Revista Conocimiento 38

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Albert Sasson, doctor en Ciencias Naturales por la Universidad de París, es un prominente investigador en el campo de la Biotecnología.

Biotecnología y Alimentos Conferencistas internacionales invitados: Ingo Potrykus SUIZA Luis Herrera Estrella MÉXICO Charles J. Arntzen ESTADOS UNIDOS Juan Pedro Laclette MÉXICO Marc Van Montagu BÉLGICA Gad Galili ISRAEL

Número 38, del 4 al 17 de agosto de 2006

Ulrich Wobus ALEMANIA Nelson Marmiroli ITALIA Jaap Bakker HOLANDA Luca Santi ITALIA Seminario sobre Nanobiotecnología Coordinador: Renzo Tomellini COMISIÓN EUROPEA

Director Luis Eugenio Todd

Autores invitados: Adriana Gutiérrez Díez, Julio César Vega, Miguel A. Gómez, Juan Antonio Vidales, Fermín Montes, Alberto Mendoza, Gilberto Salinas, Francisco Zavala García, Isabel López Zamora.

Doctora Patricia Liliana Cerda Pérez Investigadora / UANL Con nuevos enfoques para el logro de viejas y acariciadas metas, la biotecnología del III Milenio se avoca a contrarrestar la hambruna y, a mejorar las cosechas en una población que para el año 2030 llegarà a los 10 mil millones de habitantes.

Selectiva y precisa como es, esta multidisciplina promete llevar a los hogares de ricos y pobres alimentos variados y completos en aras de superar la desigualdad más atroz que recorre todo el orbe: el hambre y la desnutrición.

Las ciencias de la biología, química e ingeniería se aliaron,y en poco tiempo han sabido identificar los genes importantes que en plantas o animales permiten multiplicar productos que son vitales en la producción de alimentos, tales como enzimas, proteínas y vitaminas.

Nunca como ahora, en un mundo que oscila entre obesos y anoréxicos, la alimentación cobra una enorme importancia y actualidad. Las viejas expresiones de las abuelas, de que las personas “son lo que comen y beben” se han tornado en casi una evidencia científica.

Los ancestros contaban historias de amigos o familiares a los cuales la mala alimentación los había lanzado a toda clase de enfermedades infecciosas; a neurosis incontrolables o a partos mal logrados. Hoy, los hombres y las mujeres de ciencia nos dicen que ingerir correctamente nuestros alimentos nos garantiza individuos sanos y con un bienestar biológico, psicológico y social.

Y es que, si reflexionamos y nos detenemos a observar, los alimentos son nuestro principio de vida. Ellos de alguna manera representan nuestra salud física y hasta emocional.

A través de ellos, los padres y madres dan y reciben el afecto a sus hijos; con ellos también recordamos e identificamos los olores y los sabores agradables, los de los abuelos, los de la infancia, los de la seguridad en casa.

PROMESAS DE LA BIOTECNOLOGÍA Los beneficios que la biotecnología promete son cultivos más amigables con el medio ambiente; aceites de cocina más saludables; frutas y verduras con mayores niveles de nutrientes; mejores métodos de identificación y localización de toxinas, patógenos y contaminantes; la eliminación de proteínas alérgicas; la protección ambiental; mejorar la calidad de granos y semillas y tolerancia a sequías, inundaciones, al frío o al calor a los metales y a las sales.

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Las alternativas de la biotecnología alimentaria son todo un horizonte que puede ser venturoso en continentes pobres como África o América Latina; en África por ejemplo, multiplicando la capacidad de producir aun en tierras poco fértiles; en Latinoamérica, sobre tierras desgastadas y en zonas áridas.

Si el enfoque social de la biotecnología guía a esta hermosa multidisciplina, y en ella prevalece aquél por encima de las visiones de mercado, seguramente podrá erigirse en una de las mejores herramientas de cualquier Estado: la de colocar en el centro de las decisiones al ser humano que come y se alimenta bien, porque la democracia, dicen algunos, empieza en la mesa de obreros, campesinos y hasta de desempleados.

EDITORIAL Profesor Leonardo Santi

E

n esta ocasión, nuestra rededicaLeonardo gran parte de supresidente del Congreso El vista profesor Santi, contenido al tema de la Internacional bioMonterrey Bio06, es también presidente del tecnología y la Alimentación, Centro de Biotecnología Avanzada de Génova, Italia; jefe tema del que expertos internacionales Departamento de Oncología, Biología y Genética de la tratarán el segundo día del Congreso Escuela de Posgraduados en Oncología, y de la University Internacional bioMONTERREY School for Technicians in2006.

Biotechnology. Ha escrito más

Doctor Albert Sasson 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. En el Congreso bioMonterrey 2006 será relator de conclusiones generales.

de 250 documentos científicos en oncología experimental Es imperativo, enoncológica, esta épocacon deénfasis un y patología en cáncer de pulmón, crecimiento demográfico global imtumores ocupacionales y modificantes biológicos de Es Agrégé de I’Université y sus trabajos de investigación presionante, atender la vieja pregunta respuesta. en microbiología versan de modo particular sobre de Thomas Malthus, autor inglés, quien la microflora de las tierras áridas y sobre los señalóAdemás el riesgo de el planeta Tierra microorganismos, libres y simbióticos, fijadores de deque otras responsabilidades, es presidente se quede suficientes alimentos para para Bioseguridad y nitrógeno atmosférico. Luego de una carrera en la del sin Comité Nacional Italiano Todo lode demás: comunicación cambios del transgénicos para su población, pues esta última es crececoordinador Biotecnología.

También Comité internos Facultad de Ciencias, Rabat, retórica, fue nombrado decano de en forma exponencial, mientras que la adaptarse Nacional de Cáncer, del Ministerio de Salud. a su realidad circundante.

1963 a 1969. o paranoia social de diferentes producción agrícola lo hace en forma Es decir, lo transgénico no lo inventó el organizaciones no gubernamentales es una concepción abstracta hombre sino la propia naturaleza la solamente proporcional, y aunquedeesto Santi es miembro una no granfue variedad de organizaciones Sassondepertenece a diversas organizaciones, en ylas no debe ingresar a unacargos discusión no biología. confirmado, el riesgo está latente. e internacionales científicas nacionales y funge que ha desempeñado importantes a losi largo con los elementos científicos también como parte del consejo editorial de diversas de su carrera.cuenta Es miembro correspondiente de la Real suficientes para probar su presencia quedese presentarán enNacional Dicenpublicaciones los expertos científicas que para internacionales, el a- Las discusiones así como Academia de Farmacia (Instituto de España, dialéctica en unentema que Biológicas debe serde el senosobre de esta temática y Madrid); que serán ño 2020 el mundo tendrá ocho mil Europeo los siguientes comités: Grupo Ciencias doctor honoris causa Ciencias por losCuba; expertos y no por los analizadas por científicos muy promi- manejado de ladeVida (Comisión Foro Europeo la Universidad de la Habana, miembro asociado millones seres humanos,Europea, los que Bruselas), de Investigación el Cáncernentes (Comisión Europea,que handel Club de Roma y profesor sociales. invitado en el Instituto de comunicadores como aquéllos trabajado ocasionarán trastornossobre importantes coordinador de los Comités Italo-Americano Avanzados de la Universidad de las Naciones en el llamado golden rice o Estudios el famoso a su Bruselas), hábitat, generando un calentae global, Italo-Británico sobre Biotecnología, y miembro de que Unidas Yokohama).

Desdeque enero año 2000, señalando la del innovación científico mexicano acaba (UNU/IAS, de Concluyo miento mayor desforestación la Comisión Internacional sobre sintetizar Biosociedad (Cámara de alto nivel, en particular transgénica en los alimentos no es de un la el genoma del maízSasson dentroes de consultor y pérdida de la agricultura convende Comercio, París). un proyecto del CINVESTAV UNESCO. y también riesgo sino una esperanza, mientras cionalInternacional que la naturaleza nos otorga los que hablarán de la historia del trigo, se maneje con rigor científico, control por mandato divino. serán los que realmente marquen un experimental permanente y bajo las internacionales, pues el problema para la Gamiño comprensión de este normas Ante esta EDITORIAL perspectiva, hablar de camino Félix Ramos CONSEJO Doctora Liliana Patricia Cerda Pérez Directornecesario, Editorial Ingeniero Juan Antonio González Aréchiga la Comunicación avancesde científicos y de la bioética de acelerar la de losCiencias modificaciones a la producción de fenómeno, Maestro de Rodrigo Soto Presidentea través de utilizar la Licenciados Jorge Pedraza y no es producto de la producción alimentos a que nos correspondiente alimentos Secretario Editorial Licenciado Omar Cervantes Claudia Ordaz sino de los defectos intrínsecos las circunstancias del mundo ciencia importante ciencia de la Rodríguez genética, obligan Profesor Ismael Vidales Delgado Director de Comunicación La Ciencia es Cultura de la corrupción humana. no es un tema retórico, y menos actual.Educación Social del Gobierno del Estado Doctor Óscar Salas Fraire aún debeXavier ser Lozano aprovechado Licenciado Juan Roberto Zavala Ingeniero Martínez por Educación Física y Deporte los de laMora paranoia Ciencia en Familia M. expertos C. Silvia Patricia Castro social Doctor Mario César Salinas para generar un temor algo Doctor Jorge N. Valero Gil Doctor Mario César Salinassobre Carmona Las Universidades y la Ciencia 1596 a 1650 Ciencias Económicas y Sociales Doctora Diana que Reséndez Licenciada Alma Trejo monstruoso la Pérez producción Doctor Juan Lauro Aguirre Doctor Alan Castillo Rodríguez Licenciado Carlos Joloy transgénica puede propiciar en la Pienso, luego existo Ciencias Básicas y del Ambiente Ingeniero Jorge Mercado Salas Redacción raza humana.

DESCARTES

DIRECTORIO Para aclarar esta temática, Ingeniero Antonio Zárate Negrón hay que utilizar métodoCiudad científico y Director del el Programa recordar que Del desde hace muchos Internacional Conocimiento Doctor Eugenio años o Luis siglos, los Todd seres humanos, Director General los animales y la agricultura, por

influencia del ambiente, generan

Ingeniero Gabriel Todd Licenciado Víctor Eduardo Armendáriz Ruiz Desarrollo Urbano y Social Diseñador Y Dios dijo: “creced y multiplicaos”; Doctor David Gómez Almaguer Arquitecto Rafael Adame Doria Ciencias Médicas Arte Gráfico y creamos pero nosotros exageramos Contador Público José Cárdenas Cavazos Profesor Oliverio Anaya Rodríguez un problema.

Ciencias Políticas y/o de Administración Circulación y Administración Pública

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Contenido

Conocimiento

Arroz dorado, un ejemplo de biofortificación, 3

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Alternativas para el manejo de malezas en sistemas de cultivo, 27

Navegando por el genoma del maíz, 6 Seminario sobre Nanobiotecnología, 30 CINVESTAV Irapuato, líder en producción de vacunas y compuestos farmacéuticos de plantas, 10

Los nanobiocidas y sus usos potenciales en Medicina, 31

Vacunas provenientes de plantas, 13

Nanotecnología para la vida, 33

Biotecnología, reto para la sociedad, 15

Bioexplotación agroalimentaria para la producción de plantas y metabolitos, 37

esperanza para un mundo que no acaba de crecer “Somos un experimento viviente”

Microorganismos simbióticos, alternativa ecológica para mejores cosechas, 18

Margulis (activista de Greenpeace)

Vacuna contra la peste, producida en plantas, 40

Uso de los marcadores genético moleculares en el mejoramiento nutricional de las plantas, 20

Las plantas y sus virus, como biorreactores, 43

La Biotecnología en el desarrollo de plantas de importancia económica, 23

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Ingeniera Claudia Ordaz Catedrática del Departamento de Comunicación / ITESM

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omemos. Al comer, socializamos, fortalecemos LOS ALIMENTOS ALTERADOS lazos de amistad, comemos en familia, comemos Pero el asunto de la clonación en diversas especies no es para cerrar tratos de negocios, para conversar. novedad; los primeros intentos datan desde 1952, cuando La comida forma parte de la cultura de cada Robert Briggs y Thomas King, basándose en la teoría del Fermín Montes Cavazos A. Gómez Lim nación; representa sus costumbres, su religiónMiguel científico Spemann, clonaron ranas. Tampoco resulta nada Es licenciado en Biología, egresado de la Facultad de Ciencias de la UNAM y doctor en Es ingeniero agrónomo por la UANL y tiene una maestría en Horticultura por la Universidad Estatal de Nuevo México,yEstados Ha tomado de Tecnología dede Semillas y paísCiencias con Especialidad en Biología Molecular de Plantas, Universidad de Edimburgo, sus Unidos. creencias.

Lacursos alimentación cada nuevo que los frankenalimentos o alimentos alterados de Semillas de Hortaliza en la Universidad Estatal de Mississippi y en la Autónoma Agraria no es más que el reflejo de su ubicación geográfica. NingúnEscocia. mediante la transferencia de genes provenientes de otras Antonio Narro.

Leos Martínez ser humano sería capaz de sobrevivir sin alimento por variosJosuéespecies, también denominados transgénicos, existen desde Es ingeniero agrónomo por la UANL, con Maestría en Parasitología Agrícola por el ITESM y Francisco Zavala García días. muchos años atrás.

Es ingeniero agrónomo con especialidad en Fitotecnia por la UANL, y tiene una maestría en Doctorado por Texas A&M University con la especialidad de Entomología. Actualmente está

Autores invitados:

Genética por el Colegio de Posgraduados en Chapingo. Es doctor en Genética y Fisiología de Plantas, por la Universidad de Nebraska.

recién jubilado de la Facultad de Agronomía de la UANL, donde sigue siendo el responsable del Laboratorio de Diagnóstico Fitosanitario.

Quizás cuando comemos ignoramos la cantidad de químicos, En 1944, Norman Borlaug mejoró el trigo mexicano, propenso Lara Villegascon el viento, -puesto que sus tallos eran muy Isabel López Zamoraaditivos y hormonas que les fueron agregados a losHumberto pesticidas, a quebrarse Es egresada de la Facultad de Biología de la Universidad Veracruzana, y tiene una Maestría Es médico cirujano egresado de la Universidad Autónoma de Guadalajara y tiene una alimentos antes de llegarde ala University nuestraof mesa.

Nos hemos grandes-, creando híbrido enanodecon grande y tallo maestría en Ciencias de la Vida, un Ministerio de Educación Israel.espiga Se especializa en temas en Ciencias en el Department of Forestry Florida. Actualmente realizavistos sus estudios de doctorado enen la misma norteamericana.

Forma que parte del de de bioseguridad, VIH-1 y Nanobiotecnología. involucrados esteinstitución mar de controversia haÁrea desatado grueso resistente a las condiciones climáticas de nuestro país.

Investigaciones en Biología Vegetal del Instituto de Investigaciones Biológicas. la clonación humana, no hay duda; los científicos de todo elEduardo El programa Pérez Tijerina tuvo éxito y fue aplicado en diversos países, por laIndia Universidad Baja California (UABC).

Tiene Maestría y un Doctorado en el Juliomundo César Vega Arreguín continuarán con sus programas de investigación hastaEs físico como y eldeMedio Oriente, por lounaque Borlaug recibió Es auxiliar de investigación en el Departamento de Ingeniería Genética de la Unidad Irapuato Física de Materiales, ambos grados académicos de un programa conjunto de la Universidad perfeccionar esteenproceso y como: realizar una clonación Premio Nobel de (UNAM) la Pazy elen 1970, al aliviar el problema del Cinvestav.

Ha participado investigaciones “Análisis del papel de TrAP enhumana la Nacional Autónoma de México Centro de Investigación Científica y Educaciónde la Superior de Ensenadaen (CICESE). expresión de la proteína de la cápside y el ciclo de infección del geminivirus TToMoV.” y perfecta. hambruna el mundo.

“Los virus: cómplices para descifrar procesos moleculares en las plantas”.

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CAMPO CONTINUAMENTE SUJETO A DEBATE La ingeniería genética o la biotecnología se está convirtiendo en un campo prometedor, aunque continuamente esté sujeto a debate. Los progresos que se han logrado en este ramo han sido muchos, considerando que somos poco más de seis mil millones de habitantes en el mundo, y que la tasa de crecimiento poblacional no se detiene. Somos muchas bocas para ser alimentadas y la comida transgénica resulta esperanzadora para un mundo que no termina de crecer y de reproducirse.

Tan sólo 53 millones de hectáreas en 13 naciones, entre ellas Argentina, Canadá, China, Australia y España, han sido cultivadas con estas rarezas de la biotecnología.

Los ingenieros genéticos pueden transferir tan sólo unos cuantos genes, ya sea entre especies con un parentesco lejano, Potrykus profesor de biotecnología de plantas en el Instituto de Ciencias de las o ya sea que noIngo guarden en absolutofue ningún parentesco.

Es Plantas de ETH, en Zurich, Suiza.

Su pescado, grupo de o investigación aplicó tecnología genética para contribuir así como un tomate puede contener un gen de un a laser seguridad alimenticia en los países enpara desarrollo. Se jubiló en abril de 1999. una lechuga puede inoculada con un gen de una rata hacer que la planta produzca vitamina C, o agregar genes de Nació el 5 de diciembre de 1933 en Hirschberg/Schlesien, Alemania. Estudió biología en la Universidad la palomilla cecropia a los manzanos para protegerlos de la de Colonia y obtuvo su doctorado en el Instituto Max-Planck para la Investigación de la Producción plaga ígnea. de Plantas. Tras varios años en el Instituto de Fisiología de Plantas (Universidad de Hohenheim), dirigió un grupo de investigación en el Instituto Max-Planck de Genética de Plantas. En 1976 viajó a CULTIVOS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS Basilea para establecer el área de ingeniería genética de plantas en el Instituto Friedrich Miescher.

Existen decenas de cultivos que han sido genéticamente modificados y que se encuentran en el mercado: variedades Su grupo de investigación se dedicó a proyectos de ingeniería genética para mejorar la estabilidad de de maíz, calabaza, colza, soya, y algodón. ¿Suena aterrador las cosechas y la calidad alimenticia del arroz, trigo, mijo y mandioca. Sus resultados y tecnologías engullir un tomate en una rica ensalada que provenga de han sido transferidos a los países en desarrollo a través de centros internacionales de investigación, un gen de pescado? No se asuste. Son los frankenalimentos. sin costos ni restricciones de propiedad intelectual. El mejor ejemplo es el llamado Golden Rice, una Y la idea de todo estovariedad es insertar uno oproveedora varios genes de un A que es ampliamente reconocida como un modelo nueva de arroz de vitamina organismo donante que tenga una cualidad o característica ejemplar para reducir de manera sustentable la desnutrición en los países en desarrollo. deseable de que el otro organismo carezca.

Desde su jubilación, Ingo Potrykus, como presidente del Consejo Internacional Humanitario del Más del 70 por ciento losenfoca cultivos han sido alterados ecologistas queante se las pueden derivar daños Goldende Rice, susque esfuerzos para promoverMuchos el Golden Rice entre aseguran agricultores, barreras en diversos invernaderos o plantíos han sido diseñados para colaterales como que estos cultivos alterados a la cosecha de organismos genéticamente modificados. Para ello, ha establecido colaboración conaceleren la la resistencia a 14 losinstituciones herbicidas, ydedicadas la mayoríaalde ellosencontiene evolución insectos más sofisticados resistentes a las arroz India, China, Vietnam,deBangladesh, Indonesia y Filipinas. la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt), que es capaz de producir toxinas de la Bt; y dichas toxinas afecten de manera negativa su propio mecanismo de defensa en contra de plagas. a los ecosistemas. En 1999, el polen de maíz con Bt dañó al 44 por ciento de las orugas de las mariposas monarcas en tan Haciendo un balance de lo que estos “super alimentos” nos sólo 4 días. pueden ofrecer, se puede decir que los rendimientos de cosechas son más altos, se usa menor cantidad de pesticida MODALIDAD NO EXENTA DE RIESGOS como el Bt mencionado anteriormente, que funciona como un ¿Qué tanto podremos llegar a tolerar los frankenalimentos? Me plaguicida, y al prescindir del uso de pesticidas se respeta y se refiero a nuestra salud. Se podrían introducir alérgenos en los conserva el suelo; hay una mejora en la nutrición, puesto que alimentos. Michael Hansen, un estudioso en el tema, especula la biotecnología puede manipular genéticamente alimentos si esta nueva modalidad gastronómica no representará un que carecen de ciertos nutrientes, haciéndolos ricos en ellos. peligro para nosotros, como la generación de ciertos tipos de Por ejemplo, fortaleciéndolos en vitaminas, reduciendo o cáncer o la creación de nuevos tipos de toxinas. A mi parecer, Doctora Adriana Gutiérrez-Díez aumentando las proteínas; eliminando alérgenos o toxinas toda creación o invento científico merece reflexión. Por Facultad de Agronomía / UANL naturales.

Además, contribuye a la mejora de la calidad del ejemplo, la clonación de seres humanos pisa terrenos divinos, alimento: tomates con mayor vida de anaquel, calabazas cruza la línea de lo ético y de lo moral. inmunes a virus, vacas que producen mayor volumen de leche ¿Te imaginas que con sólo consumir de 100 a 200 gramos de Estos nutrientes se pierden durante el proceso de trilla y pulido al día, pescados de mayor tamaño.

Pero en mi opinión, la biotecnología empleada en alimentos arroz recibas la aportación diaria de vitamina A recomendada a que son sometidos los granos para su comercialización y puede ser la panacea en un mundo desnutrido, un mundo en la dieta? Esto es ya una realidad, gracias al arroz dorado alargamiento de vida en almacén. La transformación del arroz Pero la clonación o la biotecnología en alimentos es una donde urge mejorar la calidad de vida. La biotecnología o golden rice. El arroz dorado es una variedad de arroz convencional en arroz dorado se debió a la introducción de Caja de Pandora que puede desatar así como controversias, puede representar el cuerno de la abundancia; claro, lleva (Oriza sativa) producida a través de ingeniería genética para tres genes responsables de la biosíntesis de beta-carotenos: preguntas sin respuestas y resultados incontrolables. La fuerza sus riesgos que se deben sopesar contra los beneficios que generar pro-vitamina A (beta-caroteno) en la parte comestible psy, lyc y crt1, los dos primeros provenientes de una especie devastadora con la que camina la tecnología responde a las este tipo de alimentos nos pueda llegar a brindar. No cabe de la planta, que es el grano. Las plantas de arroz producen de narciso (Narcissus pseudonarcissus) y el último proveniente necesidades de un mundo que duplicará su población en duda, somos, como dijo Margulis, un experimento viviente. beta-carotenos en los tejidos verdes, pero no en el endospermo de la bacteria del suelo Erwinia uredovora.

40 años. Uno de los puntos más criticados es que los cultivos (parte consumible de la semilla); la capa externa del grano, alterados pueden propagar sus genes a parientes silvestres también llamada aleurona, contiene nutrientes como vitamina El arroz dorado es un proyecto que inició en 1992, (puedes y los nuevos organismos alterados podrían ser difíciles de Comentarios: cordaz@itesm.mx B y ácidos grasos, pero no vitamina A. consultar su página de Internet para mayor información: controlar.

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www.goldenrice.org); los investigadores creadores de este arroz biofortificado son los profesores Ingo Potrykus, del Instituto de Ciencias de Plantas del Instituto Federal de Tecnología de Suiza, y Peter Beyer, de la Universidad de Freiburg. El primer arroz dorado que se originó fue nombrado SGR1, y bajo condiciones de invernadero produce 1.6 µg de beta-caroteno por cada gramo de carotenoides.

NUEVA VARIEDAD En el año 2005, un grupo de investigadores de la compañía de biotecnología Syngenta produjeron una variedad de arroz dorado a la que nombraron arroz dorado 2, el cual produce 23 veces más carotenoides que el arroz dorado de Potrykus; es decir, más de 37 µg de beta-carotenos por gramo de carotenoides, por lo que para recibir la recomendación diaria de vitamina A es necesario consumir 144 gramos de este arroz. Lo anterior se logró gracias a la combinación del gen psy del maíz con el gen crt1 del arroz dorado original. El arroz dorado se ha mejorado con variedades locales de Filipinas y Taiwán y con la variedad americana Cocodrie. Después de años de espera, el cultivo fue llevado a campo en 2004, con la colaboración de la Universidad de Louisiana. Los resultados preliminares de estos ensayos mostraron que el cultivo produce de 3 a 4 veces más beta-carotenos cuando crece en el campo que cuando crece en invernadero.

DEFICIENCIAS EN ÁFRICA Y ASIA El objetivo principal de los investigadores que encabezan el proyecto del arroz dorado, es ayudar a los niños que sufren deficiencia de vitamina A. A inicios del siglo 21, se estimó que 124 millones de personas en 118 países de África y del Sureste de Asia fueron afectadas por deficiencia de vitamina A. Esta deficiencia en la dieta, de acuerdo con la Organización Mundial de la Salud, es responsable anualmente de la muerte de uno a dos millones de personas, de la pérdida de la vista irreversible en 500 Maestro Rodrigo Soto mil, y de millones de casos de xeroftalmia.

Mercadotecnia Social La población más vulnerable son los niños y las mujeresalembarazadas. vez dentro de nuestro mapa genético tengamos algún recuerdo de cuando deambulábamos por el La vitamina A es suplementada oralmentede o inyectada en lo bosque o la estepa en la búsqueda los alimentos; aquellasque áreas del mundo donde la dieta es deficiente en esta sí es seguro es que sufrimos una transformación vitamina.

Aun y cuando existen programas de suplementación respecto de la forma en que comíamos anteriormente y la de vitamina para niños de cinco años en países con forma en queAcomemos enmenores la actualidad. deficiencia de la misma, estos programas no son suficientes, y tanto la UNICEF como las ONGs involucradas Según la revista Scientific American y el artículo escritoenporla suplementación de vitamina A reportan que se van perdiendo David R. Begun, profesor de antropología de la Universidad las mismas en las áreas donde son primordiales. de Toronto, entre hace 22 millones y 5.5 millones de años,

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La primera estrategia, de acuerdo con la profesora Katharine Milton, del Departamento de Ciencia Ambiental, en la Universidad de California, consistió en que nuestros ancestros se adaptaron a una clase de mezcla de alimentos que estaban en la zona donde habitaron. Es decir, su dieta se componía de hojas, flores, tallos y algunas frutas.

LA PROTECCIÓN DE LAS PLANTAS Pero esta situación no era sencilla, comenta la doctora Milton, pues las plantas aunque no pueden salir corriendo para escapar en un tiempo conocido como la “Época del Mioceno”, existían de sus depredadores, contienen en algunas de sus hojas y ELEMENTO EN LA INFANTIL tallos una serie de elementos químicos que las protegen de alrededor de BÁSICO 100 especies deDIETA la familia homínida.

Dado que el arroz es un elemento básico ensobresalió la dieta de los niños los mamíferos, pues éstos no las pueden digerir, ni pueden Entre esta vasta composición de primates, nuestra en los países connodeficiencia vitamina A, la transformación especie, gracias sólo a quedetomó conciencia rápidamente obtener grandes nutrientes o energía de éstas. genética del arroz para que produzca pro-vitamina A es una del mundo que le rodea, sino también a su dieta evolutiva, alternativa simple y barata para suplementarla; por ejemplo, que le permitió extraer los nutrientes necesarios de cada Sin embargo nuestro estómago y tracto intestinal en el caso de áreas rurales remotas; podemos considerar que evolucionaron para poder digerir esta clase de alimentos, así alimento que ingería.

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como para obtener nutrientes de ellos, cuyas bacterias ayudan a que se liberen gases y a que éstos, combinados con el torrente sanguíneo, produzcan energía para algunos tejidos o pasen al hígado para que se conviertan en glucosa.

La segunda estrategia fue la memoria de estos animales, pues querían obtener plantas de mejor calidad, y por ello recordaban con facilidad los lugares en los cuales se encontraban los frutos y otros vegetales deseados para una mejor combinación alimenticia.

De ahí que un primate de cerebro de mayor tamaño tenía ventaja sobre otro que no tuviera la misma capacidad neuronal. Para la profesora Milton, es interesante observar que algunas especies de la categoría “Homo” eran muy similares al conocido Australopithecus, con la diferencia de que nuestro género tenía un cerebro más grande.

el cual ya no deambula para conseguir comida, sino se la pasa sentado frente a una computadora en el trabajo, con una mala alimentación rica en grasas que no se pueden disolver tan fácilmente, y que se van acumulando en nuestros tejidos.

Por otro lado, la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, señala que existen alrededor de 11 millones de niños que mueren antes de llegar a los 5 años, y vincula la desnutrición con problemas de aprendizaje en el futuro.

ESTRATEGIAS REQUERIDAS Si quisiéramos hacer un cambio disruptivo y realmente dar solución a esta situación se requieren tres estrategias: 1.Analizar la dieta del planeta de los simios; es decir, lo que comían nuestros antepasados en su evolución hasta nuestros días, con el fin de incorporar esos nutrientes, por medios biotecnológicos, a los alimentos que consumimos.

Para ello se requiere el desarrollo de nuevos productos y tecnologías para la producción de cosechas ricas en nutrientes, como el caso de la fibra que anteriormente teníamos en abundancia en la dieta diaria, pero de la que ahora carecemos a la hora de procesar los alimentos.

Estos alimentos biotecnológicos, además de nutrir, pueden aliviar los males que acosan a los seres humanos. Como ejemplo, tenemos las vacunas que se podrán ingerir al comer un tomate, un plátano o una papa, ya que éstos guardan mejor las propiedades necesarias para mantener activa la sustancia de la vacuna y son IMPORTANCIA DEL TAMAÑO Los granos de arroz dorado fácilmente se reconocen por su color amarillo, producto de los beta-carotenos; mientras mayor productos que con facilidad pueden ser modificados genéticamente. laCEREBRAL concentración de los mismos, mayor la intensidad del color.

Siguiendo esta línea, como lo expone la profesora Katharine Milton, se favoreció 2.Establecer una política especial para que los alimentos puedan llegar a quienes los necesitan. la clase que supo mejor del combinar el unmás laa transformación genética arroz es equivalente del En la actualidad Syngenta no tiene interés comercial en el uso tamaño cerebral o su poder cerebral en de la planta. Como todo cultivo modificado genéticamente, agua fluorada y de la sal yodatada.

De acuerdo con cifras aproximadamente 800 millones de personas la solución de problemas dietéticos. seinternacionales, han generado controversias alrededor del arroz dorado se van a dormir hambrientas todos los días, y no es porque no exista suficiente Debido a la importancia y al impacto del proyecto en la por parte de activistas anti-organismos modificados comida, debido genéticamente, a situaciones problemáticas de política y distribución.

Resulta infantil irónico mundial, pensar que fuimos de como Greenpeace, que originalmente objetaba nutrición la fundación Bill y sino Melinda teniendo una especie de metamorfosis Gates otorgó financiamiento en junio de 2005 a Peter Beyer la cantidad de vitamina A que producía el arroz dorado SGR1, 3.Eliminar el miedo que los que consumidores los aalimentos manipulados en nuestro debido el quetienen se tenían consumir dea 1.5 2 kilogramos de arroz para mejorar aparato el arrozdigestivo, dorado mediante incremento de ya biotecnológicamente. al entorno alimenticio en que pro-vitamina A, vitamina E, hierro y zinc, así como para el por día para alcanzar la dosis diaria recomendada; a pesar del nos encontrábamos y aproteica, nuestras mejoramiento de la calidad todo esto mediante la desarrollo de las nuevas variedades de arroz dorado en las que tecnológica nolaesproducción nueva, puesdepodemos tomar elGreenpeace ejemplo de preferencias en cuanto a cierto tipo Esta área de estudiose incrementó beta-carotenos, transformación genética.

Colegio de Agricultura de Penn State, quien señala que 3 mil de plantas. Así pues, obteníamos los Krista Weidner, del sigue manteniendo su objeción al cultivo, bajo el argumento años antes de Cristo, los indios en Perú vieron que ciertos tipos de papas nutrientes necesarios de este escaso abrirá El profesor Potrykus realiza en forma continua esfuerzos de que el arroz dorado es el “Caballo de Troya” que crecían mejor a 4 milpara 200 metros de altura que a 3 mil. dio como resultado que se menú; tanto dorado que ensea la distribuido actualidad gratuitamente la puerta a la dispersión de Esto los organismos genéticamente para queen el arroz cultivaran las papas a diferentes alturas, dependiendo de su tipo y clase.

De acuerdo sufrimos problemas digestivos por falta agricultura de subsistencia, pero esto requiere que las empresas modificados. conintelectual la definición, de fibras al sobre procesamiento que tienen que los ayuden derechos la propiedad del lo anterior es biotecnología en el sentido estricto. de los alimentos. cultivo otorguen los permisos para liberarlo. Debido a que Existen y seguirán existiendo grupos que se opongan al cultivo la biotecnología, en su área dorado, de alimentos, puede sernola muestren que alivie y consumo del arroz pero mientras recibieron financiamiento del Programa En de conclusión, Investigación la hambruna mundial, y es la que está estimulando la creatividad mental para Requerimos, por tanto, tener una “Caroteno Plus” de la Comisión Europea, tuvieron que ceder datos y resultados generados bajo rutinas de investigación aumentar nuestra estancia en la Tierra.

El mono obeso y el mono escuálido esperan bioalimentación; es decir, alimentación los derechos del descubrimiento del arroz dorado a Syngenta y sustentados en bases científicas, no pueden desaprobar y la nueva de loselbioalimentos y eninvestigadores esta ocasión estaremos buscando asociada con del la biotecnología, en la cual censurar trabajo de los y el beneficio del (patrocinador programa Caroteno Plus).con La ansia liberación de dieta adaptar los alimentos a nosotros y no viceversa, como ocurrió en el pasado.

Una vez se haga una dieta básica similar a la que permisos para utilizar el arroz dorado se agilizó debido a la consumo del arroz dorado en la población. más estamos modificando nuestro ambiente. tuvieron nuestros ancestros homínidos publicación realizada por la revista TIME en julio de 2000, en épocas anteriores y que fluya al donde se decía que el arroz dorado es el primer cultivo El arroz dorado puede ser una de las mayores contribuciones grueso de genéticamente la población para que nadie inigualables. de mecanismo sustentable de distribución de vitamina modificado con beneficios quede fuera.

A en los países subdesarrollados; para lograr esto es USO COMERCIAL O HUMANITARIO EN ELdel arroz dorado debió entonces ElTRANSFORMACIÓN grupo de investigadores “MONO OBESO” definir entre el uso comercial o humanitario del cultivo; esto se Existenen dos vertientes: pordólares; un lado,es como definió base a diez mil decir, si los agricultores diría el doctor Campillo Álvarez, nos no producen más de diez mil dólares al año por el cultivo, hemos convertido en un “mono obeso”, no es necesario que le paguen regalías a Syngenta por el uso comercial del mismo; cuando el uso no es humanitario, se le permite al agricultor conservar y replantar la semilla.

necesario un gran esfuerzo interdisciplinario que incluya a científicos, mejoradores de cultivos, extensionistas, políticos y gobernantes, y a todos aquéllos que juegan un papel importante en la formación y educación de agricultores y consumidores.

Por último, si quieres conocer más sobre el arroz dorado, su pasado, presente y futuro, no te pierdas la conferencia del profesor Ingo Potrykus en el Congreso BioMonterrey 2006.

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Puede la ingeniería genética ser la solución

Luis Herrera Estrella. director del Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad alEshambre en países que actualmente no de México.

tienen alimentos suficientes para su población

Obtuvo su Doctorado en Biología Molecular de Plantas en la Universidad Estatal de Gent, Bélgica, en donde también realizó proyectos de investigación. Posteriormente, se integró como profesor de biología molecular de plantas en el CINVESTAV de la Ciudad de México, y fue designado jefe del Departamento tres años después.

En Ismael 1987 recibió el Premio “Javed Husain” de la UNESCO; en 1989, el Premio de “Investigación Científica Profesor Vidales Delgado en Ciencias Naturales de la Academia Mexicana de Ciencias”; en 1994, el Premio en “Biología de la Director del Centro de Altos Estudios Academia de Ciencias del Tercer Mundo”; en 1998, la Medalla RedBio de la Red Latinoamericana de e Investigación Pedagógica Biotecnología, y en 2000, la Medalla de la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual.

El grupo de investigación que dirige se ha centrado fundamentalmente en dos temas: La identificación de los elementos regulatorios de genes asociados a la fotosíntesis, que determinan su respuesta a factores ambientales, y la identificación de los mecanismos fisiológicos, bioquímicos y moleculares e que acuerdo con adeclaraciones de permiten las plantas adaptarse a condiciones limitantes de nutrientes en el suelo. la FAO, la biotecnología ofrece instrumentos poderosos para el de los consejos consultivos científicos de la Academia Mexicana de El profesor Herrera es miembro desarrollo sostenible de la agricultura, Ciencias, del Centro Internacional de Ingeniería Genética y Biotecnología, y del Consejo de Acción la pesca sobre y la actividad forestal, como Biotecnología de así la UNESCO. de las industrias alimentarias.

D

De esto podemos inferir que la biotecnología estaría en posibilidad de integrarse con otras tecnologías para la producción de alimentos que satisfagan el hambre de una población en crecimiento, cada vez más urbanizada.

Aquí, cabe preguntarnos, antes de continuar: ¿qué es la biotecnología?

El Convenio sobre la Diversidad Biológica ofrece la siguiente definición: “La biotecnología es toda aplicación tecnológica que utilice sistemas Doctor Julio César Vega Arreguín biológicos y organismos vivos/ Doctor o sus Gustavo Hernández Guzmán Investigadores posdoctorales, Langebio, Cinvestav, Campus Guanajuato derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos”. Probablemente el primero que usó este término fue Kart Ereky, ingeniero húngaro, en 1919.

La identificación y la determinación de la secuencia nucleotídica deSurgen todos los genes del maíz es un paso clave e importantísimo aquí dos modos de entenderla: al uso de instrumentos y enuno elreferido estudio de la biología y la genética de esta planta tan técnicas que normal y tradicionalmente se han venido utilizando la agricultura de México arraigada en laencultura 6

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y en la producción de alimentos; y otro, que considera las nuevas técnicas del ADN, la biología molecular y las aplicaciones tecnológicas reproductivas, la manipulación y transferencia de genes, y clonación de plantas y animales.

DEBATE SOBRE BONDADES DE LA BIOTECNOLOGÍA Aquí es donde se abre el debate -no exento de cargas emocionales- sobre las bondades de la biotecnología; es donde escuchamos voces a favor y en contra, sin que por ahora sea posible declarar un ganador. Pero las voces finalmente deben ser escuchadas, porque, como señala Josh Billings: “El silencio es uno de los argumentos más difíciles de refutar”.

La FAO se pronuncia a favor de la ingeniería genética, ya que ésta puede elevar la producción y productividad en la agricultura, silvicultura y pesca. Puede ser la solución al hambre de países que actualmente no tienen alimentos suficientes para dar a su población.

Hay evidencias objetivas de que la ingeniería genética ha reducido la transmisión de enfermedades humanas y de los animales gracias a nuevas El maíz domesticado hace aproximadamente ocho mil Hiz”. Colón lo llevó a España en 1494, y varias generaciones vacunas.

Por fue ejemplo, se ha aplicado al años en Mesoamérica.

Datos arqueológicos sugieren que después era cultivado ya por todo el mundo. Sin embargo, sólo arroz para que contenga provitamina A y la región de Vegetal Mesoamérica se encuentra in en situ el esto sucedió en un área pequeña de México, entre Chiapas para América Latina todavía (REDBIO) hierro, que mejoran la salud de muchas de Cooperación Técnica enenBiotecnología ancestral que dio lugar a todas las variedades mejoradas y el sur de la Ciudad de México. Después, fue dispersado la que participan treinta y maíz tres países. personas pobres. por el Continente Americano a través de las migraciones cultivadas actualmente alrededor del mundo. En esta región existe además la mayor variación y diversificación del maíz, de los pueblos indígenas. Cuando los españoles llegaron SOBRE CÓDIGO DE CONDUCTA BIOTECNOLOGÍA CONSERVACIÓN DE LA debido principalmente a la gran diversidad de ambientes a América, el cultivo del maíz ya se extendía desde Canadá Un ejemplo concreto del interés del organismo internacional en la investigación BIODIVERSIDAD clima, etcétera) y a las condiciones culturales y (sistema hastatambién Chile. Sede cree que maíz fue domesticado a partir de (suelo, sobre el tema es la Comisión sobre Recursos Genéticos para la Alimentación la Se habla que losel métodos y tipo de consumo) relacionadas con su una planta silvestre teosintle significa“que “grano de de producción Agricultura, constituye un foro intergubernamental permanente donde los biotecnológicos mejoranllamada la calidad y (que cultivo.

Dios”), aunque existen evidencias claras están de esta relación un elaborando Código de Conducta sobre Biotecnología, con el fin de consistencia de los no alimentos; limpian países ancestro-descendiente.

Sin embargo, el teosintle sigue siendo derrames de hidrocarburos y eliminan elevar al máximo los beneficios de las biotecnologías modernas y reducir al mínimo EL GENOMA DEL MAÍZ científicas y tendrá en cuenta las el pariente cercano del frágiles. maíz. los riesgos. El Código se basará en consideraciones metales pesadosmás en ecosistemas El genoma de uny organismo es la información genética éticas de la biotecnología.”

Las plantas elevan su rendimiento y se repercusiones ambientales, socioeconómicas codificada en forma de ADN (ácido desoxirribonucleico) ALIMENTO, MONEDA Y RELIGIÓN han desarrollado genotipos mejores cuyas unidades de almacenamiento de la en información Durante siglos, el maíz ha estado estrechamente ligado este tema son en forma más rápida, contribuyendo Lo ideal es que la sociedad pueda participar en la toma de decisiones los agenes.

Lacargado moléculadedeesperanza; ADN se conforma de cuatro a las condiciones de vida dedelos para quienes pero sumamente complejo, la vez sin embargo, no sebases en esta forma a la conservación la mexicanos, químicas llamadas Adenina, Timina, Guanina y Citosina, históricamente ha sido alimento, moneda y religión.

Para las puede opinar sin contar con suficiente información, bien documentada, que permita y se biodiversidad. representan con las letras A, T, G y C, cuyo orden y organización civilizaciones azteca, maya, e inca, además de constituir el riesgos un análisis racional entre y beneficios. en el genoma determinan todas las características que le dan alimento básico, el maíz desempeñaba un papel predominante Pero también la FAO reconoce ciertos organismo.

El un tamaño del genoma de las plantas en supotenciales cultura; estaba y ceremonias La biotecnología no es, enidentidad sí misma,aluna ciencia; es enfoque multidisciplinario riesgos quepresente planteaenlalas creencias puede variar de manera considerable.

Por ejemplo, el genoma religiosas como elemento decorativo de cerámicas, tumbas, biotecnología, principalmente a la que involucra varias disciplinas y ciencias: biología, bioquímica, genética, virología, del arroz contiene 430 millones de pares de bases; el del trigo templos y esculturas, y era además motivo de leyendas y salud humana y de los animales, agronomía, ingeniería, química, medicina y veterinaria, entre otras. En estas contiene nada más y nada menos que 16 mil millones tradiciones que resaltan la importancia económica, agrícola y y al medio ambiente. El organismo condiciones, la participación de la sociedad debe realizarse a través de científicos de de bases, el de la planta thaliana social considera de su cultivo.

El maíz era considerado casi como un pares probado comportamiento ético, ydelejano deycualquier interésmodelo que noArabidopsis sea el bienestar mundial legítimas estas contiene sólo 145 millones de pares de bases. dios, al que se rendía culto, y era objeto del folklore y ritos preocupaciones, y trabaja en programas del género humano. religiosos. específicos por la bioseguridad de Esta granteniendo diferenciaamplia en el tamaño del genoma de estas plantas sigue y efectiva aplicación en las cada producto o proceso antes de su En tanto, la biotecnología y de muchas otras debe principalmente al contenido de ADN Según las crónicas, europeos maíz durante la Vida expandiendo cada día suse aplicación a los más variados campos homologación.

En tanto los se avanza en descubrieron las Cienciaselde repetitivo, el cual se compone principalmente de elementos la exploración de lapresta isla deasistencia Cuba por loscientíficos hombres deyColón, el 6 principalmente humanos, al campo terapéutico y farmacéutico, la investigaciones, la FAO transposables (secuencias de ADN que pueden moverse de de noviembre de 1492.

Ahí, los indios tainos le llamaban “Maa los estados miembros mediante la Red agricultura y la ganadería, la alimentación y el ambiente.

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SECUENCIANDO LOS GENES DEL MAÍZ La elección de una estrategia apropiada de secuenciación genómica depende de las características del genoma a secuenciar, de la tecnología con que se cuente y de la disponibilidad de recursos económicos. En plantas como el maíz, en donde los elementos repetitivos constituyen más de la mitad de su complejo genoma, la tarea de secuenciarlo En elDOS Cuestionamiento RacionalMR, la revolucionaria tecnología completamente se hace extremadamente complicada.

