Biocatálisis, Metagenómica y Biología Sintética

¿Qué tan complejos somos los seres vivos?. Tal vez podrías decir que mucho si te refieres a una orquídea que imita la forma de una hembra de colibrí para que un macho del ave pueda copular con ella en vuelo y pueda transportar el polen de una planta a otra que puede estar a una gran distancia. Pero aún cuando pensamos en seres aparentemente simples como una modesta bacteria, unicelular, pequeña; aún ese organismo es capaz de hacer algo que ni la máquina más grandiosa creada por el hombre puede hacer. Tener metabolismo. El metabolismo son todas aquellas reacciones bioquímicas que le permiten a la célula alimentarse, crecer, repararse, reproducirse y heredar a su descendencia características ganadas por su interacción con el medio ambiente . Ninguna máquina creada por el hombre se acerca remotamente a poder hacer esto.

 

¿Cómo una pequeña célula puede realizar todas estas funciones? Las células cuentan con unas pequeñas máquinas biológicas responsables de toda esa "magia". Se llaman enzimas. Las enzimas son moléculas en su mayoría de naturaleza protéica que tienen capacidad de catalizar reacciones químicas; es decir, de favorecerlas, de "acelerarlas". Además las enzimas son reguladas por la célula, de modo que además funcionan como los semáforos en una gran ciudad regulando el flujo de otras moléculas y dirigiendo su curso hacia aquellos destinos en dónde se requieren para realizar alguna función como crecer, almacenar alimentos, sintetizar algún componente nuevo, etc.

 

Las enzimas son máquinas maravillosas que obedecen a las leyes de la termodinámica. Responden a cambios de pH, a la concentración de su sustrato y hasta a inhibidores. en este curso podrás conocerlas a fondo, podrás aprender cómo una sencilla molécula es capaz de catalizar una reacción química. En este curso podrás conocer los equipos de laboratorio que usamos para analizarlas y podrás hacer algunos de los experimentos que nos permiten evaluar su capacidad catalítica. Al final del curso incluso veremos cómo las enzimas son capaces de catalizar reacciones bioquímicas tan violentas como para poder impulsar un cohete.

 

También revisaremos temas de metagenómica, una de las técnicas derivadas de las herramientas de secuenciación masiva del ADN y de la bioinformática. Platicaremos sobre cómo podemos usar estas herramientas para descubrir nuevas enzimas que podamos aplicar en procesos industriales nuevos o mejorados , incluso cómo podemos diseñar nuevas enzimas y circuitos biológicos empleando biología sintética.

 

Yuri Peña

Junio de 2017

 

 

Responsable del curso

Mi nombre es Yuri Jorge Peña Ramírez. Nací en el ex DF en 1973. Mi familia era de clase trabajadora, mis padres ambos asalariados del gobierno quienes junto con mis hermanos vivíamos en una de muchas casitas de Fovissste, con minipatios. Un mundo sin mucho contacto con la naturaleza. Desde pequeño mi padre me regalaba legos, juegos para armar cosas y me daba cosas para desarmar. Ahí nació mi curiosidad de cómo funcionan las cosas, qué partes las componen. Tenía apenas 8 o 9 años cuando me preguntaba cuáles eran los engranes que permitían que los insectos se movieran? Con lupa y luego después con un microscopio "Mi Alegría" disectaba lo más humanamente posible algunos insectos buscando esos engranes, bloques, partes que encajaran en mi lógica de cómo funcionaban esos seres. Obviamente las Ciencias Naturales siempre fueron lo mío, pero soportadas por la dureza y precisión de la química la física y de las matemáticas (Esas materias eran deliciosamente parecidas a los engranes y legos. partes que se combinan, y dan resultados predecibles) Mi infancia además estuvo enriquecida por la serie Cosmos de Carl Sagan la cual vi una y otra vez. En la prepa, me tocó ir en el turno de la tarde, las mañanas eran afortunadamente muy aburridas en contenidos de TV y lo único rescatable era un programa del CONACYT que salía a mediodía. En media hora daban cápsulas de científicos y sus logros. Yo no sabía cómo llegar ahí. Una vez vi un programa donde hablaban de los primeros experimentos de Ingeniería Genética, me fascinó, pero me desilusioné, porque creí que eso se veía en el área de Ingenierías y yo había elegido en la prepa el área de químico biológicas. Seguí y estudié biología. Debo decir que "mi panza" me aconsejó sabiamente al elegir esa carrera y para mi sorpresa me dí cuenta que justo la Carrera de Biología era la adecuada para hacer ingeniería genética. No tenía idea que en biología iba a aprender sobre esos engranes y su naturaleza: proteínas, carbohidratos, lípidos, ácidos nucléicos, etc. En las maravillosas prácticas de campo, muchas de ellas a Veracruz, se consolidó mi amor hacia la biodiversidad, concretamente a las plantas, las maravillosas plantas. Los majestuosos árboles tropicales. Obviamente la carrera de biología me enfocó hacia el posgrado. Hice la Maestría en Ciencias Químicas especialidad Bioquímica en la UNAM y luego el doctorado en el Cinvestav Irapuato en el Departamento de Ingeniería Genética de Plantas.  

Mi aprendizaje y mi escuela han continuado desde que egresé del doctorado hace ya 15 años trabajando en la academia y en la industria. Mis nuevos maestros son mis colegas, jefes, las personas a mi cargo, estudiantes y amigos con quienes tengo la fortuna de seguir haciendo lo que más me apasiona: Ser un Científico de plantas. Descubrir esos mecanismos que hacen a las plantas y a la vida tan fascinantes. La emoción de descubrir algo que nunca nadie jamás ha visto es un placer inigualable. Poder además convertir ese conocimiento en valores útiles para nuestro país es un privilegio y una responsabilidad muy grande.

Creo que algo que hago bien es formar científicos, por eso es que organizamos este taller en el ECOSUR Campeche, mi actual casa laboral.

Vídeos del curso: