equipos de trabajo donde tratan a sus compañeros, a los superiores y con los niños; con esto están recibiendo una formación muy amplia de trabajo en equipo”. Los campamentos toman seis horas diarias de lunes a viernes, por lo que a manera de incentivo se les ofreció revalidar sus horas de actividad en los campamentos por tiempo de trabajo social y una ayuda económica de 150 pesos por semana para gastos de transporte. Además de estas facilidades, el funcionario enfatizó el beneficio de aprendizaje para Esta tendencia de autoprotección científicos y tecnológicos de beneficio los muchachos, pues tuvieron oportunidad de relacionarse con jóvenes provenientes se complementa con las actuales para el medio ambiente. de otras instituciones educativas, principalmente de la Universidad Autónoma de actividades de figuras políticas como Nuevo León y del Tecnológico de Monterrey. Al Gore, quien recientemente publicó En este tema, como es frecuente, los un libro titulado: An Inconvenient científicos que participarán y que Por Carlos Joloy Truth e hizo una película documental saben la gravedad y la repercusión de extraordinaria, a la que se suman las esta problemática, lucharán para hacer Félix Ramos Doctora su Liliana Patricia Cerda Pérez verdad sobre la economía realizadas porGamiño organismos como la prevalecer Director Editorial Ciencias de la Comunicación UNESCO, la OMS y otras instancias de las y sobre la política frívola que busca en el Maestro Rodrigo Soto Licenciados Jorge Pedraza y Naciones Unidas, para despertar nuestra poder sólo el poder y no el saber, para Secretario Editorial Claudia Ordaz el futuro del homo sapiens. conciencia y generar Profesorautocrítica Ismael Vidales Delgadocambios preservar La Ciencia es Cultura Educación Doctor Óscar Salas Fraire Licenciado Juan Roberto Zavala Educación Física y Deporte Ciencia en Familia Doctor Mario César Salinas Doctor Jorge N. Valero Gil 1596 a 1650 Las Universidades y la Ciencia Ciencias Económicas y Sociales Licenciada Alma Trejo Doctor Juan Lauro Aguirre Licenciado Carlos Joloy Ciencias Básicas y del Ambiente Redacción Ingeniero Gabriel Todd Licenciado Víctor Eduardo Armendáriz Ruiz Existo porque pienso, Desarrollo Urbano y Social Diseñadorpero Doctor David Gómez Almaguer Adame Doria frecuentementeArquitecto piensoRafael cómo destruir Ciencias Médicas Arte Gráfico el ambiente dejar de existir. Contador Público José Cárdenas Cavazos para Profesor Oliverio Anaya Rodríguez Ciencias Políticas y/o de Administración Circulación y Administración Pública

DESCARTES

Pienso, luego existo

LA REVISTA CONOCIMIENTO ES EDITADA POR LA COORDINACIÓN DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE NUEVO LEÓN, Y ABRE SUS PÁGINAS A LAS INSTITUCIONES DE EDUCACIÓN SUPERIOR PARA LA PUBLICACIÓN DE ARTÍCULOS Y NOTICIAS DE CARÁCTER CIENTÍFICO. TELÉFONOS EN LA REDACCIÓN: 83 46 74 99 Y 83 46 73 51 [email protected] REGISTRO SOLICITADO PREVIAMENTE CON EL NOMBRE DE CONOCIMIENTO. LAS OPINIONES EXPRESADAS EN LOS ARTÍCULOS SON RESPONSABILIDAD EXCLUSIVA DE SUS AUTORES.

Re Conocimiento

A investigadores nuestros en Biotecnología Industrial y Ambiental Doctor Karim Acuña Askar

Pionero en la biorremediación de los aditivos principales de las gasolinas, y experto en la restauración de acuíferos, Karim Acuña Askar trabaja actualmente en proyectos relacionados con el desarrollo sustentable, orientados a la preservación y distribución del agua en el Estado de Nuevo León. En general, ha realizado investigación en las áreas de desarrollo, equidad y medio ambiente, y es autor de diversos capítulos en libros y de 75 artículos y resúmenes científicos publicados en memorias de congresos y en revistas especializadas. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores, nivel I. Es licenciado en Ciencias Químicas por el ITESM, y tiene una Maestría en Ciencias, con especialidad en Química Analítica Biomédica de la UANL. Su Doctorado en Ciencias, con especialidad en Salud Ambiental, es de la Universidad de Tulane, en los Estados Unidos. Actualmente es profesor en la Facultad de Medicina de la UANL y ahí mismo investigador y responsable del Laboratorio de Biomediación Ambiental.