SÓLO GENOMAS VEGETALES de Keith Raniere, hay un proceso bien definido para desarrollar SECUENCIADOS COMPLETAMENTE unevidencias sistema desugieren moralidad se explica engenoma “Destino Es así como surge la necesidad de desarrollar tecnologías Las queética. dicha Como distribución en el desconocido”, el proceso de la ética involucra el desarrollo se aplica también al maíz; de ahí el término “navegando” porde para aislar el ADN genómico enriquecido en genes y con siguientes elementos clave: este artículo. El maíz posee bajo contenido de ADN repetitivo. Una de estas prometedoras el los genoma con el que iniciamos un sitio a otro del genoma) y que constituye la mayor parte mide la en consistencia de la moralidad la moralidad midedelos del ADN genomas mayores de 600 ymillones de pares resultados de la ética.

Ya que sin moralidad no podemos bases. En este sentido, en una gran variedad de plantas se ha distinguir nuestro proceso ético es buenoeno pequeñas malo. En visto que lossigenes se encuentran normalmente este sentido, la ética es la regla y la moralidad su islas de unas 5 a 50 mil pares de bases dentro de ununidad mar dede medida. transposables distribuidos por todo el genoma. elementos

un genoma de dos mil 500 millones de pares de bases, unas entre proceso y contenido.

“Contenido” es lo 16Diferenciar veces mayor que el genoma de Arabidopsis thaliana, que identificamos como “causas” o “efectos”, mientras que cinco veces mayor que el del arroz y unas seis veces menor “proceso” nos permite entender las conexiones entre causas que el del trigo. Los genomas de A. thaliana y del arroz son y efectos. ejemplo, si vemos a la historia como una serie de los únicos Por genomas vegetales que han eventos aislados (contenido), en vez de una serie de patrones sido secuenciados completamente, estamos repetir el pasado. Al no y (procesos), considerando que condenados el tamaño adel entender las conexiones entre causas genoma del maíz es mucho mayor que y efectos, socavamos nuestra habilidad de transformarlos y limitamos el severamente de estas dos plantas, los recursos nuestro entendimiento de nuestrason participación en ellos. necesarios para su secuenciación proporcionalmente mayores.

Crear una moralidad consistente. La moralidad es nuestra paraque distinguir entre aeldiez bien y el mal. La clave para Sehabilidad ha estimado sólo un cinco tener una moralidad consistente es establecer una base clara por ciento del genoma del maíz codifica y consistente de definiciones “bien” y “mal”. Si nuestras para genes; el resto del genomapara podría definiciones de bien y mal son inconsistentes, lo serán también estar constituido casi en su totalidad de las evaluaciones en las que empleemos estas definiciones.

Esto secuencias repetitivas, principalmente es similartransposables. a medir distancias usando una regla cuyas unidades elementos de medida cambian constantemente.

De éstos, aproximadamente un 60 Cultivar profundo aconocimiento por ciento un corresponde retrotrans- de nuestros valores.

Nuestros llamados valores, loLong que esterminal importante para nosotros, se posones convierten en nuestras metas, nuestros repeat-retrotransposons. Los retrotrans- destinos en la jornada de la vida.

Si no definimos por qué elegimos posones se propagan dentroy entendemos de la cada uno de nuestros valores, es probable que acabemos a la planta por un mecanismo similar al deriva. ciclo de vida de los retrovirus: mediante un proceso de transcripción Crear seguido conciencia de integración las consecuencias a corto y largo reversa de la en plazo de nuestras decisiones.

Para verdaderamente tomar el genoma del ADN complementario decisiones Es ecológicas, es importante sintetizado. muy probable que los considerar los posibles efectos a corto yylargo plazo de nuestras acciones. De no retrotransposones los retrovirus se hacerlo, seremos para siempre perseguidos por nuestro derivaran de un ancestro común. pasado. Por ejemplo, si quiero entrenar para un maratón y no díasen deplantas la semana porque se sintió más cómodo Noentreno se sabecinco por qué como el maíz se ha acumulado no hacerlo, mi falta de entrenamiento seguramente se hará ese 90-95 por ciento de ADN repetitivo y que aparentemente notar el día de la carrera. no tiene función alguna. En otros organismos se ha visto que existen algunos genes que son importantes y que se encuentran Distinguir y reglas.

Las reglas son En derivadas dentro de lo entre que enética apariencia es ADN repetitivo. el maíz,de la ética con la intención de hacer la vida más fácil mejor así como en diversos organismos en los que al momentoono se (p. ej. las leyes de tránsito pueden provenir de la ética de la tienen elementos claros de la participación del ADN repetitivo y ayudan a los conductores mantener ha un sido cierto enseguridad alguna función conocida, dicho ADNa repetitivo grado de orden).

Sin embargo, reemplazar la ética con reglas llamado “basura genómica” o “ADN espaciador”. es reemplazar procesos con contenido. Por ejemplo, Ud. nunca debeelpasarse una luzde roja, aunque esté a un Sin embargo, conocimiento la secuencia de llevando un genoma, moribundo al hospital.

El acto de reemplazar ética con reglas de su estructura y la función de cada una de las partes es por naturaleza poco y con la frecuencia inmoral. que lo constituyen, es ético sin duda clave para el mejor entendimiento de las relaciones entre los genes y el ADN El proceso la de ética es un sistema queelementos siempre en está repetitivo, así de como la importancia de estos evolucionando y modificándose a sí mismo: conforme sus la biología del organismo. elementos se refinan, éstos refinan a todo el sistema; y conforme

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tecnologías se llama “filtración por metilación”, y se basa en el aislamiento y secuenciación de las regiones “hipometiladas” del genoma del maíz, las cuales se ha descubierto que son ricas en genes, mientras que las secuencias repetitivas están generalmente “hipermetiladas”.

De esta manera, dicho patrón de metilación en el genoma del maíz ha sido ampliamente explotado en el Langebio del Cinvestav Campus Guanajuato, para secuenciar preferencialmente las regiones que codifican genes. Durante el proceso de secuenciación de cualquier genoma, el ADN se extrae de los núcleos de las células y se fragmenta en pequeños pedacitos que podrán ser leídos por el secuenciador utilizado. el sistema evoluciona, igualmente evolucionan sus elementos.

Por ejemplo, conforme más profundamente CONSTRUCCIÓN DE UINAcomprendamos nuestros valores, ellos actuarán como un estándar de medición BIBLIOTECA GENÓMICA contra el cual evaluar nuestras decisiones.

Considere el del caso Normalmente esta fragmentación de una persona quegenoma elige el vegetarianismo porque se realiza al azar por empieza medios a sentirse incómoda con la idea dees matar animales. principio mecánicos; aquí donde Al podemos el valor que motiva esta decisión puede no ser fácilmente modificar la estrategia de construcción entendido; pero conde el una tiempo la persona puede darse cuenta biblioteca genómica sin filtrar, de que hacer la transición a un estilo vida vegetariano para obtener una de biblioteca genómicaes un efecto de su valor de “la vida”.

Conforme logre enriquecida en genes.

Estolasepersona logra utiliun conocimiento más profundo de este valor, éste afectará zando enzimas de restricción sensibles a todos los demásalelementos de su proceso toma de ADN metilado o bien de utilizando decisiones. Con respecto a que la moralidad, persona puede bacterias realicen ellamismo trabajo empezar a examinar sus definiciones de “bien” y “mal” de “filtrado” del ADN repetitivo in vivo.con respecto al valor de la vida (p. ej. “¿Es buena toda protección la vida mala toda destrucción de la vida?

Si estoy en Undegran reto oeses después el ensamblaje correcto de la secuencia una isla ydesierta y tengo la elección de morir hambre o genómica la anotación funcional de los genes de (asignación comerme un jabalí, ¿cuál destrucción de vida es mala?”). de la función basándose en su secuencia y en antecedentesLa persona puede a evaluar consecuencias a corto y bioquímicos y/o empezar genéticos) mediante las herramientas largo plazo diferentemente también (p. ej. “¿Qué si destruir bioinformáticas disponibles. Así, hemos generado una enorme vida a corto plazo protege a la vida a largo plazo? Esto cantidad de bibliotecas genómicas de maíz enriquecidas enes similar a mi elección de comer, y por lo tanto matar, vegetales genes, cuyo proceso de ensamblado y anotación se está para mantener salud ahora y un en el futuro”).

Similarmente, llevando a cabo ymi que representa avance considerable en el recién encontrado conocimiento del valor de la vida puede este proyecto genómico. dar lugar a que la persona se cuestione reglas que había confundido condeética ej. “Aprendí mandamiento, de ‘No Otra tecnología gran(p.utilidad para lael secuenciación matarás’, pero, ¿qué si estuviera frente a una situación en genomas complejos y que estamos explorado con el maíz en la un asesino matando a niños en inocentes y la única el que Langebio es: El estuviera análisis Cot, que consiste la reasociación forma detener la matanza fuera matando del ADNde desnaturalizado en solución, y que alseasesino? basa enSielno mato al de asesino, consentido a la matanza de esos principio que la¿acaso tasa ano la he cual una secuencia especifica se niños?”).

Con un entendimiento más profundo de este valor, reasocia es directamente proporcional al numero de veces que la persona estaráse también mejor equipada distinguir entre dicha secuencia encuentra en el genoma.para También estamos contenido y proceso, cultivando así un conocimiento más

Mientras que la mayoría de la gente tiende a enfocarse en el contenido o las aplicaciones específicas del proceso de toma de decisiones éticas (ya sea aplicado a la familia, los negocios, el gobierno, la sociedad, las ciencias, etcétera.) este enfoque comienza a cambiar conforme desarrollamos ética.

1. Arumuganathan K, Earle ED Al profundizar nuestra comprensión de DNA la ética, descubrimos (1991) Nuclear content of some que cultivar el proceso enimportant sí es de plant la mayor importancia, ya species.

Plant Mol Biol Reporter, 9:208-218. que una vez afinado podemos aplicarlo a cualquier tipo de 2. Buckler ES, Gaut BS, como McMullen decisión. Este sencillo proceso de tres pasos, se define MD (2006) Molecular and functional MR en el Cuestionamiento Racional , es como se puede aplicar diversity of maize. Curr Opin Plant la ética a cualquier área deBiol; contenido una vez que creamos y 9(2):172-6. comprendemos nuestros procesos éticos: 3. SanMiguel P, Bennetzen JL (1998)

Referencias

Evidence that a recent increase in

1. Evaluar el contenido. maize Tenemos primero examinar genome size was que caused by the amplification of intergene dónde nos encontramos conmassive respecto a un asunto en particular. retrotransposons.

Ann Bot, 82:37-44.

Por ejemplo, una agencia de gobierno puede descubrir que un 4. Sluyter A, Dominguez G (2006) pesticida usado por negocios agrícolas pequeños necesita ser Early maize (Zea mays L.) cultivation prohibido. La agencia tendrá que evaluar la información que in Mexico: dating sedimentary pollen tiene acerca del pesticida y aprender más acerca de él Proc y de cómo records and its implications. su uso afecta a todas las personas factores involucrados.

Natl AcadySci USA; 103(4):1147-51.

2. Identificar un estado meta. En base a nuestra ética y nuestro proceso de toma de decisiones éticas, debemos decidir dónde necesitamos estar o dónde queremos estar con respecto al asunto en cuestión. Con respecto al pesticida, por ejemplo, la agencia de gobierno puede decidir prohibir el pesticida genes similares desarrollando la obtención de bibliotecas genómicas de maíz por completo lo entre antesdiferentes posible. En esta parte del proceso, y, mediante análisis enriquecidas en secuencias reguladoras; es decir, secuencias laespecies agencia debe tomarel en cuenta cómo su meta afectaría evolutivo de a las secuencias que regulan la actividad de los genes y que normalmente se ultimadamente cada elemento involucrado ahora y en el de ADN, es posible elconocer encuentran junto a éstos o ahace distancias los agricultores, medio ambiente, los consumidores, profundo de por qué y cómo lo que muy hace,variables. en vez de sólo futuro: más sobre e el origen productoras mismo empresas industria del pesticida, etcétera. enfocarse en qué hace (p. ej. “Mis elecciones con respecto a mi las maíz. Por lado, ecológico el La diversidad en lasustentarme secuenciación Desarrollar un otro programa de transición hacia alimentación sondeunestrategias medio por utilizadas el cual puedo a 3.del secuencia un genoma comoeneleldel maíz Sin resultará sin voy duda enallá una elconocimiento estado meta. de El la paso final en el proceso es usar nuestro mídemismo y a mi ética mundo. embargo, más de los genesdedel y deformular su cobertura mayor un menor tiempo y conahora menos recursos, la maíz ética para el programa de transidel contenido de la en comida o la alimentación; veo todas conocimiento función biológicaque es nos de lleve una de nuestro estado actual a además de que la oportunidades secuencia de para los genes, al lo conocerse más ecológico mis elecciones como sustentar que es ción notable importancia el de una forma más rápida por medio de lascuando tecnologías estado meta. Aquípara es necesario considerar cada paso del importante para mi en mi vida”).

Ultimadamente, una nuestro establecimiento de alguna de enriquecimiento, permitirá el estudio de funciones y persona trasciende de las reglas a la ética y del contenido al programa y cómo éste afectará a todos los elementos actuantes utilidad procesos específicos en la planta que pudierancada ser acción de gran dentro delagro-industrial. sistema o sistemas involucrados. Por ejemplo, si proceso, eligiendo una existencia ética, identifica para la cómo agricultura. entrascendencia cada momento con es como persona. Cada acción, la agencia de gobierno prohíbe el pesticida inmediatamente, GENÉTICO decisión puede crear una gran pérdida para los agricultores sin importar cuán insignificante parezca, es significativa laMEJORAMIENTO En este sentido, el mejoramiento RELEVANCIA DE LA SECUENCIACIÓN porque es un reflejo del resto de la vida de la persona. Si y las empresas productoras del pesticida, desestabilizando genético ser facilitado DEL MAÍZ EN MÉXICO a variaspuede industrias relacionadas. Idealmente, la agencia una persona ética no mantiene su ética, él o ella no ve esto así enormemente en el maíz Son muchas las razones la excepciones importancia basándose para México consideraría los efectos a cortoo y largo plazo del programa como un incidente aisladoy yenorme no hace en cualquier otra planta de emprender un proyecto genómico de tal envergadura, su objetivo ideológico. en el contenido (p. ej. “Está bien esta vez...”). En vez de ello, la con el que habrá de alcanzarcuyo genoma haya sido descifrado, o como es la secuenciación de una planta tanconvierte significativa persona reconoce que no mantener su ética todacomo su el maíz. ellas, se ha ética, descrito está bien que posea una significativa vida en unEntre fraude; paracomo la persona no anteriormente, mantener su ética Traducido del inglés por Farouk Rojas el papel tiene en la cultura y alimentación de los similitud con el genoma del pone toda que su vida enellamaíz balanza. maíz. Este mejoramiento puede mexicanos desde tiempos precolombinos. ser la habilidad de incrementar, Además de ser el tercer cereal más cultivado en el mundo por ingeniería genética o asistido por (después arroz y elSuccess trigo), elPrograms, maíz ha sido Acerca del de Executive Inc. el cereal más mejoramiento estudiado desde el punto de vista genético. Baste mencionar marcadores moleculares, la calidad y la producción agrícolaen crear consistencia en el Executive premio Nobel otorgado en Inc. 1983 MR a Bárbara McClintock Success Programs, (ESP) ofrece programas de entrenamiento enfocados de manera estable, mediante por sus investigaciones con elementos transposables del todas las áreas y ayudar a desarrollar las habilidades prácticas, emocionales e intelectuales que la gente necesita para resistencia y tolerancia más con efectiva a factores bióticos maíz.

La diversidad genética del maíz quelos existe en México, alcanzar su máximo potencial.

Todos programas de ESPlautilizan una tecnología punta patente en trámite (patógenos y plagas) y abióticos (sequía, acidez, etcétera), representada en la gran variedad de MR razas criollas, es otra llamada Cuestionamiento Racional , una ciencia basada en la creencia que entre más consistentes sean las creencias respectivamente. razón de pesode por la que necesitamos estar más a la vanguardia y patrones conducta de un individuo, exitoso seráen en todo lo que haga. El Cuestionamiento RacionalMR permite el aestudio genómico de esta planta. las personas volver a examinar e incorporar percepciones que pueden ser la base de limitaciones autoimpuestas.

La secuenciación de los genes del maíz por un laboratorio mexicano, así como el conocimiento de su estructura y LaMayores secuenciación del genoma del maíz es importante, ya que informes: info@nxivm.com provee información valiosa sobre los genes, como su estructura su función, significa para México un futuro ventajoso en y posición en el genoma. Además, facilita la identificación de la era genómica y biotecnológica que vivimos y un papel un gen en una mutación fenotípica, nos permite comparar primordial en la comunidad científica internacional.

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Charles J. Arntzen. El doctor Charles J. Arntzen es director del Centro para Enfermedades

Infecciosas y Vacunas del Instituto de Biodiseño de la Universidad Estatal de Arizona, del cual fue director fundador de 2001 a 2003. Es pionero en el desarrollo de vacunas derivadas de las plantas, para la prevención de enfermedades en humanos y animales. Participó en la Cátedra Florence Ely Nelson, en la Universidad Estatal de Arizona, en Tempe, en el año 2000, y fue designado profesor en 2004. Fue profesor en las Universidades de Illinois y Estatal de Michigan, así como profesor visitante en el Laboratorio de Fotosíntesis del CNRS, en Francia; en el Departamento de Matemáticas Aplicadas, en Canberra, Australia, y en la Academia Sinica, en Beijing, China. Fue presidente y director general del Instituto Boyce Thompson, una corporación sin fines de lucro afiliada a la Universidad de Cornell. El doctor Arntzen tiene un interés particular en superar las limitaciones de sanidad y agricultura de los países en desarrollo. Su principal área de interés es la biología molecular de las plantas, así como la ingeniería de proteínas con énfasis en la utilización de la biotecnología de las plantas para mejorar la calidad y el valor de los alimentos. Sus investigaciones recientes incluyen la expresión de productos farmacológicamente activos en plantas transgénicas.

Además de buscar maneras para crear vacunas efectivas en contra de patógenos naturales, el doctor Arntzen explora formas para hacer que las vacunas y los terapéuticos reduzcan la amenaza de las bioguerras. Es autor de numerosas publicaciones enfocadas a varios aspectos de la tecnología de vacunas derivadas de plantas, y ha participado en muchos comités y consejos científicos nacionales e internacionales. En 2003, fue condecorado con la distinción Selby Fellowship, por la Academia Australiana de Ciencias. Participó durante ocho años en el Consejo Editorial de la Revista Science.

Obtuvo sus grados de licenciatura y maestría en la Universidad de Minnesota y su Doctorado en la Universidad de Purdue.

Cinvestav, unidad Irapuato

L

a mayoría de la gente tiene nociones falsas de lo que es la bioética. Por ejemplo, uno podría imaginarse un grupo de científicos en un laboratorio o un grupo de expertos en bioética en una mesa redonda mirándose unos a otros con severidad y espolvoreando ecuaciones científicas en su conversación cuidadosamente elaborada; a la vez esforzándose por determinar el destino de las ciencias biológicas y la medicina para la humanidad. Con tales nociones erróneas, uno podría fácilmente responder a la bioética como lo haría una persona con fobia a las matemáticas al enfrentar una ecuación y, renunciando a la propia responsabilidad, dejarle “el problema” de la bioética a los expertos.

Mientras los seres humanos tengamos una interfaz con el mundo biológico, continuaremos enfrentando cuestiones

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Doctor Miguel A. Gómez Lim Cinvestav Campus Guanajuato

A

unque las plantas se han utilizado por miles de años con fines medicinales, ha sido recientemente que por medio bioéticas.

Quizás la de cuestión bioética más común que la Biotecnología se han utilizado enfrentamos (y la que con más biofábricas frecuencia pasamos por alto) como o biorreactores tiene que ver con el tema de la nutrición: desde la concepción para producir compuestos de interés hasta la muerte, debemos proveer a Dado nuestros cuerpos (y en farmacéutico. que la demanda por consecuencia a nuestroestos mediocompuestos ambiente) los paraen va nutrientes en aumento sobrevivir. Cada decisión nutrir el o uso no de nutrir todo de el mundo, esta nuestros tecnología cuerpos y medio ambiente acarrea consecuencias y, como tal, también está cada vez mas extendido. requiere de un procesoActualmente, óptimo de toma de costo decisiones para el alto de muchos asegurar los resultados compuestos más favorables farmacéuticos a corto y largo plazo. limita Este proceso de toma desudecisiones es la bioética. disponibilidad y aplicación. Los producidos en plantas transgénicas, son, Desafortunadamente, lapor mayoría de la gente tiende tomar el contrario, baratos paraa producir decisiones imprudentesy ealmacenar, impulsivas.

Nuestro proceso de de fácil escalamiento para toma de decisiones esproducción generalmente de naturaleza miope, en masa, y más seguros que diseñado para aliviar los cualquier incomodidad o malestar derivados de otros sistemas.

y por el otro elariesgo que la ¿por distribución lugares remotos y de difícil acceso PROTEÍNAS RECOMBINANTES qué me en están mirando todos? ¿Se me notano que presente sin mucha consideración de las consecuencias largo deaquí... seaaadecuada.

La que mayoría de las vacunas disponibles se aplican porcuenta? inyecciones.

Laplazo producción dea proteínas a escala estoy sudando?

Ay Dios, ¿qué si se dan Se darán (o incluso corto plazo).

Considere un hombre industrial es un área muy experimenta un cierto gradoconocida. de incomodidad en situaciones cuenta de que soy un manojo de nervios; nadie querrá hablar La Organización Mundial de la Sabía Saludque hano recomendado en diversas ocasiones, Existen muchos sistemas expresión y recepción, conmigo. debí haber venido...

No puedo respirar, sociales.

Cuando se ledeinvita a una el hombre la búsqueda de alternativas pararespirar... sustituir cálmate, a las inyecciones, debido que ha producción, perosinceramente el sistema de asistir expresión cálmate... ¡No! ¡Noapuedo con puede querer al evento.

Sin embargo, al no puedo encontrado engente, algunosesto!...” países que hasta un 30 por ciento de las inyecciones se ideal sería elde que produce Estos pensamientos y sensaciones van y vienen, momento entrar por el la material puerta aen un salón lleno de conde jeringas estériles, debido a los problemas económicos de esos mayor cantidad,Inmediatamente de forma más segura, modificándose e inspirándose mutuamente de inmediato, todo cambia. se detona realizan su reacción pelea no La aplicación vacunas víaultimadamente oral es muy buena alternativa, en gran parte, biológicamente activouna y a bajo culminando en una intensa experiencia de la o fuga, desatando seriecosto. de cambioslugares. químicos y físicos de por razones de bajo y fácil administración.

Igualmente, con las vacunas orales el emoción que el hombre trata desesperadamente de evitar: por todo su cuerpo: sus glándulas suprarrenales inundan sucosto incrementa la probabilidad adquirir inmunidad en mucosas contray los agentes El cuerpo uso de de su mamíferos es sesu miedo.deEn cuestión de segundos, su cuerpo mente están de células hormonas, corazón palpita, presión arterial que entran el cuerpouna a través de una superficie mucosal. el aumenta, mejor, pero es muy costoso y entrecortada se infecciosos respirando palabra y sólo una: SALIR. Sin importar sus su respiración se vuelve y empieza a en puede realizar solamente en unadetonan escala entonces una vorágine intenciones iniciales, el hombre finalmente sucumbe a sus sudar.

Los cambios fisiológicos En teoría, la especie ideal para corporales expresar los debería consumirse en limitada.

El uso de de pensamiento: microorganismos impulsos y seantígenos va. de asociaciones “¡Dios mío!

Hay demasiada fresco y tener permite la este producción unahaber escala gente en salón; no adebí venido.

Hace tanto altos calor niveles de proteína; en este sentido, frutos como el plátano mucho más grande, pero tiene la y el jitomate o, alternativamente, los cereales, son sistemas muy convenientes desventaja de originar productos que no para este fin. Se han expresado en plantas antígenos de virus (rabia, VIH, rotavirus, son exactamente iguales a los de origen sincicial respiratorio, fiebre aftosa, influenza, papiloma humano, coronavirus, viruela, herpes, hepatitis A y B, etcétera.), bacterias (E. coli, V. cholerae, peste natural. bubónica, salmonella, estreptococos, Mycobacterium tuberculosis, ántrax, Shigella, La producción de proteínas recombi- etcétera) y de otros tipos (cáncer). nantes en plantas tiene muchas venta-desconocido” publicado En nuestro artículo previo “Destino jasenpotenciales para medicina clínila edición del 7 delajulio del 2006 de la revista Conocimiento, ca.Keith Raniere definió la ética como “el proceso de utilizar datos y opiniones ecológicamente para tomar decisiones”. Por lo compuestos producidos en plantas Entanto, primer los(un sistemas vege-tales la lugar, bioética subconjunto de la ética) es laEstos aplicación son quecampos los biorreacdemás este económicos proceso en los de las ciencias biológicas y la transgénicas son baratos, de fácil tores. medicina. Similarmente a la bioética, el tema de la “ética” almacenamiento y más seguros que los ha sido comúnmente malentendido. Incluso recuerdo haber Entomado segundoun lugar, ya existe la tecnología curso de ética durante mis años universitarios derivados de otros sistemas para cosechar y procesar plantaslayética, sus jamás fue claramente en el que el objeto de estudio, productos escala definido. a Yo, porindustrial. supuesto, no me percaté de esta pequeña pero catastrófica irregularidad hasta que empecé a cultivar antígenos derivados de plantas han inducido respuestas inmunes a nivel Enmitercer lugar, el de cinco la Los comprensión de requisito la ética hace años.

Como el Sr. de mucosas de suero, cuando han sido administrados tanto con inyecciones purificación del compuesto puede Raniere acertadamente hace notar, “La ética no es el y estudio por vía oral en ser cuando que como de eliminado las decisiones éticasladeplanta otras personas; es la evaluación y animales de laboratorio y, en varios experimentos, los han contra el patógeno. contiene la proteína recombinante refinamiento del propio proceso de se tomaprotegido de decisiones”. utiliza como alimento (como en el caso De la sorprendente, misma manera, se han realizado exitosamente pruebas clínicas con deSilas comestibles). la vacunas experiencia que acabo de relatar le resulta voluntarios humanos simplemente piense en el número de palabras o conceptos que en las cuales los antígenos consumidos por vía oral en tejido vegetal fueron capaces de inducir una respuesta inmune significativa En cuarto lugar, se puede producir utilizamos en nuestra vida diaria para los cuales no tenemos contra antígenos del cólera, hepatitis B y virus Norwalk. la una proteína recombinante plantas definición consistente.enPor supuesto, podemos “hablar” a de escala Finalmente,¿pero los realmente sabemos a ética industrial. y de otros conceptos, La cantidad de a tejido riesgos a lareferimos? salud que se porponer qué nos (Si presentan quiere usted este punto una vegetal que constituya una dosis de vacuna debe ser pequeña.

Por de ello, el alcanzar altos niveles de expresión del antígeno en el tejido vegetal posible del producto prueba contaminación con un entretenido experimento pensamiento, esymuy importante. recombinante patógenos piense en unacon palabra comúnhumanos como “amor” defínala, o pídaleEs también importante que cualquier antígeno presente en el tejido que vegetal sea idéntico al natural. son mínimos. a la persona inteligente más cercana a usted defina “el bien”). Nuestra superficial comprensión de conceptos puede VACUNAS COMESTIBLES no ser más que otro efecto de la forma en que la humanidad El ha interés para la producción aprendido a pensar: a de la antígenos mayoría de nosotros se nos cría enenseñándonos plantas fue determinadas quéque pensar, no cómo pensar y, en consecuencia, proteínas clave sindel aceptamosinmunogénicas nociones y creencias cuestionar. Por ejemplo, patógeno podríanaprender sintetizarque en plantas un niñosepuede “malo” es todo aquello que y resulte despuéso pueda usar elresultar tejido en vegetal como castigo.

Pero, ¿qué si el castigo es vacunas comestibles en seres inmerecido y respaldado sólohumanos por las expectativas volátiles y o frecuentemente en animales. Seinsatisfechas ha demostrado que castiga? ¿Puede una de quien esta idea tan es arbitraria totalmente viable usando medida e irracional ser utilizada para determinar diversas y virales. si algo proteínas es bueno obacterianas malo?

Actualmente, la ética vacunación gran que cuestionar, evaluar Para desarrollar tenemosen primero escala enfrenta una serie de dificultades; y definir nuestros conceptos de bien y mal: nuestra moralidad. por ladoylos altos costosforman de las vacunas Laun ética la moralidad un sistema en el que la ética

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mencionar el tiempo necesario para la obtenciónEN deEL las plantas PRODUCCIÓN DE VACUNAS COMESTIBLES productoras, laIRAPUATO aceptación social de los productos, así como la CINVESTAV extracción de los Actualmente enmismos. el laboratorio del autor en la Unidad Irapuato se trabaja en la producción de plantas principalmente de ¿CÓMO SEyGENERAN LAScontengan PLANTASdiversos antígenos con la plátano jitomate que PRODUCTORAS FÁRMACOS? idea de generarDE vacunas comestibles.

Primero, se debe escoger qué se quiere obtener. Si el objetivo es crear vacuna con nueva, debe elegir una proteína Los una antígenos losentonces que se se trabaja van desde diversos o epítopos parte de de unaPlasmodium proteína que pueda funcionar como vacuna. falciparum (el agente causante del Posteriormente, se pueden elegir dos métodos distintos: 1) el paludismo o malaria), hasta antígenos de rotavirus, hepatitis uso transgénicas ó 2) eldel usopapiloma de vectores virales. y la A, de B plantas y C, HIV-SIDA, el virus humano, amibiasis. De igual forma se han desarrollado plantas que Las plantas antígenos transgénicas se obtienen de al pollos insertar el gen contienen de enfermedades (Newcastle) delas la cuales proteína de interés (porpor ejemplo la proteína se protegieron al 100 ciento de los pollosque cuando utilizará vacuna) en el vivo. genoma de la planta, mediante fueron como retados con el virus la transformación genética. De esta manera, la proteína se sintetizará la planta si fuera una proteína vegetal.

Se trabajaen ahora en el como desarrollo de otras vacunas animales Este método es estable, la característica expresar la como la gripe aviar yyaelque virus del oeste delde Nilo.

De igual proteína de generación generación. embargo, forma, se seheredará han generado plantas en que contienenSin moduladores unas de sus grandes desventajas son proceso para del sistema inmune como citocinas (ILque 12) yelquimiocinas (IPobtener puede ser muy(para largo y arduo,la 1) que la se planta puedentransgénica utilizar como adyuvantes aumentar además dede la una bajavacuna) cantidad proteína de interés obtenida. eficacia o de como tratamiento.

Recientemente, se pudo comprobar que IL 12 producida en plantas puede ser El usada segundo método utiliza virus naturales como eficazmente comolos tratamiento contradelaplantas tuberculosis. vectores para introducir el gen requerido para que la planta produzca la proteína de interés. En este caso, el gen de la PERSPECTIVAS proteína que se quiere producirense introduce en compuestos el genoma Antes de cualquier aplicación gran escala, los delfarmacéuticos virus de planta y posteriormente infectacumplir la planta con derivados de plantas se deberán con los el mismos virus quimérico.

Durante la infección, el virus quimérico estándares de seguridad y funcionamiento que son serequeridos multiplicaenenotros grandes cantidades y expresa todas sus sistemas de producción. proteínas, entre ellas la de interés. Esta técnica es de expresión transitoria no diversas es estable, ya que la proteína solamente se Debido ay las preocupaciones ambientales sobre producirá durante genéticamente la infección del manipulados virus en la planta y nosido es los organismos que han heredable. expresadas por grupos ecologistas que sólo confunden deliberadamente a la opinión pública, es de la mayor Una de las grandes innovaciones que ha mejorado importancia que existan normas para regular a este tipode de sobremanera organismos.este sistema transitorio es la implementación de los virus “desensamblados”. En este ingenioso método se utilizan varios segmentos del virus por separado que llevan Es importante distinguir entre las preocupaciones una o más proteínas deyinterés.

Estos segmentos decontra virus se públicas verdaderas las percibidas (científicas nointroducen por en la planta y una vez dentro, el científicas).

Si separado los compuestos farmacéuticos derivados de virus se ensambla y comienza dañinos, la infección y producción de plantas son potencialmente capaces de persistir lasen proteínas de interés.

De esta acumular manera, seen pueden sintetizar el ambiente y se pueden organismos nodistintas proteínas deben simultáneamente y se pueden utilizar blanco, entonces tomarse las medidas adecuadas. diferentes combinaciones. Esta estrategia ha demostrado ser la Se técnica se puede obtener unalamayor concentración debe donde investigar exhaustivamente dispersión del polen deaproteína. tiene relacionadas muchas ventajas sobre los métodos hierbas Además, o a especies y existen actualmente anteriores, como son: la para facilidad con la quetransgenes. se obtienen los varios métodos en uso contener a los virus quiméricos, la simplicidad y rapidez de infección de las plantas y la posibilidad escalar la por eso En el caso de México, de al trabajar enproducción. plátano, se Es reducen los que el uso de vectores o replicones viraleses hauna tenido resultados posibles riesgos dado que el plátano especie estéril muy ha despertado gran interés nooriginario sólo en quefavorables, no producey polen y ademásun el plátano siendo el de mundo la farmacéutica, sino también en el científico e Asia, de no tiene parientes cercanos en México. industrial.

Otra preocupación es la presencia de genes de resistencia ¿QUÉ COMPUESTOS a antibióticos o SE susPUEDEN productos (que se utilizan como PRODUCIR ENde LAS PLANTAS? marcadores selección), en partes comestibles de cultivos Las plantas han demostrado de producir casi genéticamente modificados. ser Sincapaces embargo, existen ahora cualquier proteína de o industrial. varias alternativas parainterés generarfarmacológico plantas con transgenes sin el Principalmente se han empleado plantas para la producción uso de antibióticos. de compuestos que pueden ser clasificados en cuatro áreas: 1)

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producción de terapéuticos intermediarios de uso parenteral; 2) proteínas de uso industrial, como las enzimas; 3) anticuerpos monoclonales; y 4) antígenos como vacunas potenciales.

Se han producido de manera eficiente en tejidos vegetales los anticuerpos conocidos como inmunoglobulinas: IgA, IgG e IgM. Estos anticuerpos derivados de plantas conocidos como “planticuerpos”, tienen la finalidad de aliviar la creciente demanda por estas biomoléculas en el mercado. Muchos anticuerpos se emplean para el diagnóstico de enfermedades antivirales; así como para tratamientos contra el cáncer.

Asimismo, en una planta se pueden producir proteínas antigénicas que, siendo administradas oralmente, inducen una contra de virus o bacterias.

La Porrespuesta todo lo protectora anterior, en queda claro el enorme potencial administración puede llevarse apara caboproducir consumiendo un tejidode que tiene esta tecnología compuestos vegetal, el fruto, que porte unPara antígeno.

A este el tipo de interéscomo farmacéutico y vacunas. seleccionar cultivo administración se lelahaproducción, denominadoserá “vacuna comestible”. adecuado para necesario considerar diversos factores como niveles de producción, condiciones ¿CÓMO OBTENEMOS LOS COMPUESTOS? de almacenamiento, costos de establecimiento y operación, Una vez que se obtienen plantas que producen estas estrategias de purificación, tamaño fármacos, del mercado, biomoléculas producidas en los sistemas vegetales ser preocupaciones ambientales, opinión pública y deben tecnologías purificadas de modo que carezcan de contaminantes. Se tiene alternativas. muy poca información de la purificación de anticuerpos y vacunas producidas en órganos vegetales. No obstante, existen algunos reportes que señalan una obtención de 80 por ciento REFERENCIAS: de proteína, utilizando el sistema de Palmer, expresión con Mor, T.S., Gómez-Lim, M.A. and K.E.transitoria (1998) Edible vectores virales, lo cual Coming es comparable con la purificación de Vaccines: A Concept of Age. Trends in Microbiology anticuerpos en células animales.

6: 449-453.

Tacket CO, Mason HS. (1999) A review of oral vaccination with

La especie vegetal que se selecciona para1,la producción de un transgenic vegetables.

Microbes Infect.

777-783. fármaco es crucial durante el procesamiento y purificación del mismo.

El maíz es una planta que tiene la capacidad de Comentarios: mgomez@ira.cinvestav.mx acumular en sus semillas un alto contenido de proteínas recombinantes. En hojas de tabaco y semillas de maíz se

ha logrado hasta un 85 por ciento de la proteína purificada, combinando métodos de centrifugación y filtración, los cuales son menos complicados que los empleados en purificaciones para proteínas producidas en células animales.

En mamíferos se producen biomoléculas en la leche, pero la caseína y la grasa que contiene hacen muy complicado el procesamiento y la purificación.

Adicionalmente, se ha considerado el uso de sistemas vegetales acuosos, como el cultivo de algas verdes unicelulares, plantas acuáticas y cultivos hidropónicos.

En estos sistemas de cultivo acuoso, la proteína de interés se puede recuperar en la fase acuosa del cultivo.

Actualmente los esfuerzos se enfocan en mejorar la purificación y recuperación de las proteínas del sistema vegetal. Este avance redundará en la reducción de los costos, incrementando la eficiencia de cobertura de proteínas farmacéuticas o vacunas.

Biomolécula

Tratamiento

Especie Vegetal

Anticuerpo Fv

Cáncer: Linfoma de NonHodgkins

Tabaco (expresión transitoria)

Glicoproteína del Virus de la Rabia

Vacuna antiviral

Espinaca (expresión transitoria)

Antigenos de Yersinia pestis

Vacuna contra peste bubónica

Nicotiana benthamiana (expresión transitoria)

Antígeno del virus de la Hepatitis B

Vacuna antiviral

Nicotiana benthamiana (expresión transitoria)

Tabla 1 Es relevante mencionar que los virus que se utilizan son específicos para plantas e inocuos para animales o humanos. También es importante que el manejo de las plantas, semillas, y frutos se haga una manera controlada para evitar que se mezcle Doctor Juande Antonio Vidales Contreras con productos no alterados para / elUANL consumo humano. Posteriormente, Facultaddestinados de Agronomía la evaluación de calidad y los ensayos clínicos del fármaco deberán ser manejados como se realiza con cualquier producto farmacéutico.

PERSPECTIVAS PLATAFORMAS DE PRODUCCIÓN DE más ADHESINAS Día a día los métodos para obtener proteínas de plantas serán eficientes y Increíblemente, adhesinas pueden ser producidas porde productivos. El único freno para laestas producción masiva de fármacos a través especiesdel vegetales, genéticamente modificadas, tales como plantas será la regulación compuesto por la organización de salud encargada tabaco, tomate y diversas leguminosas, oleaginosas y cereales. ¿EXISTEN YA PLANTAS de dicho proceso. Entonces, podemos vislumbrar un escenario alentador en donde, Las plantas ventajas para obtener PRODUCTORAS DE COMPUESTOS en caso de una pandemia, se ofrecen podrán numerosas sembrar varias hectáreas de una estos planta productos farmacéuticos, en comparación conuna otros sistemas FARMACÉUTICOS? productora de vacuna y será posible obtener inmunización para gran parte de de expresión, ya que no se requiere de fuertes inversiones, A la fecha, se han reportado casi 100 la población. el sistema de producción puede expanderse con facilidad, no proteínas recombinantes producidas existen riesgos de contaminación por patógenos humanos y en más de 20 especies de plantas, de lo más importante, las células vegetales son susceptibles de las cuales, 45 son antígenos potenciales complejas modificaciones a través de la ingeniería genética. candidatos de vacunas. Y la lista va Particularmente es atractiva la producción de adhesinas en aumento. No obstante, existen mediante semillas ya que se ha demostrado que en estos pocos ejemplos de biomoléculas que se órganos vegetales ellas pueden acumularse en altos niveles encuentran en fase I de experimentación; y permanecer estables y funcionales por años. La pequeña es decir, en pruebas clínicas que medida de las semillas permite alcanzar, relativamente, altas demuestren la efectividad de las concentraciones de adhesinas en una biomasa compacta proteínas farmacéuticas producidas en lo que facilita su extracción. Además, el bajo contenido de plantas. En la tabla 1 se dan algunos humedad durante su madurez, la rica mezcla de chaperones En 1798,de Edward Jenner, un joven ejemplos proteínas sintetizadas en médico inglés, moleculares e isomerazas durante su desarrollo y la carencia comprobó que vectores al inocular el fluido de viruelas plantas utilizando virales. de proteazas, particularmente en el tejido del endospermo, bovinas a una persona sana, lo inmunizaba contra la permite el almacenamiento prolongado de tales moléculas viruela humana. Sin saber cuál era el mecanismo que BIOSEGURIDAD farmacéuticas. Otra ventaja de la producción de adhesinas en talplantas inmunidad, lo denominó “vacunación”.

Elgeneraba uso de las como él biorreactores semillas es el simple proteoma del fruto y los bajos niveles de Actualmente se conoce que vez que el patógeno no debe presentar riesgos ni una al medio substancias que interfieren con su extracción como lo son las alcanza la debe adherirse a sus ambiente ni superficie a la saluddel delhuésped ser humano. substancias fenólicas y alcaloides presentes en las hojas de células colonizarlas, mecanismo Para ello, para existen lineamientos que se mediado por tabaco o el acido oxálico de la alfalfa. las adhesinas, presentes superficie deben seguir y moléculas que cada país regulaen la REFERENCIAS: delmanera microorganismo, losejemplo, receptores, de autónoma. yPor es a nivel de las LOSFramework CEREALES 6 Pharma–Planta Consortium. 2005 Molecular células delque hospedero, conocidos como ligandos.

Una importante las plantas productoras The European Union comparación al arroz, trigo y cebada; el maíz proporciona condición evitar la esfarming inducir la de vacunasideal se para siembren encolonización lugares for newEn drugs and vaccines.

EMBO reports 6, 593-599. el más alto rendimiento anual de grano y, potencialmente, producción para de anticuerpos la administración confinados, evitar quemediante se crucen proteína por la alta oralotras de plantas adhesinas, loestén que al haalcance motivado numerosas con y que Santi, L., Giritch,produce A., Roy, más C.J., Marillonet, S., hectárea, Klimyuk, si V.,consideramos Gleba, Y., Webb, R., concentración de proteína en sus by granos, en relación con investigaciones en el diseño de vacunas principio del público en general.

Por otro lado, cuyoArntzen, C.J., Mason, H.S. 2006. Protection conferred recombinant Yersinia aquellos cereales, y suand más highly corto periodo Además, inmunidad es no permitir el enlace a la esdede suma importancia utilizar virusdel patógeno pestis antigens produced by a rapid scalablevegetativo. plant expression es Acad. fácil de in vitro. Similar al maíz, el arroz y la célula del huésped. quiméricos que no sean capaces de system. Proc. Natl.

Sci.manipular USA 103, 861-866. cebada también están siendo utilizados para producir proteínas dispersarse en el medio ambiente. farmacéuticas por diversas empresas biotecnológicas.

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VACUNAS PROTECTORAS La eficacia protectora de las vacunas subunitarias contra la peste se ha demostrado durante años. Se han seleccionado dos antígenos, F1, y V, y una mezcla de ambos, F1-V. El antígeno F1 se expresa ampliamente por medio de la Yersinia pestis y se usa para formar una cápsula extracelular que rodea la bacteria. El antígeno V es una proteína secretada durante el proceso patógeno. En un esfuerzo de colaboración que incluyó al Biodesign Institute en la Universidad del estado de Arizona; Icon Genetics, de Halle, Alemania, y el Instituto de Investigaciones Médicas de Enfermedades Infecciosas del Ejército de los Estados Unidos, demostramos que los genes de secuencia optimizada y un fortalecido sistema de expresión transciente generaron altos niveles de expresión de los tres antígenos en hojas de la N. benthamiana. Los antígenos derivados de la planta, administrados en forma subcutánea a cerdos de guinea, produjeron respuestas sistémicas de inmunidad y proporcionaron protección contra el reto del virulento Yersinia pestis en aerosol.

VACUNA SUBUNITARIA DERIVADA DE PLANTAS CONTRA LA YERSINIA PESTIS El primer paso fue la creación de una versión sintética del antígeno. Las secuencias codificadas se optimizaron para su expresión en plantas dicotiledonas, mediante el uso de códigos preferenciales y la eliminación de señales desestabilizadoras de mRNA espurios; potenciales sitios metílicos, sitios separadores de secuencia y señales de poliadelinación de las plantas. El sistema vector utilizado pertenece a la última generación de vectores virales deconstruidos. Fue desarrollado por Icon Genetics, y adquirido recientemente por Bayer Innovation GmbH; está basado en TMV, y ha sido modificado ampliamente para aumentar su efectividad. Los vectores son entregados al núcleo celular de las plantas por líneas tumefacientes agrobacteriales (agroinfección), que transportan dos módulos provirales separados de cDNA: un módulo 5’ que contiene réplicas virales y proteína en movimiento, y un módulo 3’ que contiene el gene de interés conducido por el promotor subgenómico de la proteína protectora.

