Microdiversidad: Potencial para las Agroempresas Colombianas. Patricia Del Portillo, Directora Ejecutiva

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1 Microdiversidad: Potencial para las Agroempresas Colombianas Patricia Del Portillo, Directora Ejecutiva

2 CorpoGen Investigación y Biotecnología Centro Privado de Investigación Fundado en 1995

3 Investigación Genetica Microbiana Ecología Microbiana Bioinformática Biotecnologí a María M. Zambrano Ph.D. Harvard Medical School Howard Junca Ph.D. Techniche Universität Braunchweig Juan Manuel Anzola Ph.D. Texas A & M Patricia Del Portillo B.Sc. Universidad de los Andes

4 Descubriendo la Diversidad Microbiana

5 BIODIVERSIDAD Es la variación de todas las formas de vida sobre la tierra Las diferentes plantas, animales y microorganismos que conforman la vida Los genes de estos organismos

6 Based on rrna Sequencing by Carl Woese ; see Nature, 2013, 493, 610

7 Colombia País Megadiverso?

8 MICROORGANISMOS Y SU PAPEL EN LA NATURALEZA -En ecosistemas Obtienen energía del ambiente-degradación de materiales y liberación de nutrientes -En ciclos vitales: Oxigeno, Carbono, Nitrógeno -En alimentos: vino, yogurt, etc -En industria: enzimas, antibióticos, etc -En el cuerpo humano: Microbioma, patógenos VIRINAFLORA/SHUTTERSTOCK.COM

9 Microorganismos y sus aplicaciones en Agroempresas 1. Biofertilizantes para nutrientes específicos Fósforo, Nitrógeno y Hierro 2. Promotores de crecimiento global, micorrizas (hongos arbusculares) que favorecen absorción de agua y nuetrientes 3. Reguladores de crecimiento, controladores de estrés a través de la liberación de hormonas o substancias similares a hormonas 4. Biocontroladores 5. Biorremediadores Penicillium bilaii

10 BIODIVERSIDAD Bacteria: 4.760; Hongos: ; Algas: ; Plantas: ; Protozoos: ; Crustaceos: ; Insectos: Fuente:

11 Microorganismos cultivables Vs No cultivables Muestra de suelo 1% de los microorganismos Tinción de ADN

12 Metagenómica Meta: Todo.. Genómica: Estudio de genomas Herramienta, método, proceso, que permite la exploración de los genomas de todos los organismos presentes en un ECOSISTEMA de forma simultanea

13

14 ESTUDIO DE MICROORGANISMOS Y METABOLISMO EDÁFICO PARA CONTRIBUIR AL DIAGNOSTICO DE CALIDAD DE SUELOS EN CULTIVOS DE PAPA CRIOLLA Juan C García, Angélica Suarez, Emiliano Barreto, Fabio Aristizabal, Silvia Restrepo, Daniel Uribe y Patricia Del Portillo 14

15 OBJETIVO Diseñar y desarrollar una estrategia de caracterización biológica y molecular para el diagnóstico de calidad de suelos en cultivos de Solanum phureja, que permita reducir costos ambientales y económicos en su producción.

16 APROXIMACIÓN EXPERIMENTAL MICROBIOLÓGICA BIOINFORMÁTICA METAGENÓMICA Aislamiento por cultivo microbiológico Desarrollo de UN- Sonda mediante análisis de bases de datos con secuencias de los ciclos biogeoquímicos Análisis funcional de cíclos vitales, celulasas, proteasas, solubilizadores de fosfato, lipasas

17 HERRAMIENTA DISEÑADA Microarreglo de DNA que nos muestra la calidad del suelo agrícola, carencia de N, C, P, S y los patógenos que afectan el cultivo

18 METAGENÓMICA FUNCIONAL Aislamiento DNA Clonaje en vectores Tamizajes funcionales Aislamiento de clones Secuencia de clones

19 TAMIZAJE FUNCIONAL Actividad Celulolítica Medio CMC Actividad Proteolítica Medio Agar Leche Actividad Solubilizadora de Fosfato Medio NBRIP 40 clones funcionales Innovación: ½ de cultivo modificado

20 SECUENCIA MASIVA DE FOSMIDOS Mezcla de clones Secuencia Sanger clones individuales Secuenciación 454 Ensamblaje 30 a pares de bases Innovación: Método nuevo para secuencia masiva en clones metagenómicos

21 IDENTIFICACIÓN FUNCIONAL DE CLONES METAGENÓMICOS

22 PROTEASAS Y SU IMPORTANCIA INDUSTRIAL PHE VAL LEU MET GLY En Industria no alimentaria Medicina Detergentes Limpiadores Tratamiento de deshechos En la industria de alimentos Aditivo en alimentación Suplemento digestivo Quesos Panadería Subtilisin Carlsberg

23 PROTEASAS AISLADAS DE LA MICRODIVERSIDAD DE SUELOS DE VOCACIÓN AGRÍCOLA

24 EXPRESIÓN DE LA PROTEASA EN SISTEMAS RECOMBINANTES Proteinas del suelo + Proteasa RNH 2 NH 4

25 COMO APROVECHAR ESTE CONOCIMIENTO? Cultivo de Arroz Quema del Tamo de Arroz Empleando técnicas de microbiología tradicional y biotecnología moderna DEGRADACIÓN DE TAMO DE ARROZ Y BIOFERTILIZACIÓN DEL SUELO

26 PROTEASA

27 PRODUCCIÓN DE ENZIMAS PARA NUTRICIÓN ANIMAL La alimentación constituye el 70% de los costos en la industria avícola

28 ENZIMAS EMPLEADAS EN NUTRICIÓN ANIMAL Celulasas β-glucanasas Xilanasas Hojuelas de avena Centeno, arroz, trigo β- Galactosidasas Leguminosas Fitasas Proteasas Lipasas Amilasas Piensos vegetales Proteínas Lípidos Almidon

29 EXPRESION DE UNA LIPASA DERIVADA DE LOS CLONES METAGENÓMICOS Diseño de Iniciadores Lipasa F5 Lipasa F5-low Transformación en E. coli Clonaje en plásmidos de expresión

30 ENSAYOS DE LABORATORIO Expresión de Lipasa

31 LOS PASOS E INVERSIONES EN EL LANZAMIENTO DE LIPOPAN - NOVOZYME Fuente: Genoma España, estudio de casos

32 LOS RETOS EN COLOMBIA Estudios Piloto Producción Dupont Genencore Unión Europea Planta Piloto - Ghent

33 PRODUCTOS

34 KIT WSSV

35 KIT PCR SALMONELLA

36 SERVICIOS GENÓMICOS -Secuencia de ácidos nucleicos -Caracterización genética de procariotes y hongos. -Asesoría en investigación -Investigaciones contratadas -Diagnóstico molecular -Servicios en bioinformática. -Clonaje de genes

37

38 Muchas gracias por su atención

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