Doctora Katiushka Arévalo Niño

Juan Roberto Zavala

Doctor Raúl Antonio Garza Cuevas

Investigador en los campos de ecología e impacto ambiental; en acuacultura, específicamente en proyectos de factibilidad de granjas acuícolas y en sistemas de cultivo de peces de agua dulce, así como en educación, sobre todo en sistemas didácticos para la enseñanza de la ecología, Raúl Antonio Garza Cuevas es profesor en el ITESM, donde ha participado en diversos proyectos de investigación y ha sido director del Programa Emprendedor de la División de Agronomía. Es licenciado en Biología por la UANL y tiene una Maestría en Ciencias, con especialidad en Fisiotecnia y Fitomejoramiento, del ITESM. Su Doctorado en Ciencias, con especialidad en Ecología Acuática y Pesca, es de la UANL. En 1996, el ITESM le dio el Premio a la Labor Docente, y los años 1996 y 1997 le otorgó el Reconocimiento al Mérito Educativo. Es editor y coautor del libro de texto Ciencia Ambiental y Desarrollo Sostenible, publicado en 1997 por editorial Thomson International; de un capitulo en libro y de diez artículos publicados en revistas especializadas.

Doctora Lilia Hortencia Morales Ramos

Ganadora de los premios de investigación 1998, 1999 y 2003 que otorga la UANL, en las categorías de Ciencias Naturales, Ciencias Agropecuarias y Ciencias de la Tierra, Katiushka Arévalo Niño es una de las más destacadas investigadoras de nuestra comunidad y ha realizado investigación en las siguientes líneas: biotecnología agrícola, en el manejo de control biológico de insectos plaga; biotecnología industrial, específicamente en la selección y aplicación de enzimas de origen microbiano; en biotecnología ambiental y en el estudio y aplicación de biopolímeros. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores, nivel I.

Autora de cuatro capítulos en libros y de 32 artículos publicados en revistas especializadas, nacionales y extranjeras, Lilia Hortencia Morales Ramos realiza investigación en las áreas de control biológico de insectos y en el área de formulación de bioinsecticidas, habiendo logrado un formulado para el control del gusano barrenador de la caña de azúcar, que está en trámite de patente. Es profesora investigadora en la Facultad de Ciencias Biológicas de la UANL y miembro del Sistema Nacional de Investigadores, nivel I.

Es química bacterióloga parasitóloga por la UANL. En la misma institución obtuvo la Maestría en Ciencias, con especialidad en Microbiología, y el Doctorado en Ciencias, con especialidad en Biotecnología. En 1984 ingresó en la Facultad de Ciencias Biológicas de la UANL como personal de investigación no docente, y desde 1990 ahí mismo es profesora. De 2000 a 2003 fue secretaria técnica de la UANL.

Es química bacterióloga parasitóloga por la UANL y tiene una Maestría en Ciencias, con especialidad en Biotecnología, del CINVESTAV. Su Doctorado en Ciencias, con especialidad en Biotecnología, es de la UANL. En 1999 la UANL le dio un reconocimiento al “Mejor Trabajo de Investigación” en el área de Ciencias de la Tierra, y los años 1999 y 2003 le otorgó los “Premios de Investigación” en las áreas de Ciencias Naturales y Ciencias de la Tierra y Agropecuarias.

Doctora Graciela García Díaz

Doctor Óscar Torres Alanís

Con una larga trayectoria en investigación en química analítica aplicada en las áreas de farmacología; toxicología ambiental y de alimentos aplicados en los campos de la acuacultura y en botánica (sequía y remoción de contaminantes), Graciela García Díaz ha producido también pigmentos naturales a partir de la levadura vía reactor para utilizarse como aditivo antioxidante. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores y presidenta electa de la Sociedad Química de México, sección Nuevo León.

Con una clara inclinación hacia la atención del ser humano, pues realiza investigación sobre la toxicidad del plomo y del mercurio en niños y en trabajadores y en los respectivos tratamientos con nuevos agentes quelantes, Óscar Torres Alanís ha realizado también investigación en otras áreas de contaminación ambiental, especialmente en el uso de biomarcadores; mecanismos de citotoxicidad de compuestos químicos y desarrollo de estudios de biodisponibilidad y bioequivalencia de fármacos.

Es química bacterióloga parasitóloga, y tiene una Maestría en Salud Pública, ambos grados académicos por la UANL Su Doctorado en Ciencias, con especialidad en Biotecnología, es de la misma universidad. Ha hecho dos estancias de investigación: una, de 1977 a 1981, en el Instituto de Farmacología y Toxicología de la Universidad de Heidelberg, en Alemania, y otra en el Instituto de Química de Alimentos de la Universidad Wolfang Goethe, del mismo país.

Es médico cirujano partero por la UANL. Hizo la especialidad en Farmacología y Toxicología y el Doctorado en Medicina en la Universidad de Heidelberg, en Alemania. Tiene una especialidad en Medicina del Trabajo por la Facultad de Salud Pública de la UANL En 1999, la UANL le otorgó el Premio al Mejor Trabajo de Investigación, en el área de Ciencias de la Salud y en 2004 el Colegio de Médicos Cirujanos del Estado le dio la presea “Dr. Roberto Villarreal de la Garza”, por su trayectoria en el área de investigación.

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