Las secuencias de laboratorio derivadas del vector fágico específico se localizan en cada módulo. La entrega combinada de los dos módulos provirales, junto con una tercera línea agrobacterial, la cual transporta un constructo que dirige la LEGUMBRES expresión constitutiva del vector fágico PhiC31 se integra al La soya ydel chícharo han sido investigados como conjunto vector viral completo en el núcleo depotenciales las células plataformas producción de proteínas para aplicaciones de la planta. en En la este punto, el vector es transcrito, procesado farmacéuticas.

La ventaja de cultivos comouna la soya y chícharo y exportado hacia el cytosol, donde, como molécula RNA sobreplantada el maíz es su alto contenido de proteína en sus frutos. viral individualmente, experimenta amplificación y Sin embargo, su sistema rendimiento en grano es inferior al del maíz y traslación.

Este particular tiene una supresión de la requiere de un mayorTMV, periodo de lo transformación. proteína protectora y por tanto limita su capacidad de extenderse sistemáticamente por toda la planta. Sin la OLEAGINOSAS proteína protectora, el virus sigue siendo capaz de moverse Ofrecen la ventaja facilitar el capacidad proceso dedeextracción de una célula a otra, de pero pierde su infección y aislamiento de las proteínas recombinantes utilizando sistémica, y permite una severa contención del virus. simples procedimientos de extracción como la digestión con endoproteasas.

Distintas señales de localización se encuentran en diferentes módulos 5’. La combinación de estos módulos con el módulo APLICACIÓN LOS PAÍSES EN VÍAS DESARROLLO 3’ permite laENrápida generación deDEproteínas que son Es innegable que uno de loscompartimentos grandes problemas en los países en transmitidas a diferentes celulares a fin de vías de desarrollo son las pobres condiciones de proteínas. saneamiento evaluar la mejor ubicación de cada una de estas En en los que vive su población y elmódulos impacto 3’, sobre salud este caso especifico, los diferentes cadalauno de pública que ello implica. países, codificadas aproximadamente, los cuales contiene una deEnlasestos secuencias F1, V y 1.1 billones de personas no tienen acceso a agua potable y

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F1-V de la planta optimizada, fueron aparejados con módulos 5’ para acumulación citosólica cloroplástica y apoplástica. En todos los casos, la acumulación citosólica rindió los mejores resultados. F1 y V se expresaron en niveles de 2 mg/g del peso de la hoja fresca, y la fusión F1-V a 1 mg/g. Estas cantidades se encuentran por lo menos en un orden de magnitud mayor que cualquier antígeno expresado en plantas núcleotransformadas establemente. Fueron ensayadas en SDS/PAGE con manchas Coomassie. La característica antígena fue evaluada mediante los análisis ELISA y Western blot.

EXPERIMENTACIÓN EN ANIMALES Para experimentar la vacuna en animales, se administraron subcutáneamente antígenos derivados de plantas, mezclados con alumbre como auxiliar. Se aplicaron dosis a ocho cerdos de guinea en los días 0 (prime) 30 (boost 1) y 60 (boost 2).

El análisis del suero reveló que todas las proteínas eran altamente inmunológicas. La mezcla específica del anticuerpo para el V en particular se incrementó significativamente inmediatamente después de la dosis primaria. Cuatro semanas después de que se les administró la ultima dosis, los animales fueron expuestos a una dosis en aerosol considerada cien por ciento letal para los sujetos no vacunados, y de hecho todos los ratones falsamente inmunizados murieron en un lapso de seis días después de la exposición. Por lo contrario, todos los grupos vacunados con el antígeno mostraron significativas 2.4 billones no cuentan con infraestructura tasas de supervivencia 21 días después dedela saneamiento exposición. adecuada, lo que se traduce serios problemas Los animales vacunados con en V mostraron la más de altasalud tasa pública, ejemplo de ellode son los 4 seguidos billones de diarrea de supervivencia (seis ocho), delcasos F1-Vde (cinco de que ocurren anualmente y que causan de muertes ocho), y de F1 (tres de ocho).

Lo que2.2 es millones más, la mortalidad en el mismo período. de los animales vacunados se retrasó significativamente más allá del día seis. La mayor parte de los experimentos Bajo animales este escenario es indudable el desarrollo de vacunas con reportados en la que literatura se llevan a cabo basadas en adhesinas,de producidas mediante plantas,pestis. sería mediante la inyección dosis letales de la Yersinia un exposición alivio paraallos países en desarrollo queestudio no cuentan La aerosol utilizada en nuestro ofrececon un los recursos ni con la para tecnología para la adquirir o desarrollar método más confiable comprobar protección contra la vacunas para su población contra enfermedades entéricas. forma neumónica de la enfermedad.

En pocas palabras, según lo que sabemos, ésta es la primera ocasión en que la protección Por F1, la naturaleza de sido este comparada tipo de vacunas, su producción, del V, y F1-V ha individualmente en el manejo,estudio conservación mismo animal. y transporte se adaptaría bien a los condiciones de infraestructura con que se vive en las regiones de conclusión, mayor marginación y en donde problemas de salud En hemos demostrado quelos un sistema de expresión son más todas las ser expectativas la rápido y graves. robusto Sin de embargo, una planta podría utilizado en para producción uso deefectiva esta tecnología producir unayvacuna contra la deberán peste. esperar hasta que todas sus bondades sean demostradas y las empresas biotecnológicas liberen este desarrollo.

Juan Pedro Laclette San Román. El profesor Juan Pedro Laclette San Román es director

del Instituto de Investigaciones Biomédicas de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Obtuvo su maestría en el CINVESTAV y el doctorado en el Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM e hizo un Posdoctorado en la Escuela de Salud Pública de la Universidad de Harvard. Su trabajo de investigación ha estado dirigido desde hace más de 20 años al estudio de la cisticercosis humana y porcina, para el desarrollo de una vacuna en contra de esta enfermedad infecciosa y, desde hace seis años se ha involucrado en el estudio de la amibiasis humana enfocándose también hacia el desarrollo de una vacuna oral. Como resultado de su quehacer científico, ha producido más de 50 artículos internacionales, seis capítulos en libros, cuatro libros editados, 53 publicaciones en revistas nacionales y de divulgación, así como patentes.

Tiene 28 años de labor docente en diversas escuelas de la UNAM, a la vez que se ha desempeñado en diversos cargos académico-administrativos dentro de la institución. Es miembro de la Academia Nacional de Ciencias, de la Academia Nacional de Medicina, de la junta de Gobierno del Instituto Nacional de Pediatría y representante institucional por parte de la UNAM en el consorcio promotor Harumi Shimada Beltrán del posdoctoral Instituto Nacional de Medicina Genómica y en la Comisión Nacional del Genoma Humano. Funge Investigadora presidente de la Sociedad Mexicana de Parasitología y ha realizado más de 130 presentaciones Cinvestav, como Campus Guanajuato en congresos nacionales e internacionales y organizado cinco simposios internacionales sobre Alberto Donayre Torres temas relacionados con su trabajo. Ha sido invitado a impartir conferencias en universidades del Aspirante a doctorado extranjero y ha sido Científico Visitante en la Escuela de Salud Pública y en el Hospital Beth Israel Cinvestav, Campus Guanajuato de la Universidad de Harvard. También ha sido Profesor Visitante de Medicina en la Universidad de Harvard. En el año de 1992 obtuvo el Premio “Miguel Alemán Valdés” en el Área de Salud.

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n 1983, unos científicos, entre ellos el mexicano las ventajas que ofrece este sistema. Tradicionalmente, los Luis Herrera Estrella, demostraron que genes de compuestos farmacológicos se han sintetizado en bacterias, otros organismos pueden ser transferidos a una levaduras o animales. Sin embargo, en bacterias las proteínas planta. Desde entonces se han producido plantas con pueden no adquirir su estructura normal disminuyendo características agronómicas novedosas, como resistencia a la eficiencia de los compuestos producidos, y en animales plagas, mejoramiento nutricional, y maduración controlada es posible que al finalizar la extracción del producto haya de los frutos. En 1989 se dio un importante avance, cuando contaminación de patógenos como son virus y priones que se produjo un anticuerpo humano en hojas de plantas de presentan un algo riesgo para el uso clínico. tabaco, demostrando que la producción de proteínas de interés Doctor Fermín farmacológico enMontes plantasCavazos era posible. Este suceso abrió una La alternativa de utilizar plantas como biorreactores elimina Director de en la Facultad de y explotación de las plantas en la estos problemas. Es alarmante la predicción de que los nueva puerta el desarrollo Agronomíade decompuestos la UANL producción farmacéuticos e industriales. Así, métodos actuales para la producción de fármacos no tendrán la capacidad de atender la demanda de ciertas vacunas en un las plantas son actualmente empleadas como biorreactores l conocimiento generado por la ciencia, la tecnología y su posterior utilización noestrategia muy distante. Por ello, las plantas son una interesante para en la laproducción deservicio proteínas de humano, interés farmacéutico vida diaria al del ser se ha convertidofuturo en una para la de fármacos de bajo costo y cuentan como: anticuerpos, enzimas, sanguíneas, hormonas política y económica deproteínas los gobiernos, las empresas y losopción individuos ensíntesis la con la posibilidad de escalar la producción simplemente al y vacunas.de un desarrollo sustentable, altamente competitivo y exitoso. búsqueda incrementar el área sembrada. Una ventaja adicional, que no puede encontrar ¿POR QUÉ EL USO DE PLANTAS yCOMO BIORREACTORES? La generación del conocimiento su aplicación ha estado llenasede sobresaltos y en los sistemas tradicionales, es la virtud de contar con las semillas y tubérculos como medios naturales Las plantas han ser excelentes biorreactores controversias a lo demostrado largo de la historia del hombre.

En la actualidad una sociedad de almacenamiento para lainformada síntesis dereclama proteínas.

La simplicidad de los en requisitos mejor su derecho a participar las decisiones que marquen de proteínas. De esta manera, se pueden almacenar los productos en las semillas o tubérculos hasta derumbo las plantas (agua, luz del y minerales), aunado al bajo costo y tecnológico. el y la aplicación nuevo conocimiento científico Cómo momento en que se requieran. Sin embargo, este atractivo de habrían obtención la posibilidad deúltimos tener una producción no de yhacerlo, si en los 100alta años decenas deelmiles de nuevos también tiene sus desventajas, entre las que se pueden según las demandas sociales o industriales, algunas de sistema productos químicos han entrado en nuestras son vidas con beneficios tangibles en la

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salud, la alimentación, el vestido, y el entretenimiento, entre otros; empero, también han sido responsables del deterioro del medio ambiente; contaminando el aire, el agua y los suelos.

nutricional, o en su defensa contra insectos y enfermedades.

Estas plantas genéticamente modificadas producen más por hectárea, y gracias a ello es posible pensar que en el futuro se cubrirían las necesidades alimenticias del ser humano.

TONELADAS DE RESIDUOS TÓXICOS Miles de toneladas de residuos tóxicos abandonados en ¿Debemos en México utilizar organismos genéticamente lugares inseguros, el deterioro de la capa de ozono, niños modificados para satisfacer las necesidades de nuestra población? que nacen con deformaciones y altos Las autoridades de salud en nuestro país, niveles de plomo en el ambiente, son El uso de la biotecnología puede ya han autorizado la siembra y utilización noticias de todos los días. La gran incrementar la producción de algunas plantas transgénicas como el controversia surge porque el hombre agropecuaria y evitar la algodón, tomate, canola, papa y soya. debe satisfacer sus necesidades dependencia futura de alimentos Experimentalmente se está trabajando crecientes, pero está preocupado del exterior; se convierte así en una con muchas otras especies. Otros países por evitar que su entorno ecológico estrategia política y económica del como Estados Unidos de América, se deteriore. Una disciplina científica gobierno Argentina y Canadá, ya utilizan las está ahora en el centro de la discusión: semillas transgénicas; allí producen y la Biotecnología; cualquier proceso Santi.

Es asociado en investigación posdoctoral del Centroexportan para las grandes Enfermedades cantidades de maíz, tecnológicoLuca que afecte o modifique la y Vacunología de ylacanola Universidad Estatal de del Arizona.

Haincluido México. soya a muchas partes mundo, biología caeInfecciosas dentro de esta disciplina. del Instituto de Biodiseño encabezado importantes estudios, como el dedicadoActualmente, a la investigación en launcreación de vacunas no existe mecanismo que vigile eficazmente derivadas de plantas contracuando de la peste.

Los primeros moradores de esteen planeta, se iniciaron estas importaciones, así que es muy probable que algunos en la agricultura escogieron las mejores plantas por sus granos alimentos que consumimos estén elaborados con productos o frutos y mejores animales por su carne y subproductos, transgénicos. iniciando así una presión de selección que modificó paulatinamente a estos organismos a favor de las necesidades México tiene necesidad de incrementar su producción del hombre. Pero hablar actualmente de Biotecnología, agropecuaria. Las estadísticas indican que actualmente casi particularmente aplicada a la agricultura, implica que el la mitad de los granos y aceites que consumimos provienen hombre ha sido capaz de insertar genes de una especie en del extranjero y que para el 2020, la dependencia será de otra, proporcionando ventajas muy importantes en su calidad casi dos tercios.

Producción y Consumo de Granos y Oleaginosas en México 1985-2020 (miles de toneladas)

Doctor Luca Santi Profesor Asociado Doctor Hugh Mason Profesor Investigador Asistente Traducción del inglés, de Félix Ramos Gamiño

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n los 20 años que han transcurrido desde la aprobación de la insulina de laboratorio, producida en la bacteria Escherichia coli (así llamada por su descubridor, Theodor von Escherich), los productos biofarmacéuticos han experimentado un constante crecimiento, y se espera que la demanda se incremente.

Los productos biológicos, especialmente las proteínas producidas en laboratorio, como anticuerpos, vacunas subunitarias, enzimas, hormonas, moléculas inmunomodulatorias, receptores antagonistas y microbicidas prometen aportar una nueva ola de terapias. Todas estas Consumo Producción moléculas son polipéptidos complejos que deben ser sintetizados por organismos vivientes.

Por general, la mayor Figura 1. Producción y Consumo de lo Granos y Oleaginosas en México 1985 – 2020 (miles de toneladas) parte de ellasFuente: se producen SAGARPA, en FAOlas células de los mamíferos, que, juntamente, con Arroz la levadura, las células de Soya, insectos 1/ Incluye pulido, Frijol, Maíz, Sorgo, Trigo y la Escherichia coli, son los factores biológicos más tradicionales.

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Bacteria Escherichia coli

LAS PLANTAS COMO del RNA, individualmente plantados, como el virus mosaico del BIO-FACTORES tabaco (VMT). Los primeros vectores desarrollados, los llamados ¿Deben entonces nuestros Las productores a plantas comenzar transgénicas vectores del “virus total”, consistían en la suma de un marco utilizar las semillas transgénicas para incrementar sus constituyen un sistema de expresión heterólogo abierto, codificado por la proteína de rendimientos? alternativo conveniente, que ha interés para el genoma viral, y conducido por un promotor demostrado gran potencial en subgenómico. Los sistemas de la siguiente generación eran Todo indica que así debería ser,los pues de cualquier manera los estudios realizados durante vectores de “sustitución de genes”, en los cuales un gene viral, productos transgénicos están llegando a la población. las dos últimas décadas. que por lo general contenía el código protector de la proteína, La producción de vacunas era sustituido por el gene de interés. La evolución extrema de SEMILLAS TRANSGÉNICAS subunitarias en particular ha este concepto condujo a vectores virales reconstruidos, a los Elsido uso de las semillas transgénicas demostrado sus bondades a cuales faltaban varios componentes del virus original, y que ampliamente convalidadahamediante acercamientos incluso el mediode ambiente, al evitar el de usobrindar excesivocierto de genes con heterólogos plantas. Con el fin eran llevados a la planta por constructos independientes. insecticidas, fungicidas en y herbicidas. grado de protección el reto de los estudios de animales contra toxinas o patógenos virales o bacteriales, así como PESTE Sin embargo, la utilización semillas de transgénicas en la y El agente etiológico de la peste es la bacteria Gram-negativa para estimular respuestasdeinmunes los humores agricultura y ellos consumo de productos derivados de éstas por mucosas en seres humanos, se probó una gran cantidad Yersinia pestis. Es generalmente aceptado que en el curso de lade población ha a sido cuestionado por algunos sectores de la candidatas vacunas. la historia de la humanidad, la peste ha sido la causa de sociedad, porque al sembrarse a campo abierto la probabilidad tres infecciones pandémicas, responsables de cientos de deLasque los genes plantasde puedan esparcirse y plantas tienendelaestas capacidad producir una amplia millones de muertes alrededor del mundo. En nuestros días, “contaminar” las variedades es las muymodificaciones alta, lo que variedad dea proteínas y denativas realizar la peste sigue siendo endémica en África, Asia, regiones de la ex ocasionaría unaque alteración importante los bancos transcientes se requieren paraenuna funcióngenéticos biológica Unión Soviética, y en América, donde persiste principalmente naturales. adecuada. Es mucho menos probable que los sistemas de en poblaciones de roedores. las plantas alberguen microbios patógenos a los animales, que las células de los mamíferos. Finalmente, y de manera no determinadas con significativa, las plantas ofrecen la posibilidad de una fácil Esto conllevaría a consecuencias aún Existen dos principales exactitud y donde la variabilidad genética podría causar escala ascendente, especialmente cuando se les compara formas de la enfermedad: con los sistemas de expresión arriba mencionados, que se resultados inesperados. bubónica y neumónica. En la sustentan en la tecnología de la fermentación. peste bubónica, la Yersinia MAÍZ GENÉTICAMENTE MODIFICADO pestis se transmite a los generado por en la la población La demanda anual de cientos de kilogramos de proteínas Un ejemplo muy difundido es el temorhumanos mordida modificado, obtenidas en laboratorios requiere la utilización de bio que consume productos de maíz genéticamente de pulgas infectadas, lo que toxina que lo se protege deen reactores con capacidad de más de 20 mil litros, con donde un gen exógeno produce una generalmente traduce extraordinarios costos asociados por limpieza, procedimientos algunas plagas, matando a los insectos. la formación de bubas, que de revalidación y preparación de medios de cultura compleja. son nodos alargados de ganglios, localizados principalmente pregunta para todos: ¿Es ético usar estos productos de Por otra parte, la producción creciente de plantas transgénicas Laen las áreases axilares y femorales. sólo implicaría el aumento de hectáreas en campos abiertos o la biotecnología sin una apropiada evaluación? de espacios de invernadero. Lo que es más, el uso de tejidos La peste neumónica ocurre cuando la bacteria infecta los legisladores y el gobierno deben elaborar leyes y utilizar de plantas comestibles para entrega oral directa, eliminaría Los pulmones; es considerada fatal (su tasa de mortalidad es de recursos en la investigación y evaluaciónpor deaerosol, estos la mayor parte de los costos del procedimiento de río abajo mayores casi el cien por ciento) y puede ser transmitida productos biotecnológicos, peroPor sobre todo debenla y de purificación. Existen tres métodos principales para nuevos del infectado a huéspedes inocentes. estas razones mecanismos de especial información y de participación dela la producción de proteínas de laboratorio en las plantas: crear pestelos neumónica causa preocupación a la luz de la sociedad civil, que permitan encontrar el justo equilibrio transformación permanente de los genomas nucleares, o del guerra biológica, y de hecho, durante la Guerra Fría, la ex entre la Soviética crecienteprodujo necesidad alimentos, el resguardo cloroplasto, y la infección transciente viral.

Unión grandecantidad de Yersinia pestis del patrimonio genético, cuidado del Unidos, ambiente y elde para su utilización comoelarma.

Estados antes aseguramiento de programa una agricultura sustentable.

SISTEMAS DE EXPRESIÓN VIRAL DE LAS PLANTAS desmantelar su de armas biológicas en los años El uso de los vectores virales de las plantas ofrece varias venta- sesenta, también hizo pruebas con bacterias en aerosol jas. La expresión de proteínas de laboratorio puede alcanzar potencialmente mortales.

Elmuy consumidor tiene derecho saber si lo corto, que consume altos niveles en un tiempoarelativamente que puede está genéticamente para asísegún tomarel propia ir de tres a 14 díasmodificado después deolano, infección, sistema Aunque existen antibióticos para la peste, su efectividad decisión. que se utilice. El pequeño tamaño del genoma de la mayor radica en un rápido diagnóstico de la enfermedad, y, lo que es parte de los virus facilita la ingeniería molecular, y permite más, se han aislado variedades que han adquirido resistencia Nuestros hijos y nietos, las futuras generaciones, tienen la fácil generación de grandes cantidades de constructos que a los antibióticos. En diferentes países se ha procedido a una derecho que les rápidamente. heredemos unLos mundo mejor, con aire, puedenaprobarse vectores completamente amplia investigación y uso de vacunas de células muertas, y de agua y suelo limpios, con recursos sustentables, y sobre funcionales y sistémicamente infecciosos son fácilmente vacunas de células debilitadas. En los Estados Unidos, hasta todo con una acumulación de conocimiento creciente que les transmisibles por inoculación mecánica y hacen posibles las 1999, una vacuna del primer tipo, contra la peste, fue usada permita afrontar avanzar en La las principal solución de los retosesdeque susla especialmente para personas en peligro. A la fecha ya no se infecciones en y gran escala. limitante tiempos. característica adquirida no es genéticamente transmisible, y produce, a causa de la pobre protección que ofrecía contra la se debe realizar una nueva infección en cada planta nueva. forma neumónica, así como por su alta incidencia de efectos Tenemos gran responsabilidad y mucho trabajo por También una el contenido ambiental del virus modificado es causa colaterales. Una vacuna con células vivas debilitadas fue hacer. de algunas preocupaciones. Se han desarrollado algunos utilizada en la Unión Soviética, pero también mostró severos sistemas de expresión mediante el uso de diferentes virus de efectos colaterales y sistémicos. Por lo tanto, se requería el las plantas. Los más comunes están basados en virus positivos desarrollo de una vacuna segura y efectiva.

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MÉTODO DE PROPAGACIÓN EFICIENTE Y MASIVO Después de la primera introducción del árbol insecticida y medicinal neem (Azadirachta indica A. Juss) a México, que hice en 1988, era conveniente contar con un método de propagación eficiente y masivo, como parte del proyecto que inicié sobre la “Introducción y Diseminación del Neem en México” en la Facultad de Agronomía de la Universidad Autónoma de Nuevo León (Leos-Martínez y Salazar-Sáenz, 1992 ). En el desarrollo de esta técnica participaron otros dos maestros de la FAUANL: el doctor Omar G. Alvarado Gómez y el ingeniero M.C. Jorge Torres Leal, y se lograron buenos resultados con explantes de Montagu. foliolos en el El profesor emérito Marc Van Montagu es fundador, presidente y Marc Van medio MS básico (Murashige y Skoog, 1962) de Biotecnología de Plantas para Países en Vías de Desarrollo. asesor científico del Instituto adicionado con 0.4profesor mg/L de tiamina y 100del mg/ Fue y director Laboratorio de Genética de la Facultad de Ciencias de la Universidad L de mio-inositol y 1.0 mg/mL de piridoxina de Ghent y director científico del Departamento de Genética del Instituto de Biotecnología de la (Leos-Martínez et al. 1994, Alvarado-Gómez Interuniversidad de Flanders. Fue profesor de la Universidad Libre de Bruselas en los cursos de y Leos-Martínez 1992,celular, y Torres-Leal biología química1994). de ácido nucleico y virología. Fue director científico y miembro del Consejo Actualmente existen métodos Directivo de la estandarizados compañía Plant Genetics Systems Inc. (Bélgica). de micropropagación de elneem (Eeswara Junto con profesor Jeff et Schell, Marc Van Montagu descubrió el mecanismo de transferencia al. 1998, Allan et al. entre 1999).elA“Agrobacterium” diferencia de y las plantas, el cual condujo al desarrollo de métodos para alterar génico la reproducción mediante semillas, la el “Agrobacterium” en con un mecanismo de suministro eficiente para la ingeniería genética de las clonación se puede escoger un árbol padre plantas. con un alto Elcontenido azadirachtina profesor de Montagu ha recibido numerosas condecoraciones por sus trabajos de vanguardia, (para control incluyendo de insectos)eloprestigioso del metabolito Premio “Japón”. Es Asociado Extranjero de la Academia Nacional de Ciencia que se desee, de como los muchos tiene el y de las Academias Agrícolas de Francia y Rusia. Ha sido galardonado Estados Unidos que desde 1986 neem para uso enseis la medicina herbolaria. con grados de Doctor Honoris Causa. En 1990 le fue conferido el título de “Barón” por parte de Rey Balduino I de Bélgica.

Otro tipo de producción de plantas es para obtener cultivos con caracteres específicos. Esto se ha hecho con métodos tradicionales de mejoramiento genético mediante cruzas selectivas e hibridación; sin embargo, dichos métodos se están volviendo obsoletos, pues ahora, con la ingeniería genética o la recombinación del ADN, se pueden transferir genes deseables específicos, sin el problema de manejar todas las características de las plantas que incluyen forzosamente algunos factores indeseables. Con la biotecnología agrícola se logran cosas imposibles de obtener mediante eel ha mejoramiento dicho que en ungenético gramo de suelo existe una Doctor Alberto Mendoza H. tradicional. riqueza enorme de microorganismos, y tal vez Doctor Cuauhtémoc Jaques algunos de ellos pudieran resolver problemas Doctor Hugo Barrera-Saldaña INGENIERÍAdel GENÉTICA, UNA¿Cómo DE LASidentificar y cultivar este Investigadores ser humano.

MEJORES OPCIONES microorganismo? ¿Cómo preservar su existencia hasta Laboratorio de Biotecnología Vegetal, Incluso, posibleloobtener losDesconocemos resultados queesalguien analice? los efectos que Centro de Biotecnología Genómica, deseados a cortohumana plazo, tiene sin que la actividad sobresea los microorganismos.

Instituto Politécnico Nacional necesario formar cultivos transgénicos, que seguramente tiene La devastación de selvas y bosques Author for correspondence: están efectos aún en drásticos el debate sobre científico respecto Los fertilizantes Alberto Mendoza. amendoza@mail.cbg.ipn.mx los microbios. a los químicos riesgos implicados.

Además, ya de se bacterias fijadoras alteran las poblaciones están de investigando eliminar ha favorecido la 105 años, o como promotores del crecimiento de plantas nitrógeno métodos y el uso para de antibióticos la posibilidad de polinización cruzada proliferación de las resistentes.

Algunos microorganismos (Azospirillum); otras bacterias sirven como probióticos en la entre benéficos cultivos yno especies convencionales patógenos como Rhizobium y géneros alimentación humana y animal, en biorremediación o en la con plantas genéticamente modificadas.

A relacionados se utilizan como biofertilizantes desde hace producción de vitaminas o compuestos farmacéuticos.

S

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pesar de los variados problemas que se tendrán que resolver, fermentación para extraer y producir vainillina, aceite vegetal, PRODUCCIÓN LA HORMONA DEL CRECIMIENTO LA MICROORGANISMOSpolisacáridos y otros productos (http://www. la SIMBIOSIS ingeniería genética es una de las mejores alternativas para DEcarotenoides, Para la evaluación en campo del bioestimulante en sorgo y de maíz, se tomó CULTIVOS ibt.unam.mx/).

También en el Departamento Biotecnología satisfacer la demanda de alimentos en el mundo. cepa CBG-497, que fue seleccionada por su capacidad El nitrógeno es muy abundante en la atmósfera; como base esta bacteria y Bioingeniería del CINVESTAV se extraen biopolímeros de detransgénicos producción defuentes la hormona de crecimiento. inoculante fue(http://www. formulado sin las plantas se nobusca pueden utilizarlo no convencionales porElvía enzimática.

Enembargo, la agroalimentación, que los cultivos empleando turbacinvestav.mx/biotech/investigacion/bioprocesos.html). como soporte previamente esterilizado y posteriormente en su forma elemental y tienen que obtenerlo sean resistentes a plagas (insectos, ácaros, malezas, hongos, mezclado con del suelo, principalmente forma de nitratos bacterias, nemátodos, en virus, viroides, y fitoplasmas), así la bacteria de manera tal que al momento de la preparación se 8 obtuvieran ocomo amonio.

La fijación biológica de nitrógeno bacterias semilla. de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis de España, por el Instituto condiciones adversas (sequías, heladas, salinidad,6x10 y En esmetales un proceso clave yenalalas biosfera, por el de cual pesados), aplicaciones herbicidas y otros la Universidad de Sevilla-CSIC, ha desarrollado la producción existen microorganismos capaces de convertir La respuesta agronómica del empleo de inoculantes basados en Azospirillum en fotosintética de carotenoides, y otros compuestos de interés plaguicidas.

También se obtienen cultivos con una mejor elfijación nitrógeno gaseoso en nitrógeno con asimilable cultivos como maíz, (ficobiliproteínas, reporta un índice delípidos, éxito enpolisacáridos, el 60 al 70 por ciento de práctico bioetanol) del nitrógeno atmosférico, mayor producción y consorgo, por la planta.

Se estima más que elevados, este proceso la superficie aplicada, incrementos hasta 30 por ciento en el rendimiento por con microalgas y decianobacterias (http://www.ibvf.csic. contenidos nutricionales así como carentes de contribuye entre el 60 y el puedan 80 por ciento de la del producto. Loses/Biotec_microalgas/Biotec_Microalgas.htm). resultados son amplios, y el efecto se ha demostrado en El Instituto toxinas o alergenos y que transportarse y almacenarse fijación biológica de nitrógeno. el incremento enPolitécnico el rendimiento de grano, en una reducciónsobre en lael Nacional ofreceasí unacomo maestría y doctorado con pocas mermas. aplicación de fertilizante gran aceptación que los agricultores tema, ennitrogenado. el Centro deLa Desarrollo de Productos Bióticos (http:// Esta simbiosis contribuye con una parte han manifestado nos ha llevado a producir este bioestimulante para las www.ceprobi.ipn.mx/).

PRODUCCIÓN DE METABOLITOS considerable del nitrógeno combinado en futuras es siembras La producción de metabolitos útiles en la alimentación otra de maíz y sorgo en Tamaulipas. Asimismo, casas comerciales, laimportante tierra, y permite a las plantas crecer sin universidades (nacionales y e extranjeras) de no biofertilizantes, interés Muchos fabricantes compuestos alimentarios han se mostrado pueden producir área de la biotecnología.

Muchas fertilizantes nitrogenados y sin empobrecer en obtener de el esta cepa CBG-497del para la mediantedela comercialización biotecnología. Para caso particular neem, instituciones públicas y privadas están participando en los la derechos los suelos.

Pocos años después del producción masiva del bioestimulante a base de A. brasilense. generación y desarrollo de procesos biotecnológicos para se puede obtener mediante la técnica de cultivo de tejidos: redescubrimiento de Azospirillum y industria hasta producir compuestos usados en la alimentaria. azadirachtina, nimbina y salanina, pero la tecnología aún alrededor de 1993, este géneroenfue el más dePor lo tanto, el CBG IPN ha protegido esta bacteria bajo una patente noa través es lo del suficientemente avanzada como para que sea Sólo para dar algunos ejemplos, el Instituto Biotecnología estudiado entre las desarrollado bacterias asociadas que permitirá mejor aprovechamiento de aestos en beneficio de2002 los costeable nivel logros comercial (Allan et al. de la UNAM se han procesosaenzimáticos y de el económicamente plantas. productores de maíz y sorgo. Para finalizar, quisiera mencionar que, gracias a seguir las metas que nos habíamos trazado, en tan sólo cinco años, logramos La capacidad de Azospirillum para estimular llevar desde el aislamiento de la bacteria simbiótica hasta la formulación el crecimiento de las plantas y aumentar de un bioestimulante del crecimiento del maíz y sorgo para favorecer a los el rendimiento de los cereales promovió agricultores de México. numerosos estudios sobre la ecología, fisiología y genética de esta bacteria. En la actualidad, su uso comercial comienza a extenderse en2006). diferentes países, incluido http://www.ceprobi.ipn.mx/ y Babu et al.

México.

Allan E. J.; T. Stuchbury & A. L. Mordue (Luntz). 1999. h t t p : / / w w w . c i n v e s t a v . m x / b i o t e c h / i n v e s t i g a c i o n / Azadirachtin indica A Juss (Neem Tree): In vitro culture, bioprocesos.html La micropropagation generación de desarrollos tecnológicos and the production of azadirachtin and basados en oportunidades o other secondary metabolites. necesidades Biotechnology in Agriculture http://www.ibt.unam.mx/ reales los diferentes sectores and productivos and de Forestry, Vol 43, Medicinal Aromatic Plants XI, Y P S es Bajaj uno ed. deSpringer-Verlag los objetivos Berlin principales del http://www.ibvf.csic.es/Biotec_microalgas/Biotec_ Heidelberg.

Centro de Biotecnología Genómica (CBG-IPN).

Microalgas.htm Desde CBG, el Allanla E.creación J.; J P del Eeswara; P laboratorio Jarvis; A J de Mordue (Luntz); D Biotecnología I (responsable es el of hairy root Leos-Martinez, J. y Salazar-Saenz, R. P. 1992. El Arbol Morgan & TVegetal Stuchbury.

2002. Induction doctor Alberto Mendoza), definió una their production Insecticida Neem (Azadirachta indica A. Juss) en México. cultures of Azadirachta indica Acomo Juss and línea investigaciónand el aprovechamiento of de azadirachtin other importantdeinsect bioactive Folleto Técnico No. 3. Fac. de Agronomía, U.A.N.L. 30 pp. microorganismos benéficos del suelo, y 374-379. uno metabolites. Plant Cell Reports, 21 (4), de los resultados tangibles fue el desarrollo Leos-Martinez, J.; R. P. Salazar-Saenz & O. G. Alvarado-Gomez. de Alvarado-Gomez, un bioestimulante del del maíz O. crecimiento G. y Leos-Martinez, J. 1992. 1994. Introduction of the neem tree in México, in vitro y sorgo principalmente.

Establecimiento y brotación in vitro del neem (Azadirachta propagation, and validation of its properties, against stored indica A. Juss). Memoria del XIV Congreso Nacional de product insects. Proceedings of the 6th International Working Esto fue posible Sociedad lograrlo gracias al aislamiento Fitogenética.

Mexicana de Fitogenética, A.C. Tuxtla Conference on Stored-Product Protection, Canberra, Australia, de Gutiérrez, esta bacteria (Azospirillum brasilense) en April 1994. pp. 804-808.

Chiapas. p 35. las regiones semi-áridas del noreste de México, pero sobre todo a la selección de M. lasNair. mejores Babu, V. S.; S. Narasimhan & G. 2006. Bioproduction Murashige, T. & F. Skoog. 1962. A revised medium for rapid cepas del género Azospirillum. of azadirachtin-A, nimbin and salannin in callus and cell growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiology suspension cultures of neem (Azadirachta indica A. Juss.). Plant 15, 473-497.

Es Current decir, Science, aquéllas Vol. que91,abrigaban las dos No. 1, pp 22-24. principales características simbólicas; Torres-Leal, J. 1994. Propagación in vitro del nim producían cantidad de hormona Eeswara J.mayor P.; T. Stuchbury; E. J la Allan & A. J. Mordue (Luntz). (Azadirachta indica A. Juss). Tesis de Maestría en Ciencias en promotora crecimiento vegetal, ácido 1998. A de standard procedure forel the micropropagation Producción Agrícola. Subdirección de Estudios de Postgrado, indol acético, convertían el nitrógeno of the neem ytree (Azadirachta indica A. Juss). Plant Cell Fac. de Agronomía, U.A.N.L. atmosférico en 215-219. nitrógeno orgánico.

Reports, 17, Comentarios a : Leos2005@prodigy.net.mx

REFERENCIAS

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colectores. Para desarrollar una batería con un tiempo largo de vida, es esencial comprender la interacción entre los iones de litio y los electrodos.

los procesos biológicos, ya que estos procesos son activos a temperaturas moderadas (370C), presiones ambientales y no producen residuos tóxicos (Figura 10).

Energía: celdas solares.- El 80 por ciento de la energía generada en el planeta proviene de la quema de combustibles fósiles, con un gran impacto negativo en el medio ambiente.

La energía solar representa una alternativa muy viable para disminuir en algo la dependencia de la sociedad en el petróleo y el carbón. Una de las alternativas para la búsqueda de nuevas alternativas de celdas fotovoltaicas es el nanoestructurado fotoelectroquímico de celdas solares, también conocidas como celdas de Gratzel, su inventor. Éstas consisten en dos electrodos, uno de los cuales está hecho de un material poroso de óxido metálico recubierto de moléculas orgánicas que Gad “dyes” Galili.

El doctor Gad Galili es director del Departamento de Ciencias de las Plantas del absorben luz, llamadas (Figura 9).

Instituto Weizmann de Ciencias en Rehovot, Israel. Es autor y coautor de más de 100 publicaciones y revisiones profesionales sobre genética de plantas, biología molecular y celular, así como coeditor del libro Desarrollo y Germinación de Semillas.

Galili es miembro de diversas asociaciones científicas internacionales y ha sido invitado para presentar sus trabajos en numerosos encuentros de su país y del extranjero.

Es asesor científico de la compañía biotecnológica israelí, Protalix Biotherapeutics, enfocada al desarrollo de tecnologías de cultivo celular de plantas y de sistemas de biorreactores innovadores.

Obtuvo su Doctorado en el Instituto Weizmann.

Figura 10.- Modelo de un catalizador conformado por una superficie de Rodio, encima del cual están colocadas islas de paladio. Bajo ciertas condiciones (presión, temperatura), el dióxido de carbono se ancla preferentemente en estas islas.

Doctor Gilberto Eduardo Salinas García Figura 9.- Imagen representativa dedeuna celda solar.

Las Profesor Investigador Facultad Agronomía / UANL moléculas orgánicas (el “dye”) absorben la luz del sol PERSPECTIVAS Cuando la práctica del La mayoría de los agricultores y consumidores En estos ejemplos se puede abordar y evidenciar la importancia emitiendo un electrón.

El electrón abandona el “dye”pobres y se de África, Asiade y una Latinoamérica dependen paraAlsu alimentación ha cobrado la genético investigación interdisciplinaria de la inyecta dentro capa de óxido metálico. faltarle un que mejoramiento se sustenta el conocide cultivos arroz, trigo, y sorgo. Además de las Física, Química en Biología, Medicina e Ingeniería, lo cual dio electrón al “dye”,deéste lo toma delmaíz otro electrodo, creándose miento de los ácidos dificultades que diferencia día con día los pobladores de estas lugar a una revolución científico-tecnológica englobada en de esta manera una detienen voltaje. nucleicos (ADN y ARN), la cual somos afortunados de regiones del mundo para obtener cantidades suficientes de el término “Nanotecnología”, aminoácidos, proteínas estos catálisis.granos, la Un dieta que obtienen es deficiente cuanto presenciar.

Energía: catalizador es un dispositivoenque a launa cantidad y química calidad sin de reaccionar proteína, vitaminas y minerales y otras moléculas que facilita reacción con los productos conforman losdelorganisimportantes.

Como toda rama quehacer humano, no está libre de finales. mos, se de le ladenomina debate acerca pertinencia de hurgar en umbrales del Mejoramiento Molecuprincipales consecuencias consumo de auna dieta conocimiento que incluso conllevan a cuestiones éticas y La Las actividad catalítica en algunosdel casos se lleva cabo en con lar. estas características el decaimiento la salud, religiosas, como puede ser la manipulación genética. la presencia de metales. son La eficiencia de loscrónico metalesdecomo desarrolloradica físicoen e su intelectual y condiciones tales catalizadores cantidad limitado, de electrones libres.

El mejoramiento molecucomo anemia, ceguera o pelagra. La forma más fácil, rápida Sin embargo, la sociedad actual cada vez es más dependiente cultivos involucra y electrones económicapromueven para mejorar la calidad de vida de lar la de Ciencia y la Tecnología: necesitamos encontrar Estos la reacción química.

Ende losmillones mofles de la localización, caracterización de resolver efectos los en diversos el fenotipo, personas quelos viven actualmente condiciones de pobreza a corto y mediano plazo para de automóviles, catalizadores sonen pequeños “pellets” de soluciones selección de alelos o formas favorables y movilización a otros extrema, es elevar la calidad nutricional dematerial las plantas con las problemas (retos) a los que se enfrenta la humanidad: energía, platino y paladio incrustados en un soporte de óxido. individuosmedio o poblaciones la misma o de diferente especie) queenzimas se alimentan. ambiente,(de salud pública, etcétera.

En las biológicas, los iones metálicos son la base de alimentación, de genes o secuencias de ADN. los sitios activos.

El avance espectacular que ha ocurrido en los últimos 60 años, La Nanotecnología ofrece prometedoras y fundadas esperanzas ¿QUÉ ES UN MARCADOR ciencias de como la Biología, la Química, la Virologíaeny las de que la humanidad tenga unGENÉTICO? futuro brillante, muy distante En laenbúsqueda nuevos y más eficientes catalizadores Un predicciones marcador genético es cualquier diferenciahoy en en el material Matemáticas, entrees otras, ha transformado el mejoramiento de las catastróficas que abundan día. procesos industriales, necesario entender los mecanismos de hereditario (en plantas animales debe superiores es el ADN) plantas yentre animales domésticos,y pasando de sery una disciplina la Ciencia comoy“amoral”, ir acompañada de reacción las moléculas los metales, tratar de Obviamente, que puedapolíticas ser detectada entre dos o más individuos. Estas principalmente artesanal, a una predominantemente científica. de decisiones correctas. emular

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¿QUÉ ES UN MARCADOR GENÉTICO MOLECULAR? Un marcador genético molecular es, dicho de una manera simple, una señal de humo dentro de la información hereditaria (ADN), la cual permite identificar la presencia de un gen que se encuentra en los alrededores.

Las biomoléculas que se utilizan como marcadores moleculares son las proteínas (antígenos e isoenzimas) y los ácidos nucleicos (ADN en el caso de las plantas y animales superiores), ya sea como genes conocidos o fragmentos de secuencia y función desconocida.

A diferencia de los marcadores morfológicos, los marcadores moleculares, en particular los basados en el ADN, poseen atributos que los hacen ideales para su aprovechamiento en Jaap Bakker. Es professor y jefe de departamento en el Laboratorio Nematología de la el mejoramiento molecular. de Entre éstos se destacan: a) su Universidad Wageningen, Países Bajos. Su campoamplio de interés es la interacción planta-patógeno.

Entre polimorfismo; b) nula influencia del ambiente; c) las publicaciones recientes en las que ha participado destaca: Degradation of plant walls by herencia simple y sin epistasis; d) cell ausencia de aefectos en nematode y Durability of resistance against potato cyst nematodes. el desarrollo de la planta; e) posibilidad de detección en las primeras fases de desarrollo de la planta; y f) simplicidad en la identificación y análisis.

El uso de marcadores genético moleculares ha permitido desarrollar mapas de ligamiento genético para la mayoría de los cultivos y animales de importancia económica. Estos mapas son el punto de arranque para la localización, aislamiento y clonación de los genes que controlan caracteres de importancia.

Actualmente, gracias a los marcadores genético moleculares, estos mapas se pueden desarrollar en unas cuantas semanas, contener miles de marcadores distribuidos a lo largo del genoma del organismo y a una fracción del costo de los mapas que se construyeron originalmente utilizando marcadores morfológicos. ¿CÓMO SE UTILIZAN LOS MARCADORES GENÉTICO MOLECULARES? Los marcadores genético moleculares se utilizan en los siguientes aspectos del mejoramiento de plantas:

diferencias sirven como “etiquetas” o marcadores genéticos, que se utilizan para caracterizar individuos o grupos de a) Estimación de distancias genéticas entre poblaciones, individuos que la comparten.

Ph. D. Josué Leos Martínez variedades, líneas puras e híbridos. Esto permite: (i) la Facultad / UANL La aparición dede losAgronomía marcadores genéticos en el mejoramiento clasificación taxonómica de ecotipos o muestras de los l término bioexplotación usa en el laámbito de la Bancos de Germoplasma, como un complemento de los datos ocurrió hace más de 70 años, cuandoseSax planteó posibilibiotecnología para denotar (diferencias la obtención en o modificación dad de usar caracteres morfológicos el feno- morfológicos que han sido utilizados desde los tiempos de de productos, la aplicación Lineo; y (ii) la asignación de líneas puras a grupos heteróticos tipo de losoptimizada organismos provocadasmediante por formas mutantesde la cienciauna en ayuda el proceso producción, usando agentes de genes) como en lade selección de caracteres de con objeto de predecir el valor de los híbridos resultantes del o sistemas biológicos.

Sólo Por dosejemplo, tipos de bioexplotación importancia económica en plantas. se ha usado el cruzamiento. agroalimentaria mencionarán producciónplantas de plantas b) Identificación y distinción de variedades, líneas puras tamaño de la semillase como marcadoraquí: paralaseleccionar y la producción de de metabolitos. e híbridos para proteger los derechos comerciales del de mayor rendimiento grano de fríjol. obtentor. Los marcadores basados en el ADN producen una Lamutantes producción masiva dede plantas mediante pardo las técnicas distinción más precisa de genotipos que los “descriptores” Otros como el bm3 maíz (pigmento en la de cultivocentral de células de tejidos, denominada micropropagación, nervadura de lay hoja) proporciona un forraje con menor morfológicos. es de suma importancia paracon la agricultura. esta técnica, contenido de lignina y por lo tanto mayor valor Con nutritivo; sin c) Establecimiento de relaciones de parentesco entre líneas unas este cuantas células secomo requieren como el explante inicial, o variedades para realizar estudios genéticos. El método es embargo, gen utilizado marcador, simultáneamente para efectos la regeneración de miles de son plantas corto similar al utilizado en las pruebas de paternidad y parentesco produce desfavorables como una clonadas reducciónendel tiempo, eliminándose riesgosusceptibilidad de enfermedades al usar en en genética humana. rendimiento de grano y unaelmayor al “acame” su producción medios y condiciones d) Localización e identificación de genes cualitativos o o caída de la planta.

Hay otros muchos estériles. ejemplos Actualmente en los que se cuenta con métodosaleficientes para laefectos micropropagación mayores y también de genes con efectos pequeños que los mutantes producen mismo tiempo positivos y de muchas de plantas, las cuales se comercializan afectan a caracteres cuantitativos (los así llamados QTL). negativos en especies los caracteres por mejorar.

Por tanto, la selección de con manera base encomún. marcadores morfológicos ha sido utilizada de e) Selección asistida por marcadores. Lo que simplifica, abarata y acelera en diferentes medidas, los procedimientos forma muy limitada en la mejora genética de plantas.

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al intercambio de ideas. El desarrollo de la Nanotecnología es el resultado de una interacción muy compleja entre el conocimiento fundamental y aplicaciones tecnológicas. El desarrollo tecnológico, a su vez, trae como consecuencia que se hagan nuevos descubrimientos que requieren respuestas fundamentales: este binomio ciencia-tecnología es la piedra angular del progreso actual en el área de Nanotecnología.

A manera de ejemplo se pueden mencionar los siguientes (de una gran variedad): SÍNTESIS DE MATERIALES Los materiales que forman parte de los dispositivos, autos, aviones y otro sinfín de aplicaciones, con mejores propiedades que los utilizados en un pasado no muy distante, son el resultado de los avances alcanzados en la síntesis y procesamiento de materiales: investigación dirigida a descubrir nuevos materiales, desarrollo de nuevos métodos eficientes y baratos para la producción de los materiales nuevos, incorporación de materiales ya conocidos en nuevas geometrías y ambientes, así como el continuo mejoramiento en la producción y procesado de materiales tradicionales que la humanidad utiliza desde hace milenios. La optimización de estos procesos requiere el conocimiento para integrar el comportamiento de la materia a nivel fundamental (enlaces atómicos, movimiento de dislocaciones, deformación y rotación de cristales individuales), hasta el comportamiento macroscópico.

SÍNTESIS DE MATERIALES POLÍMEROS Los polímeros son materiales ligerospara queelpueden ayudar tradicionales de selección que se aplican desarrollo de a mejorar la eficiencia en el uso de combustible de autos y nuevas variedades. aviones, al formar parte de sus estructuras. Los polímeros moléculas compuestas unidades (meros) conectadas ELson MAÍZ DE ALTA CALIDAD por DE PROTEÍNA formarparte macromoléculas.

Un solo Eltodas maíz juntas proveepara la mayor de las calorías que polímero ingiere estaren formado millónelde átomos.

Actualmente, lapuede población México.por En un cambio, valor biológico de su los progresos en laasíntesis química y el esfuerzo proteína es bajoalcanzados y no alcanza satisfacer las necesidades colaborativodeentre grupos de investigación ha permitido nutricionales la población. generar nuevos materiales con polímeros. En la síntesis de posible realizar hipótesis sistemáticas de cómo Enpolímeros, 1960, se es descubrió que el gen mutante recesivo opaco2 las propiedades de un particular relacionadas duplica el contenido depolímero lisina y en triptofano enestán el endospermo con su estructura, de esta manera diseñar macromoléculas del maíz, cuando se y encuentra en la condición homocigótica. estructura y propiedades físicas controladas.

De esta Secon ha una demostrado que estos dos aminoácidos son esenciales manera se han sintetizar polímeros que son el doble para obtener unlogrado desarrollo normal en diferentes especies de resistentes que el acero, con sólo una quinta parte del peso animales y en particular en los humanos. con respecto a este metal (Figura 3).

La estrategia que normalmente se utiliza para incorporar el gen opaco2 a las variedades comerciales de maíz es la Figura 3. Este (a) Micrografía en colores falsos que muestra la retrocruza. método de mejoramiento es particularmente estructura decuando una cadena co-polímeros.

Lasderegiones lento y costoso se aplicade para la movilización genes naranjasquey noamarillas recesivos, están asociados a caracteres morfológicos contienen de cadenas (marcadores) fácil observación. En estas condiciones, ladesordenadas selección asistida de por marcadores moleculares se unidadesen A yuna B. Ajustanconvierte herramienta eficaz y económicamente do laAprovechando relación entre viable. los mapas de ligamiento genético (y unidades A y B,moleculares se pueden que éstos contienen) que se han los marcadores formar polímeros conse localizaron marcadores basados desarrollado para el maíz, propiedades endiferentes el ADN del tipo microsatélite que se encuentran fuertemente mecánicas. ligados al gen opaco2.

Estos marcadores moleculares se han utilizado por diversas instituciones, entre las que se encuentran el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), el

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SÍNTESIS DE MATERIALES: NANOTUBOS Y FULERENOS El carbón es un elemento presente en muchas formas: como parte de los seres vivos, como diamantes, como grafito y en fulerenos y nanotubos. El fulereno más conocido (del cual su descubridor ganó el premio Nóbel en 1960), consiste en 60 átomos de carbón que forman un arreglo similar a un balón de fútbol. Colocando otros átomos dentro de este “balón de átomos de carbón”, (por ejemplo metales alcalinos como litio o sodio), se pueden modificar las propiedades de este fulereno y volverlos materiales superconductores. También pueden utilizarse como cápsulas que almacenen drogas o fármacos para liberarse en el cuerpo humano (Figura 4).

Figura 4.- Ilustración de un fulereno, consistente en 60 átomos de carbón que forman un arreglo semejante a un balón de fútbol. Añadiendo materiales en el centro del “balón”, las propiedades del material pueden variar.

Por otra parte, en el caso de los nanotubos, los átomos forman una “red hexagonal enrollada), donde los rollos pueden ser desde unos cuantos a miles de nanómetros de longitud.

Estos materiales exhiben propiedades electrónicas únicas; por ejemplo, se pueden producir nanotubos carbón con Instituto Nacional de Investigadores Forestales,deAgrícolas y propiedades específicas quedelos vuelvande semiconductores Pecuarios (INIFAP) y la Facultad Agronomía la Universidad ó conductores.

LaLeón posibilidad que ofrecen de manipular Autónoma de Nuevo para desarrollar variedades de alta su geometría y sus propiedades los vuelven calidad de proteína (denominadas ACPelectrónicas o QPM). materiales promisorios para aplicarse en micro circuitos como integralde en esta transistores.

Además, su estructura porosa Laparte aplicación estrategia de retrocruza asistida se puede utilizar para almacenamiento hidrógeno reducir en celdas por marcadores moleculares ha de permitido de combustible olos en baterías de litio (Figura 5). sustancialmente costos de deliones mejoramiento genético, al eliminar la necesidad de realizar análisis químicos para determinar la calidad de proteína (además, es más barato realizar un análisis del ADN que un análisis de lisina y triptofano); y asimismo reducir el costo de los ensayos de campo, ya que se acelera el avance generacional de la población, al poder diferenciar los tres genotipos posibles del locus opaco2; es decir, las plantas homocigóticas normales (con fenotipo “baja calidad de proteína”); heterocigóticas (también de “baja calidad de proteína” debido a la dominancia del alelo “normal”) y homocigóticas para el alelo opaco2 (con alta calidad de proteína), todo esto basándose en el marcador molecular (fotografía del gel con el marcador umc1066).

Figura 5.- (a) y (b) Representación de un nanotubo, consistente en una red hexagonal de átomos de carbón, la CONCLUSIÓN selos “enrolla” para genético formar el nanotubo. ha (c)aumentado Micrografía Elcual uso de marcadores moleculares un grupoy de nanotubos donde se observa el crecimiento lade eficiencia eficacia del mejoramiento de plantas y con columnar. esto se está abriendo la posibilidad de emprender proyectos para mejorar la calidad nutricional de cultivos que utilizan SALUD los grupos humanos más desprotegidos, especialmente Una de la metas de la Nanobiotecnología es bajos el desarrollo agricultores minifundistas y consumidores de ingresos.de drogas ydel medicinas actúen específicamente Elnuevas mejoramiento maíz deque alta calidad de proteína, sobre con enfermedad, así encontrarinternacionales un tratamiento eficiente que lalaparticipación decomo organismos (CIMMYT), reduzca al mínimoy los efectos secundarios.

Estoes será nacionales (INIFAP) universidades (e.g. U.A.N.L.) un posible buen en la medida en que los mecanismos las enfermedades sean ejemplo de lo que se puede hacer para de atender las necesidades del recurso más valioso de un país: sus habitantes.

perfectamente comprendidos. Para esto, es necesario conocer los componentes microscópicos, como es la estructura de las proteínas, ribosomas y DNA, además del estudio de los componentes microscópicos para obtener farmacéuticos.

Otra área muy importante es el proyecto global genoma, en donde el objetivo es mapear todos los genes del cuerpo humano. Al mapearse todos los genes, el siguiente paso es revelar la función específica de cada gene. Para este caso, la cristalografía de proteínas es un proceso que se utiliza para determinar la estructura tridimensional de su estructura por medio de difracción de rayos X. Esta técnica se ha utilizado desde los años 50, cuando se determinó la estructura del DNA (Figura 6).

Ulrich Wobus. Es jefe del Departamento de Genética Molecular del Instituto de Genética de Plantas e Investigación de Cosechas de Gatersleben, Alemania. Con formación profesional en biología, el professor Wobus encabeza un grupo de investigación enfocado a la biología molecular y fisiología de la embriogénesis de las plantas así como el desarrollo de semillas, usando leguminosas, cebada, trigo, tabaco y arabidopsis. De manera particular, la expresión genética desde el control transcripcional a la secreción de proteínas así como el papel de las hormonas y los metabolitos en los procesos de desarrollo, son líneas que abarca su grupo de investigación.

Doctor Francisco Zavala García Facultad de Agronomía / UANL Con los descubrimientos de Watson y Crick en 1953 sobre la estructura molecular del ADN, y el descubrimiento de las bases del ADN recombinante por Cohen y Bouyer en 1973, se abrió una nueva etapa que permitió entender en mayor detalle los procesos involucrados en el control de la expresión de características de importancia económica de las plantas. Estos acontecimientos dieron la pauta para que de una forma más efectiva, permita intercambio de material genético entre Figura 6.- se Patrón de el difracción de una proteína.

El patrón en forma artificial, que de de otra forma sería imposible deespecies difracción tomado a partir diferentes ángulos del de lograr, debido a las existentes cristal (en este caso la diferencias proteína) semorfológicas puede transformar entre ellas. en una imagen tridimensional de la muestra, directamente y, en consecuencia, conocer la posición de los átomos y los A nivel que de la planta, la expresión de los genes para la elementos conforman. manifestación fenotípica de las diferentes características, se expresa en forma a través ciclo de Es por Salud-enzimas.Las secuencial enzimas son un tipodel especial devida. proteínas estoactúan que elcomo conocer cómo crece se desarrolla procesos la planta, que catalizadores en yinnumerables es dedel vital importancia para identificar lasvivos. etapas críticas dentro cuerpo humano y de otros sistemas en la expresión de la parte económicamente importante del cultivo.

En la literatura relacionada con el tema, es muy Las enzimas mejoran y promueven miles de procesos esenciales común utilizar enpáncreas, forma indistinta, las palabras crecimiento (por ejemplo, en el los riñones, el hígado, el sistema y desarrollo; sin una embargo, existen diferencias muy reacciones claras entre digestivo); cada está diseñada para promover ellas. específicas.

Aunque algunas enzimas están conformadas por cientos de átomos, sólo unos pocos forman el sitio activo CRECIMIENTO DESARROLLO específico dondeY tienen lugar las reacciones fisiológicas La primera se refiere al aspecto cuantitativo; es decir, (Figura 7). crecimiento denota cambios en la cantidad de materia seca que

Figura 7.- Imagen que muestra el modelo de una proteína en forma de serpentina, denominada “ferrochelatase”, determinada por difracción de rayos X. La “ferrochelatase” es una enzima que puede estar involucrada en la formación de hemoglobina, componente esencial para transportar oxígeno en el torrente sanguíneo. Los sitios activos de la proteína se muestran como esferitas amarillas y rojas.

ENERGÍA Los problemas ambientales asociados con la tecnología moderna requieren que se lleve a cabo investigación en el desarrollo de modelos sustentables. Una de las vertientes principales en esta área es la investigación en tecnología para la producción de energía: desde su producción eficiente, almacenamiento y transmisión, todo esto con el menor impacto posible al medio ambiente.

Energía: baterías: En la sociedad actual existe una gran demanda de fuentes eficientes de energía para su utilización en vehículos híbridos o eléctricos y telecomunicaciones. De esta manera, se necesitan sistemas de baterías eficientes, recargables y limpias para el medio ambiente. Las baterías basadas en litio son un área prometedora en esta dirección.

(Figura 8). se produce a travésrecargable del ciclo de de vida de la planta. En cambio, Figura 8.- Batería la palabra desarrollo aspectos cualitativos; es decir, Litio.

En estas baterías,indica los iones cambios en la expresión de las diferentes formas de dedenota litio son los portadores de carga crecimiento que polo se dannegativo a través del que fluyen del al ciclo de vida de la planta.

Este conocimiento es necesario positivo de la batería durante para su manipular genéticamente las diferentes estructuras u órganos operación.

El grafito actúa como de las plantas, induciendo a través biotecnología una mayor expresión de aquellos ánodo y de el la óxido de manganeso procesos que Láminas modifiquen estructuras que maximicen la como cátodo. delas cobre de losfuncionan órganos de interés y expresión aluminio como antropocéntrico.

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ETAPAS DE DESARROLLO DE LASBiocidas PLANTAS NANOEMULSIONES EN LA PREVENCIÓN DE NEUMONITIS del tipo pesticidas Con el propósito de simplificar el estudio de las plantas, Eastin En el centro de Nanotecnología Biológica de la Universidad son ampliamente utilizados (1972) propuso una clasificación de etapas de desarrollo de Michigan, el grupo de investigadores encabezados por el enlas agricultura. para plantas de hábito de crecimiento determinado (figura 1) doctor JR Baker, ha demostrado el uso de una nanoemulsión no en: surfactante, la cual tiene una actividad antimicrobiana elevada Etapa 1 o “Etapa Vegetativa”. Es el tiempo entre la siembra y es biocompatible con piel y membranas mucosas. Estas de la semilla y la diferenciación floral. En esta etapa emerge nanoemulsiones fueron ensayadas para la prevención de la la radícula, se inicia el establecimiento de las raíces y se infección in vivo de la neumonía por influenza murina Estudios diferencian hojas; la etapa termina cuando se introdujeron inicia el científicos se hicieron en ratones, en los cuales se determinó utilizadolas como insecticida.

En el siglo XIX se primordio reproductivo. dos pesticidas naturales, como el piretro, el cual es producido que se conseguía prevenir la infección in vivo del virus de la a partir del Chrysanthemum cinerariaefolium, y la Rotenona, influenza. Los resultados de este grupo científico sugieren Etapa 2 o “Etapa en Formación Órganos Florales”.

Se de el potencial terapéutico preventivo de estas nanoemulsiones insecticida vegetal polivalente,deque se extrae de raíces caracteriza en ella hay crecimiento de hojas, elongación plantas porque tropicales leguminosas, las cuales son tóxicas para los para tratar infecciones del virus de la influenza in vivo. del animales tallo, así de como la fría diferenciación y crecimiento sangre e inocuas para los animalesde de las sangre estructuras La etapa termina con la floración.

NANOEMULSIÓN SURFACTANTE CON ACTIVIDAD caliente reproductivas. y el hombre. Actúa por contacto e ingestión.

Etapa 3 o “Etapa de Crecimiento de Desarrollo y Crecimiento ANTIMICROBIANA, ANTIVIRAL Y ANTIFÚNGICA Futuro”. ÉstaPaul se caracteriza porque tiempomuy Un novedoso nanobiocida desarrollado también por el Centro En 1939, Muller descubrió el durante DDT, un este insecticida se diferencian las partes semilla:universalmente, cubierta, embrión, eficaz, que muy prontode fuelautilizado aunque de Nanotecnología Biológica, al cual se le ha dado el nombre endospermo, y hay crecimientotóxicas, del fruto.

La etapa termina con en de 8N8, ha demostrado buena función biocida. por ciertas características su uso ha sido prohibido Tanto la producción del ácido giberélico como la del � amilasa, la madurez fisiológica.

68 países.

Hoy en día, el uso de los pesticidas ha aumentado estáEste controlada varios genes.

Entre ellos se encuentran 8N8 ha por producido actividad bactericida contra Bacillus 50 veces desde 1950, y se utilizan un promedio de 2.5 millones el GA y el An-1, para el caso del ácido giberélico y pI Neisseria para cereus, Bacillus subtilis, Haemophilus influenzae, de toneladas industriales de pesticidas cada año.

1 el caso de la � amilasa.

Trabajos de campo y han demostrado gonorrhoeae, Streptococcus pneumoniae, Vibrio cholerae, en que 15 la minutos aplicación artificial de ácidoTambién giberélico a la semilla después de aplicado. demostró actividad Podríamos definir un biocida como la sustancia sintética capaz acelera y promueve una mejor antiviral, como contra Herpesgerminación, simplex typeasegurando 1, Influenzaun A y el de matar ciertos organismos orgánicos, con usos potenciales mejor establecimiento la planta. hongos del género Vaccinia virus. Todode lo anterior nosLos permite deducir que es un en Medicina, Agronomía, industria forestal y para el control Giberella producencomo en forma ácidodegiberélico buen candidato agente natural nanobiocida uso tópico.en de los mosquitos. Según su función, podríamos dividir los grandes cantidades, por lo que la integración de estos genes biocidas en: a las plantas de importancia NANOBIOCIDAS CONTRA económica, EL VIH-1 pudieran tener un 1. Pesticidas. Los cuales incluyen fungicidas, herbicidas, efecto positivo sobre promoverun una germinación más Actualmente se ellas ha al publicado insecticidas, alguicidas, y raticidas. eficiente o sobre otras actividades articulo denominado Interactiondelofdesarrollo donde el 2. Antimicrobianos. Éstos incluyen germicidas, antibacestesilver ácidonanoparticles juega un papel importante en el proceso de with HIV-1 encomo la teriales, antivirales, antifúngicos, y antiparasitarios. crecimiento y desarrollo de la propia semilla.

CONTROL DE PROCESOS revista Nanobiotechnology, 2005; 3: 6.

CadaEstos unabiocidas de estasseetapas un papel importante la puedenjuega adicionar a otros materialesen (líquidos ETAPA VEGETATIVA expresión de la parte importancia económica el sea La Universidad de Texas, en Austin, trabajó en colaboración en su mayoría) para de proteger algún material para para que no vezla terminado proceso de germinación, forma hombre; es por esto el control genéticoEjemplos: de los procesos UniversidadelAutónoma de Nuevo León, y en se comprobó invadido por unque elemento biológico. albercas Una , con se inicia conocida como in etapa bioquímicos que se desarrollan en éstas se da secuencial la inhibición dellavirus del VIH-1 vitrovegetativa. en formaComo de dosis sistemas ydefisiológicos agua, alguicidas. esta etapa se caracteriza por la de en forma tal, que permite maximizar esa expresión. Es aquí se mencionó respuesta anteriormente, y con baja toxicidad mediante nanopartículas donde la biotecnología pudiera jugar un papel importante, formación plata. del meristemo apical y la diferenciación de las al conocer el genoma de la planta y conocer los genes que hojas y el crecimiento radical. Este tipo de crecimiento es porque permite a la planta disponer de órganos que fue intervienen en la expresión de estas etapas, para que en la importante, Estas nanopartículas tienen potencial antiviral, el cual importantes paraLaboratorio la expresión la parte de importancia medida de lo posible, se pueda recombinar material genético son probado en un dedeBioseguridad Nivel 3. Este rodilla El sido tallouno pordeejemplo, ofrecesegún un sustento parade la de otras especies que ayuden aActualmente, maximizar lalaparte de la planta económica. artículo ha los más leídos, estadísticas puede ser reemplazada, que revista otros órganos de laaño. planta se establezcan, mientras que de interés para el hombre. en el último pero requiere las hojas son las estructuras donde se desarrolla el proceso que no se infecte por fotosintético con mayor eficacia.

De esta forma, los genes que Esta clasificación, aunque sencilla, deja fuera algunas LOS NANOBIOCIDAS, PRESENTE Y FUTURO bacterias oportunistas. de estas llevará partes de de la lamano planta actividades propias del desarrollo de la planta y que son controlan El augeladeexpresión la Nanotecnología el resultan crecimiento Por ejemplo, en maíz se conoce una familia de vez importantes para el buen desempeño de las mismas, y donde de gran en lavalor. industria de los nanobiocidas, los cuales son cada NANOBIOCIDAS PARA EL CEMENTO ÓSEO identificada KN1, mientras que endesarrollando Arabidopsis en la biotecnología jugar un R. papel preponderante.

Un genes más necesarios,como ya que aunque se están El grupo del pudiera doctor Shnettler en Alemania, hace investiotroforma gen identificado como STM, promueven el crecimiento ejemplo es la germinación; desde la semilla esde colocada sorprendentemente rápida nuevos fármacos para las gaciones para prevenir lasqueinfecciones bacterias del ápice vegetativo. en el suelo, se inicia aun proceso de imbibición ya deque agua, latipo bacterias y virus multirresistentes, cada vez éstos van mutando multirresistentes nivel óseo (osteomielitis), este cualde desencadena de reacciones bioquímicas bacterias seuna han serie convertido en un grave problemaque en los y se necesitan otros medicamentos para contrarrestarlos. Por en la expresión estos genes traerá como involucran la producción ácidosegiberélico.

Esteartoplastias ácido Un desbalance tanto, el mercado de biocidasde y nanobiocidas es muy amplio, quirófanos, en especial de cuando practican las un pobre expresión del meristemo apical, se traslada a la capa aleurona,quirúrgica donde desencadena la consecuencia preparados para nuevas enfermedades, tanto (la artoplastia es unadereparación de la integridad y y debemos estar limitando grandemente el crecimiento de la planta. En producción de varias enzimas.

La más conocida la enzima emergentes como reemergentes. función del poder de una coyuntura ósea). Estees grupo científico forma paralela a la expresión de estos genes, existen otros � amilasa, ayudaantibacterial a degradar in losvitro gránulos del almidón reportóque actividad en el cemento óseo, al como los genes en identificados AIN que promueven contenidos enagregaron el endospermo de la semilla.

Esta degradación Únicamente Laboratorioscomo de Bioseguridad nivel 3 y 4, el y con cual se le nanopartículas metálicas que midenode 5 desarrollo de altamente los órganos laterales como los cotiledones las desdoblamiento del almidón como propósito fundamental personal capacitado, podemos analizar y ytrabajar hasta 50 nanómetros.

Es tiene importante señalar que únicamente el gen recesivo ain,que tiene sobrepara un la crecimiento dejar disponible embrión la materia necesaria para queelevada se hojas. conElciertos patógenos sonefecto peligrosos vida humana, cemento con al nanopartículas demostró una actividad significativamente de las limitando en forma inicie el de yemergencia de la radícula marca el te y gracias avanzados laboratorios es estudiar contra el MRSA MRSE resistente nt proceso RSA RS RSE SE (estafilococo (estafilo (estafiloc o y estreptococo estrep estrept estrey que co o res resis resist racias a estospobre avanzado la hojas, oratorios ratorio e posible ble le e arr en general la capacidad de inicio del desarrollo minuciosa patógenos. a la a meticilina). meticili meticilin lina) na). de la nueva planta (figura 2). forma orma minu minuc sa fotosintética e estos pa óge g no osla planta.

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d l o a s a s ó a n s

o e

s a n d l n

n ó s e

e e a

o z n s o r , o

n r , n

La etapa vegetativa termina con la iniciación del primordio floral (figura 3). Esta inducción que marca el inicio en la formación de las estructuras reproductivas, es bastante compleja, ya que depende, además de la estructura genética de la planta, de algunas condiciones especiales del ambiente relacionado con el fotoperíodo y la temperatura.

Doctor Eduardo Pérez Tijerina / Doctor Manuel García-Méndez Catedráticos Facultad de Ciencias Físico Matemáticas / UANL

Figura 4. Estado de desarrollo de las diferentes partes de la flor en sorgo.

Nada de lo que fabricamos los humanos puede prescindir de desarrollar. La idea es crear un tipo de bala que selecciona los descubrimientos que se hacen hoy día en los laboratorios. y destruye células cancerígenas.

El de equipo Nanospectra Una vez alcanzada la maduración estas de estructuras florales, Las consecuencias a largo plazo de la Nanotecnología serán ha logrado nanopartículas recubiertas en indica oro, la Figura 3. Estado la plantadesarrollar ha alcanzado la etapa de floración, la cual verdaderamente transformadoras. de Desde diversos puntos de capaces de invadir un tumor y, desarrollo. cuando se La calientan a través iniciación terminación de esta etapa de floración es quizás vista, la Nanotecnología es un conjunto de técnicas sistema destruirlo. del primordio floralusadas de un uno de los remoto, momentos más importantes en el desarrollo de en trigo. para manipular la materia en la escala de átomos y moléculas; la planta, ya que el fruto y el inicio de la formación de la es la ola tecnológica más alta, amplia y poderosa que nunca Por semilla otro lado, partículas deen plata tamaño cuantosque que se origina estacon etapa, son de lasunos estructuras antes el mundo había visto. La turbulencia que vendrá con nanómetros se están utilizando como bactericidas y aseguran ya la perpetuación de la especie. esta ola tecnológica impactará profundamente a la sociedad. desinfectantes en artículos de uso diario, como telas para Abrirá nuevos mercados trabajo de materiasesprimas, y confeccionar ropa para deportistas, lavadoras, curitas, POLINIZACIÓN La inducción floral pordeefecto delyfotoperiodo muy común cambiará para siempre la forma la enexpresión que vivimos, comemos,de laetcétera.

(Figura Una vez que2). la floración se alcanza, inicia la última etapa y es utilizado para manipular del desarrollo producimos, enfrentamos las guerras y definimos vida. del desarrollo de la planta que consiste en la polinización y flor, principalmente en cultivos ornamentales.

Las la diferencias Algunos quede la las Nanotecnología detonará una en laspredicen respuestas plantas al fotoperiodo han nueva llevado a fecundación del gameto femenino (óvulo) por parte del gameto utopía económica y cultural, material, la clasificación de estascombinando en “plantas abundancia de día corto” y “plantas masculino (polen) para que se inicie la formación de la semilla. desarrollo sustentable y ganancias económicas (Figura 1).

Para que esto ocurra, se requiere primero se lleve a cabo de día largo”. la germinación del grano de polen sobre el estigma, que EnAPLICACIONES este proceso de inducción floral Yse los origina la formación del tubo polínico, el cual se encarga DE NANOTECNOLOGÍA:AHORA EN encuentran EL TIEMPO fitocromos, por ejemplo, el gen phyB promueve la floración de conducir el material genético masculino hacia el gameto Fármacos y más temprana.

En arabidopsis el gen gi retrasa la floración en femenino en el óvulo para la fecundación y el inicio del Herramientas de corte Partículas en nanoescala medicamentos y cubiertas resistentes al y películas finas en días largos; mientras que el gen ELF3 reprime la floración en desarrollo del fruto o la nueva semilla. Algunas evidencias deterioro dispositivos electrónicos indican que la germinación del polen depende de la expresión días cortos.

Joyería, óptica y obleas de genes que se encuentran en el grano de polen y que se ve Pigmentos en pintura Nano ahora semiconductoras En sorgo se conocen actualmente hastapulidas seis pares de genes afectada por el genoma del estigma.

Liberación de (MA), los que modifican la respuesta de la planta al fotoperiodo, Biosensores, Aditivos retardantes medicinas, separación Home Home and transductores y llamaencuentra biomagnética El gen CHS en maíz y petunia, cuando se encuentra presente que dependen de los genes quede lase eny condición Personal Building detectores Medical Care Textiles Catalysis Food curación de heridas Nano 2007 Products Products servicela planta en el polen, es estéril, ya que no puede germinar en recesiva o dominante. El gen MA1 es el que ha demostrado Care Products funcionales Propelentes, boquillas tener Diseños mayor influencia en la respuesta de la planta a las el estigma a pesar de que el polen es normal; sin embargo, de fluidos y válvulas. cuando el estigma es polinizado por el polen de tipo normal, diferentes longitudes del día.

Interruptores más Nano-óptica, Figura 2.- Ilustración del gen potencial entonces el tubo crece representativa y se desarrolla. Otro conocidode como Nano 2012 Rápidos y sensores nanoelectrónica y ultrasensibles mercado para las nanopartículas de plata. pop1, cuando se encuentra en el grano de polen, aunque es ÓRGANOS FLORALES fuentes de nanopoder Nano-bio que leDispositivos La otra etapa del desarrollo, sigue a la vegetativa, es normal, no puede germinar ya que evita la absorción de agua Pantallas flexibles materiales como basados en NEMS de alto rendimiento la de producción de órganos florales; esta etapa es de suma del estigma. Existen otros genes que afectan la compatibilidad órganos artificiales entre el granoDE deAGUAS polen yRESIDUALES el estigma que afectan la formación importancia porque es en ella donde se forma la estructuraTRATAMIENTO campo, nanopartículas de se aleaciones como del tubo polínico, entre ellos encuentran losoro-paladio genes: Ga, cif, floral, y dado que el producto de importancia económicaEn otro se proponen materiales cuando muy eficientes en Figura 1.- Predicciones en el desarrollo de la cim1 y cim2, por lo quecomo la fecundación, se encuentran normalmente se origina de la flor, suNanotecnología desarrollo afectay oro-platino de se aguas extracción de energía del la ven como una herramienta que revolucionará a la sociedad, el tratamiento presentes, no llevaresiduales a cabo enyforma normal. significativamente la productividad de la planta. no sólo en lo tecnológico, sino también en lo económico y hidrógeno en las celdas de combustible. Estas últimas nos aprovechar energía de una más y de político-cultural.

Existe un potenciallamuy grande en manera el uso de loslimpia granos Una vez que se induce la formación de la flor se inicia elpermitirán ambiente. polen con paraellamedio modificación genética de las plantas a través de desarrollo de cuatro tipos diferentes de estructuras floralesamigable Por alrededor mencionar algunos ejemplos de la influencia depétalos, la métodos biotecnológicos. Algunos trabajos se han desarrollado del meristemo en forma concéntrica: sépalos, se mencionó ejemplos generales, Nanotecnología: según un en el Technology para la formaciónanteriormente de plantas con transgénicas utilizando la estambres y pistilos.

En artículo la figura publicado 4, se observa desarrollo deTal como el área de Nanotecnología Review, por primera vez un de equipo deLos investigación de la la investigación formación de en plantas haploides genéticamenteinvolucra modificadas las diferentes estructuras la flor. genes que controlan disciplinas, tales como física, genético química,con biología, empresa Nanospectraestán Biosciences (un en spinoff de la debido Rice adiversas a través del “bombardeo” de material la pistola estas estructuras constituidos dos grupos y medicina.

La naturaleza multidisciplinaria de la et University) ha logrado un avance que permitirá de genes.

Algunos ejemplos se presentan en tabaco (Stoger que comparten regiones del científico gen similares llamadas crear regionesingeniería mantiene en contacto a científicos una MADS-box “bala mágica”, algo queLos losgenes investigadores queidentificados trabajan Nanotecnología al., citados por Shivana y Sawhney, 1997) y de endiferentes Tradescantia o HOME-box. más comunes lo et que dado yresultados debido en al tratamientos contra el AP2, cáncer (Hamilton al. ha Shivana Sawhney, sorprendentes 1997). momento son al AP1, AP3,llevan PI, AGaños y LFY.intentando disciplinas,

Potential Markets for silver nanoparticles

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Miguel José Yacamán. Doctor por la Universidad Nacional Autónoma de México en 1972, se incorporó en 2001 a la Universidad de Texas, en Austin, donde dirige el Centro Internacional de Nanotecnología y Materiales Avanzados. Investiga en el campo de la tecnología nano y molecular, y está interesado en la estructura y propiedades de las nanopartículas, incluidos metales, semiconductores Figura 5. Corte anatómico y materiales magnéticos. de una semilla madura de sorgo donde se muestran cada una de sus partes.

Bajo condiciones normales, una vez que se lleva a cabo la et al. mencionaron que los genes LEA son los más importantes David Hulmes.

Es responsable delsedepartamento científico en las etapas tardías.Matriz Biology and Tissue Engineering fecundación en el óvulo por parte del gameto masculino, dellaInstituto Biología la Química inicia la formación de semilla para y dela todas sus ypartes.

En lade Proteínas de CNRS-Lyon, Francia. Entre las investigaciones encorte las que participade destaca su trabajo comoSin coordinador de nanotecnología embargo,del el proyecto proceso comunitario de maduración y desarrollo de la figura 5 se observa un anatómico la semilla y de cada para reconstruir las córneas humanas mediante ingeniería de tejidos. una de sus partes, donde sobresale el embrión (constituido semilla es más grande de lo que se piensa, ya que en un trabajo por el escutelum, Esc, la plúmula, Plu, el mesocotilo, Mes, desarrollado por Gutiérrez et al., menciona la identificación de la coleoriza, Cor, la radícula, Rad, y el coleoptilo, Col), el 486 sitios utilizando cDNA-AFLP. endospermo y la cubierta.

En general, vemos que existe un potencial muy alto en la El desarrollo de estas estructuras está influenciada por Biotecnología para inducir cambios en el desarrollo de las la presencia de hormonas del crecimiento controladas plantas y que éstos a su vez, influyan en la productividad LuisEn Viviente Realiza UnidadSin deembargo, Nanociencias y Nanotecnoloeconómica deen lala misma. parece ser que el uso de por diferentes tiposJosé de genes. las etapasSolé. iniciales, las investigaciones gía, dentro de la Dirección General de Investigación de la Comisión Europea.

Sus participaciones al de citokininas son las más importantes; posteriormente el estos métodos biotecnológicos que promuevan la formación del profesor Renzo Tomellini, han destacado a las Nanociencias Nanotecnologías (N+N) con un se plantas transgénicas con ymayores probabilidades de éxito, ácido indolacético ylado el ácido giberélico juegan el papel más papel dentro del Programa Marco PM) propuesto pordesarrollo la Comisión en (VII las fases iniciales del de Europea. la planta como es importante, mientras que relevante al ácido absisico es Séptimo importante en sitúa la etapa final de la embriogenesis. Harada mencionó que los en la germinación o al momento de la floración, al utilizar los genes Leafy Cotyledon juegan un papel importante en las fases granos de polen como el medio para la formación de plantas tempranas y avanzadas de la embriogénesis, mientras que Lee transgénicas haploides.

Ezio Andreta. Es director de Tecnologías Industriales de la Dirección General de Investigación

de la Comisión Europea (Research DG). Estudió Ciencias Políticas y Economía en las Universidades de Génova y Lyon. Obtuvo su Doctorado en Relaciones Internacionales en la Universidad de Génova.

En la Dirección General de Investigación de la Comisión Europea, es responsable de Nanociencias, Eastin, J.D. 1972. Efficiency of grain dry matter accumulation in grain sorghum. In. J.I. Sutherland and R.J. Falasca (Eds.).

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Harada J.J. 2001. Role of Arabidopsis LEAFY COTYLEDON genes in seed development. Plant physiology 158:4 405-409 Lee, Pei-Fang, Yue-Ie C. H. and Teh-Yuan C. 2000. Promoter activity of a soybean gene encoding a seed maturation protein, GmPM9.

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Renzo Tomellini.

Taiz, L. and E. Zeiger. 1998. Plant Physiology. Second Edition. Sinauer Associates, Inc. Publishers. USA. 792 p.

Graduado en Química, Cum Laude en Roma, en 1986, trabajó en Italia como Shivanna, K.R. and V.K. Sawhney. 1997. Pollen biotechnology for crop production and improvement. Cambridge University Press. investigador en el Centro Sviluppo Materiali 1. Fue también investigador visitante en Alemania y Francia.

London. 448 p.

Se unió a la Comisión Europea en 1991, donde fue responsable científico y técnico de los proyectos

ECSC2 investigación de aceros.

En 1999 convirtió Academic en asistente del director Srivastava, L.M. 2002.

Plantde growth and development: Hormones and se environment.

Press.

China.

772 p.de Tecnologías Industriales en la Dirección General de Investigación de la Comisión Europea.

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Nelson Marmiroli. Es profesor ordinario en la Universidad de los Estudios de Parma, Italia, y forma parte del cuerpo docente de las clases de Doctorado en Biotecnología, en Ciencia y Tecnología Ambiental, y en el Doctorado de Ciencia y Tecnología por el Ambiente y la Naturaleza. Ha impartido cursos de Bioquímica aplicada, Genómica funcional, Laboratorio Integrado de Biotecnología, Genética y Mutagénesis. Tiene interés particular en investigaciones sobre la Localización de la calidad y la seguridad a través de los hilos alimentarios, Biotecnología ambiental, Control y restauración de la calidad ambiental, Interacción de los organismos vivientes y el medio ambiente.

Doctora Isabel López Zamora Instituto de Investigaciones Biológicas Universidad Veracruzana

Los cambios en las prácticas agrícolas mediante la implementación de sistemas con menor labranza y con mayor diversidad de cultivos han dado un gran impulso y contribuido a incrementar el interés en la aplicación efectiva de sistemas para el manejo integrado de malezas. Es ampliamente reconocido que la utilización de herbicidas para el control químico de malezas representa un gasto elevado en el manejo y control de las mismas, y los recursos requeridos para su aplicación adecuada han aumentado en costos en forma rápida y progresiva.

Además, muchas de las especies de plantas invasoras no nativas, las cuales representan serios problemas de invasión y control de malezas en nuestro país, han mostrado una elevada resistencia a la aplicación de herbicidas, lo cual desafortunadamente tiende a incrementar aún más los costos antes señalados.

MENOR USO DE HERBICIDAS Y MEJOR CONTROL El presente artículo pretende difundir y al mismo tiempo sugerir algunas alternativas para el manejo y control de malezas, desde una perspectiva ecológica, que permitan un menor uso de herbicidas y que proporcionen un adecuado y exitoso método de control.

El planteamiento ecológico que respalda estas alternativas de manejo de malezas tiene como principal objetivo disminuir en número la presencia de malezas dentro de sistemas de cultivo, considerando particularmente aspectos relacionados con las semillas de malezas presentes en el suelo y su pérdida natural; la reducción en el establecimiento de plántulas y la disminución en la producción de semillas por plantas que logran escapar las tácticas de control.

Algunas de las tácticas agrícolas que pueden ser utilizadas bajo este planteamiento ecológico incluyen: la secuencia de cultivos, el diseño de rotación, los sistemas sin mucha labor de labranza, el manejo de residuos de cultivos, y el manejo

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de la competencia entre cultivos y malezas. Existe evidencia que confirma el resultado productivo de la aplicación de estas tácticas agrícolas en forma combinada, para lograr una supresión exitosa de las poblaciones de malezas bajo manejo.

CAMBIOS PRODUCIDOS EN LA SECUENCIA DE CULTIVOS Los patrones en la rotación de cultivos están experimentando cambios; muchos de éstos se deben a la introducción e implementación del manejo de los residuos de cultivos, con lo que se logra que cultivos alternativos resulten de mayor interés. Algunos de éstos son cultivos de estación cálida, como el maíz, sorgo y girasol, que crecen junto con el trigo otoñal o de invierno y se dejan en barbecho.

Al incrementar la diversidad de cultivos, y planear rotaciones de cuatro años, se puede llegar a obtener un control de malezas con una estimación de cerca de la mitad del costo para el mantenimiento y control de malezas dentro de rotaciones convencionales. En la mayoría de los sitios, las especies de malezas que prevalecen son anuales, tales como Aegilops cilindrica “Jointed goatgrass”, Kochia scoparia “Falso ciprés o ciprés de verano”, Setaria viridis “Green foxtail”, Cenchrus incertus “Field sandbur” y Amaranthus retroflexus “redroot pigweed”. Es un hecho que la disposición y distribución de los cultivos tiene efecto sobre el manejo de malezas; por lo tanto, una rotación de cultivos de estación fría y cálida podría proporcionarnos más oportunidades para prevenir de forma oportuna el establecimiento de especies de malezas y la presencia de semillas producidas por ellas.

Por ejemplo, considerando que el tiempo de emergencia de una maleza tiene lugar entre mediados de mayo y principios de julio, y el período de floración ocurre a principios de agosto, y el tiempo de cosecha de un cultivo ocurre al inicio de julio, los productores podrían controlar dicha maleza antes de que inicie su producción de semillas durante su temporada de crecimiento. De la misma forma, especies de malezas de temporada fría podrían ser manejadas para su control antes de realizar la siembra de maíz o de girasol. Dado que algunos cultivos, tanto de estación cálida como fría, pueden desarrollarse en forma productiva en algunas regiones, los productores han planeado rotaciones que logran destruir y/o interrumpir el crecimiento poblacional de malezas a lo largo del tiempo y espacio.

DECLINACIÓN DE LAS ESPECIES DE MALEZAS ANUALES Las semillas de malezas en el suelo experimentan una serie de diferentes posibilidades: pueden llegar a germinar, mueren naturalmente, o pueden ser consumidas por animales o microorganismos. El resultado de estos destinos se refleja en el número de semillas sobrevivientes en el suelo, que declina a través de los años. Con algunas malezas, como por ejemplo el caso de Setaria viridis, conocida como “green foxtail” por la forma de su cabezuela, menos del cinco por ciento de las semillas sobrevive al tercer año. Esta tendencia de rápida declinación en la densidad de semillas ocurre con la mayoría de las especies de malezas anuales.

La rotación de cultivos con diferentes ciclos de vida nos ayuda a prevenir la producción de semillas de malezas; sin embargo,

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el impacto de esta estrategia se relaciona con la forma en que se diseñen las rotaciones. Se ha confirmado en estudios de rotaciones a largo plazo que la densidad de las especies de malezas disminuyó con prácticas convencionales para el control de malezas, si dos cultivos de estación fría eran seguidos por dos cultivos de estación cálida. Por el contrario, la densidad de malezas incrementó con rotaciones de menos cultivos. En un estudio, la densidad de malezas se estimó 13 veces mayor en rotaciones cortas, comparada con una rotación de cuatro cultivos. Se ha observado que las rotaciones que incluyen trigo de invierno-maíz-girasol-barbecho o chícharotrigo de invierno-maíz-mijo tienen menos malezas que las rotaciones donde sólo se incluyen trigo de invierno-mijo. Los campos donde la presencia de malezas es menor requieren menos aplicación de herbicidas para prevenir la pérdida o disminución del rendimiento de cultivos ocasionado por la presencia dominante de las malezas.

IMPACTO DE LA DIVERSIDAD DE CULTIVOS Otra alternativa que contribuye potencialmente a reducir la población de malezas es la rotación de cultivos dentro de una categoría del ciclo de vida; tal es el caso de los cultivos de estación cálida. La densidad de malezas con frecuencia incrementa cuando se siembra el mismo cultivo durante dos años consecutivos. La rotación de cultivos con diferentes fechas de siembra (por ejemplo girasol seguido de maíz) resulta menos favorable para las malezas. Esta tendencia relaciona los patrones de emergencia de las malezas con respecto a la de los cultivos. El período de emergencia, tanto de cultivos como de las malezas, resulta un factor fundamental en el manejo de la competencia entre ambos componentes, y para el rendimiento exitoso resultante de la competencia favorecida para los cultivos frente a las malezas.

SISTEMAS CON LABRANZA Y SIN LABRANZA Se ha reportado que aun cuando los productores realizan ocasionalmente labranza, el incremento en la infestación por malezas ha ocurrido en los subsecuentes cultivos. Esta tendencia ocurre debido a que la labranza contribuye a enterrar las semillas de malezas y prolongar su supervivencia a lo largo del tiempo. Por lo tanto, con un mayor número de semillas en el reservorio del suelo, habrá un mayor número de plántulas establecidas en años futuros. Investigación en este campo ha demostrado que el impacto de la labranza en la dinámica de la población de malezas también está relacionado con el diseño de la rotación de cultivos. Algunos modelos matemáticos han mostrado que la emergencia de malezas es mayor con sistemas de no labranza durante el primer año, después de que las semillas de malezas son adicionadas dentro del suelo.

Sin embargo, si no son adicionadas más semillas de malezas en los siguientes años, la emergencia de plántulas de malezas declinará más rápidamente con tratamientos de no labranza que con los de labranza incluida. La diferencia en la emergencia de plántulas en años posteriores ocurre debido a que las semillas de malezas sobreviven más cuando se encuentran enterradas en el suelo, y, como consecuencia, producen más plántulas en los subsecuentes años.

La interacción entre labranza y supervivencia de las semillas ayuda a explicar por qué la densidad de semillas no declina con rotaciones cortas. Algunos estudios de rotación de cultivos donde prácticas comunes para el control de malezas fueron incluidas, han demostrado dicha interacción y han reportado que un mayor número de malezas está presente en rotaciones de dos años, mientras que el número de malezas es casi tres veces mayor en la rotación con labranza comparado con el

sistema de no labranza. Asimismo, la tendencia observada fue que la labranza aminoró el impacto del diseño de rotación sobre la población de malezas.

UTILIZACIÓN DE LOS RESIDUOS DE CULTIVOS Los residuos de cultivos que intencionalmente se dejan después de la cosecha también contribuyen a eliminar la presencia de malezas y alteran las condiciones ambientales que reducen la germinación de semillas de malezas, suprimiendo físicamente el crecimiento de malezas o retrasando la germinación y crecimiento por medio de los efectos de alelopatía, que consiste en un proceso químico donde las plantas logran suprimir el crecimiento de plantas vecinas. Se ha observado que la permanencia de los residuos de cultivos (por ejemplo, 1000 kg/ha de residuos de trigo de invierno) sobre la superficie del suelo tiene un gran impacto supresor sobre la emergencia de plántulas de malezas, estimándose reducciones hasta de un 14 por ciento en el número de malezas que logran establecerse.

DOSELES DE CULTIVOS PARA SUPRIMIR LA EMERGENCIA DE MALEZAS Aun cuando se apliquen herbicidas, las malezas logran escapar al control y producir semillas que conducen a futuras poblaciones de malezas que rápidamente invaden y dominan a la vegetación ya existente. Sin embargo, es posible suprimir la productividad de estos escapes por medio del fortalecimiento en el desarrollo de estratos o doseles de cultivos. Existen numerosas tácticas disponibles que mejoran el desarrollo del dosel, entre las cuales se incluyen la plantación de cultivos en hileras estrechas, el incremento en la tasa de producción de semilla o la colocación de fertilizante cerca del cultivo. Estas opciones ayudan al cultivo a utilizar oportuna y efectivamente los recursos disponibles, como el agua y los nutrientes minerales adicionados como fertilizantes, antes de que las malezas los utilicen primero.

Existen evidencias que demuestran la gran efectividad de estas tácticas, cuando se aplican en forma conjunta. Por ejemplo, el uso de una sola táctica, como es el caso de una mayor tasa de producción de semillas, sólo llega a reducir la biomasa de malezas de 5 a 10 por ciento. En contraste, aplicando en conjunto tres alternativas, como son la mayor producción de semillas, hileras angostas y retardo en la siembra, tienden a reducir la biomasa de malezas hasta en un 90 por ciento.

UNA PROPUESTA MULTIESTRATÉGICA Se estima que la diversidad en cultivos, las rotaciones de cuatro años y los sistemas de no labranza han incrementado el rendimiento de los sistemas de cultivos hasta cuatro veces más, comparado con el obtenido a partir de un sistema de corta rotación seguido por barbecho. Las razones del mejoramiento incluyen el aumento en el rendimiento del cultivo, así como la disminución de costos. Es evidente que cuando se aplican varios métodos para eliminar y/o reducir la población de malezas, el costo del manejo y control de malezas puede reducirse a la mitad. Un menor uso en la aplicación de herbicidas es posible, conforme menores densidades de malezas mejoran el rendimiento, tanto del suelo como de las aplicaciones foliares de herbicidas. Asimismo, la aplicación de herbicidas no resulta necesaria para el manejo de malezas en ciertos cultivos, debido a la baja densidad de su población.

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Miguel José Yacamán. Doctor por la Universidad Nacional Autónoma de México en 1972, se incorporó en 2001 a la Universidad de Texas, en Austin, donde dirige el Centro Internacional de Nanotecnología y Materiales Avanzados. Investiga en el campo de la tecnología nano y molecular, y está interesado en la estructura y propiedades de las nanopartículas, incluidos metales, semiconductores Figura 5. Corte anatómico y materiales magnéticos. de una semilla madura de sorgo donde se muestran cada una de sus partes. que los genes LEA son los más importantes Bajo condicionesDavid normales, una vez que se lleva a del cabo la et al. mencionaron Hulmes.

Es responsable departamento científico Matriz Biology and Tissue Engineering en las de etapas tardías.Francia. Entre las investigaciones fecundación en el óvulo por para parteladel gameto del Instituto Biología y lamasculino, Química deseProteínas CNRS-Lyon, inicia la formación de la semilla y de todas su sustrabajo partes.como En lacoordinador del proyecto comunitario de nanotecnología en las que participa destaca embargo, el proceso de maduración y desarrollo de la figura 5 se observa unreconstruir corte anatómico de la semilla y de cada Sin para las córneas humanas mediante ingeniería de tejidos. una de sus partes, donde sobresale el embrión (constituido semilla es más grande de lo que se piensa, ya que en un trabajo por el escutelum, Esc, la plúmula, Plu, el mesocotilo, Mes, desarrollado por Gutiérrez et al., menciona la identificación de la coleoriza, Cor, la radícula, Rad, y el coleoptilo, Col), el 486 sitios utilizando cDNA-AFLP. endospermo y la cubierta.

En general, vemos que existe un potencial muy alto en la El desarrollo de estas estructuras está influenciada por Biotecnología para inducir cambios en el desarrollo de las plantas y en que éstos ade suNanociencias vez, influyan en la productividad la presencia deJosé hormonas del crecimiento Luis Viviente Solé.controladas Realiza investigaciones la Unidad y Nanotecnolola misma.

Sin embargo, parece ser quealel uso de por diferentes tipos de genes. las etapas iniciales, las económica gía, dentro de laEn Dirección General de Investigación de la de Comisión Europea.

Sus participaciones profesor Renzo Tomellini, han destacado a las Nanociencias y Nanotecnologías (N+N) la con un métodos biotecnológicos que promuevan formación de citokininas son lado las del más importantes; posteriormente el estos papel dentro del Séptimo Programa (VIItransgénicas PM) propuesto la Comisión Europea. de éxito, se plantas conpor mayores probabilidades ácido indolacético y elrelevante ácido giberélico juegan el papel más Marco importante, mientras que al ácido absisico es importante en sitúa en las fases iniciales del desarrollo de la planta como es la etapa final de la embriogenesis. Harada mencionó que los en la germinación o al momento de la floración, al utilizar los genes Leafy Cotyledon juegan un papel importante en las fases granos de polen como el medio para la formación de plantas tempranas y avanzadas de la embriogénesis, mientras que Lee transgénicas haploides.

Ezio Andreta. Es director de Tecnologías Industriales de la Dirección General de Investigación

de la Comisión Europea (Research DG). Estudió Ciencias Políticas y Economía en las Universidades de Génova y Lyon. Obtuvo su Doctorado en Relaciones Internacionales en la Universidad de Génova.

En la Dirección General de Investigación de la Comisión Europea, es responsable de Nanociencias, Nanotecnologías, nuevos procesos desorghum. producción, otros and aspectos de tecnología Eastin, J.D. 1972.

Efficiency of grainmateriales, dry matter accumulation in grain In. J.I.entre Sutherland R.J. Falasca (Eds.). industrial.

Proceedings of the twenty-seventh annual corn and sorghum research conference. American Seed Trade Association. Pp 7-17.

Harada J.J. 2001. Role of Arabidopsis LEAFY COTYLEDON genes in seed development. Plant physiology 158:4 405-409 Lee, Pei-Fang, Yue-Ie C. H. and Teh-Yuan C. 2000. Promoter activity of a soybean gene encoding a seed maturation protein, GmPM9.

Bot. Bull. Acad. Sin. 41:175-182.

Renzo Tomellini. Graduado en Química, Cum Laude en Roma, en 1986, trabajó en Italia como

Taiz, L. and E. Zeiger. 1998. Plant Physiology. Second Edition. Sinauer Associates, Inc. Publishers. USA. 792 p. investigador en el1997.

Centro Sviluppo Materiali 1.crop Fue también investigador visitante en Alemania y Francia.

Shivanna, K.R. and V.K. Sawhney.

Pollen biotechnology for production and improvement.

Cambridge University Press.

London. 448 p. Se unió a la Comisión Europea en 1991, donde fue responsable científico y técnico de los proyectos

ECSC2 de investigación de aceros. En 1999 se convirtió en asistente del director de Tecnologías

Srivastava, L.M.Industriales 2002. Plant growth and development: and environment.

Academic Press. China. 772 p. en la Dirección General Hormones de Investigación de la Comisión Europea.

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Doctor Humberto H. Lara Villegas / Doctora Liliana del C. Ixtepan Turrent/ Doctora Cristina Rodríguez Padilla Laboratorio de Bioseguridad Nivel 3. FCB. / UANL dr_lara@lycos.com Nelson/ www.fcb.uanl.mx/www/dr._humberto_herman_lara_villegas.html Marmiroli. Es profesor ordinario en la Universidad de los Estudios de Parma, Italia, y forma parte del cuerpo docente de las clases de Doctorado en Biotecnología, en Ciencia y Tecnología Ambiental, y en el Doctorado de Ciencia y Tecnología por el Ambiente y la Naturaleza. Ha impartido Los nanobiocidas son biocidas aplicada, desarrollados por funcional, Nanobio- Laboratorio Integrado de Biotecnología, Genética cursos de Bioquímica Genómica tecnología, ypor lo cual definiremos primero la Nanotecnología, Mutagénesis.

Tiene interés particular en investigaciones sobre la Localización de la calidad y la describiremos los biocidas sulos historia y referiremos los seguridad a travésy de hilos alimentarios, Biotecnología ambiental, Control y restauración de la últimos avances deambiental, nanobiocidas en Medicina. calidad Interacción de los organismos vivientes y el medio ambiente.

La Nanobiotecnología, como parte de la Nanotecnología, ha incrementado su importancia en los últimos diez años, especialmente con Medicina y Farmacia, y ha abierto esta última a nuevas perspectivas en terapéutica.

La Nanobiotecnología es un área interdisciplinaria de investigación que se basa en trabajo cooperativo entre químicos, físicos, biólogos, médicos e ingenieros. En la intersección de la Biotecnología y la Nanotecnología, los nanobiotecnólogos proveen en la investigación científica el fenómeno del Doctora Isabel Zamora como las membranas celulares ensamblaje de López biomoléculas, Instituto de Investigaciones Biológicas o partículas virales, y para poder adaptar estos principios a la Universidad Veracruzana producción tecnológica de las nanoestructuras.

USOS POTENCIALES PARA NANOMATERIALES Lacambios Nanotecnología proveeagrícolas la capacidad de la manipular Los en las prácticas mediante implemen-las propiedades decon materiales, controlando su diversidad tamaño, y tación de sistemas menor labranza y con mayor conduce investigación una ymultitud de usos deesto cultivos hanladado un gran hacia impulso contribuido a potencialesel interés para nanomateriales (Bonnemann H. para 2001). incrementar en la aplicación efectiva de sistemas usos potenciales paraEs nanopartículas involucran elMuchos manejo integrado de malezas. ampliamente reconocido aplicaciones biológicas, e incluyen biosensores (Nam de J.M. que la utilización de herbicidas para el control químico 2003), representa marcadoresun para células y biomoléculas malezas gasto elevado en el manejo (Tkachenko y control y sustancias terapéuticas parapara cáncer, entre otros deAG. las2003), mismas, y los recursos requeridos su aplicación (Hirsch LR. 2003). adecuada han aumentado en costos en forma rápida y progresiva.

Además, muchas de las especies de plantas invasoras no nativas, las cuales representan serios problemas de invasión y control de malezas en nuestro país, han mostrado una elevada resistencia a la aplicación de herbicidas, lo cual desafortunadamente tiende a incrementar aún más los costos antes señalados.

MENOR USO DE HERBICIDAS Y MEJOR CONTROL El presente artículo pretende difundir y al mismo tiempo sugerir algunas alternativas para el más manejo y control El uso frecuente de los de malezas, desde una perspectiva biocidas ecológica, que permitan es en el agua, tantoun menor uso de herbicidas y que proporcionen uncomo adecuado para potabilizar, para y piscinas. exitoso método de control.

Las nanopartículas sólo pueden ser vistas en microscopia electrónica.

La Nanociencia es un área emergente de la ciencia que se ocupa del estudio de los materiales de muy pequeñas dimensiones; no puede denominarse Química, Física o Biología, dado que se estudia un campo dimensional muy pequeño; hablamos de la escala de un nanómetro, que es la billonésima parte de un milímetro.

La Nanotecnología involucra ciencias y técnicas que se aplican a nivel de nanoescala, las cuales permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos, así como hacen posible la fabricación de materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas; en este caso podríamos hablar de una “manufactura molecular”, que nos permite construir máquinas, instrumentos y productos con cada átomo por medio de métodos tales como condensación de vapor, síntesis química y procesos en estado sólido.

La Nanobiotecnología o Bionanotecnología es una rama de la nanotecnología basada en el uso de estructuras biológicas tales como las proteínas ATP’s, DNA, etcétera.

Frecuentemente es llamada tecnología húmeda-seca, donde el “húmeda” pertenece los componentes biológicos Eltérmino planteamiento ecológico que arespalda estas alternativas de y la parte corresponde a laprincipal ingeniería de nanopartículas manejo de“seca” malezas tiene como objetivo disminuir eninorgánicas. número la presencia de malezas dentro de sistemas de cultivo, considerando particularmente aspectos relacionados BREVE HISTORIA DE LOS presentes BIOCIDASen el suelo y su pérdida con las semillas de malezas Desde la antes del año 500 EC, la humanidad ha utilizado natural; reducción en el establecimiento de plántulas y la biocidas para el daño sus cosechas agrícolas. disminución en prevenir la producción deasemillas por plantas queEl primer biocida como pesticida fue el sulfuro; para logran escapar lasutilizado tácticas de control. el siglo XV se utilizaron otros biocidas de tipo químico, que eran tóxicos de los cuales destacan mercurio, arsénico, y Algunas de lasytácticas agrícolas que pueden ser utilizadas plomo. se aplicaban a los cultivos, para acabar o por bajo este Éstos planteamiento ecológico incluyen: la secuencia delo menos controlar las rotación, plagas. Para el siglo XVII ya se labor extraía cultivos, el diseño de los sistemas sin mucha las plantas del tabaco el sulfato de nicotina para ser dede labranza, el manejo de residuos de cultivos, y el manejo

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del tipo pesticidas ETAPAS DE DESARROLLO DEBiocidas LAS PLANTAS son ampliamente utilizados Con el propósito de simplificar el estudio de las plantas, Eastin en agricultura.

(1972) propuso una clasificación de las etapas de desarrollo para plantas de hábito de crecimiento determinado (figura 1) en: Etapa 1 o “Etapa Vegetativa”. Es el tiempo entre la siembra de la semilla y la diferenciación floral. En esta etapa emerge la radícula, se inicia el establecimiento de las raíces y se utilizado como En eltermina siglo XIX se introdujeron diferencian lasinsecticida. hojas; la etapa cuando se inicia el dos pesticidas naturales, como el piretro, el cual es producido primordio reproductivo. a partir del Chrysanthemum cinerariaefolium, y la Rotenona, insecticida que de se Órganos extrae deFlorales”. raíces deSe Etapa 2 ovegetal “Etapa polivalente, en Formación plantas tropicales leguminosas, las cuales son para los caracteriza porque en ella hay crecimiento de tóxicas hojas, elongación animales de así sangre fríalae inocuas para losyanimales de sangre del tallo, como diferenciación crecimiento de las caliente y el hombre.

Actúa por contacto e ingestión. estructuras reproductivas.

La etapa termina con la floración.

Etapa 3 o “Etapa de Crecimiento de Desarrollo y Crecimiento EnFuturo”.

1939, Paul descubrió porque el DDT, durante un insecticida muy ÉstaMuller se caracteriza este tiempo eficaz, que muy pronto fue utilizado universalmente, se diferencian las partes de la semilla: cubierta, aunque embrión, por ciertas características tóxicas,del su fruto. uso haLasido prohibido endospermo, y hay crecimiento etapa terminaen con 68lapaíses.

Hoy en día, el uso de los pesticidas ha aumentado madurez fisiológica.

50 veces desde 1950, y se utilizan un promedio de 2.5 millones de toneladas industriales de pesticidas cada año.

Podríamos definir un biocida como la sustancia sintética capaz de matar ciertos organismos orgánicos, con usos potenciales en Medicina, Agronomía, industria forestal y para el control de los mosquitos. Según su función, podríamos dividir los biocidas en: 1. Pesticidas. Los cuales incluyen fungicidas, herbicidas, insecticidas, alguicidas, y raticidas.

2. Antimicrobianos. Éstos incluyen germicidas, antibacteriales, antivirales, antifúngicos, y antiparasitarios.

CONTROL DE PROCESOS Estos pueden adicionar otros materiales (líquidos Cadabiocidas una deseestas etapas juegaaun papel importante en la enexpresión su mayoría) proteger material para que no seael de para la parte de algún importancia económica para invadido por un elemento biológico.

Ejemplos: albercas , hombre; es por esto que el control genético de los procesos sistemas de agua, alguicidas. que se desarrollan en éstas se da bioquímicos y fisiológicos en forma tal, que permite maximizar esa expresión. Es aquí donde la biotecnología pudiera jugar un papel importante, al conocer el genoma de la planta y conocer los genes que intervienen en la expresión de estas etapas, para que en la medida de lo posible, se pueda recombinar material genético Actualmente, la rodilla de otras especies que ayuden a maximizar la parte de la planta puede ser reemplazada, de interés para el hombre. pero requiere que no se infecte por

Esta clasificación, aunque sencilla, deja fuera algunas bacterias oportunistas. actividades propias del desarrollo de la planta y que son NANOBIOCIDAS PARA EL CEMENTO importantes para el buen desempeñoÓSEO de las mismas, y donde Ellagrupo del doctor Shnettler R. un en papel Alemania, hace investibiotecnología pudiera jugar preponderante.

Un gaciones para prevenir las infecciones de es bacterias ejemplo es la germinación; desde que la semilla colocada multirresistentes nivelun óseo (osteomielitis), ya quede este tipola en el suelo, se ainicia proceso de imbibición agua, decual bacterias se han convertido en un grave problema en desencadena una serie de reacciones bioquímicas los que quirófanos, cuando practican las artoplastias involucran enla especial producción de se ácido giberélico.

Este ácido (laseartoplastia una reparación quirúrgica de la integridad yla traslada aes la capa de aleurona, donde desencadena función del poder de unaenzimas. coyuntura Este grupo producción de varias Laósea). más conocida escientífico la enzima reportó actividad antibacterial in vitro en el cemento al � amilasa, que ayuda a degradar los gránulos delóseo, almidón cual se le agregaron nanopartículas quedegradación miden de 5 o contenidos en el endospermo de la metálicas semilla. Esta hasta 50 nanómetros.

Es importante señalar que únicamente el desdoblamiento del almidón tiene como propósito fundamental cemento con nanopartículas actividad elevada dejar disponible al embrióndemostró la materiauna necesaria para que se contra (estafilococo resistente nt elelMRSA RSA y MRSE RS RSE SEemergencia (estafilo (estafiloc de o ylaestreptococo estrep estrept estre oque res resis resist teel inicie proceso de radícula yco marca a inicio la a meticilina). meticili meticilin na). dellina) desarrollo de la nueva planta (figura 2).

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NANOEMULSIONES EN LA PREVENCIÓN DE NEUMONITIS En el centro de Nanotecnología Biológica de la Universidad de Michigan, el grupo de investigadores encabezados por el doctor JR Baker, ha demostrado el uso de una nanoemulsión no surfactante, la cual tiene una actividad antimicrobiana elevada y es biocompatible con piel y membranas mucosas. Estas nanoemulsiones fueron ensayadas para la prevención de la infección in vivo de la neumonía por influenza murina Estudios científicos se hicieron en ratones, en los cuales se determinó que se conseguía prevenir la infección in vivo del virus de la influenza. Los resultados de este grupo científico sugieren el potencial terapéutico preventivo de estas nanoemulsiones para tratar infecciones del virus de la influenza in vivo.

NANOEMULSIÓN SURFACTANTE CON ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA, ANTIVIRAL Y ANTIFÚNGICA Un novedoso nanobiocida desarrollado también por el Centro de Nanotecnología Biológica, al cual se le ha dado el nombre de 8N8, ha demostrado buena función biocida.

Tanto la producción del ácido giberélico como la del � amilasa, Este ha producido actividad bactericida contra Bacillus está8N8 controlada por varios genes.

Entre ellos se encuentran cereus, subtilis, Haemophilus influenzae, el GA1Bacillus y el An-1, para el caso del ácido giberélicoNeisseria y pI para gonorrhoeae, pneumoniae, y Vibrio en el caso de laStreptococcus � amilasa. Trabajos de campo hancholerae, demostrado 15que minutos después de aplicado.

También demostró actividad la aplicación artificial de ácido giberélico a la semilla antiviral, contra Herpes simplex type 1, Influenza A y elun acelera como y promueve una mejor germinación, asegurando Vaccinia virus. Todo lo anterior permite un mejor establecimiento de la nos planta.

Los deducir hongos que del es género buen candidato como agente nanobiocida uso tópico.

Giberella producen en forma natural de ácido giberélico en grandes cantidades, por lo que la integración de estos genes NANOBIOCIDAS CONTRA EL VIH-1 a las plantas de importancia económica, pudieran tener un Actualmente se sobre ha publicado un efecto positivo ellas al promover una germinación más articulo Interaction of del desarrollo donde el eficientedenominado o sobre otras actividades silver HIV-1 en la como en el proceso de este nanoparticles ácido juega unwith papel importante revista Nanobiotechnology, 2005; 3: 6. semilla. crecimiento y desarrollo de la propia LaETAPA Universidad de Texas, en Austin, trabajó en colaboración VEGETATIVA con la Universidad Autónoma de Nuevo León, y se comprobó Una vez terminado el proceso de germinación, en forma la secuencial inhibición se delinicia virusladel VIH-1 como in vitro en forma de dosis conocida etapa vegetativa.

Como respuesta y conanteriormente, baja toxicidadesta mediante nanopartículas de la se mencionó etapa se caracteriza por plata. formación del meristemo apical y la diferenciación de las hojas y el crecimiento radical. Este tipo de crecimiento es Estas nanopartículas tienen apotencial antiviral,de elórganos cual fue importante, porque permite la planta disponer que probado en un Laboratorio de Bioseguridad 3. Este son importantes para la expresión de la parteNivel de importancia artículo ha sidoEluno de por los más leídos,ofrece según estadísticas la económica. tallo ejemplo, un sustentodepara revista en el último año. que otros órganos de la planta se establezcan, mientras que las hojas son las estructuras donde se desarrolla el proceso LOS NANOBIOCIDAS, PRESENTE FUTURO fotosintético con mayor eficacia.YDe esta forma, los genes que El controlan auge de lala Nanotecnología de la mano crecimiento expresión de llevará estas partes de la el planta resultan ende lagran industria de los nanobiocidas, los cuales son vezde valor. Por ejemplo, en maíz se conoce unacada familia más necesarios, ya que aunque se están que desarrollando en genes identificada como KN1, mientras en Arabidopsis forma rápida fármacos para las otro sorprendentemente gen identificado como STM,nuevos promueven el crecimiento bacterias y virus multirresistentes, cada vez éstos van mutando del ápice vegetativo. y se necesitan otros medicamentos para contrarrestarlos. Por tanto, el mercado en de la biocidas y nanobiocidas es muy amplio, Un desbalance expresión de estos genes traerá como y debemos estar preparados para nuevasdel enfermedades, consecuencia un pobre expresión meristemo tanto apical, emergentes reemergentes. limitando como grandemente el crecimiento de la planta. En forma paralela a la expresión de estos genes, existen otros Únicamente en Laboratorios de Bioseguridad nivelpromueven 3 y 4, y con el como los genes identificados como AIN que personal altamente capacitado, podemos y trabajar desarrollo de los órganos laterales como analizar los cotiledones y las con ciertos queain, sontiene peligrosos la vida humana, hojas.

El patógenos gen recesivo efectopara sobre un crecimiento y gracias es estudiar racias a estos avanzados avanzado ladeoratorios ratorio e posible ble le e r en significativamente pobre laboratorios las hojas, limitando en ar forma minuciosa patógenos. forma orma minu minuc sa estos e pa óge g no os de la planta. general la capacidad fotosintética

La etapa vegetativa termina con la iniciación del primordio floral (figura 3). Esta inducción que marca el inicio en la formación de las estructuras reproductivas, es bastante compleja, ya que depende, además de la estructura genética de la planta, de algunas condiciones especiales del ambiente relacionado con el fotoperíodo y la temperatura.

Doctor Eduardo Pérez Tijerina / Doctor Manuel García-Méndez Catedráticos Facultad de Ciencias Físico Matemáticas / UANL Nada de lo que fabricamos los humanos puede prescindir de los descubrimientos que se hacen hoy día en los laboratorios.

Figura Las consecuencias a largo plazo de 3. laEstado Nanotecnología serán de iniciación verdaderamente transformadoras.

Desde diversos puntos de delconjunto primordio vista, la Nanotecnología es un defloral técnicas usadas trigo. de átomos y moléculas; para manipular la materia en en la escala es la ola tecnológica más alta, amplia y poderosa que nunca antes el mundo había visto. La turbulencia que vendrá con esta ola tecnológica impactará profundamente a la sociedad.

LaAbrirá inducción floral por efecto fotoperiodo es muyprimas, común y nuevos mercados de del trabajo y de materias y es utilizado parasiempre manipular la expresión desarrollo de la cambiará para la forma en quedel vivimos, comemos, flor, principalmente en cultivos Las diferencias producimos, enfrentamos lasornamentales. guerras y definimos la vida. enAlgunos las respuestas deque las la plantas al fotoperiodo han llevado a predicen Nanotecnología detonará una nueva lautopía clasificación de estas en “plantas de díaabundancia corto” y “plantas económica y cultural, combinando material, dedesarrollo día largo”. sustentable y ganancias económicas (Figura 1).

En esteAPLICACIONES proceso deDE inducción floral se encuentran los NANOTECNOLOGÍA:AHORA Y EN EL TIEMPO fitocromos, por ejemplo, el gen phyB promueve la floración más temprana. En arabidopsis el ygen gi retrasa la floración en Fármacos Herramientas de corte Partículas en nanoescala días largos; mientras elmedicamentos gen ELF3 reprime y cubiertas resistentesque al y películas finas enla floración en deterioro dispositivos electrónicos días cortos.

Pigmentos en pintura

Nano ahora

Joyería, óptica y obleas

semiconductoras En sorgo se conocen actualmente hasta seis pares de genes pulidas (MA), losBiosensores, que modifican la respuesta de la planta al fotoperiodo, Liberación de Aditivos retardantes medicinas, separación transductores y de los genes que se encuentra que dependen en condición de la llama biomagnética y detectores curación de heridas NanoMA 2007 es el que ha demostrado recesiva o dominante. El gen 1 funcionales tener mayorDiseños influencia en la respuestaPropelentes, de laboquillas planta a las de fluidos y válvulas. diferentes longitudes del día.

Nano-óptica,

Nano 2012

Interruptores más Rápidos y sensores

nanoelectrónica y ÓRGANOS FLORALES ultrasensibles fuentes de nanopoder La otra etapa del desarrollo, que a la vegetativa, es Nano-bio le sigue Dispositivos Pantallas flexibles materiales como basados en NEMS es de suma la de producción de órganos florales; esta etapa de alto rendimiento órganos artificiales importancia porque es en ella donde se forma la estructura floral, y dado que el producto de importancia económica normalmente se originaende la flor, sudedesarrollo afecta Figura 1.- Predicciones el desarrollo la Nanotecnología significativamente la productividad de la planta. a la sociedad, la ven como una herramienta que revolucionará no sólo en lo tecnológico, sino también en lo económico y Una vez que se induce la formación de la flor se inicia el político-cultural. desarrollo de cuatro tipos diferentes de estructuras florales alrededor del meristemo en forma concéntrica: pétalos, Por mencionar algunos ejemplos de la sépalos, influencia de la estambres y pistilos.

En la figura 4, se observa el desarrollo de Nanotecnología: según un artículo publicado en Technology lasReview, diferentes deun la flor.

Losde genes que controlan por estructuras primera vez equipo investigación de la estas estructuras están constituidos dosspinoff grupos de debido a empresa Nanospectra Biosciences en (un la Rice que comparten delavance gen similares regiones University) ha regiones logrado un científicollamadas que permitirá crear MADS-box HOME-box.

Losque genes comunes identificados una “balao mágica”, algo los más investigadores que trabajan al en momento son al AP1, AP2,elAP3, PI, AG y LFY. tratamientos contra cáncer llevan años intentando

Figura 4. Estado de desarrollo de las diferentes partes de la flor en sorgo.

desarrollar. La idea es crear un tipo de bala que selecciona Una vez alcanzada la maduración de estas estructuras florales, y destruye células cancerígenas.

El equipo de Nanospectra la ha planta ha alcanzado la etapa de floración, la cual indica la logrado desarrollar nanopartículas recubiertas en oro, terminación esta etapa de desarrollo.

La floración es quizás capaces dede invadir un tumor y, cuando se calientan a través uno momentos más importantes en el desarrollo de de de un los sistema remoto, destruirlo. la planta, ya que el fruto y el inicio de la formación de la semilla que se origina en esta etapa, son las estructuras que Por otro lado, partículas de plata con tamaño de unos cuantos aseguran la perpetuación de la especie. como bactericidas y nanómetros ya se están utilizando desinfectantes en artículos de uso diario, como telas para POLINIZACIÓN confeccionar ropa para deportistas, lavadoras, curitas, Una vez que la floración se alcanza, inicia la última etapa etcétera.

(Figura 2). del desarrollo de la planta que consiste en la polinización y fecundación del gameto femenino (óvulo) por parte del gameto masculino (polen) para que se inicie la formación de la semilla.

Para que esto ocurra, se requiere primero se lleve a cabo la germinación del grano de polen sobre el estigma, que origina la formación del tubo polínico, el cual se encarga de conducir el material genético masculino hacia el gameto femenino en el óvulo para la fecundación y el inicio del desarrollo del fruto o la nueva semilla. Algunas evidencias indican que la germinación del polen depende de la expresión de genes que se encuentran en el grano de polen y que se ve afectada por el genoma del estigma.

Potential Markets for silver nanoparticles

HomeCHS and Home El gen en maíz y petunia, cuando se encuentra presente Personal Building Food Medical Care Textiles Catalysis en el Care polen, la service planta esProducts estéril, ya Products que no puede germinar en Products el estigma a pesar de que el polen es normal; sin embargo, cuando el estigma es polinizado por el polen de tipo normal, entonces tubo crece y se desarrolla.

Otro gen conocido comode Figura el2.Ilustración representativa del potencial pop1, cuando se las encuentra en el grano de polen, aunque es mercado para nanopartículas de plata. normal, no puede germinar ya que evita la absorción de agua del estigma. Existen otros genes que afectan la compatibilidad entre el grano de polen y el estigma que afectan la formación TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES del entre ellos se encuentran loscomo genes: Ga, cif, Entubo otropolínico, campo, nanopartículas de aleaciones oro-paladio cim1 y cim2, por que la fecundación, cuando se encuentran y oro-platino seloproponen como materiales muy eficientes en presentes, no se de lleva a cabo en forma normal. el tratamiento aguas residuales y extracción de energía del hidrógeno en las celdas de combustible. Estas últimas nos Existe un potencial muylagrande usomanera de los más granos de y permitirán aprovechar energíaendeeluna limpia polen para la modificación genética de las plantas a través de amigable con el medio ambiente. métodos biotecnológicos. Algunos trabajos se han desarrollado para la formación de anteriormente plantas transgénicas utilizando la Tal como se mencionó con ejemplos generales, formación de plantas genéticamente modificadas la investigación en haploides el área de Nanotecnología involucra a diversas través deldisciplinas, “bombardeo” de material genético con la biología, pistola tales como física, química, deingeniería genes. Algunos ejemplos presentan en tabaco (Stogerde et la y medicina.

La se naturaleza multidisciplinaria al., citados por Shivana y Sawhney, 1997) y en Tradescantia Nanotecnología mantiene en contacto a científicos de diferentes (Hamilton et al.

Sawhney, 1997).sorprendentes debido disciplinas, lo Shivana que ha y dado resultados

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al intercambio de ideas. El desarrollo de la Nanotecnología es el resultado de una interacción muy compleja entre el conocimiento fundamental y aplicaciones tecnológicas. El desarrollo tecnológico, a su vez, trae como consecuencia que se hagan nuevos descubrimientos que requieren respuestas fundamentales: este binomio ciencia-tecnología es la piedra angular del progreso actual en el área de Nanotecnología.

A manera de ejemplo se pueden mencionar los siguientes (de una gran variedad): SÍNTESIS DE MATERIALES Los materiales que forman parte de los dispositivos, autos, aviones y otro sinfín de aplicaciones, con mejores propiedades que los utilizados en un pasado no muy distante, son el resultado de los avances alcanzados en la síntesis y procesamiento de materiales: investigación dirigida a descubrir nuevos materiales, desarrollo de nuevos métodos eficientes y baratos para la producción de los materiales nuevos, incorporación de materiales ya conocidos en nuevas geometrías y ambientes, así como el continuo mejoramiento en la producción y procesado de materiales tradicionales que la humanidad utiliza desde hace milenios. La optimización de estos procesos requiere el conocimiento para integrar el comportamiento de la materia a nivel fundamental (enlaces atómicos, movimiento de dislocaciones, deformación y rotación de cristales individuales), hasta el comportamiento macroscópico.

SÍNTESIS DE MATERIALES: NANOTUBOS Y FULERENOS El carbón es un elemento presente en muchas formas: como parte de los seres vivos, como diamantes, como grafito y en fulerenos y nanotubos. El fulereno más conocido (del cual su descubridor ganó el premio Nóbel en 1960), consiste en 60 átomos de carbón que forman un arreglo similar a un balón de fútbol. Colocando otros átomos dentro de este “balón de átomos de carbón”, (por ejemplo metales alcalinos como litio o sodio), se pueden modificar las propiedades de este fulereno y volverlos materiales superconductores. También pueden utilizarse como cápsulas que almacenen drogas o fármacos para liberarse en el cuerpo humano (Figura 4).

Figura 4.- Ilustración de un fulereno, consistente en 60 átomos de carbón que forman un arreglo semejante a un balón de fútbol. Añadiendo materiales en el centro del “balón”, las propiedades del material pueden variar.

Por otra parte, en el caso de los nanotubos, los átomos forman una “red hexagonal enrollada), donde los rollos pueden ser desde unos cuantos a miles de nanómetros de longitud.

SÍNTESIS DE MATERIALES POLÍMEROS Estos materiales exhiben propiedades electrónicas únicas; Lostradicionales polímeros son materiales quepara pueden ayudar deporInstituto ejemplo,Nacional se pueden nanotubos de carbón con y de producir Investigadores Forestales, Agrícolas de selección queligeros se aplican el desarrollo a mejorar la eficiencia en el uso de combustible de autos y propiedades específicas que los de vuelvan semiconductores Pecuarios (INIFAP) y la Facultad Agronomía de la Universidad nuevas variedades. aviones, al formar parte de sus estructuras. Los polímeros ó conductores. posibilidad ofrecen variedades de manipular Autónoma de La Nuevo León paraque desarrollar de alta sonEL moléculas por unidades (meros) conectadas su calidad geometría y sus propiedades de proteína (denominadaselectrónicas ACP o QPM).los vuelven MAÍZ DEcompuestas ALTA CALIDAD DE PROTEÍNA todas juntasprovee para formar macromoléculas. solo polímero El maíz la mayor parte de las Un calorías que ingieremateriales promisorios para aplicarse en micro circuitos como puede estar formado por unEn millón de átomos. en transistores.

Además, de su estructura La integral aplicación de esta estrategia retrocruzaporosa asistida la población en México. cambio, el valor Actualmente, biológico de suparte los proteína progresosesalcanzados la síntesis química ylas el necesidades esfuerzo se puede para almacenamiento en celdas por utilizar marcadores moleculares de hahidrógeno permitido reducir bajo y noen alcanza a satisfacer colaborativo entre de investigación ha permitido de combustible o en baterías de iones litio (Figura 5).genético, sustancialmente los costos del de mejoramiento nutricionales de lagrupos población. generar nuevos materiales con polímeros. En la síntesis de al eliminar la necesidad de realizar análisis químicos para polímeros, posible realizar sistemáticas de cómo En 1960,esse descubrió quehipótesis el gen mutante recesivo opaco2 determinar la calidad de proteína (además, es más barato las propiedades de un polímero en particular están duplica el contenido de lisina y triptofano enrelacionadas el endospermo realizar un análisis del ADN que un análisis de lisina y condel su maíz, estructura, y de esta manera macromoléculas cuando se encuentra endiseñar la condición homocigótica. triptofano); y asimismo reducir el costo de los ensayos conSe una y propiedades físicas controladas. esta de campo, ya que se acelera el avance generacional de la haestructura demostrado que estos dos aminoácidos son De esenciales manera han logrado sintetizarnormal polímeros son el doble para se obtener un desarrollo en que diferentes especies población, al poder diferenciar los tres genotipos posibles del de resistentes el acero, con sólo una quinta parte del peso locus opaco2; es decir, las plantas homocigóticas normales animales y que en particular en los humanos. con respecto a este metal (Figura 3). (con fenotipo “baja calidad de proteína”); heterocigóticas La estrategia que normalmente se utiliza para incorporar (también de “baja calidad de proteína” debido a la dominancia el gen opaco2 a las variedades comerciales de maíz es la del alelo “normal”) y homocigóticas para el alelo opaco2 (con Figura 3. (a) Micrografía falsos que muestra la alta calidad de proteína), todo esto basándose en el marcador retrocruza.

Este métodoendecolores mejoramiento es particularmente estructura de unacuando cadena de co-polímeros.

Las regiones lento y costoso se aplica para la movilización de genes molecular (fotografía del gel con el marcador umc1066). naranjas y que amarillas recesivos, no están asociados a caracteres morfológicosFigura 5.- (a) y (b) Representación de un nanotubo, contienen en una red hexagonal de átomos de carbón, la CONCLUSIÓN (marcadores) cadenas de fácil observación. En estas condiciones,consistente desordenadas de para formar el nanotubo. (c) Micrografía El se uso“enrolla” de los marcadores genético moleculares ha aumentado la selección asistida por marcadores moleculares secual unidades A y B. grupo de nanotubos donde se observa el la eficiencia y eficacia del mejoramiento decrecimiento plantas y con convierte enAjustanuna herramienta eficaz y económicamentede un do viable. la relación entre los mapas de ligamiento genético (ycolumnar. esto se está abriendo la posibilidad de emprender proyectos Aprovechando unidades A y B, se pueden los marcadores moleculares que éstos contienen) que se han para mejorar la calidad nutricional de cultivos que utilizan formar polímeros los grupos humanos más desprotegidos, especialmente desarrollado para con el maíz, se localizaron marcadores basadosSALUD diferentes de la metasminifundistas de la Nanobiotecnología es eldedesarrollo de y consumidores bajos ingresos. en el ADNpropiedades del tipo microsatélite que se encuentran fuertementeUnaagricultores mecánicas. nuevas drogas y medicinas quede actúen sobrecon El mejoramiento del maíz alta específicamente calidad de proteína, ligados al gen opaco2. la enfermedad, así como un tratamiento eficiente que la participación de encontrar organismos internacionales (CIMMYT), al mínimo los yefectos secundarios.

Esto seráes posible nacionales (INIFAP) universidades (e.g. U.A.N.L.) un buen Estos marcadores moleculares se han utilizado por diversasreduzca medidade enloque lasatender enfermedades sean ejemplo quelos se mecanismos puede hacer de para las necesidades instituciones, entre las que se encuentran el Centroen la Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), el del recurso más valioso de un país: sus habitantes.

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perfectamente comprendidos. Para esto, es necesario conocer los componentes microscópicos, como es la estructura de las proteínas, ribosomas y DNA, además del estudio de los componentes microscópicos para obtener farmacéuticos.

Otra área muy importante es el proyecto global genoma, en donde el objetivo es mapear todos los genes del cuerpo humano. Al mapearse todos los genes, el siguiente paso es revelar la función específica de cada gene. Para este caso, la cristalografía de proteínas es un proceso que se utiliza para determinar la estructura tridimensional de su estructura por medio de difracción de rayos X. Esta técnica se ha utilizado desde los años 50, cuando se determinó la estructura del DNA (Figura 6).

Ulrich Wobus. Es jefe del Departamento de Genética Molecular del Instituto de Genética de Plantas e Investigación de Cosechas de Gatersleben, Alemania. Con formación profesional en biología, el professor Wobus encabeza un grupo de investigación enfocado a la biología molecular y fisiología de la embriogénesis de las plantas así como el desarrollo de semillas, usando leguminosas, cebada, trigo, tabaco y arabidopsis. De manera particular, la expresión genética desde el control transcripcional a la secreción de proteínas así como el papel de las hormonas y los metabolitos en los procesos de desarrollo, son líneas que abarca su grupo de investigación.

Doctor Francisco Zavala García Facultad de Agronomía / UANL

Figura 7.- Imagen que muestra el modelo de una proteína en forma de serpentina, denominada “ferrochelatase”, determinada por difracción de rayos X. La “ferrochelatase” es una enzima que puede estar involucrada en la formación de hemoglobina, componente esencial para transportar oxígeno en el torrente sanguíneo. Los sitios activos de la proteína se muestran como esferitas amarillas y rojas.

Con los descubrimientos de Watson y Crick en 1953 sobre ENERGÍA la estructura molecular del ADN, y el descubrimiento de las Los problemas ambientales asociados con la tecnología bases del ADN recombinante por Cohen y Bouyer en 1973, se moderna requieren que se lleve a cabo investigación en el abrió una nueva etapa que permitió entender en mayor detalle desarrollo de modelos sustentables. Una de las vertientes los procesos involucrados en el control de la expresión de principales en esta área es la investigación en tecnología características de importancia económica de las plantas. Estos para la producción de energía: desde su producción eficiente, acontecimientos dieron la pauta para que de una forma más almacenamiento y transmisión, todo esto con el menor impacto efectiva, permita intercambio genéticoElentre Figurase6.Patrónelde difracciónde dematerial una proteína. patrón posible al medio ambiente. especies en forma artificial, de otra sería imposible de difracción tomado aque partir de forma diferentes ángulos del de cristal lograr, (en debido las diferencias morfológicas estea caso la proteína) se puede existentes transformar Energía: baterías: En la sociedad actual existe una gran entre ellas. directamente en una imagen tridimensional de la muestra, demanda de fuentes eficientes de energía para su utilización y, en consecuencia, conocer la posición de los átomos y los en vehículos híbridos o eléctricos y telecomunicaciones. De A elementos nivel de planta, la expresión de los genes para la que la conforman. esta manera, se necesitan sistemas de baterías eficientes, manifestación fenotípica de las diferentes características, se recargables y limpias para el medio ambiente. Las baterías expresa en forma secuencial a través del ciclo de vida. por Salud-enzimas.Las enzimas son un tipo especial de Es proteínas basadas en litio son un área prometedora en esta dirección. estoque queactúan el conocer crece y se la planta, como cómo catalizadores en desarrolla innumerables procesos (Figura 8). es de vitaldel importancia para yidentificar las etapas críticas dentro cuerpo humano de otros sistemas vivos. a través del ciclo de vida de de la planta. En cambio, en la expresión de la parte económicamente importante se produce Figura 8.Batería recargable indica aspectos del Las cultivo.

En mejoran la literatura relacionada con tema, es muy la palabra enzimas y promueven miles de el procesos esenciales Litio. Endesarrollo estas baterías, los ionescualitativos; es decir, cambios enportadores la expresión las diferentes formas de común enen forma indistinta, palabras crecimiento y denota (por utilizar ejemplo, el páncreas, los las riñones, el hígado, el sistema de litio son los dede carga que se a través del ciclo desarrollo; sincada embargo, existen diferencias muy claras entre crecimiento digestivo); una está diseñada para promover reacciones que fluyen deldan polo negativo al de vida de la planta. conocimiento necesario para manipular genéticamente ellas. específicas. Aunque algunas enzimas están conformadas porEstepositivo de la es batería durante su diferentes estructuras órganos de las plantas, induciendo cientos de átomos, sólo unos pocos forman el sitio activolas operación.

El grafitou actúa como de yla el biotecnología una mayor expresión de aquellos CRECIMIENTO Y DESARROLLO específico donde tienen lugar las reacciones fisiológicasa través ánodo óxido de manganeso modifiquen estructuras que maximicen la La (Figura primera 7). se refiere al aspecto cuantitativo; es decir, procesos como que cátodo.

Láminaslasde cobre de los órganos de interés antropocéntrico. crecimiento denota cambios en la cantidad de materia seca que expresión y aluminio funcionan como

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colectores. Para desarrollar una batería con un tiempo largo de vida, es esencial comprender la interacción entre los iones de litio y los electrodos.

los procesos biológicos, ya que estos procesos son activos a temperaturas moderadas (370C), presiones ambientales y no producen residuos tóxicos (Figura 10).

Energía: celdas solares.- El 80 por ciento de la energía generada en el planeta proviene de la quema de combustibles fósiles, con un gran impacto negativo en el medio ambiente.

La energía solar representa una alternativa muy viable para disminuir en algo la dependencia de la sociedad en el petróleo y el carbón. Una de las alternativas para la búsqueda de nuevas alternativas de celdas fotovoltaicas es el nanoestructurado fotoelectroquímico de celdas solares, también conocidas como celdas de Gratzel, su inventor. Éstas consisten en dos electrodos, uno de los cuales está hecho de un material poroso de óxido metálico recubierto de moléculas orgánicas que Gad Galili.

El (Figura doctor 9).

Gad Galili es director del Departamento de Ciencias de las Plantas del absorben luz, llamadas “dyes” Instituto Weizmann de Ciencias en Rehovot, Israel. Es autor y coautor de más de 100 publicaciones y revisiones profesionales sobre genética de plantas, biología molecular y celular, así como coeditor del libro Desarrollo y Germinación de Semillas.

Galili es miembro de diversas asociaciones científicas internacionales y ha sido invitado para presentar sus trabajos en numerosos encuentros de su país y del extranjero.

Es asesor científico de la compañía biotecnológica israelí, Protalix Biotherapeutics, enfocada al desarrollo de tecnologías de cultivo celular de plantas y de sistemas de biorreactores innovadores.

Obtuvo su Doctorado en el Instituto Weizmann.

Doctor Gilberto Eduardo Salinas García Figura 9.-Investigador Imagen representativa de una celda solar. Las Profesor Facultad de Agronomía / UANL moléculas orgánicas (el “dye”) absorben la luz del sol La mayoría un de electrón. los agricultores y consumidores emitiendo El electrón abandona el pobres “dye” yde se África, Asia y Latinoamérica para su alimentación inyecta dentro de una capa dependen de óxido metálico.

Al faltarle un de cultivos de arroz, maíz sorgo.

Además de las electrón al “dye”, éstetrigo, lo toma del yotro electrodo, creándose dificultades que día día tienen los pobladores de estas de esta manera una con diferencia de voltaje. regiones del mundo para obtener cantidades suficientes de estos granos, la dietaUn quecatalizador obtienen esesdeficiente en cuanto Energía: catálisis.un dispositivo que afacilita la cantidad y calidad de proteína, vitaminas y minerales una reacción química sin reaccionar con los productos importantes. finales.

Figura 10.- Modelo de un catalizador conformado por una superficie de Rodio, encima del cual están colocadas islas de paladio. Bajo ciertas condiciones (presión, temperatura), el dióxido de carbono se ancla preferentemente en estas islas.

PERSPECTIVAS Cuando práctica del abordar y evidenciar la importancia En estos la ejemplos se puede mejoramiento genético que ha cobrado la investigación interdisciplinaria de la seFísica, sustenta en el Biología, conoci- Medicina e Ingeniería, lo cual dio Química miento de revolución los ácidos científico-tecnológica englobada en lugar a una nucleicos (ADN y ARN), el término “Nanotecnología”, la cual somos afortunados de aminoácidos, proteínas presenciar. y otras moléculas que conforman organisComo toda los rama del quehacer humano, no está libre de mos, le denomina debateseacerca de la pertinencia de hurgar en umbrales del MolecuLas consecuencias del consumo delleva una dieta con conocimiento que incluso conllevan a cuestiones éticas y Laprincipales actividad catalítica en algunos casos se a cabo en Mejoramiento estas características son elLa decaimiento crónico de la salud, religiosas, como puede ser la manipulación genética. la presencia de metales. eficiencia de los metales como lar. desarrollo físico e intelectual limitado, y condiciones catalizadores radica en su cantidad de electrones libres.tales mejoramiento molecu- actual cada vez es más dependiente como anemia, ceguera o pelagra. La forma más fácil, rápida ElSin embargo, la sociedad yEstos económica parapromueven mejorar la lacalidad dequímica. vida de En millones de lar de dela cultivos Cienciainvolucra y la Tecnología: necesitamos encontrar electrones reacción los mofles localización, caracterización de para efectos en ellos fenotipo, personas que viven enson condiciones pobreza a corto y mediano plazo resolver diversos de automóviles, losactualmente catalizadores pequeños de “pellets” de lasoluciones de (retos) alelos o formas favorables otros extrema, elevar incrustados la calidad nutricional de las con las selección problemas a los que se enfrentaylamovilización humanidad: aenergía, platino yespaladio en un soporte deplantas material óxido. o poblaciones (de la misma o de diferente especie) que alimentación, medio ambiente, salud pública, etcétera.

En se lasalimentan. enzimas biológicas, los iones metálicos son la base de individuos de genes o secuencias de ADN. los sitios activos.

El avance espectacular que ha ocurrido en los últimos 60 años, La Nanotecnología ofrece prometedoras y fundadas esperanzas ES la UN MARCADOR GENÉTICO? en comode la nuevos Biología, la Química, la catalizadores Virología y las de que humanidad tenga un futuro brillante, muy distante Enciencias la búsqueda y más eficientes en ¿QUÉ genéticocatastróficas es cualquier que diferencia en el material Matemáticas, entre otras,eshanecesario transformado el mejoramiento de Un de marcador las predicciones abundan hoy en día. procesos industriales, entender los mecanismos (enla plantas animales superiores el ADN) plantas y animales pasando ser unaydisciplina Obviamente, Ciencia y como “amoral”, debe ir es acompañada de reacción entredomésticos, las moléculas y los de metales, tratar de hereditario pueda ser políticas detectada entre dos o más individuos. Estas principalmente artesanal, a una predominantemente científica. que de decisiones correctas. emular

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¿QUÉ ES UN MARCADOR GENÉTICO MOLECULAR? Un marcador genético molecular es, dicho de una manera simple, una señal de humo dentro de la información hereditaria (ADN), la cual permite identificar la presencia de un gen que se encuentra en los alrededores.

Las biomoléculas que se utilizan como marcadores moleculares son las proteínas (antígenos e isoenzimas) y los ácidos nucleicos (ADN en el caso de las plantas y animales superiores), ya sea como genes conocidos o fragmentos de secuencia y función desconocida.

A diferencia de los marcadores morfológicos, los marcadores moleculares, en particular los basados en el ADN, poseen atributos que los hacen ideales para su aprovechamiento en Jaap Bakker. Es professor y jefe de departamento en el Laboratorio de Nematología el mejoramiento molecular.

Entre éstosdeseladestacan: a) su Universidad Wageningen, Países Bajos. Su campo de interés la interacción planta-patógeno.

Entre amplioespolimorfismo; b) nula influencia del ambiente; c) las publicaciones recientes en las que ha participadoherencia destaca: simple Degradation plant celld)walls by a de efectos en y sin of epistasis; ausencia nematode y Durability of resistance against potato cyst el nematodes. desarrollo de la planta; e) posibilidad de detección en las primeras fases de desarrollo de la planta; y f) simplicidad en la identificación y análisis.

El uso de marcadores genético moleculares ha permitido desarrollar mapas de ligamiento genético para la mayoría de los cultivos y animales de importancia económica. Estos mapas son el punto de arranque para la localización, aislamiento y clonación de los genes que controlan caracteres de importancia.

Actualmente, gracias a los marcadores genético moleculares, estos mapas se pueden desarrollar en unas cuantas semanas, contener miles de marcadores distribuidos a lo largo del genoma del organismo y a una fracción del costo de los mapas que se construyeron originalmente utilizando marcadores morfológicos.

diferencias sirven como “etiquetas” o marcadores genéticos, que se utilizan para caracterizar individuos o grupos de individuos que la comparten.

Ph. D. Josué Leos Martínez Facultad de Agronomía / UANLgenéticos en el mejoramiento La aparición de los marcadores l término bioexplotación se usaSax en planteó el ámbito de la ocurrió hace más de 70 años, cuando la posibilibiotecnología paramorfológicos denotar la obtención o modificación dad de usar caracteres (diferencias en el fenooptimizada de productos, mediante aplicación de la tipo de los organismos provocadas porlaformas mutantes ciencia en el proceso agentes de genes) como una ayuda de en producción, la selección usando de caracteres de oimportancia sistemas biológicos.

Sólo dos Por tipos de bioexplotación económica en plantas. ejemplo, se ha usado el agroalimentaria se mencionarán aquí: lapara producción de plantas tamaño de la semilla como marcador seleccionar plantas y de la producción de metabolitos. mayor rendimiento de grano de fríjol.

E

La producción masiva debm3 plantas mediante las técnicas dela Otros mutantes como el de maíz (pigmento pardo en cultivo de células y de tejidos, micropropagación, nervadura central la hoja) denominada proporciona un forraje con menor escontenido de suma de importancia para la agricultura. técnica, lignina y por lo tanto con mayor Con valoresta nutritivo; sin unas cuantas se requieren como el explante inicial, embargo, estecélulas gen utilizado como marcador, simultáneamente para la regeneración de miles decomo plantas en corto produce efectos desfavorables sonclonadas una reducción del tiempo, eliminándose riesgo de enfermedades en rendimiento de granoel y una mayor susceptibilidadalalusar “acame” su condiciones estériles.

Actualmente se o producción caída de la medios planta. yHay otros muchos ejemplos en los que cuenta con métodos eficientes paratiempo la micropropagación de y los mutantes producen al mismo efectos positivos muchas especies de plantas,por lasmejorar. cuales se de negativos en los caracteres Porcomercializan tanto, la selección manera común. con base en marcadores morfológicos ha sido utilizada de forma muy limitada en la mejora genética de plantas.

¿CÓMO SE UTILIZAN LOS MARCADORES GENÉTICO MOLECULARES? Los marcadores genético moleculares se utilizan en los siguientes aspectos del mejoramiento de plantas: a) Estimación de distancias genéticas entre poblaciones, variedades, líneas puras e híbridos. Esto permite: (i) la clasificación taxonómica de ecotipos o muestras de los Bancos de Germoplasma, como un complemento de los datos morfológicos que han sido utilizados desde los tiempos de Lineo; y (ii) la asignación de líneas puras a grupos heteróticos con objeto de predecir el valor de los híbridos resultantes del cruzamiento. b) Identificación y distinción de variedades, líneas puras e híbridos para proteger los derechos comerciales del obtentor. Los marcadores basados en el ADN producen una distinción más precisa de genotipos que los “descriptores” morfológicos. c) Establecimiento de relaciones de parentesco entre líneas o variedades para realizar estudios genéticos. El método es similar al utilizado en las pruebas de paternidad y parentesco en genética humana. d) Localización e identificación de genes cualitativos o mayores y también de genes con efectos pequeños que afectan a caracteres cuantitativos (los así llamados QTL). e) Selección asistida por marcadores. Lo que simplifica, abarata y acelera en diferentes medidas, los procedimientos

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MÉTODO DE PROPAGACIÓN EFICIENTE Y MASIVO Después de la primera introducción del árbol insecticida y medicinal neem (Azadirachta indica A. Juss) a México, que hice en 1988, era conveniente contar con un método de propagación eficiente y masivo, como parte del proyecto que inicié sobre la “Introducción y Diseminación del Neem en México” en la Facultad de Agronomía de la Universidad Autónoma de Nuevo León (Leos-Martínez y Salazar-Sáenz, 1992 ). En el desarrollo de esta técnica participaron otros dos maestros de la FAUANL: el doctor Omar G. Alvarado Gómez y el ingeniero M.C. Jorge Torres Leal, y se lograron buenos resultados con explantes foliolos en el El profesor emérito Marc Van Montagu es fundador, presidente y Marc VandeMontagu. medio MS básico (Murashige Skoog, 1962)de Biotecnología de Plantas para Países en Vías de Desarrollo. asesor científicoydel Instituto adicionado con 0.4 mg/L de tiamina y 100 Fue profesor y director delmg/ Laboratorio de Genética de la Facultad de Ciencias de la Universidad L de mio-inositol y 1.0 mg/mL de piridoxina de Ghent y director científico del Departamento de Genética del Instituto de Biotecnología de la (Leos-Martínez et al. 1994, Alvarado-Gómez Interuniversidad de Flanders. Fue profesor de la Universidad Libre de Bruselas en los cursos de y Leos-Martínez 1992, y Torres-Leal biología celular, química 1994). de ácido nucleico y virología. Fue director científico y miembro del Consejo ActualmenteDirectivo existen métodos estandarizados de la compañía Plant Genetics Systems Inc. (Bélgica). de micropropagación (Eeswara et Junto condeel neem profesor Jeff Schell, Marc Van Montagu descubrió el mecanismo de transferencia al. 1998, Allan et al.entre 1999).

A diferencia de y las plantas, el cual condujo al desarrollo de métodos para alterar génico el “Agrobacterium” la reproducción mediante semillas, conmecanismo la el “Agrobacterium” en un de suministro eficiente para la ingeniería genética de las clonación seplantas. puede escoger un árbol padre con un altoEl contenido de azadirachtina profesor Montagu ha recibido numerosas condecoraciones por sus trabajos de vanguardia, (para controlincluyendo de insectos) o del metabolito el prestigioso Premio “Japón”. Es Asociado Extranjero de la Academia Nacional de Ciencia que se desee,de como los muchos que tiene ely de las Academias Agrícolas de Francia y Rusia. Ha sido galardonado Estados Unidos desde 1986 neem para uso la medicina conen seis grados deherbolaria.

Doctor Honoris Causa. En 1990 le fue conferido el título de “Barón” por parte de Rey Balduino I de Bélgica.

Otro tipo de producción de plantas es para obtener cultivos con caracteres específicos. Esto se ha hecho con métodos tradicionales de mejoramiento genético mediante cruzas selectivas e hibridación; sin embargo, dichos métodos se están volviendo obsoletos, pues ahora, con la ingeniería genética o la recombinación del ADN, se pueden transferir genes deseables específicos, sin el problema de manejar todas las características de las plantas que incluyen forzosamente algunos factores indeseables. Con la biotecnología agrícola se logran cosas imposibles de obtener mediante eelha dicho mejoramiento genético que en un gramo de suelo existe una Doctor Alberto Mendoza H. tradicional. riqueza enorme de microorganismos, y tal vez Doctor Cuauhtémoc Jaques algunos de ellos pudieran resolver problemas Doctor Hugo Barrera-Saldaña INGENIERÍA GENÉTICA, UNA DE LAS Investigadores del ser humano. ¿Cómo identificar y cultivar este MEJORES OPCIONES ¿Cómo preservar su existencia hasta microorganismo?

Laboratorio de Biotecnología Vegetal, Incluso, posible resultados los efectos que que es alguien lo obtener analice?los Desconocemos Centro de Biotecnología Genómica, deseados a corto plazo,tiene sin sobre que sea la actividad humana los microorganismos.

Instituto Politécnico Nacional necesario formar cultivos transgénicos, que seguramente tiene La devastación de selvas y bosques Author for correspondence: estánefectos aún endrásticos el debatesobre científico respecto Los fertilizantes Alberto Mendoza. amendoza@mail.cbg.ipn.mx los microbios. a losquímicos riesgos alteran implicados.

Además, yade sebacterias fijadoras las poblaciones estándeinvestigando para eliminar ha favorecido la 105 años, o como promotores del crecimiento de plantas nitrógeno ymétodos el uso de antibióticos la posibilidad dede polinización proliferación las resistentes.cruzada Algunos microorganismos (Azospirillum); otras bacterias sirven como probióticos en la entrebenéficos cultivos y convencionales noespecies patógenos como Rhizobium y géneros alimentación humana y animal, en biorremediación o en la con plantas genéticamente A relacionados se utilizanmodificadas. como biofertilizantes desde hace producción de vitaminas o compuestos farmacéuticos.

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pesar de los variados problemas que se tendrán que resolver, fermentación para extraer y producir vainillina, aceite vegetal, PRODUCCIÓN LA HORMONA DEL CRECIMIENTO LA SIMBIOSISgenética MICROORGANISMOSla ingeniería es una de las mejores alternativas para DE carotenoides, polisacáridos y otros productos (http://www.

Para la evaluación en campo del bioestimulante en sorgo ydemaíz, se tomó CULTIVOS satisfacer la demanda de alimentos en el mundo. ibt.unam.mx/).

También en el Departamento Biotecnología cepa CBG-497, que fue seleccionada su capacidad El nitrógeno es muy abundante en la atmósfera; como base esta bacteria y Bioingeniería del CINVESTAV se extraen por biopolímeros de producción de la hormona de crecimiento. formulado sin embargo, las plantassenobusca pueden En la agroalimentación, queutilizarlo los cultivosde transgénicos fuentes no convencionales por El víainoculante enzimática.fue (http://www. empleando turba como soporte previamente esterilizado y posteriormente en su resistentes forma elemental y tienen que obtenerlo sean a plagas (insectos, ácaros, malezas, hongos, cinvestav.mx/biotech/investigacion/bioprocesos.html). mezclado con del suelo, principalmente en forma de nitratos bacterias, nemátodos, virus, viroides, y fitoplasmas), así la bacteria de manera tal que al momento de la preparación se 8 o amonio.

La fijación biológica de nitrógeno bacterias por semilla.de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis de como condiciones adversas (sequías, heladas, obtuvieran salinidad, 6x10 y En España, el Instituto es un proceso claveyen la biosfera, por eldecual metales pesados), a las aplicaciones herbicidas y otros la Universidad de Sevilla-CSIC, ha desarrollado la producción existen microorganismos de convertir La una respuesta del empleo de inoculantes basados en Azospirillum en plaguicidas.

También secapaces obtienen cultivos con mejoragronómica fotosintética de carotenoides, y otros compuestos de interés el nitrógeno gaseoso atmosférico, en nitrógenocon asimilable cultivos como maíz,(ficobiliproteínas, reporta un índice de éxito en el 60 al 70 porbioetanol) ciento de fijación del nitrógeno mayor producción y con sorgo, práctico lípidos, polisacáridos, por la planta.

Se estimamás queelevados, este proceso la carentes superficie incrementos hasta 30 por ciento en el rendimiento contenidos nutricionales así como deaplicada, por con microalgas y de cianobacterias (http://www.ibvf.csic. contribuye entre el 60 y elpuedan 80 por transportarse ciento de la ydel producto. Los resultados son amplios, y el efecto se ha demostrado en toxinas o alergenos y que almacenarse es/Biotec_microalgas/Biotec_Microalgas.htm).

El Instituto fijación biológica de nitrógeno. el incremento en el rendimiento de ofrece grano, una así como en y una reducción en la con pocas mermas.

Politécnico Nacional maestría doctorado sobre el aplicación de fertilizante La gran aceptación que los agricultores tema, en nitrogenado. el Centro de Desarrollo de Productos Bióticos (http:// Esta simbiosisDE contribuye con una parte han manifestado nos ha llevado a producir este bioestimulante para las PRODUCCIÓN METABOLITOS www.ceprobi.ipn.mx/). considerable nitrógeno útiles combinado en futurasessiembras de maíz y sorgo en Tamaulipas. Asimismo, casas comerciales, La produccióndel de metabolitos en la alimentación otra la tierra, y área permite las plantas crecer sinuniversidades (nacionales yeextranjeras) fabricantes deno biofertilizantes, mostrado interés importante de laa biotecnología.

Muchas Muchos compuestos alimentarios han se pueden producir fertilizantes y sin empobrecer en obtener los derechos comercialización deelesta CBG-497 la institucionesnitrogenados públicas y privadas están participando en la mediante de la biotecnología.

Para casocepa particular delpara neem, los suelos.y desarrollo Pocos años después biotecnológicos del producción masiva del bioestimulante a base la detécnica A. brasilense. generación de procesos para se puede obtener mediante de cultivo de tejidos: redescubrimiento de Azospirillum hasta producir compuestos usados en lay industria alimentaria. azadirachtina, nimbina y salanina, pero la tecnología aún alrededor de algunos 1993, este género el másde Biotecnología Por lo tanto, el CBG través del IPN ha protegido esta bacteria unaque patente Sólo para dar ejemplos, en fue el Instituto no aes lo suficientemente avanzada comobajo para sea estudiado entre las desarrollado bacterias asociadas a que permitirá mejor aprovechamiento logros en (Allan beneficio los de la UNAM se han procesos enzimáticos y de eleconómicamente costeabledea estos nivel comercial et al.de 2002 plantas. productores de maíz y sorgo. Para finalizar, quisiera mencionar que, gracias a seguir las metas que nos habíamos trazado, en tan sólo cinco años, logramos La capacidad de Azospirillum para estimular llevar desde el aislamiento de la bacteria simbiótica hasta la formulación el crecimiento de las plantas y aumentar de un bioestimulante del crecimiento del maíz y sorgo para favorecer a los el rendimiento de los cereales promovió agricultores de México. numerosos estudios sobre la ecología, fisiología y genética de esta bacteria. En la actualidad, su uso comercial comienza a extenderse diferentes países, incluido http://www.ceprobi.ipn.mx/ y Babu et al.en 2006).

México.

Allan E. J.; T. Stuchbury & A. L. Mordue (Luntz). 1999. h t t p : / / w w w . c i n v e s t a v . m x / b i o t e c h / i n v e s t i g a c i o n / Azadirachtin indica A Juss (Neem Tree): In vitro culture, bioprocesos.html Lamicropropagation generación de desarrollos tecnológicos and the production of azadirachtin and basados en oportunidades o Biotechnology necesidades in Agriculture http://www.ibt.unam.mx/ other secondary metabolites. reales de los diferentes sectoresand productivos and Forestry, Vol 43, Medicinal Aromatic Plants XI, Y P S esBajaj unoed.de los objetivosBerlin principales del http://www.ibvf.csic.es/Biotec_microalgas/Biotec_ Springer-Verlag Heidelberg.

Centro de Biotecnología Genómica (CBG-IPN).

Microalgas.htm Desde del CBG, PelJarvis; laboratorio de Allan laE. creación J.; J P Eeswara; A J Mordue (Luntz); D Biotecnología I (responsable es el of hairy root Leos-Martinez, J. y Salazar-Saenz, R. P. 1992. El Arbol Morgan & T Vegetal Stuchbury.

2002. Induction doctor Alberto Mendoza),indica definió comoand unatheir production Insecticida Neem (Azadirachta indica A. Juss) en México. cultures of Azadirachta A Juss línea de investigación el aprovechamiento of azadirachtin and other important deinsect bioactive Folleto Técnico No. 3. Fac. de Agronomía, U.A.N.L. 30 pp. microorganismos benéficos del suelo, uno metabolites. Plant Cell Reports, 21 (4),y374-379. de los resultados tangibles fue el desarrollo Leos-Martinez, J.; R. P. Salazar-Saenz & O. G. Alvarado-Gomez. deAlvarado-Gomez, un bioestimulante O. del crecimiento del maíz G. y Leos-Martinez, J. 1992. 1994. Introduction of the neem tree in México, in vitro y Establecimiento sorgo principalmente. y brotación in vitro del neem (Azadirachta propagation, and validation of its properties, against stored indica A. Juss). Memoria del XIV Congreso Nacional de product insects. Proceedings of the 6th International Working Esto fue posibleSociedad lograrlo Mexicana gracias al de aislamiento Fitogenética.

Fitogenética, A.C. Tuxtla Conference on Stored-Product Protection, Canberra, Australia, deGutiérrez, esta bacteria (Azospirillum brasilense) en April 1994. pp. 804-808.

Chiapas. p 35. las regiones semi-áridas del noreste de México, pero sobre a la selección mejores Babu, V. S.;todo S. Narasimhan & G.deM.las Nair.

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Reports, 17,en215-219.

Comentarios a : Leos2005@prodigy.net.mx

REFERENCIAS

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salud, la alimentación, el vestido, y el entretenimiento, entre otros; empero, también han sido responsables del deterioro del medio ambiente; contaminando el aire, el agua y los suelos.

nutricional, o en su defensa contra insectos y enfermedades.

Estas plantas genéticamente modificadas producen más por hectárea, y gracias a ello es posible pensar que en el futuro se cubrirían las necesidades alimenticias del ser humano.

TONELADAS DE RESIDUOS TÓXICOS Miles de toneladas de residuos tóxicos abandonados en ¿Debemos en México utilizar organismos genéticamente lugares inseguros, el deterioro de la capa de ozono, niños modificados para satisfacer las necesidades de nuestra población? que nacen con deformaciones y altos Las autoridades de salud en nuestro país, niveles de plomo en el ambiente, son El uso de la biotecnología puede ya han autorizado la siembra y utilización noticias de todos los días. La gran incrementar la producción de algunas plantas transgénicas como el controversia surge porque el hombre agropecuaria y evitar la algodón, tomate, canola, papa y soya. debe satisfacer sus necesidades dependencia futura de alimentos Experimentalmente se está trabajando crecientes, pero está preocupado del exterior; se convierte así en una con muchas otras especies. Otros países por evitar que su entorno ecológico estrategia política y económica del como Estados Unidos de América, se deteriore. Una disciplina científica gobierno Argentina y Canadá, ya utilizan las está ahora en el centro de la discusión: allí producen y la Biotecnología; cualquier proceso Luca Santi. Es asociado en investigación posdoctoral del Centrosemillas para lastransgénicas; Enfermedades exportan grandes cantidades de maíz, tecnológico Infecciosas que afecte oy modifique la Vacunología del Instituto de Biodiseño de la Universidad Estatal de Arizona. Ha canola a muchas deldemundo, incluido México. biología caeencabezado dentro de esta disciplina.estudios, como el dedicadosoya importantes a la yinvestigación en la partes creación vacunas Actualmente, no existe un mecanismo que vigile eficazmente derivadas de plantas en contra de la peste.

Los primeros moradores de este planeta, cuando se iniciaron estas importaciones, así que es muy probable que algunos en la agricultura escogieron las mejores plantas por sus granos alimentos que consumimos estén elaborados con productos o frutos y mejores animales por su carne y subproductos, transgénicos. iniciando así una presión de selección que modificó paulatinamente a estos organismos a favor de las necesidades México tiene necesidad de incrementar su producción del hombre. Pero hablar actualmente de Biotecnología, agropecuaria. Las estadísticas indican que actualmente casi particularmente aplicada a la agricultura, implica que el la mitad de los granos y aceites que consumimos provienen hombre ha sido capaz de insertar genes de una especie en del extranjero y que para el 2020, la dependencia será de otra, proporcionando ventajas muy importantes en su calidad casi dos tercios.

Producción y Consumo de Granos y Oleaginosas en México 1985-2020 (miles de toneladas) Doctor Luca Santi Profesor Asociado Doctor Hugh Mason Profesor Investigador Asistente Traducción del inglés, de Félix Ramos Gamiño

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n los 20 años que han transcurrido desde la aprobación de la insulina de laboratorio, producida en la bacteria Escherichia coli (así llamada por su descubridor, Theodor von Escherich), los productos biofarmacéuticos han experimentado un constante crecimiento, y se espera que la demanda se incremente.

Los productos biológicos, especialmente las proteínas producidas en laboratorio, como anticuerpos, vacunas subunitarias, enzimas, hormonas, moléculas inmunomodulatorias, receptores antagonistas y microbicidas prometen aportar una nueva ola de terapias. Todas estas Consumo Producción moléculas son polipéptidos complejos que deben ser sintetizados por organismos vivientes. Por lo general, la mayor Figura 1. Producción de Granos y Oleaginosas en México 1985 – 2020 (miles de toneladas) parte de ellas se producen eny Consumo las células de los mamíferos, Fuente: SAGARPA, FAO que, juntamente, con la levadura, las células de insectos y la 1/ Incluye Arroz pulido, biológicos Frijol, Maíz, Sorgo, Soya, Trigo Escherichia coli, son los factores más tradicionales.

Bacteria Escherichia coli

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LAS PLANTAS COMO ¿Deben entonces nuestros BIO-FACTORES productores comenzar a Las plantas transgénicas utilizar las semillas transgénicas para incrementar sus constituyen un sistema rendimientos? alternativo conveniente, que ha demostrado gran potencial en Todo indica que así debería ser, pues de cualquier manera los los estudios realizados durante productos transgénicos están llegando a la población. las dos últimas décadas.

La producción de vacunas SEMILLAS TRANSGÉNICAS subunitarias en particular ha El uso de las semillas transgénicas ha demostrado sus bondades sido ampliamente acercamientos incluso con el medio convalidada ambiente, almediante evitar el uso excesivo de a genes heterólogos de yplantas.

Con el fin de brindar cierto insecticidas, fungicidas herbicidas. grado de protección en el reto de los estudios de animales contra toxinas patógenosde virales o bacteriales, asíen como Sin embargo, la outilización semillas transgénicas la para estimular respuestas inmunes de los de humores agricultura y el consumo de productos derivados éstas pory enha lossido seres humanos, se unasectores gran cantidad lamucosas población cuestionado porprobó algunos de la de candidatas a vacunas. sociedad, porque al sembrarse a campo abierto la probabilidad de que los genes de estas plantas puedan esparcirse y Las plantas atienen la capacidad de es producir una loamplia “contaminar” las variedades nativas muy alta, que variedad de y de realizar modificaciones ocasionaría una proteínas alteración importante en loslas bancos genéticos transcientes que se requieren para una función biológica naturales. adecuada. Es mucho menos probable que los sistemas de las plantas alberguen microbios patógenos a los animales, que las células de los mamíferos. Finalmente, y de manera significativa, las plantas ofrecen la posibilidad de una fácil escala ascendente, especialmente cuando se les compara con los sistemas de expresión arriba mencionados, que se sustentan en la tecnología de la fermentación.

La demanda anual de cientos de kilogramos de proteínas obtenidas en laboratorios requiere la utilización de bio reactores con capacidad de más de 20 mil litros, con extraordinarios costos asociados por limpieza, procedimientos de revalidación y preparación de medios de cultura compleja.

Por otra parte, la producción creciente de plantas transgénicas sólo implicaría el aumento de hectáreas en campos abiertos o de espacios de invernadero. Lo que es más, el uso de tejidos de plantas comestibles para entrega oral directa, eliminaría la mayor parte de los costos del procedimiento de río abajo y de purificación. Existen tres métodos principales para la producción de proteínas de laboratorio en las plantas: transformación permanente de los genomas nucleares, o del cloroplasto, y la infección transciente viral.

del RNA, individualmente plantados, como el virus mosaico del tabaco (VMT). Los primeros vectores desarrollados, los llamados vectores del “virus total”, consistían en la suma de un marco de expresión heterólogo abierto, codificado por la proteína de interés para el genoma viral, y conducido por un promotor subgenómico. Los sistemas de la siguiente generación eran vectores de “sustitución de genes”, en los cuales un gene viral, que por lo general contenía el código protector de la proteína, era sustituido por el gene de interés. La evolución extrema de este concepto condujo a vectores virales reconstruidos, a los cuales faltaban varios componentes del virus original, y que eran llevados a la planta por constructos independientes.

PESTE El agente etiológico de la peste es la bacteria Gram-negativa Yersinia pestis. Es generalmente aceptado que en el curso de la historia de la humanidad, la peste ha sido la causa de tres infecciones pandémicas, responsables de cientos de millones de muertes alrededor del mundo. En nuestros días, la peste sigue siendo endémica en África, Asia, regiones de la ex Unión Soviética, y en América, donde persiste principalmente en poblaciones de roedores.

Esto conllevaría a consecuencias aún no determinadas con principales exactitud y donde la variabilidadExisten genéticados podría causar formas de la enfermedad: resultados inesperados. bubónica y neumónica. En la peste bubónica, la Yersinia MAÍZ GENÉTICAMENTE MODIFICADO pestis se transmite a los Un ejemplo muy difundido es el temor generado en la población humanos por la mordida que consume productos de maíz genéticamente modificado, pulgas infectadas, lo que donde un gen exógeno produce unade toxina que lo protege de generalmente se traduce en algunas plagas, matando a los insectos. la formación de bubas, que son nodos alargados de ganglios, localizados La pregunta es para todos: ¿Es ético usar estos principalmente productos de las áreas axilares y femorales. laen biotecnología sin una apropiada evaluación?

La legisladores peste neumónica ocurre deben cuandoelaborar la bacteria los Los y el gobierno leyesinfecta y utilizar pulmones; es considerada fatal (su tasa de mortalidad es de mayores recursos en la investigación y evaluación de estos casi el productos cien por ciento) y puede serpero transmitida por aerosol, nuevos biotecnológicos, sobre todo deben del infectado a huéspedes inocentes.y Por estas razonesdela crear los mecanismos de información de participación peste neumónica causa especial preocupación a la luz de la la sociedad civil, que permitan encontrar el justo equilibrio guerrala biológica, de hecho, de durante la Guerra Fría, la ex entre crecientey necesidad alimentos, el resguardo Unión Soviéticagenético, produjo gran cantidad Yersinia pestis del patrimonio el cuidado deldeambiente y el para su utilización arma. sustentable.

Estados Unidos, antes de aseguramiento de unacomo agricultura SISTEMAS DE EXPRESIÓN VIRAL DE LAS PLANTAS desmantelar su programa de armas biológicas en los años El uso de los vectores virales de las plantas ofrece varias venta- sesenta, también hizo pruebas con bacterias en aerosol La expresión de proteínas laboratorio alcanzar potencialmente mortales.

Eljas. consumidor tiene derecho adesaber si lo puede que consume muygenéticamente altos niveles enmodificado un tiempo relativamente que puede está o no, para asícorto, tomar propia ir de tres a 14 días después de la infección, según el sistema Aunque existen antibióticos para la peste, su efectividad decisión. que se utilice. El pequeño tamaño del genoma de la mayor radica en un rápido diagnóstico de la enfermedad, y, lo que es parte de hijos los virus facilitalas la ingeniería molecular, y permite más, se han aislado variedades que han adquirido resistencia Nuestros y nietos, futuras generaciones, tienen la fácil generación grandes cantidades constructos que a los antibióticos. En diferentes países se ha procedido a una derecho a que les de heredemos un mundode mejor, con aire, pueden probarse rápidamente.

Los vectores completamente amplia investigación y uso de vacunas de células muertas, y de agua y suelo limpios, con recursos sustentables, y sobre funcionales y sistémicamente infecciososcreciente son fácilmente vacunas de células debilitadas. En los Estados Unidos, hasta todo con una acumulación de conocimiento que les transmisibles por inoculación mecánica hacen posibles las 1999, una vacuna del primer tipo, contra la peste, fue usada permita afrontar y avanzar en las soluciónyde los retos de sus infecciones en gran escala. La principal limitante es que la especialmente para personas en peligro. A la fecha ya no se tiempos. característica adquirida no es genéticamente transmisible, y produce, a causa de la pobre protección que ofrecía contra la se debe realizar unaresponsabilidad nueva infeccióny en cada planta forma neumónica, así como por su alta incidencia de efectos Tenemos una gran mucho trabajonueva. por También el contenido ambiental del virus modificado es causa colaterales. Una vacuna con células vivas debilitadas fue hacer. de algunas preocupaciones. Se han desarrollado algunos utilizada en la Unión Soviética, pero también mostró severos sistemas de expresión mediante el uso de diferentes virus de efectos colaterales y sistémicos. Por lo tanto, se requería el las plantas. Los más comunes están basados en virus positivos desarrollo de una vacuna segura y efectiva.

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VACUNAS PROTECTORAS La eficacia protectora de las vacunas subunitarias contra la peste se ha demostrado durante años. Se han seleccionado dos antígenos, F1, y V, y una mezcla de ambos, F1-V. El antígeno F1 se expresa ampliamente por medio de la Yersinia pestis y se usa para formar una cápsula extracelular que rodea la bacteria. El antígeno V es una proteína secretada durante el proceso patógeno. En un esfuerzo de colaboración que incluyó al Biodesign Institute en la Universidad del estado de Arizona; Icon Genetics, de Halle, Alemania, y el Instituto de Investigaciones Médicas de Enfermedades Infecciosas del Ejército de los Estados Unidos, demostramos que los genes de secuencia optimizada y un fortalecido sistema de expresión transciente generaron altos niveles de expresión de los tres antígenos en hojas de la N. benthamiana. Los antígenos derivados de la planta, administrados en forma subcutánea a cerdos de guinea, produjeron respuestas sistémicas de inmunidad y proporcionaron protección contra el reto del virulento Yersinia pestis en aerosol.

VACUNA SUBUNITARIA DERIVADA DE PLANTAS CONTRA LA YERSINIA PESTIS El primer paso fue la creación de una versión sintética del antígeno. Las secuencias codificadas se optimizaron para su expresión en plantas dicotiledonas, mediante el uso de códigos preferenciales y la eliminación de señales desestabilizadoras de mRNA espurios; potenciales sitios metílicos, sitios separadores de secuencia y señales de poliadelinación de las plantas. El sistema vector utilizado pertenece a la última generación de vectores virales deconstruidos. Fue desarrollado por Icon Genetics, y adquirido recientemente por Bayer Innovation GmbH; está basado en TMV, y ha sido modificado ampliamente para aumentar su efectividad. Los vectores son entregados al núcleo celular de las plantas por líneas tumefacientes agrobacteriales (agroinfección), que transportan dos módulos provirales separados de cDNA: un módulo 5’ que contiene réplicas virales y proteína en movimiento, y un módulo 3’ que contiene el gene de interés conducido por el promotor subgenómico de la proteína protectora.

Las secuencias de laboratorio derivadas del vector fágico específico se localizan en cada módulo. La entrega combinada de los dos módulos provirales, junto con una tercera línea agrobacterial, la cual transporta un constructo que dirige la expresión constitutiva del vector fágico PhiC31 se integra al LEGUMBRES conjunto vector viral completo en el núcleo depotenciales las células La soya ydel chícharo han sido investigados como de la planta. en En la este punto, el vector es transcrito, procesado plataformas producción de proteínas para aplicaciones y exportado hacia el cytosol, donde, como molécula RNA farmacéuticas.

La ventaja de cultivos comouna la soya y chícharo viral individualmente, experimenta y sobreplantada el maíz es su alto contenido de proteínaamplificación en sus frutos. traslación.

Este particular tiene una supresión de la Sin embargo, su sistema rendimiento en grano es inferior al del maíz y proteína protectora y por tanto limita su capacidad requiere de un mayorTMV, periodo de lo transformación. de extenderse sistemáticamente por toda la planta. Sin la proteína protectora, el virus sigue siendo capaz de moverse OLEAGINOSAS de una célula a otra, de pero pierde su infección Ofrecen la ventaja facilitar el capacidad proceso dedeextracción sistémica, y permite una severa contención del virus. y aislamiento de las proteínas recombinantes utilizando simples procedimientos de extracción como la digestión con Distintas señales de localización se encuentran en diferentes endoproteasas. módulos 5’. La combinación de estos módulos con el módulo 3’ permite laENrápida generación deDEproteínas que son APLICACIÓN LOS PAÍSES EN VÍAS DESARROLLO transmitidas a diferentes celulares a fin de Es innegable que uno de loscompartimentos grandes problemas en los países en evaluar la mejor ubicación de cada una de estas En vías de desarrollo son las pobres condiciones de proteínas. saneamiento este caso especifico, los diferentes cadalauno de en los que vive su población y el módulos impacto 3’, sobre salud los cuales contiene una deEnlas secuencias F1, V y pública que ello implica. estos países, codificadas aproximadamente, 1.1 billones de personas no tienen acceso a agua potable y

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F1-V de la planta optimizada, fueron aparejados con módulos 5’ para acumulación citosólica cloroplástica y apoplástica. En todos los casos, la acumulación citosólica rindió los mejores resultados. F1 y V se expresaron en niveles de 2 mg/g del peso de la hoja fresca, y la fusión F1-V a 1 mg/g. Estas cantidades se encuentran por lo menos en un orden de magnitud mayor que cualquier antígeno expresado en plantas núcleotransformadas establemente. Fueron ensayadas en SDS/PAGE con manchas Coomassie. La característica antígena fue evaluada mediante los análisis ELISA y Western blot.

EXPERIMENTACIÓN EN ANIMALES Para experimentar la vacuna en animales, se administraron subcutáneamente antígenos derivados de plantas, mezclados con alumbre como auxiliar. Se aplicaron dosis a ocho cerdos de guinea en los días 0 (prime) 30 (boost 1) y 60 (boost 2).

El análisis del suero reveló que todas las proteínas eran altamente inmunológicas. La mezcla específica del anticuerpo para el V en particular se incrementó significativamente inmediatamente después de la dosis primaria. Cuatro semanas después de que se les administró la ultima dosis, los animales fueron expuestos a una dosis en aerosol considerada cien por ciento letal para los sujetos no vacunados, y de hecho todos los ratones falsamente inmunizados murieron en un lapso de seis días después de la exposición. Por lo contrario, todos los grupos vacunados con el antígeno mostraron significativas tasas de supervivencia 21 días después dedelasaneamiento exposición.

2.4 billones no cuentan con infraestructura Los animales vacunados con en V mostraron la más de altasalud tasa adecuada, lo que se traduce serios problemas de supervivencia (seis ocho), del F1-Vde (cinco de pública, ejemplo de ellode son los 4 seguidos billones de casos diarrea ocho), y de F1 (tres de ocho).

Lo que2.2 esmillones más, la mortalidad que ocurren anualmente y que causan de muertes de los animales vacunados se retrasó significativamente en el mismo período. más allá del día seis. La mayor parte de los experimentos con reportados en la que literatura se llevan a cabo Bajo animales este escenario es indudable el desarrollo de vacunas mediante la inyección dosis letales de la Yersinia basadas en adhesinas, de producidas mediante plantas,pestis. sería La aerosol utilizada en nuestro ofrececon un un exposición alivio paraallos países en desarrollo queestudio no cuentan método más confiable comprobar protección contra la los recursos ni con la para tecnología para la adquirir o desarrollar forma neumónica de la enfermedad.

En pocas palabras, según vacunas para su población contra enfermedades entéricas. lo que sabemos, ésta es la primera ocasión en que la protección del V, y F1-V ha individualmente en el Por F1, la naturaleza de sido este comparada tipo de vacunas, su producción, mismo animal. y transporte se adaptaría bien a los manejo,estudio conservación condiciones de infraestructura con que se vive en las regiones En hemos demostrado quelos un sistema de expresión de conclusión, mayor marginación y en donde problemas de salud rápido y graves. robusto Sin de embargo, una planta podría utilizado en para son más todas las ser expectativas la producir unay vacuna contra la deberán peste. esperar hasta producción uso deefectiva esta tecnología que todas sus bondades sean demostradas y las empresas biotecnológicas liberen este desarrollo.

Juan Pedro Laclette San Román. El profesor Juan Pedro Laclette San Román es director

del Instituto de Investigaciones Biomédicas de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Obtuvo su maestría en el CINVESTAV y el doctorado en el Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM e hizo un Posdoctorado en la Escuela de Salud Pública de la Universidad de Harvard. Su trabajo de investigación ha estado dirigido desde hace más de 20 años al estudio de la cisticercosis humana y porcina, para el desarrollo de una vacuna en contra de esta enfermedad infecciosa y, desde hace seis años se ha involucrado en el estudio de la amibiasis humana enfocándose también hacia el desarrollo de una vacuna oral. Como resultado de su quehacer científico, ha producido más de 50 artículos internacionales, seis capítulos en libros, cuatro libros editados, 53 publicaciones en revistas nacionales y de divulgación, así como patentes.

Tiene 28 años de labor docente en diversas escuelas de la UNAM, a la vez que se ha desempeñado en diversos cargos académico-administrativos dentro de la institución. Es miembro de la Academia Nacional de Ciencias, de la Academia Nacional de Medicina, de la junta de Gobierno del Instituto Nacional de Pediatría y representante institucional por parte de la UNAM en el consorcio promotor Harumi Shimada Beltrán del posdoctoral Instituto Nacional de Medicina Genómica y en la Comisión Nacional del Genoma Humano. Funge Investigadora como presidente de la Sociedad Mexicana de Parasitología y ha realizado más de 130 presentaciones Cinvestav, Campus Guanajuato en congresos nacionales e internacionales y organizado cinco simposios internacionales sobre Alberto Donayre Torres temas relacionados con su trabajo. Ha sido invitado a impartir conferencias en universidades del Aspirante a doctorado extranjero y ha sido Científico Visitante en la Escuela de Salud Pública y en el Hospital Beth Israel Cinvestav, Campus Guanajuato de la Universidad de Harvard. También ha sido Profesor Visitante de Medicina en la Universidad de Harvard. En el año de 1992 obtuvo el Premio “Miguel Alemán Valdés” en el Área de Salud.

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n 1983, unos científicos, entre ellos el mexicano las ventajas que ofrece este sistema. Tradicionalmente, los Luis Herrera Estrella, demostraron que genes de compuestos farmacológicos se han sintetizado en bacterias, otros organismos pueden ser transferidos a una levaduras o animales. Sin embargo, en bacterias las proteínas planta. Desde entonces se han producido plantas con pueden no adquirir su estructura normal disminuyendo características agronómicas novedosas, como resistencia a la eficiencia de los compuestos producidos, y en animales plagas, mejoramiento nutricional, y maduración controlada es posible que al finalizar la extracción del producto haya de los frutos. En 1989 se dio un importante avance, cuando contaminación de patógenos como son virus y priones que se produjo un anticuerpo humano en hojas de plantas de presentan un algo riesgo para el uso clínico. tabaco, demostrando que la producción de proteínas de interés Doctor Fermín farmacológico enMontes plantasCavazos era posible. Este suceso abrió una La alternativa de utilizar plantas como biorreactores elimina Director de en la Facultad de y explotación de las plantas en la estos problemas. Es alarmante la predicción de que los nueva puerta el desarrollo Agronomíade decompuestos la UANL producción farmacéuticos e industriales. Así, métodos actuales para la producción de fármacos no tendrán la capacidad de atender la demanda de ciertas vacunas en un las plantas son actualmente empleadas como biorreactores l conocimiento generado por la ciencia, la tecnología y su posterior utilización noestrategia muy distante. Por ello, las plantas son una interesante para en la laproducción deservicio proteínas de humano, interés farmacéutico vida diaria al del ser se ha convertidofuturo en una para la de fármacos de bajo costo y cuentan como: anticuerpos, enzimas, sanguíneas, hormonas política y económica deproteínas los gobiernos, las empresas y losopción individuos ensíntesis la la posibilidad de escalar la producción simplemente al y vacunas.de un desarrollo sustentable, altamente competitivo y con búsqueda exitoso. incrementar el área sembrada. Una ventaja adicional, que no puede encontrar ¿POR QUÉ EL USO DE PLANTAS y COMO BIORREACTORES? La generación del conocimiento su aplicación ha estado llenasede sobresaltos y en los sistemas tradicionales, es la virtud de contar con las semillas y tubérculos como medios naturales Las plantas han ser excelentes biorreactores controversias a lo demostrado largo de la historia del hombre.

En la actualidad una sociedad de almacenamiento para lainformada síntesis dereclama proteínas. simplicidad de los en requisitos mejor su La derecho a participar las decisiones que marquen de proteínas. De esta manera, se pueden almacenar los productos en las semillas o tubérculos hasta de rumbo las plantas (agua, luz del y minerales), aunado al bajo costo y tecnológico. el y la aplicación nuevo conocimiento científico Cómo momento en que se requieran. Sin embargo, este atractivo de habrían obtención la posibilidad deúltimos tener una producción no de yhacerlo, si en los 100alta años decenas deelmiles de nuevos también sus desventajas, entre las que se pueden según las demandas sociales o industriales, algunas de sistema productos químicos han entrado en nuestras son vidas con beneficios tangibles en tiene la

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mencionar el tiempo necesario para la obtención de las plantas PRODUCCIÓN DE VACUNAS COMESTIBLES EN EL productoras, la aceptación social de los productos, así como la CINVESTAV IRAPUATO extracción de mismos. del autor en la Unidad Irapuato Actualmente enlos el laboratorio se trabaja en la producción de plantas principalmente de ¿CÓMOy SE GENERAN LAS PLANTAS plátano jitomate que contengan diversos antígenos con la PRODUCTORAS DE FÁRMACOS? idea de generar vacunas comestibles.

Primero, se debe escoger qué se quiere obtener. Si el objetivo es crear una vacuna entonces se debe proteína Los antígenos con nueva, los que se trabaja vanelegir desdeuna diversos o parte de de Plasmodium una proteínafalciparum que pueda(el funcionar como vacuna. epítopos agente causante del Posteriormente, se pueden elegir dos de métodos distintos: 1) el paludismo o malaria), hasta antígenos rotavirus, hepatitis plantas transgénicas uso de vectores virales.

A,uso B de y C, HIV-SIDA, el virusó 2) delel papiloma humano, y la amibiasis. De igual forma se han desarrollado plantas que Las plantas transgénicas se obtienen al insertar el gen contienen antígenos de enfermedades de pollos (Newcastle) decuales la proteína de interés (porciento ejemplo la proteína que se las protegieron al 100 por de los pollos cuando utilizará comocon vacuna) envivo. el genoma de la planta, mediante fueron retados el virus la transformación genética. De esta manera, la proteína se en laenplanta como side fuera proteína vegetal.

Sesintetizará trabaja ahora el desarrollo otrasuna vacunas animales Este método estable, que del la característica de expresar como la gripe es aviar y el ya virus oeste del Nilo.

De igual la proteína heredará de plantas generación generación.

Sin embargo, forma, se se han generado queen contienen moduladores unas de sus grandes desventajas son el proceso (IPpara del sistema inmune como citocinas (IL 12)que y quimiocinas la planta transgénica puede ser (para muy largo y arduo, 1)obtener que se pueden utilizar como adyuvantes aumentar la ademásdedeuna la baja cantidad de tratamiento. proteína de interés obtenida. eficacia vacuna) o como Recientemente, se pudo comprobar que IL 12 producida en plantas puede ser El segundo método utiliza los virus naturales plantas como usada eficazmente como tratamiento contra la de tuberculosis. vectores para introducir el gen requerido para que la planta produzca la proteína de interés. En este caso, el gen de la PERSPECTIVAS proteína que se quiere producir se escala, introduce en el genoma Antes de cualquier aplicación en gran los compuestos del virus de planta y posteriormente se infecta la planta con farmacéuticos derivados de plantas deberán cumplir con los el virusestándares quimérico.deDurante la infección, el virus que quimérico mismos seguridad y funcionamiento son se multiplica en grandes y expresa todas sus requeridos en otros sistemas cantidades de producción. proteínas, entre ellas la de interés. Esta técnica es de expresión transitoria no es estable, ya que la proteína solamente Debido a lasy diversas preocupaciones ambientales sobre se producirá durante la infección manipulados del virus en laque planta no es los organismos genéticamente han ysido heredable. por grupos ecologistas que sólo confunden expresadas deliberadamente a la opinión pública, es de la mayor Una de lasque grandes que haa este mejorado importancia existan innovaciones normas para regular tipo dede sobremanera este sistema transitorio es la implementación organismos. de los virus “desensamblados”. En este ingenioso método se varios segmentos virus por que llevan Esutilizan importante distinguirdelentre las separado preocupaciones una o más proteínasyde Estos segmentoscontra de virus públicas verdaderas lasinterés. percibidas (científicas no-se introducenSipor en la planta y unaderivados vez dentro, científicas). losseparado compuestos farmacéuticos de el virus se ensambla y comienza la infección y producción plantas son potencialmente dañinos, capaces de persistirde laselproteínas De esta manera, pueden sintetizar en ambientede y interés. se pueden acumular enseorganismos nodistintas proteínas simultáneamente y se adecuadas. pueden utilizar blanco, entonces deben tomarse las medidas diferentes combinaciones. Esta estrategia ha demostrado ser técnica donde se puede obtener la una mayor concentración Seladebe investigar exhaustivamente dispersión del polen proteína. muchas ventajas sobre los métodos a de hierbas o aAdemás, especiestiene relacionadas y existen actualmente anteriores, como son:para la facilidad la transgenes. que se obtienen los varios métodos en uso contenercon a los virus quiméricos, la simplicidad y rapidez de infección de las la posibilidad de escalar producción.

Es porlos eso Enplantas el casoy de México, al trabajar en la plátano, se reducen que el uso de vectores o replicones virales ha tenido resultados posibles riesgos dado que el plátano es una especie estéril muy y haydespertado un gransiendo interésoriginario no sólo en que nofavorables, produce polen además el plátano mundo de la parientes farmacéutica, sino en también deelAsia, no tiene cercanos México.en el científico e industrial.

Otra preocupación es la presencia de genes de resistencia COMPUESTOS PUEDEN (que se utilizan como a ¿QUÉ antibióticos o susSEproductos PRODUCIRde ENselección), LAS PLANTAS? marcadores en partes comestibles de cultivos Las plantas han demostradoSin serembargo, capaces de producir casi genéticamente modificados. existen ahora cualquier proteína degenerar interésplantas farmacológico o industrial. varias alternativas para con transgenes sin el Principalmente se han empleado plantas para la producción uso de antibióticos. de compuestos que pueden ser clasificados en cuatro áreas: 1)

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producción de terapéuticos intermediarios de uso parenteral; 2) proteínas de uso industrial, como las enzimas; 3) anticuerpos monoclonales; y 4) antígenos como vacunas potenciales.

Se han producido de manera eficiente en tejidos vegetales los anticuerpos conocidos como inmunoglobulinas: IgA, IgG e IgM. Estos anticuerpos derivados de plantas conocidos como “planticuerpos”, tienen la finalidad de aliviar la creciente demanda por estas biomoléculas en el mercado. Muchos anticuerpos se emplean para el diagnóstico de enfermedades antivirales; así como para tratamientos contra el cáncer.

Asimismo, en una planta se pueden producir proteínas antigénicas que, siendo administradas oralmente, inducen unatodo respuesta protectora en contra o bacterias.

Por lo anterior, queda claro de el virus enorme potencialLa administración puede llevarse a cabo consumiendo un tejido que tiene esta tecnología para producir compuestos de vegetal, como el fruto, que portePara un antígeno.

A este tipo de interés farmacéutico y vacunas. seleccionar el cultivo administración ha denominado comestible”. adecuado para se la le producción, será “vacuna necesario considerar diversos factores como niveles de producción, condiciones ¿CÓMO OBTENEMOS LOS COMPUESTOS? de almacenamiento, costos de establecimiento y operación, Una vez que se plantas que producen fármacos, estas estrategias deobtienen purificación, tamaño del mercado, biomoléculas producidas en los sistemas vegetales deben ser preocupaciones ambientales, opinión pública y tecnologías purificadas de modo que carezcan de contaminantes. Se tiene alternativas. muy poca información de la purificación de anticuerpos y vacunas producidas en órganos vegetales. No obstante, existen algunos reportes que señalan una obtención de 80 por ciento REFERENCIAS: de proteína, utilizando M.A. el sistema de expresión transitoria Mor, T.S., Gómez-Lim, and Palmer, K.E. (1998) Edible con vectores lo cual es comparable coninlaMicrobiology purificación de Vaccines:virales, A Concept Coming of Age. Trends anticuerpos 6: 449-453. en células animales.

Tacket CO, Mason HS. (1999) A review of oral vaccination with

Latransgenic especie vegetal que Microbes se selecciona la producción de un vegetables.

Infect. para 1, 777-783. fármaco es crucial durante el procesamiento y purificación del mismo. El mgomez@ira.cinvestav.mx maíz es una planta que tiene la capacidad de Comentarios: acumular en sus semillas un alto contenido de proteínas recombinantes. En hojas de tabaco y semillas de maíz se

ha logrado hasta un 85 por ciento de la proteína purificada, combinando métodos de centrifugación y filtración, los cuales son menos complicados que los empleados en purificaciones para proteínas producidas en células animales.

En mamíferos se producen biomoléculas en la leche, pero la caseína y la grasa que contiene hacen muy complicado el procesamiento y la purificación.

Adicionalmente, se ha considerado el uso de sistemas vegetales acuosos, como el cultivo de algas verdes unicelulares, plantas acuáticas y cultivos hidropónicos.

En estos sistemas de cultivo acuoso, la proteína de interés se puede recuperar en la fase acuosa del cultivo.

Actualmente los esfuerzos se enfocan en mejorar la purificación y recuperación de las proteínas del sistema vegetal. Este avance redundará en la reducción de los costos, incrementando la eficiencia de cobertura de proteínas farmacéuticas o vacunas.

Biomolécula

Tratamiento

Especie Vegetal

Anticuerpo Fv

Cáncer: Linfoma de NonHodgkins

Tabaco (expresión transitoria)

Glicoproteína del Virus de la Rabia

Vacuna antiviral

Espinaca (expresión transitoria)

Antigenos de Yersinia pestis

Vacuna contra peste bubónica

Nicotiana benthamiana (expresión transitoria)

Antígeno del virus de la Hepatitis B

Vacuna antiviral

Nicotiana benthamiana (expresión transitoria)

Tabla 1 Es relevante mencionar que los virus que se utilizan son específicos para plantas e inocuos para animales o humanos. También es importante que el manejo de las plantas, semillas, y frutosDoctor se hagaJuan de una maneraVidales controlada para evitar que se mezcle Antonio Contreras con productos no alterados destinados para el consumo humano.

Posteriormente, Facultad de Agronomía / UANL la evaluación de calidad y los ensayos clínicos del fármaco deberán ser manejados como se realiza con cualquier producto farmacéutico.

PERSPECTIVAS DE PRODUCCIÓN ADHESINAS Día a día los métodosPLATAFORMAS para obtener proteínas de plantas serán DE más eficientes y Increíblemente, estas adhesinas ser producidas por productivos. El único freno para la producción masivapueden de fármacos a través de especies vegetales, por genéticamente modificadas, tales como plantas será la regulación del compuesto la organización de salud encargada tabaco, tomate yvislumbrar diversas leguminosas, y cereales. ¿EXISTEN YA PLANTAS de dicho proceso. Entonces, podemos un escenariooleaginosas alentador en donde, Las plantas ofrecen numerosas para estos PRODUCTORAS DE COMPUESTOS en caso de una pandemia, se podrán sembrar variasventajas hectáreas de obtener una planta farmacéuticos, en comparación con gran otrosparte sistemas FARMACÉUTICOS? productora de vacuna yproductos será posible obtener inmunización para una de de expresión, ya que no se requiere de fuertes inversiones, A la fecha, se han reportado casi 100 la población. el sistema de producción puede expanderse con facilidad, no proteínas recombinantes producidas existen riesgos de contaminación por patógenos humanos y en más de 20 especies de plantas, de lo más importante, las células vegetales son susceptibles de las cuales, 45 son antígenos potenciales complejas modificaciones a través de la ingeniería genética. candidatos de vacunas. Y la lista va Particularmente es atractiva la producción de adhesinas en aumento. No obstante, existen mediante semillas ya que se ha demostrado que en estos pocos ejemplos de biomoléculas que se órganos vegetales ellas pueden acumularse en altos niveles encuentran en fase I de experimentación; y permanecer estables y funcionales por años. La pequeña es decir, en pruebas clínicas que medida de las semillas permite alcanzar, relativamente, altas demuestren la efectividad de las concentraciones de adhesinas en una biomasa compacta proteínas farmacéuticas producidas en lo que facilita su extracción. Además, el bajo contenido de plantas. En la tabla 1 se dan algunos humedad durante su madurez, la rica mezcla de chaperones En 1798, Edward sintetizadas Jenner, un en joven médico inglés, ejemplos de proteínas moleculares e isomerazas durante su desarrollo y la carencia comprobó que al inocular plantas utilizando vectores virales. el fluido de viruelas de proteazas, particularmente en el tejido del endospermo, bovinas a una persona sana, lo inmunizaba contra la permite el almacenamiento prolongado de tales moléculas viruela humana. Sin saber cuál era el mecanismo que BIOSEGURIDAD farmacéuticas. Otra ventaja de la producción de adhesinas en generaba tal inmunidad, él lo denominó “vacunación”.

El uso de las plantas como biorreactores semillas es el simple proteoma del fruto y los bajos niveles de Actualmente conocenique una vez que el patógeno no debe presentarseriesgos al medio substancias que interfieren con su extracción como lo son las alcanza debe adherirse a sus ambiente ni alalasuperficie salud deldel serhuésped humano. substancias fenólicas y alcaloides presentes en las hojas de para lineamientos colonizarlas, que mecanismo mediado por Para células ello, existen se tabaco o el acido oxálico de la alfalfa. lasseguir adhesinas, la superficie deben y quemoléculas cada paíspresentes regula en REFERENCIAS: del microorganismo, los receptores, a nivel de las de manera autónoma. Pory ejemplo, es CEREALES células que del las hospedero, conocidos como The ligandos.

UnaUnion LOS importante plantas productoras European Framework 6 Pharma–Planta Consortium. 2005 Molecular En comparación al EMBO arroz,reports trigo y 6, cebada; el maíz proporciona condiciónseideal para evitar colonización es inducir de vacunas siembren en la lugares farming for la new drugs and vaccines.

593-599. el más alto rendimiento anual de grano y, potencialmente, producción anticuerpos confinados, paradeevitar que se mediante crucen la administración proteínaS.,por hectárea, si consideramos la alta oral plantas de adhesinas, lo que ha motivado numerosas con otras y que estén al alcance Santi, L., Giritch, A., produce Roy, C.J.,más Marillonet, Klimyuk, V., Gleba, Y., Webb, R., de proteína en sus granos, en Yersinia relación con investigaciones en el Por diseño vacunas cuyo principio del público en general. otrodelado, Arntzen, C.J., Mason,concentración H.S. 2006. Protection conferred by recombinant aquellos su más corto periodo vegetativo.

Además, inmunidad es no permitir enlace delpestis patógeno a la produced es dedesuma importancia utilizarelvirus antigens bycereales, a rapid yand highly scalable plant expression es fácil manipular in vitro. Similar al maíz, el arroz y la célula del huésped. quiméricos que no sean capaces de system. Proc. Natl. Acad.

Sci.de USA 103, 861-866. cebada también están siendo utilizados para producir proteínas dispersarse en el medio ambiente. farmacéuticas por diversas empresas biotecnológicas.

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Charles J. Arntzen. El doctor Charles J. Arntzen es director del Centro para Enfermedades

Infecciosas y Vacunas del Instituto de Biodiseño de la Universidad Estatal de Arizona, del cual fue director fundador de 2001 a 2003. Es pionero en el desarrollo de vacunas derivadas de las plantas, para la prevención de enfermedades en humanos y animales. Participó en la Cátedra Florence Ely Nelson, en la Universidad Estatal de Arizona, en Tempe, en el año 2000, y fue designado profesor en 2004. Fue profesor en las Universidades de Illinois y Estatal de Michigan, así como profesor visitante en el Laboratorio de Fotosíntesis del CNRS, en Francia; en el Departamento de Matemáticas Aplicadas, en Canberra, Australia, y en la Academia Sinica, en Beijing, China. Fue presidente y director general del Instituto Boyce Thompson, una corporación sin fines de lucro afiliada a la Universidad de Cornell. El doctor Arntzen tiene un interés particular en superar las limitaciones de sanidad y agricultura de los países en desarrollo. Su principal área de interés es la biología molecular de las plantas, así como la ingeniería de proteínas con énfasis en la utilización de la biotecnología de las plantas para mejorar la calidad y el valor de los alimentos. Sus investigaciones recientes incluyen la expresión de productos farmacológicamente activos en plantas transgénicas.

Además de buscar maneras para crear vacunas efectivas en contra de patógenos naturales, el doctor Arntzen explora formas para hacer que las vacunas y los terapéuticos reduzcan la amenaza de las bioguerras. Es autor de numerosas publicaciones enfocadas a varios aspectos de la tecnología de vacunas derivadas de plantas, y ha participado en muchos comités y consejos científicos nacionales e internacionales. En 2003, fue condecorado con la distinción Selby Fellowship, por la Academia Australiana de Ciencias. Participó durante ocho años en el Consejo Editorial de la Revista Science.

Obtuvo sus grados de licenciatura y maestría en la Universidad de Minnesota y su Doctorado en la Universidad de Purdue.

Cinvestav, unidad Irapuato

L

a mayoría de la gente tiene nociones falsas de lo que es la bioética. Por ejemplo, uno podría imaginarse un grupo de científicos en un laboratorio o un grupo de expertos en bioética en una mesa redonda mirándose unos a otros con severidad y espolvoreando ecuaciones científicas en su conversación cuidadosamente elaborada; a la vez esforzándose por determinar el destino de las ciencias biológicas y la medicina para la humanidad. Con tales nociones erróneas, uno podría fácilmente responder a la bioética como lo haría una persona con fobia a las matemáticas al enfrentar una ecuación y, renunciando a la propia responsabilidad, dejarle “el problema” de la bioética a los expertos.

Mientras los seres humanos tengamos una interfaz con el mundo biológico, continuaremos enfrentando cuestiones

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Doctor Miguel A. Gómez Lim Cinvestav Campus Guanajuato

A

unque las plantas se han utilizado por miles de años con fines medicinales, ha sido recientemente que por medio bioéticas.

Quizás de la la cuestión bioética semás que Biotecnología hancomún utilizado enfrentamos (y la que con más frecuencia opasamos por alto) como biofábricas biorreactores tiene que ver con el tema la nutrición: desde lade concepción para de producir compuestos interés hasta la muerte, debemos proveerDado a nuestros cuerpos (y en farmacéutico. que la demanda por consecuencia a nuestro ambiente) estosmedio compuestos valos ennutrientes aumento para en sobrevivir. Cada decisión de nutrir o no nutrir nuestros todo el mundo, el uso de esta tecnología cuerpos y medio ambiente acarrea consecuencias y, como tal, también está cada vez mas extendido. requiere de un proceso óptimo deel toma de decisiones para Actualmente, alto costo de muchos asegurar los resultados más favorables a corto y largolimita plazo. compuestos farmacéuticos Este proceso de toma decisiones es la y bioética. sude disponibilidad aplicación. Los producidos en plantas transgénicas, son, Desafortunadamente, la el mayoría de la gente para tiendeproducir a tomar por contrario, baratos decisiones imprudentes e impulsivas. proceso de y almacenar, de fácilNuestro escalamiento para toma de decisionesproducción es generalmente dey naturaleza miope, en masa, más seguros que diseñado para aliviar cualquier de incomodidad o malestar los derivados otros sistemas.

y por el otro el riesgoaquí... de que¿por la distribución en lugares remotos acceso no qué me están mirando todos?y de ¿Sedifícil me nota que presente sin mucha consideración de las consecuencias a largo PROTEÍNAS RECOMBINANTES La mayoría las vacunas se se aplican por inyecciones. estoy de sudando?

Ay disponibles Dios, ¿qué si dan cuenta?

Se darán plazo (o incluso ade corto plazo). aConsidere unadecuada. hombre que La producción proteínas escala asea experimenta un un cierto grado incomodidad en situaciones cuenta de que soy un manojo de nervios; nadie querrá hablar industrial es área muydeconocida. de Sabía la Salud hadebí recomendado en diversas conmigo. que no haber venido...

No puedoocasiones, respirar, sociales.

Cuandosistemas se le invita a una recepción, el hombre Mundial Existen muchos de expresión y La Organización búsqueda sustituir a lascálmate... inyecciones, a que ha no puedo para respirar... cálmate, ¡No!debido ¡No puedo con puede querer pero sinceramente al evento.la Sin embargo,deal alternativas producción, el sistemaasistir de expresión encontrado en algunos paísesEstos que hasta un 30 por de lasvan inyecciones esto!...” pensamientos y ciento sensaciones y vienen,se momento deelentrar por la puerta a unen salón lleno de gente, ideal sería que produce el material conpelea jeringas no estériles, edebido a los problemas económicos de esos modificándose inspirándose mutuamente de inmediato, todo cambia.

Inmediatamente se detona reacción de mayor cantidad, de forma más segura,su realizan lugares. La aplicación de vacunasultimadamente vía oral es muyenbuena alternativa, en gran de parte, culminando una intensa experiencia la obiológicamente fuga, desatando una yserie decosto. cambios químicos y físicos activo a bajo por razones de su bajo emoción costo y fácil con las vacunas orales queadministración. el hombre trataIgualmente, desesperadamente de evitar: el por todo su cuerpo: sus glándulas suprarrenales inundan incrementa la probabilidad decuestión adquirir inmunidad en mucosas contra los agentes miedo. En de segundos, su cuerpo y mente están cuerpo hormonas, palpita, arterial El usodede células su de corazón mamíferos es susepresión que entran en el cuerpo través de una una: superficie una apalabra y sólo SALIR.mucosal.

Sin importar sus aumenta, respiración vuelve entrecortada y empieza a respirando el mejor,supero es muyse costoso y se infecciosos sudar. cambios fisiológicos detonan entonces una vorágine intenciones iniciales, el hombre finalmente sucumbe a sus puedeLos realizar solamente en una escala teoría, la especie ideal para expresar impulsos corporales y selos va.antígenos debería consumirse en de asociaciones de pensamiento: “¡Dios mío!EnHay demasiada limitada.

El uso de microorganismos y tener altos niveles de proteína; en este sentido, frutos como el plátano gente en este salón; no debí venido. fresco Hace tanto calor permite la producción a haber una escala mucho más grande, pero tiene la y el jitomate o, alternativamente, los cereales, son sistemas muy convenientes desventaja de originar productos que no para este fin. Se han expresado en plantas antígenos de virus (rabia, VIH, rotavirus, son exactamente iguales a los de origen sincicial respiratorio, fiebre aftosa, influenza, papiloma humano, coronavirus, viruela, herpes, hepatitis A y B, etcétera.), bacterias (E. coli, V. cholerae, peste natural. bubónica, salmonella, estreptococos, Mycobacterium tuberculosis, ántrax, Shigella, La producción de proteínas recombi- etcétera) y de otros tipos (cáncer). nantes en artículo plantas tiene ventaEn nuestro previomuchas “Destino desconocido” publicado jas potenciales la medicina clínien la edición del 7 para de julio del 2006 de la revista Conocimiento, ca. Raniere definió la ética como “el proceso de utilizar datos Keith y opiniones ecológicamente para tomar decisiones”. Por lo Estos compuestos producidos en plantas En primer lugar,(un los subconjunto sistemas vege-tales tanto, la bioética de la ética) es la aplicación son más económicos que los de biorreacde este proceso en los campos las ciencias biológicas y la transgénicas son baratos, de fácil tores. medicina.

Similarmente a la bioética, el tema de la “ética” y más seguros que los ha sido comúnmente malentendido. Incluso recuerdo almacenamiento haber En segundo lugar,de ya existe la tecnología tomado un curso ética durante mis años universitarios derivados de otros sistemas para cosechar y procesar plantas y sus en el que el objeto de estudio, la ética, jamás fue claramente productos a escala industrial. definido.

Yo, por supuesto, no me percaté de esta pequeña pero catastrófica irregularidad hasta que empecé a cultivar Los antígenos derivados de plantas han inducido respuestas inmunes a nivel Encomprensión tercer lugar, requisito la años. mi de el la ética hace de cinco Como el Sr. y de suero, cuando han sido administrados tanto con inyecciones purificación del compuesto Raniere acertadamente hace notar, puede “La éticade nomucosas es el estudio como por vía oral ser planta que es de laseliminado decisiones cuando éticas delaotras personas; la evaluación y en animales de laboratorio y, en varios experimentos, los han contra el patógeno. contiene la del proteína se de protegido refinamiento propio recombinante proceso de toma decisiones”. utiliza como alimento (como en el caso De sorprendente, la misma manera, se han realizado exitosamente pruebas clínicas con vacunas que comestibles).

Side la las experiencia acabo de relatar le resulta en las cuales los antígenos consumidos por vía oral en simplemente piense en el número de palabrasvoluntarios o conceptoshumanos que tejidono vegetal fueron capaces de inducir una respuesta inmune significativa En cuarto lugar, se puede utilizamos en nuestra vida diariaproducir para los cuales tenemos contra antígenos la definición proteína recombinante en supuesto, plantas podemos una consistente. Por “hablar” del cólera, hepatitis B y virus Norwalk. a ética escala industrial.

Finalmente, de y de otros conceptos, ¿perolos realmente sabemos a cantidad tejido vegetal que constituya una dosis de vacuna debe ser pequeña. riesgos a la salud que se presentan por La qué nos referimos?

(Si quiere usted poner este punto adeuna ello, el alcanzar altos niveles de expresión del antígeno en el tejido vegetal posiblecon contaminación del experimento producto Por prueba un entretenido de pensamiento, muy importante.

Es también importante que cualquier antígeno presente en el recombinante con patógenos humanos piense en una palabra común como “amor” y es defínala, o pídale tejido mínimos. a son la persona inteligente más cercana a usted quevegetal defina sea “el idéntico al natural. bien”). Nuestra superficial comprensión de conceptos puede VACUNAS COMESTIBLES no ser más que otro efecto de la forma en que la humanidad El aprendido interés paraalapensar: producción de antígenos ha a la mayoría de nosotros se nos cría en plantas qué fuepensar, que no determinadas enseñándonos cómo pensar y, en consecuencia, proteínas nociones inmunogénicas clave del aceptamos y creencias sin cuestionar.

Por ejemplo, patógeno se podrían sintetizar plantas un niño puede aprender que en “malo” es todo aquello que y después usarresultar el tejido vegetal como resulte o pueda en castigo.

Pero, ¿qué si el castigo es vacunas comestibles en sólo serespor humanos inmerecido y respaldado las expectativas volátiles y o en animales.insatisfechas Se ha demostrado que frecuentemente de quien castiga? ¿Puede una esta idea es totalmente viableser usando medida tan arbitraria e irracional utilizada para determinar proteínas bacterianas y virales. sidiversas algo es bueno o malo?

Actualmente, la vacunación en gran Para desarrollar ética tenemos primero que cuestionar, evaluar serie dede dificultades; y escala definirenfrenta nuestrosuna conceptos bien y mal: nuestra moralidad. un lado los altos costos de las Lapor ética y la moralidad forman unvacunas sistema en el que la ética

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unmide sitiolaa consistencia otro del genoma) y que constituye la mayormide partelos de la moralidad y la moralidad delresultados ADN en genomas mayores de 600 millones denopares de de la ética.

Ya que sin moralidad podemos bases.

En estesisentido, una gran variedad de plantas se haEn distinguir nuestroenproceso ético es bueno o malo. visto los genes se encuentran normalmente esteque sentido, la ética es la regla y la moralidadensupequeñas unidad de islas de unas 5 a 50 mil pares de bases dentro de un mar de medida. elementos transposables distribuidos por todo el genoma.

En el Cuestionamiento RacionalMR, la revolucionaria tecnología SÓLO DOSRaniere, GENOMAS de Keith hay VEGETALES un proceso bien definido para desarrollar SECUENCIADOS COMPLETAMENTE un sistema de moralidad ética. Como se explica en “Destino Las evidencias sugieren quededicha distribución el genomade desconocido”, el proceso la ética involucra en el desarrollo selos aplica también al maíz; de ahí el término “navegando” por siguientes elementos clave: el genoma con el que iniciamos este artículo. El maíz posee unDiferenciar genoma de entre dos mil 500 millones de pares“Contenido” de bases, unas proceso y contenido. es lo 16que veces mayor quecomo el genoma thaliana, identificamos “causas”deo Arabidopsis “efectos”, mientras que cinco veces nos mayor que el del arroz unas seis veces “proceso” permite entender lasyconexiones entre menor causas y que el del Por trigo.

Los genomas deaA. y del una arroz sonde efectos. ejemplo, si vemos la thaliana historia como serie loseventos únicos aislados genomas(contenido), vegetales que hande una serie de patrones en vez sido secuenciados completamente, (procesos), estamos condenados a repetir el pasado. Al no y entender considerando que el tamaño del y efectos, socavamos las conexiones entre causas genoma del maíz es mucho mayor severamente nuestra habilidad deque transformarlos y limitamos el nuestro de estas dos plantas, de losnuestra recursos entendimiento participación en ellos. necesarios para su secuenciación son proporcionalmente mayores.

Crear una moralidad consistente. La moralidad es nuestra habilidad para distinguir entre el bien y el mal. La clave para Setener ha estimado que sóloconsistente un cinco a diez una moralidad es establecer una base clara por ciento del genoma del maíz codifica y consistente de definiciones para “bien” y “mal”. Si nuestras para genes; el resto dely mal genoma podría definiciones de bien son inconsistentes, lo serán también estar constituido casi en su de estas definiciones. Esto las evaluaciones en las quetotalidad empleemos secuencias principalmente es similar repetitivas, a medir distancias usando una regla cuyas unidades elementos transposables. de medida cambian constantemente.

DeCultivar éstos, un aproximadamente un 60 de nuestros valores. profundo conocimiento por ciento corresponde a retrotransNuestros valores, lo que es importante para nosotros, se posones llamados Long terminal convierten en nuestras metas, nuestros destinos en la jornada repeat-retrotransposons.

Los retrotransde la vida. Si no definimos y entendemos por qué elegimos posones sedepropagan dentro es de probable la cada uno nuestros valores, que acabemos a la planta deriva.por un mecanismo similar al ciclo de vida de los retrovirus: mediante un procesode de las transcripción Crear conciencia consecuencias a corto y largo reversa de ladecisiones. integraciónPara en verdaderamente tomar plazo seguido de nuestras el decisiones genoma del ADN complementario ecológicas, es importante considerar los posibles sintetizado.

Es muy probable que efectos a corto y largo plazo de los nuestras acciones. De no retrotransposones los retrovirus hacerlo, seremosy para siempre se perseguidos por nuestro derivaran unejemplo, ancestrosicomún. pasado. de Por quiero entrenar para un maratón y no entreno cinco días de la semana porque se sintió más cómodo Nono sehacerlo, sabe pormi qué en plantas como el maíz se ha acumulado falta de entrenamiento seguramente se hará ese 90-95 ciento de ADN repetitivo y que aparentemente notar el por día de la carrera. no tiene función alguna. En otros organismos se ha visto que existen algunos genes queyson importantes y queson se encuentran Distinguir entre ética reglas.

Las reglas derivadas de dentro de con lo que apariencia es ADN En el omaíz, la ética la en intención de hacer la repetitivo. vida más fácil mejor así(p. como en leyes diversos organismos en los que al momento node se la ej. las de tránsito pueden provenir de la ética tienen elementos clarosade participaciónadel ADN repetitivo seguridad y ayudan loslaconductores mantener un cierto engrado alguna dicho ADN repetitivo ha sido de función orden). conocida, Sin embargo, reemplazar la ética con reglas llamado “basura genómica” “ADN espaciador”. es reemplazar procesos o con contenido.

Por ejemplo, Ud. nunca debe pasarse una luz roja, aunque esté llevando a un Sinmoribundo embargo, el de de la secuencia un genoma, al conocimiento hospital. El acto reemplazardeética con reglas deessu estructura la función de cada una de las partes por naturalezaypoco ético y con frecuencia inmoral. que lo constituyen, es sin duda la clave para el mejor entendimiento de la lasética relaciones los genes y el ADN El proceso de es un entre sistema que siempre está repetitivo, así como de la importancia estos elementos evolucionando y modificándose a sídemismo: conforme en sus la elementos biología del seorganismo. refinan, éstos refinan a todo el sistema; y conforme

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SECUENCIANDO LOS GENES DEL MAÍZ La elección de una estrategia apropiada de secuenciación genómica depende de las características del genoma a secuenciar, de la tecnología con que se cuente y de la disponibilidad de recursos económicos. En plantas como el maíz, en donde los elementos repetitivos constituyen más de la mitad de su complejo genoma, la tarea de secuenciarlo completamente se hace extremadamente complicada.

Es así como surge la necesidad de desarrollar tecnologías para aislar el ADN genómico enriquecido en genes y con bajo contenido de ADN repetitivo. Una de estas prometedoras tecnologías se llama “filtración por metilación”, y se basa en el aislamiento y secuenciación de las regiones “hipometiladas” del genoma del maíz, las cuales se ha descubierto que son ricas en genes, mientras que las secuencias repetitivas están generalmente “hipermetiladas”.

De esta manera, dicho patrón de metilación en el genoma del maíz ha sido ampliamente explotado en el Langebio del Cinvestav Campus Guanajuato, para secuenciar preferencialmente las regiones que codifican genes. Durante el proceso de secuenciación de cualquier genoma, el ADN se extrae de los núcleos de las células y se fragmenta en pequeños pedacitos que podrán ser leídos por el secuenciador el sistema evoluciona, igualmenteutilizado. evolucionan sus elementos.

Por ejemplo, conforme más profundamente comprendamos CONSTRUCCIÓN UINA nuestros valores, ellos actuarán como DE un estándar de medición BIBLIOTECA GENÓMICAConsidere el caso contra el cual evaluar nuestras decisiones. esta fragmentación del a de una persona queNormalmente elige el vegetarianismo porque empieza genoma sederealiza azar por sentirse incómoda con la idea matar al animales.

Al medios principio mecánicos; es aquí el valor que motiva esta decisión puededonde no ser podemos fácilmente de construcción entendido; pero conmodificar el tiempolalaestrategia persona puede darse cuenta de una abiblioteca sin filtrar,es de que hacer la transición un estilo genómica de vida vegetariano para obtener biblioteca genómica un efecto de su valor de “la vida”. una Conforme la persona logre enriquecida genes. se éste lograafectará utiliun conocimiento más profundoende este Esto valor, enzimas sensibles a todos los demászando elementos de de su restricción proceso de toma de al ADNa la metilado o bien utilizando decisiones. Con respecto moralidad, la persona puede bacterias que realicen mismo trabajo empezar a examinar sus definiciones de el “bien” y “mal” con del ADN repetitivo in vivo. respecto al valor dede la“filtrado” vida (p. ej. “¿Es buena toda protección de la vida o es mala toda destrucción de la vida? Si estoy en Ununa gran reto es después el ensamblaje correcto de ladesecuencia isla desierta y tengo la elección de morir hambre o genómica la anotación funcional de los comermey un jabalí, ¿cuál destrucción de genes vida es(asignación mala?”). La depersona la función basándose secuencia y en antecedentes puede empezarena su evaluar consecuencias a corto y bioquímicos genéticos) también mediante las“¿Qué herramientas largo plazo y/o diferentemente (p. ej. si destruir bioinformáticas disponibles. hemos una enorme vida a corto plazo protegeAsí, a la vida generado a largo plazo?

Esto es cantidad demi bibliotecas de lo maíz enriquecidas en similar a elección degenómicas comer, y por tanto matar, vegetales genes, cuyo proceso de ahora ensamblado y anotación se está para mantener mi salud y en el futuro”).

Similarmente, llevando a cabo y que representa un del avance en el recién encontrado conocimiento valorconsiderable de la vida puede este darproyecto lugar a genómico. que la persona se cuestione reglas que había confundido con ética (p. ej. “Aprendí el mandamiento, ‘No Otra tecnología gran utilidad para de la matarás’, pero, de ¿qué si estuviera frentelaa secuenciación una situación en genomas complejos y que estamos con el maíz en que un asesino estuviera matando explorado a niños inocentes y la única el forma Langebio es: El análisis Cot, que consiste en al la asesino? reasociación de detener la matanza fuera matando Si no delmato ADN enhesolución, y que se basa de en esos el al desnaturalizado asesino, ¿acaso no consentido a la matanza principio queun laentendimiento tasa a la cual una especifica se la niños?”).deCon más secuencia profundo de este valor, reasocia esestará directamente al numero de veces que persona tambiénproporcional mejor equipada para distinguir entre dicha secuencia se encuentra en el genoma. estamos contenido y proceso, cultivando así un También conocimiento más

Mientras que la mayoría de la gente tiende a enfocarse en el contenido o las aplicaciones específicas del proceso de toma de decisiones éticas (ya sea aplicado a la familia, los negocios, el gobierno, la sociedad, las ciencias, etcétera.) este 1. Arumuganathan K, Earle ED enfoque comienza a cambiar conforme desarrollamos ética.

(1991) Nuclear DNA content of some Al profundizar nuestra comprensión de la ética, descubrimos important plant species. Plant Mol que cultivar el proceso en Biol sí es de la mayor importancia, ya Reporter, 9:208-218. que una vez afinado podemos aplicarlo a BS, cualquier tipo de 2. Buckler ES, Gaut McMullen decisión. Este sencillo proceso de tres pasos,and como se define MD (2006) Molecular functional MR of maize. Curr Opin Plant diversity en el Cuestionamiento Racional , es como se puede aplicar Biol; 9(2):172-6. la ética a cualquier área de contenido una vez que creamos y 3. SanMiguel P, Bennetzen JL (1998) comprendemos nuestros procesos éticos:

Referencias

Evidence that a recent increase in maize genome size was caused by the 1. Evaluar el contenido. massive Tenemos primeroofque examinar amplification intergene dónde nos encontramos conretrotransposons. respecto a un asunto en82:37-44. particular.

Ann Bot, Por ejemplo, una agencia de descubrir que un 4. gobierno Sluyter A, puede Dominguez G (2006) Early maize (Zea mays L.) necesita cultivationser pesticida usado por negocios agrícolas pequeños in Mexico: dating sedimentary pollenque prohibido. La agencia tendrá que evaluar la información records and its implications.

Proc tiene acerca del pesticida y aprender más acerca de él y de cómo Natl Acad Sci USA; 103(4):1147-51.

su uso afecta a todas las personas y factores involucrados.

2. Identificar un estado meta. En base a nuestra ética y nuestro proceso de toma de decisiones éticas, debemos decidir dónde necesitamos estar o dónde queremos estar con respecto al asunto en cuestión. Con respecto al pesticida, por ejemplo, agencia de gobierno puede decidir prohibir el pesticida similares entre diferentes desarrollando la obtención de bibliotecas genómicas de maíz la genes completo lo antes elposible. especies y, mediante análisis En esta parte del proceso, enriquecidas en secuencias reguladoras; es decir, secuencias por agencia debe tomar en cuenta cómo su meta afectaría de las secuencias que regulan la actividad de los genes y que normalmente se la evolutivo ultimadamente cada elemento de ADN, es aposible conocer involucrado ahora y en el encuentran junto a éstos o a distancias muy variables. agricultores, profundo de por qué y cómo hace lo que hace, en vez de sólo futuro: más los sobre el origenel medio mismoambiente, los consumidores, empresas industria productoras del pesticida, etcétera. enfocarse en qué de hace (p. ej. “Misutilizadas eleccionesen conlarespecto a mi lasdel maíz. ePor otro lado, el La diversidad estrategias secuenciación Desarrollar un ecológico de transición hacia alimentación son como un medio por el cual puedosin sustentarme a 3.conocimiento deprograma la secuencia de un genoma el del maíz resultará duda en una estado meta.del El maíz paso yfinal en el proceso es usar nuestro mícobertura mismo y amayor mi ética mundo.

Sin embargo, voy más allá elde los genes de su en en unelmenor tiempo y con menos recursos, de la ética formular el programa de transidel contenido comida o la alimentación; ahora todas conocimiento función biológica es para de una además de de quela la secuencia de los genes, al veo conocerse más ecológico que nos mis como para sustentar lo que es ción notable importancia paralleve el de nuestro estado actual a de elecciones una forma másoportunidades rápida por medio de las tecnologías estado meta. Aquí necesario considerar cada paso del importante para mi en mi vida”). Ultimadamente, una y nuestro establecimiento de es alguna de enriquecimiento, permitirá el estudio de cuando funciones cómo éste afectará a todos los elementos actuantes persona trasciende de las a la que éticapudieran y del contenido al programa utilidad yagro-industrial. procesos específicos enreglas la planta ser de gran proceso, eligiendo una ética, identifica cada acción dentro del sistema o sistemas involucrados. Por ejemplo, si trascendencia para la existencia agricultura. agencia de gobierno prohíbe el pesticida inmediatamente, en cada momento con cómo es como persona. Cada acción, la MEJORAMIENTO GENÉTICO decisión puedeel crear una gran pérdida para los agricultores sin importar cuán insignificante parezca, es significativa la En este sentido, mejoramiento RELEVANCIA DE LA SECUENCIACIÓN las empresas productoras del pesticida, desestabilizando porque es un del resto de la vida de la persona. Si y genético puede ser facilitado DEL MAÍZ ENreflejo MÉXICO a varias industrias Idealmente, la agencia una no mantiene su ética, él o ella no veMéxico esto asíenormemente en el relacionadas. maíz o Sonpersona muchasética las razones y enorme la importancia para losotra efectos a corto como un incidente y nogenómico hace excepciones basándose consideraría en cualquier planta cuyo y largo plazo del programa de emprender unaislado proyecto de tal envergadura, el que haya habrásido de alcanzar su o objetivo ideológico. encomo el contenido (p. ej. “Está de bien esta vez...”). vez de ello, la con genoma descifrado, es la secuenciación una planta tan En significativa como persona reconoce que no mantener su ética anteriormente, convierte toda su el maíz.

Entre ellas, como se ha descrito está bien que posea una significativa vida en un que fraude; la persona ética, no su ética del inglés por Farouk Rojas del el papel tienepara el maíz en la cultura y mantener alimentación de los similitud con el genomaTraducido pone toda sudesde vida en la balanza. maíz. Este mejoramiento puede mexicanos tiempos precolombinos. ser la habilidad de incrementar, Además de ser el tercer cereal más cultivado en el mundo por ingeniería genética o asistido por (después del arroz y el trigo), el maíz ha sido el cereal más mejoramiento Acerca de Executive Success Programs, Inc. estudiado desde el punto de vista genético.

Baste mencionar marcadores moleculares, la el premio Nobel otorgado en 1983 a Bárbara McClintock calidad y la producción agrícola Executive Success Programs, Inc.MR (ESP)transposables ofrece programas enfocados en crear consistencia en de entrenamiento manera estable, mediante por sus investigaciones con elementos del de todas áreas y ayudar a desarrollar las habilidades prácticas, e intelectuales queefectiva la gente anecesita para laemocionales resistencia y tolerancia más factores bióticos maíz.

Lalas diversidad genética del maíz que existe en México, alcanzar su en máximo potencial. los criollas, programas de ESP(patógenos utilizan una punta con(sequía, patenteacidez, en trámite y tecnología plagas) y abióticos etcétera), representada la gran variedad Todos de razas es otra llamada Cuestionamiento Racional MRestar , unaaciencia basada en en larespectivamente. creencia que entre más consistentes sean las creencias razón de peso por la que necesitamos la vanguardia patrones de conducta deplanta. un individuo, más exitoso será en todo lo que haga. El Cuestionamiento RacionalMR permite el yestudio genómico de esta a las personas volver a examinar e incorporar percepciones que pueden ser la de base limitaciones La secuenciación losde genes del maízautoimpuestas. por un laboratorio La secuenciación del genoma del maíz es importante, ya que mexicano, así como el conocimiento de su estructura y Mayores informes: info@nxivm.com provee información valiosa sobre los genes, como su estructura su función, significa para México un futuro ventajoso en y posición en el genoma. Además, facilita la identificación de la era genómica y biotecnológica que vivimos y un papel un gen en una mutación fenotípica, nos permite comparar primordial en la comunidad científica internacional.

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Puede la ingeniería genética ser la solución al hambre en países que actualmente no tienen alimentos suficientes para su población

Profesor Ismael Vidales Delgado Director del Centro de Altos Estudios e Investigación Pedagógica

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e acuerdo con declaraciones de la FAO, la biotecnología ofrece instrumentos poderosos para el desarrollo sostenible de la agricultura, la pesca y la actividad forestal, así como de las industrias alimentarias.

De esto podemos inferir que la biotecnología estaría en posibilidad de integrarse con otras tecnologías para la producción de alimentos que satisfagan el hambre de una población en crecimiento, cada vez más urbanizada.

Aquí, cabe preguntarnos, antes de continuar: ¿qué es la biotecnología?

El Convenio sobre la Diversidad Biológica ofrece la siguiente definición: “La biotecnología es toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos”. Probablemente el primero que usó este término fue Kart Ereky, ingeniero húngaro, en 1919.

Surgen aquí dos modos de entenderla: uno referido al uso de instrumentos y técnicas que normal y tradicionalmente se han venido utilizando en la agricultura

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y en la producción de alimentos; y otro, que considera las nuevas técnicas del ADN, la biología molecular y las aplicaciones tecnológicas reproductivas, la manipulación y transferencia de genes, y clonación de plantas y animales.

DEBATE SOBRE BONDADES DE LA BIOTECNOLOGÍA Aquí es donde se abre el debate -no exento de cargas emocionales- sobre las bondades de la biotecnología; es donde escuchamos voces a favor y en contra, sin que por ahora sea posible declarar un ganador. Pero las voces finalmente deben ser escuchadas, porque, como señala Josh Billings: “El silencio es uno de los argumentos más difíciles de refutar”.

La FAO se pronuncia a favor de la ingeniería genética, ya que ésta puede elevar la producción y productividad en la agricultura, silvicultura y pesca. Puede ser la solución al hambre de países que actualmente no tienen alimentos suficientes para dar a su población.

Hay evidencias objetivas de que la ingeniería genética ha reducido la transmisión de enfermedades humanas y de los animales gracias a nuevas ejemplo, se hace ha aplicado al El vacunas. maíz fuePor domesticado aproximadamente ocho mil Hiz”. Colón lo llevó a España en 1494, y varias generaciones arroz que contenga provitamina Ay años enpara Mesoamérica.

Datos arqueológicos sugieren que después era cultivado ya por todo el mundo. Sin embargo, sólo deentre Cooperación Biotecnología Vegetal se para América todavía Latina (REDBIO) hierro, que mejoran la salud de muchas en la en región de Mesoamérica encuentra in situ elen esto sucedió en un área pequeña de México, ChiapasTécnica quedispersado participan treinta tres países. maíz yancestral que dio lugar a todas las variedades mejoradas y personas el sur depobres. la Ciudad de México. Después,lafue por el Continente Americano a través de las migraciones cultivadas actualmente alrededor del mundo. En esta región CÓDIGOllegaron DE CONDUCTA DE LA existe SOBRE ademásBIOTECNOLOGÍA la mayor variación y diversificación del maíz, deCONSERVACIÓN los pueblos indígenas.

Cuando los españoles Undesde ejemplo concreto del interés del organismo internacional en de la investigación debido principalmente a la gran diversidad ambientes a BIODIVERSIDAD América, el cultivo del maíz ya se extendía Canadá sobre aelpartir tema de es la (suelo, Comisión sobre Recursos Genéticos para culturales la Alimentación y la Se habla de que los fue métodos clima, etcétera) y a las condiciones (sistema hasta Chile.también Se cree que el maíz domesticado Agricultura, un foro intergubernamental permanente donde biotecnológicos la calidad y significa de producción y tipo de consumo) relacionadas con sulos una planta silvestremejoran llamada teosintle (que “grano“que de constituye elaborando un Código de Conducta sobre Biotecnología, con el fin de consistencia alimentos; limpian cultivo.

Dios”), aunque de no los existen evidencias claras países de estaestán relación elevar al máximo derrames de hidrocarburos y eliminan ancestro-descendiente.

Sin embargo, el teosintle sigue siendo los beneficios de las biotecnologías modernas y reducir al mínimo basará enDEL consideraciones científicas y tendrá en cuenta las en ecosistemas ELse GENOMA MAÍZ el metales parientepesados más cercano del maíz. frágiles. los riesgos. El Código socioeconómicas y éticases de la la biotecnología.”

Las plantas elevan su rendimiento y se repercusiones ambientales, El genoma de un organismo información genética han desarrollado codificada en forma de ADN (ácido desoxirribonucleico) ALIMENTO, MONEDA genotipos Y RELIGIÓNmejores Lo ideal esligado que la sociedad pueda participar en la toma dede decisiones en este son tema en forma máselrápida, contribuyendo cuyas unidades de almacenamiento la información Durante siglos, maíz ha estado estrechamente complejo, pero aLalamolécula vez cargado de esperanza; no se forma a de la conservación de la sumamente los genes. de ADN se conformasin deembargo, cuatro bases a en las esta condiciones vida de los mexicanos, para quienes puede opinar con suficiente bien documentada, que permita biodiversidad.ha sido alimento, moneda y religión. químicas llamadas información, Adenina, Timina, Guanina y Citosina, y se históricamente Para sin las contar racional entre riesgos y beneficios. con las letras A, T, G y C, cuyo orden y organización civilizaciones azteca, maya, e inca, además un deanálisis constituir el representan Pero también FAO desempeñaba reconoce ciertos alimento básico, la el maíz un papel predominante en el genoma determinan todas las características que le dan es, en sí misma, una ciencia; es undel enfoque multidisciplinario potenciales que plantea la La biotecnología al organismo.

El tamaño genoma de las plantas enriesgos su cultura; estaba presente en las creencias y ceremonias noidentidad que involucra variaspuede disciplinas ciencias: bioquímica, genética, virología, biotecnología, principalmente variar yde manerabiología, considerable.

Por ejemplo, el genoma religiosas como elemento decorativoa delacerámicas, tumbas, ingeniería, química, medicina y veterinaria, otras.

Entrigo estas salud yhumana y de losademás animales, contiene 430 millones de pares entre de bases; el del templos esculturas, y era motivoagronomía, de leyendas y del arroz condiciones, la participación la sociedad debe realizarse a través científicos y al medio ambiente.

El organismo nada más y nada menos que 16 mildemillones dede tradiciones que resaltan la importancia económica, agrícola y contiene de comportamiento ético, y lejano de la cualquier interés que no sea elthaliana bienestar mundial legítimas estas probado bases, y el de planta modelo Arabidopsis social de su considera cultivo. El maíz era considerado casi como un pares de géneroyhumano. preocupaciones, y trabaja programas dios, al que se rendía culto,en y era objeto deldel folklore ritos contiene sólo 145 millones de pares de bases. específicos por la bioseguridad de religiosos. teniendo amplia del y efectiva en las cada producto o proceso antes de su En tanto, la biotecnología Esta gransigue diferencia en el tamaño genoma aplicación de estas plantas de la Vida y expandiendo cadase día su aplicación a los al más variados homologación.

Enlos tanto se avanza en las Ciencias de muchas otras debe principalmente contenido decampos ADN Según las crónicas, europeos descubrieron el maíz durante científicos y el humanos, principalmente campo principalmente terapéutico y farmacéutico, FAO asistencia el cual se al compone de elementos la la investigaciones, exploración de lalaisla depresta Cuba por los hombres de Colón, 6 repetitivo, la ganadería, la alimentación y eldeambiente. los estadosde miembros mediante la tainos Red agricultura transposables (secuencias ADN que pueden moverse de deanoviembre 1492. Ahí, los indios le llamaban y “Ma-

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Maestro Rodrigo Soto Mercadotecnia Social

T

al vez dentro de nuestro mapa genético tengamos algún recuerdo de cuando deambulábamos por el bosque o la estepa en la búsqueda de los alimentos; lo que sí es seguro es que sufrimos una transformación respecto de la forma en que comíamos anteriormente y la forma en que comemos en la actualidad.

La primera estrategia, de acuerdo con la profesora Katharine Milton, del Departamento de Ciencia Ambiental, en la Universidad de California, consistió en que nuestros ancestros se adaptaron a una clase de mezcla de alimentos que estaban en la zona donde habitaron. Es decir, su dieta se componía de hojas, flores, tallos y algunas frutas.

Según la revista Scientific American y el artículo escrito por David R. Begun, profesor de antropología de la Universidad de Toronto, entre hace 22 millones y 5.5 millones de años, en un tiempo conocido como la “Época del Mioceno”, existían alrededor de 100 especies de la familia homínida.

Entre esta vasta composición de primates, sobresalió nuestra especie, gracias no sólo a que tomó conciencia rápidamente del mundo que le rodea, sino también a su dieta evolutiva, que le permitió extraer los nutrientes necesarios de cada alimento que ingería.

LA PROTECCIÓN DE LAS PLANTAS Pero esta situación no era sencilla, comenta la doctora Milton, pues las plantas aunque no pueden salir corriendo para escapar de sus depredadores, contienen en algunas de sus hojas y tallos una serie de elementos químicos que las protegen de los mamíferos, pues éstos no las pueden digerir, ni pueden obtener grandes nutrientes o energía de éstas.

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Sin embargo nuestro estómago y tracto intestinal evolucionaron para poder digerir esta clase de alimentos, así

como para obtener nutrientes de ellos, cuyas bacterias ayudan a que se liberen gases y a que éstos, combinados con el torrente sanguíneo, produzcan energía para algunos tejidos o pasen al hígado para que se conviertan en glucosa.

La segunda estrategia fue la memoria de estos animales, pues querían obtener plantas de mejor calidad, y por ello recordaban con facilidad los lugares en los cuales se encontraban los frutos y otros vegetales deseados para una mejor combinación alimenticia.

De ahí que un primate de cerebro de mayor tamaño tenía ventaja sobre otro que no tuviera la misma capacidad neuronal. Para la profesora Milton, es interesante observar que algunas especies de la categoría “Homo” eran muy similares al conocido Australopithecus, con la diferencia de que nuestro género tenía un cerebro más grande.

el cual ya no deambula para conseguir comida, sino se la pasa sentado frente a una computadora en el trabajo, con una mala alimentación rica en grasas que no se pueden disolver tan fácilmente, y que se van acumulando en nuestros tejidos.

Por otro lado, la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, señala que existen alrededor de 11 millones de niños que mueren antes de llegar a los 5 años, y vincula la desnutrición con problemas de aprendizaje en el futuro.

ESTRATEGIAS REQUERIDAS Si quisiéramos hacer un cambio disruptivo y realmente dar solución a esta situación se requieren tres estrategias: 1.Analizar la dieta del planeta de los simios; es decir, lo que comían nuestros antepasados en su evolución hasta nuestros días, con el fin de incorporar esos nutrientes, por medios biotecnológicos, a los alimentos que consumimos.

Para ello se requiere el desarrollo de nuevos productos y tecnologías para la producción de cosechas ricas en nutrientes, como el caso de la fibra que anteriormente teníamos en abundancia en la dieta diaria, pero de la que ahora carecemos a la hora de procesar los alimentos.

Estos alimentos biotecnológicos, además de nutrir, pueden aliviar los males que acosan a los seres humanos. Como ejemplo, tenemos las vacunas que se podrán ingerir al comer un tomate, un plátano o una papa, ya que éstos guardan mejor Los granos de arroz dorado fácilmente se reconocen por su color amarillo, producto de mantener los beta-carotenos; mientras mayor las propiedades necesarias para activa la sustancia de la vacuna y son IMPORTANCIA DEL TAMAÑO la concentración de los mismos, mayor la intensidad del color. productos que con facilidad pueden ser modificados genéticamente.

CEREBRAL Siguiendo esta línea, como lo expone la profesora Katharine Milton, se favoreció 2.Establecer una política especial para que los alimentos puedan llegar a quienes la transformación del combinar arroz es un del En la actualidad Syngenta no tiene interés comercial en el uso más los necesitan. a la clase que genética supo mejor el equivalente de la planta. Como todo cultivo modificado genéticamente, aguatamaño fluorada y de la osal cerebral suyodatada. poder cerebral en se han generado controversias alrededor arroz de dorado De acuerdo con cifras internacionales, aproximadamente 800 del millones personas la solución de problemas dietéticos. por parte de activistas anti-organismos modificados Debido a la importancia y al impacto del proyecto en la se van a dormir hambrientas todos los días, y no es porque no exista suficiente genéticamente, Greenpeace, que originalmente objetaba nutrición infantil mundial, fundación de Bill y Melinda comida, sino debido a situacionescomo problemáticas de política y distribución.

Resulta irónico pensarla que fuimos Gates otorgó financiamiento junio de 2005 a Peter Beyer la cantidad de vitamina A que producía el arroz dorado SGR1, teniendo una especie de en metamorfosis ya que teníanlos queconsumidores consumir de 1.5 a 2 alimentos kilogramosmanipulados de arroz paraenmejorar arroz dorado mediante demiedo 3.Eliminar el quesetienen a los nuestroel aparato digestivo, debidoel incremento por día para alcanzar la dosis diaria recomendada; a pesar del pro-vitamina A, vitamina E, hierro y zinc, así como para el al entorno alimenticio en que biotecnológicamente. mejoramiento de la calidadyproteica, todo esto mediante la desarrollo de las nuevas variedades de arroz dorado en las que nos encontrábamos a nuestras se incrementó de beta-carotenos, transformación tecnológica la noproducción es nueva, pues podemos tomarGreenpeace el ejemplo de preferenciasgenética. en cuanto a cierto tipo Esta área de estudio sigue manteniendo su objeción al cultivo, bajo el argumento Colegio de Agricultura de Penn State, quien señala que 3 mil de plantas. Así pues, obteníamos los Krista Weidner, del de que arrozendorado es el que “Caballo de tipos Troya” abrirá El profesor Potrykus realiza forma continua años esfuerzos antes de Cristo, los el indios Perú vieron ciertos deque papas crecían nutrientes necesarios de en este escaso la metros puerta de a la dispersión losEsto organismos paramenú; que el en arroz dorado gratuitamente mejor a 4 para mil 200 altura que a 3demil. dio comogenéticamente resultado que se tanto que sea en distribuido la actualidad modificados. agricultura deproblemas subsistencia, pero estopor requiere las empresas cultivaran las papas a diferentes alturas, dependiendo de su tipo y clase. De acuerdo sufrimos digestivos falta que que de tienen losque derechos la propiedad intelectual del con la definición, lo anterior es biotecnología en el sentido estricto. fibras ayuden sobre al procesamiento cultivo otorguen los permisos para liberarlo. Debido a que Existen y seguirán existiendo grupos que se opongan al cultivo de los alimentos. consumo delen arroz dorado, pero mientras recibieron financiamiento del Programa de EnInvestigación conclusión, la ybiotecnología, su área de alimentos, puede no sermuestren la que alivie datos y generados bajo rutinas de investigación “Caroteno Plus” depor la Comisión Europea, tuvieron que cedermundial, la hambruna y resultados es la que está estimulando la creatividad mental para Requerimos, tanto, tener una sustentados basesEl científicas, pueden desaprobar y los derechos del descubrimiento del arroz dorado a Syngenta aumentar nuestray estancia en laen Tierra. mono obesono y el mono escuálido esperan bioalimentación; es decir, alimentación censurar el trabajo de los investigadores y el beneficio del (patrocinador del programa Caroteno Plus).

La liberación de asociada con la biotecnología, en la cual con ansia la nueva dieta de los bioalimentos y en esta ocasión estaremos buscando del arroz en la población. permisos para el arroz dorado agilizó debido la consumo adaptar losaalimentos a nosotros y nodorado viceversa, como ocurrió en el pasado. Una vez se haga unautilizar dieta básica similar a lase que publicación la revista TIME en más julio estamos de 2000,modificando nuestro ambiente. tuvieron realizada nuestros por ancestros homínidos donde decía anteriores que el arroz dorado en se épocas y que fluyaesalel primer cultivo El arroz dorado puede ser una de las mayores contribuciones de mecanismo sustentable de distribución de vitamina modificado genéticamente con beneficios inigualables. grueso de la población para que nadie A en los países subdesarrollados; para lograr esto es quede fuera. necesario un gran esfuerzo interdisciplinario que incluya a USO COMERCIAL O HUMANITARIO El grupo de investigadores TRANSFORMACIÓN ENdel EL arroz dorado debió entonces científicos, mejoradores de cultivos, extensionistas, políticos y definir entre OBESO” el uso comercial o humanitario del cultivo; esto se gobernantes, y a todos aquéllos que juegan un papel importante “MONO definió en base a diez mil dólares; es decir, Existen dos vertientes: por un lado, comosi los agricultores en la formación y educación de agricultores y consumidores. no producen más deCampillo diez mil Álvarez, dólares alnos año por el cultivo, Por último, si quieres conocer más sobre el arroz dorado, su diría el doctor no es necesario que le en paguen regalías a Syngenta por el uso pasado, presente y futuro, no te pierdas la conferencia del hemos convertido un “mono obeso”, comercial del mismo; cuando el uso no es humanitario, se le profesor Ingo Potrykus en el Congreso BioMonterrey 2006. permite al agricultor conservar y replantar la semilla.

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Contenido

Conocimiento

Arroz dorado, un ejemplo de biofortificación, 3

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Alternativas para el manejo de malezas en sistemas de cultivo, 27

Navegando por el genoma del maíz, 6 Seminario sobre Nanobiotecnología, 30 CINVESTAV Irapuato, líder en producción de vacunas y compuestos farmacéuticos de plantas, 10

Los nanobiocidas y sus usos potenciales en Medicina, 31

Vacunas provenientes de plantas, 13

Nanotecnología para la vida, 33

Biotecnología, reto para la sociedad, 15

Bioexplotación agroalimentaria para la producción de plantas y metabolitos, 37

esperanza para un mundo que no acaba de crecer

Microorganismos simbióticos, alternativa ecológica para mejores cosechas, 18 Uso de los marcadores genético moleculares en el mejoramiento nutricional de las plantas, 20

“Somos un experimento viviente”

Vacuna contra la peste, producida en plantas, 40

Margulis (activista de Greenpeace)

Las plantas y sus virus, como biorreactores, 43

La Biotecnología en el desarrollo de plantas de importancia económica, 23

28

38

Ingeniera Claudia Ordaz Catedrática del Departamento de Comunicación / ITESM

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omemos. Al comer, socializamos, fortalecemos Autores invitados: lazos de amistad, comemos en familia, comemos para cerrar tratos de negocios, para conversar.

La comida forma parte de la cultura de cada Fermín Montes Cavazos Es ingeniero agrónomo por la UANL y tiene una maestría Horticultura por su la Universidad nación; representa sus en costumbres, religión Estatal de Nuevo México, Estados Unidos. Ha tomado cursos de Tecnología de Semillas y y sus creencias.

Ladealimentación de cada país de Semillas de Hortaliza en la Universidad Estatal Mississippi y en la Autónoma Agraria Antonio no esNarro. más que el reflejo de su ubicación geográfica. Ningún ser humano sería capaz de sobrevivir sin alimento por varios Francisco Zavala García Es ingeniero agrónomo con especialidad en Fitotecnia por la UANL, y tiene una maestría en días.

Genética por el Colegio de Posgraduados en Chapingo. Es doctor en Genética y Fisiología de

LOS ALIMENTOS ALTERADOS Pero el asunto de la clonación en diversas especies no es novedad; los primeros intentos datan desde 1952, cuando Robert Briggs Miguel A. Gómez Lim y Thomas King, basándose en la teoría del Es licenciado en Biología, egresado de la Facultad de Ciencias de la UNAM yresulta doctor en nada científico Spemann, clonaron ranas.

Tampoco Ciencias con Especialidad en Biología Molecular de Plantas, Universidad de Edimburgo, nuevo que los frankenalimentos o alimentos alterados Escocia. mediante la transferencia de genes provenientes de otras Josué Leos Martínez especies, también transgénicos, existen desde Es ingeniero agrónomo por la denominados UANL, con Maestría en Parasitología Agrícola por el ITESM y Doctorado poraños Texas A&M University con la especialidad de Entomología. Actualmente está muchos atrás. recién jubilado de la Facultad de Agronomía de la UANL, donde sigue siendo el responsable

Plantas, por la Universidad de Nebraska.

del Laboratorio de Diagnóstico Fitosanitario.

Quizás cuando comemos ignoramos la cantidad de químicos,

Isabel López Zamora pesticidas, y hormonas que les fueron yagregados a los Es egresada de la aditivos Facultad de Biología de la Universidad Veracruzana, tiene una Maestría en Ciencias en el Department of Forestry de la University of Florida. Actualmente realiza sus alimentos antes de llegar a nuestra mesa.

Nos hemos vistos estudios de doctorado en la misma institución norteamericana. Forma parte del Área de Investigaciones en Biología Vegetalmar del Instituto de Investigaciones Biológicas. involucrados en este de controversia que ha desatado

la clonación humana, no hay duda; los científicos de todo el

Julio César Vega Arreguín Es auxiliar decontinuarán investigación en el Departamento de Ingenieríade Genética de la Unidad Irapuato mundo con sus programas investigación hasta del Cinvestav. Ha participado en investigaciones como: “Análisis del papel de TrAP en la perfeccionar este proceso y realizar una clonación humana expresión de la proteína de la cápside y el ciclo de infección del geminivirus TToMoV.” y “Los virus: cómplices para descifrar procesos moleculares en las plantas”. perfecta.

254

En 1944, Norman Borlaug mejoró el trigo mexicano, propenso

Humberto Lara Villegas a médico quebrarse con eldeviento, -puesto que sus tallos eran Es cirujano egresado la Universidad Autónoma de Guadalajara y tiene una muy maestría en Ciencias de la Vida, Ministerio de Educación de Israel. Se especializa en temas grandes-, creando un híbrido enano con espiga grande y tallo de bioseguridad, VIH-1 y Nanobiotecnología.

grueso resistente a las condiciones climáticas de nuestro país.

Eduardo Pérez Tijerina El programa tuvo éxito y fue aplicado en diversos países, Es físico por la Universidad de Baja California (UABC). Tiene una Maestría y un Doctorado en Física de Materiales, grados académicos un programa de la recibió Universidadel como India yambos el Medio Oriente,depor lo queconjunto Borlaug Nacional Autónoma de México (UNAM) y el Centro de Investigación Científica y Educación Premio Nobel de la Paz en 1970, al aliviar el problema de la Superior de Ensenada (CICESE).

hambruna en el mundo.

CAMPO CONTINUAMENTE SUJETO A DEBATE La ingeniería genética o la biotecnología se está convirtiendo en un campo prometedor, aunque continuamente esté sujeto a debate. Los progresos que se han logrado en este ramo han sido muchos, considerando que somos poco más de seis mil millones de habitantes en el mundo, y que la tasa de crecimiento poblacional no se detiene. Somos muchas bocas para ser alimentadas y la comida transgénica resulta esperanzadora para un mundo que no termina de crecer y de reproducirse.

Tan sólo 53 millones de hectáreas en 13 naciones, entre ellas Argentina, Canadá, China, Australia y España, han sido cultivadas con estas rarezas de la biotecnología.

Los ingenieros genéticos pueden transferir tan sólo unos cuantos genes, ya sea entre especies con un parentesco lejano, o ya sea que Ingo no guarden en absoluto parentesco.

Es Potrykus fueningún profesor de biotecnología de plantas en el Instituto de Ciencias de las así como un tomate contener un Suiza. gen deSuun pescado, o Plantaspuede de ETH, en Zurich, grupo de investigación aplicó tecnología genética para contribuir una lechuga puede ser inoculada con unen gen una rata para a la seguridad alimenticia losde países en desarrollo.

Se jubiló en abril de 1999. hacer que la planta produzca vitamina C, o agregar genes de la palomilla cecropia losdiciembre manzanos de la Nació el 5a de de para 1933 protegerlos en Hirschberg/Schlesien, Alemania. Estudió biología en la Universidad plaga ígnea. de Colonia y obtuvo su doctorado en el Instituto Max-Planck para la Investigación de la Producción de Plantas. Tras varios años en el Instituto de Fisiología de Plantas (Universidad de Hohenheim), CULTIVOS GENÉTICAMENTE dirigió un grupo MODIFICADOS de investigación en el Instituto Max-Planck de Genética de Plantas. En 1976 viajó a Existen decenas de para cultivos que han sido Basilea establecer el área de genéticamente ingeniería genética de plantas en el Instituto Friedrich Miescher. modificados y que se encuentran en el mercado: variedades Su grupo de investigación se dedicó a proyectos de maíz, calabaza, colza, soya, y algodón. ¿Suena aterradorde ingeniería genética para mejorar la estabilidad de las cosechas y larica calidad alimenticia del arroz,de trigo, mijo y mandioca. Sus resultados y tecnologías engullir un tomate en una ensalada que provenga han sido transferidos a loslos países en desarrollo a través de centros internacionales de investigación, un gen de pescado?

No se asuste. Son frankenalimentos. sin costos ni restricciones propiedad intelectual.

El mejor ejemplo es el llamado Golden Rice, una Y la idea de todo esto es insertar uno de o varios genes de un nueva variedad de una arrozcualidad proveedora de vitamina A que es ampliamente reconocida como un modelo organismo donante que tenga o característica ejemplar reducircarezca. de manera sustentable la desnutrición en los países en desarrollo. deseable de que el otro para organismo Desde sude jubilación, Ingo Potrykus, presidente del Consejo Internacional Humanitario delderivar daños Más del 70 por ciento los cultivos que han sidocomo alterados Muchos ecologistas aseguran que se pueden Golden Rice, enfoca sus han esfuerzos para promover Golden Ricecomo entre agricultores, ante las alterados barreras aceleren la en diversos invernaderos o plantíos sido diseñados para elcolaterales que estos cultivos cosecha de organismos genéticamente modificados.

Para de ello,insectos ha establecido colaboraciónresistentes con la resistencia aa la los herbicidas, y la mayoría de ellos contiene evolución más sofisticados a las 14 instituciones dedicadas China,toxinas Vietnam, Indonesia Filipinas. la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt), que al es arroz capazen deIndia, producir de Bangladesh, la Bt; y dichas toxinasyafecten de manera negativa su propio mecanismo de defensa en contra de plagas. a los ecosistemas. En 1999, el polen de maíz con Bt dañó al 44 por ciento de las orugas de las mariposas monarcas en tan Haciendo un balance de lo que estos “super alimentos” nos sólo 4 días. pueden ofrecer, se puede decir que los rendimientos de cosechas son más altos, se usa menor cantidad de pesticida MODALIDAD NO EXENTA DE RIESGOS como el Bt mencionado anteriormente, que funciona como un ¿Qué tanto podremos llegar a tolerar los frankenalimentos? Me plaguicida, y al prescindir del uso de pesticidas se respeta y se refiero a nuestra salud. Se podrían introducir alérgenos en los conserva el suelo; hay una mejora en la nutrición, puesto que alimentos. Michael Hansen, un estudioso en el tema, especula la biotecnología puede manipular genéticamente alimentos si esta nueva modalidad gastronómica no representará un que carecen de ciertos nutrientes, haciéndolos ricos en ellos. peligro para nosotros, como la generación de ciertos tipos de Por ejemplo, fortaleciéndolos en vitaminas, reduciendo o cáncer o la creación de nuevos tipos de toxinas. A mi parecer, aumentando las proteínas; eliminando alérgenos o toxinas toda creación o invento científico merece reflexión. Por Doctora Adriana Gutiérrez-Díez naturales.

Además, contribuye a la mejora de la calidad del ejemplo, la clonación de seres humanos pisa terrenos divinos, Facultad de Agronomía / UANL alimento: tomates con mayor vida de anaquel, calabazas cruza la línea de lo ético y de lo moral. inmunes a virus, vacas que producen mayor volumen de leche que sólo consumir de 100 a 200 gramos de Pero Estosennutrientes se pierden durante el empleada proceso deen trilla y pulido al¿Te día,imaginas pescados de con mayor tamaño. mi opinión, la biotecnología alimentos arroz recibas la aportación diaria de vitamina A recomendada puede a que ser sonlasometidos los un granos para su comercialización panacea en mundo desnutrido, un mundoy en laladieta?

Esto es realidad, gracias al arrozes dorado alargamiento de vida en La transformación del arroz Pero clonación o ya la una biotecnología en alimentos una donde urge mejorar la almacén. calidad de vida. La biotecnología o golden rice. Elque arroz dorado es así unacomo variedad de arroz puede convencional en arroz doradodeseladebió a la introducción de Caja de Pandora puede desatar controversias, representar el cuerno abundancia; claro, lleva (Oriza sativa) producida a través deincontrolables. ingeniería genética para sus tresriesgos genes responsables la biosíntesis de beneficios beta-carotenos: preguntas sin respuestas y resultados La fuerza que se deben de sopesar contra los que generar pro-vitamina (beta-caroteno) en la parte comestible psy, tipo lyc yde crt1, los dos nos primeros de una devastadora con la queAcamina la tecnología responde a las este alimentos puedaprovenientes llegar a brindar.

Noespecie cabe de la planta,de queunesmundo el grano.

Lasduplicará plantas de producen de narciso (Narcissus pseudonarcissus) y el último viviente. proveniente necesidades que suarroz población en duda, somos, como dijo Margulis, un experimento beta-carotenos tejidosmás verdes, pero no el endospermo de la bacteria del suelo Erwinia uredovora.

40 años. Uno deen loslos puntos criticados esen que los cultivos (parte consumible de la semilla); la capa externa silvestres del grano, alterados pueden propagar sus genes a parientes llamada aleurona,alterados contiene nutrientes como vitamina El arroz dorado es un proyecto que inició en 1992, (puedes ytambién los nuevos organismos podrían ser difíciles de Comentarios: cordaz@itesm.mx B y ácidos grasos, pero no vitamina A. consultar su página de Internet para mayor información: controlar.

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Doctora Patricia Liliana Cerda Pérez Investigadora / UANL Con nuevos enfoques para el logro de viejas y acariciadas metas, la biotecnología del III Milenio se avoca a contrarrestar la hambruna y, a mejorar las cosechas en una población que para el año 2030 llegarà a los 10 mil millones de habitantes.

Selectiva y precisa como es, esta multidisciplina promete llevar a los hogares de ricos y pobres alimentos variados y completos en aras de superar la desigualdad más atroz que recorre todo el orbe: el hambre y la desnutrición.

Las ciencias de la biología, química e ingeniería se aliaron,y en poco tiempo han sabido identificar los genes importantes que en plantas o animales permiten multiplicar productos que son vitales en la producción de alimentos, tales como enzimas, proteínas y vitaminas.

Nunca como ahora, en un mundo que oscila entre obesos y anoréxicos, la alimentación cobra una enorme importancia y actualidad. Las viejas expresiones de las abuelas, de que las personas “son lo que comen y beben” se han tornado en casi una evidencia científica.

Los ancestros contaban historias de amigos o familiares a los cuales la mala alimentación los había lanzado a toda clase de enfermedades infecciosas; a neurosis incontrolables o a partos mal logrados. Hoy, los hombres y las mujeres de ciencia nos dicen que ingerir correctamente nuestros alimentos nos garantiza individuos sanos y con un bienestar biológico, psicológico y social.

Y es que, si reflexionamos y nos detenemos a observar, los alimentos son nuestro principio de vida. Ellos de alguna manera representan nuestra salud física y hasta emocional.

A través de ellos, los padres y madres dan y reciben el afecto a sus hijos; con ellos también recordamos e identificamos los olores y los sabores agradables, los de los abuelos, los de la infancia, los de la seguridad en casa.

PROMESAS DE LA BIOTECNOLOGÍA Los beneficios que la biotecnología promete son cultivos más amigables con el medio ambiente; aceites de cocina más saludables; frutas y verduras con mayores niveles de nutrientes; mejores métodos de identificación y localización de toxinas, patógenos y contaminantes; la eliminación de proteínas alérgicas; la protección ambiental; mejorar la calidad de granos y semillas y tolerancia a sequías, inundaciones, al frío o al calor a los metales y a las sales.

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Las alternativas de la biotecnología alimentaria son todo un horizonte que puede ser venturoso en continentes pobres como África o América Latina; en África por ejemplo, multiplicando la capacidad de producir aun en tierras poco fértiles; en Latinoamérica, sobre tierras desgastadas y en zonas áridas.

Si el enfoque social de la biotecnología guía a esta hermosa multidisciplina, y en ella prevalece aquél por encima de las visiones de mercado, seguramente podrá erigirse en una de las mejores herramientas de cualquier Estado: la de colocar en el centro de las decisiones al ser humano que come y se alimenta bien, porque la democracia, dicen algunos, empieza en la mesa de obreros, campesinos y hasta de desempleados.

EDITORIAL

Profesor Leonardo Santi

E

Doctor Albert Sasson

n esta ocasión, nuestra revista dedica gran parte de su contenidoLeonardo al tema de la BioEl profesor Santi, presidente del Congreso Albert Sasson, doctor en Ciencias Naturales por la tecnologíabioMonterrey y la Alimentación, Internacional 06, es también presidente del Universidad de París, es un prominente investigador en tema que de expertos internacionales Centro Biotecnología Avanzada de Génova, Italia; jefe el campo de la biotecnología, y se especializa en estudios tratarán el segundo día CongresoBiología y Genética de la del Departamento dedel Oncología, de microbiología. Trabajó en la Facultad de Ciencias, de Internacional Escuela de bioMONTERREY Posgraduados en2006.

Oncología, y de la University Rabat, en Marruecos, y ocupó el cargo de subdirector School for Technicians in Biotechnology. Ha escrito más general de la UNESCO. En el Congreso bioMonterrey 2006 Es de imperativo, en esta científicos época de en unoncología experimental 250 documentos será relator de conclusiones generales. crecimiento demográfico im- en cáncer de pulmón, y patología oncológica, global con énfasis presionante, la vieja pregunta tumores atender ocupacionales y modificantes biológicos de Es Agrégé de I’Université y sus trabajos de investigación respuesta. en microbiología versan de modo particular sobre de Thomas Malthus, autor inglés, quien la microflora de las tierras áridas y sobre los señaló el riesgo de que el planeta Tierra microorganismos, libres y simbióticos, fijadores de Además de otras alimentos responsabilidades, es presidente se quede sin suficientes para nitrógenopara atmosférico.

Luego de una carrera en la Comité Nacional Italiano Bioseguridad y Todo lo demás: retórica, comunicación cambios transgénicos internos su del población, pues esta última crece para También del a Comité de Ciencias, de Rabat, fue nombrado decano de o paranoia social de diferentes su realidad Facultad circundante. en Biotecnología. forma exponencial, mientrases quecoordinador la adaptarse Nacionalagrícola de Cáncer, del Ministerio a 1969. decir, lo transgénico no 1963 lo inventó el organizaciones no gubernamentales es producción lo hace en forma deEsSalud. proporcional, y aunque esto no fue hombre sino la propia naturaleza de la solamente una concepción abstracta y Santi es miembro de una gran variedad de organizaciones Sasson pertenece a diversas no debe ingresarorganizaciones, a una discusiónensi las no biología. confirmado, el riesgo está latente. científicas nacionales e internacionales y funge que ha desempeñado cargos acientíficos lo largo cuenta importantes con los elementos también como parte de diversas de su carrera. miembro para correspondiente la Real suficientes probar su de presencia Las discusiones que se presentarán en Es Dicen los expertos que del paraconsejo el a- editorial científicas internacionales, de Academia Nacional de Farmacia España, dialéctica en un (Instituto tema quededebe ser decomo esta temática y que serán ño publicaciones 2020 el mundo tendrá ocho mil el senoasí los siguientes Europeo sobre por Ciencias doctor manejado honoris causa en Ciencias de por los expertos Biológicas y no por los analizadas científicos Madrid); muy promimillones de seres comités: humanos,Grupo los que de la Vidatrastornos (Comisiónimportantes Europea, Bruselas), la Universidad la Habana, Cuba; miembro asociado comunicadores sociales. nentesForo comoEuropeo aquéllos que han trabajado de ocasionarán dehábitat, Investigación sobre Cáncer en (Comisión Europea, de Roma y profesor invitado en el Instituto de el llamado golden rice del o elClub famoso a su generando unelcalentaBruselas), de los Comités Italo-Americano de laseñalando Universidad Naciones quedelalas innovación científico mexicano queEstudios acaba Avanzados de Concluyo miento global,coordinador mayor desforestación e Italo-Británico sobre Biotecnología, y miembro de del maíz Unidas (UNU/IAS, Yokohama). enero del año 2000, enDesde los alimentos no es un el genoma dentro de transgénica y pérdida de la agricultura conven- sintetizar la Comisión Internacional sobre Biosociedad (Cámara Sasson es consultor de alto nivel, en particular de la cional que la naturaleza nos otorga un proyecto del CINVESTAV y también riesgo sino una esperanza, mientras de Comercio, París). los que hablarán de la historia UNESCO. del trigo, se maneje con rigor científico, control porInternacional mandato divino.

Ante esta perspectiva, hablar de CONSEJO EDITORIAL modificaciones a la producción de Ingeniero Juan Aréchiga alimentos a Antonio través González de utilizar la Presidente importante ciencia de la genética, Licenciado Omar Cervantes Rodríguez no es un tema retórico, y menos Director de Comunicación aún del debe ser aprovechado por Social Gobierno del Estado los expertos la paranoia Ingeniero Xavierde Lozano Martínez social M. C. Silvia Patricia Castro para generar unMora temor sobre algo Doctor Mario César monstruoso queSalinas la Carmona producción Doctora Diana puede Reséndez Pérez transgénica propiciar en la Doctor Alan Castillo Rodríguez raza humana.

Ingeniero Jorge Mercado Salas

Para aclarar esta temática, hay DIRECTORIO que utilizar el método científico y Ingeniero Antonio Zárate Negrón Director Programa recordardelque desdeCiudad hace muchos Internacional Del los Conocimiento años o siglos, seres humanos, Doctor Luis Eugenio los animales y laTodd agricultura, por Director General influencia del ambiente, generan

serán los que realmente marquen un camino para la comprensión de este Félix Ramos Gamiño de acelerar la fenómeno, necesario, Director Editorial producción de alimentos a que nos Maestro Rodrigo Soto obligan las circunstancias del mundo Secretario Editorial actual.

Profesor Ismael Vidales Delgado

experimental permanente y bajo las normas internacionales, pues el problema Doctora Liliana Patricia Cerda Pérez de los avances científicos y de la bioética Ciencias de la Comunicación correspondiente no es producto de la Licenciados Jorge Pedraza y ciencia sino de los defectos intrínsecos Claudia Ordaz de la corrupción humana.

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 Y Dios dijo: “creced y multiplicaos”; Desarrollo Urbano y Social Diseñador Doctor David Gómez Almaguer Arquitecto Rafael y Adame Doria pero nosotros exageramos creamos Ciencias Médicas Arte Gráfico un problema.

Contador Público José Cárdenas Cavazos Profesor Oliverio Anaya Rodríguez Ciencias Políticas y/o de Administración Circulación y Administración Pública

DESCARTES

Pienso, luego existo

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Re Conocimiento

A investigadores nuestros en el campo de la alimentación Doctora María Guadalupe de Jesús Alanís Guzmán

Con una sólida vocación hacia la atención del ser humano y a la investigación en la ciencia de los alimentos, María Guadalupe de Jesús Alanís Guzmán realiza investigación en alimentos de origen vegetal, enfatizando en el estudio de las proteínas y de los compuestos nutracéuticos de los recursos de nuestra región, como el ébano y la anacahuita.

En la Facultad de Ciencias Biológicas de la UANL es profesora investigadora; coordinadora de la Maestría en Ciencias de los Alimentos y jefa del Departamento de Alimentos. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores nivel I y pertenece a la Asociación de Tecnólogos de Alimentos de México y al Institute of Food Technologist.

Es química bacterióloga parasitóloga por la UANL. Tiene una Maestría en Ciencias y Tecnología de Alimentos por el Instituto de Nutrición de Centro América y Panamá y un Doctorado en Ciencias, con especialidad en Alimentos, de la UANL. Es autora de dos capítulos en libros y de 19 artículos científicos publicados en revistas especializadas, nacionales y extranjeras.

Doctora Elizabeth Cruz Suárez

Juan Roberto Zavala

Doctor Gilberto Eduardo Salinas García

Autor de 16 artículos publicados en revistas especializadas, nacionales y extranjeras, Gilberto Eduardo Salinas García es un destacado investigador en las áreas de mejoramiento genético de fríjol, sorgo y maíz; genética molecular de colza, sorgo y chile; recursos genéticos de nopal y mejoramiento genético asistido con marcadores moleculares para la alta calidad nutricional del maíz. Es profesor investigador de la Facultad de Agronomía de la UANL, miembro del H. Consejo Universitario de esa institución y miembro del Sistema Nacional de Investigadores.

Es ingeniero agrónomo fitotecnista por la UANL y tiene una Maestría en Ciencias, con especialidad en Genética, del Colegio de Posgraduados de Chapingo. En la Universidad de Birmingham, en Inglaterra, obtuvo una Maestría en Ciencias, con especialidad en Genética Aplicada y un Doctorado, con especialidad en Biotecnología Aplicada al Mejoramiento de Cultivos. En 1996, el CONACYT lo incluyó en su Programa de Repatriación de Investigadores.

Doctor Ciro Valdés Lozano

Poseedora de una clara inclinación por la investigación en las áreas de nutrición y tecnología de alimentos para camarones marinos y en la evaluación y caracterización química y nutricional de recursos alimenticios, Elizabeth Cruz Suárez es coeditora de la serie de libros “Avances en nutrición acuícola” y coautora de 16 capítulos en libros y 72 artículos científicos publicados en revistas especializadas.

Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores nivel I, y los años 1993 y 2000 la UANL le otorgó los Premios de Investigación en Ciencias Naturales.

Con una destacada trayectoria en la investigación en las áreas de mejoramiento genético de trigo, avena, cebada, sorgo, maíz y fríjol; en la microprogramación de papa y en agroecosistemas y manejo de cultivos, Ciro Valdés Lozano ha logrado la generación de germo-plasma mejorado en los cultivos mencionados, variedades e híbridos y metodologías de mejora genética y producción.

Ha publicado 5 capítulos en libros y 153 artículos y notas científicas en revistas especializadas. Desde 1975 es profesor investigador en la Facultad de Agronomía de la UANL

Es bióloga, con área de concentración en Hidrobiología, por la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM). Hizo una Maestría y un Doctorado, ambos grados académicos en Oceanología Biológica en la Universidad de Bretaña Occidental, Francia. Tiene un diplomado en Administración de Agronegocios del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey.

Es ingeniero agrónomo por la UANL, y tiene una Maestría en Ciencias, con especialidad en Genética, del Colegio de Posgraduados de la entonces Escuela Nacional de Agricultura. Su Doctorado en Agronomía, con especialidad en Mejoramiento Genético Vegetal, es de la New Mexico State University, en Las Cruces, New Mexico, en los Estados Unidos. Ha sido catedrático en la Escuela Nacional de Agricultura de Chapingo, en el Estado de México; en la Escuela Superior de Agricultura Hermanos Escobar, en Ciudad Juárez, Chihuahua y en la New Mexico State University.

Doctora Adriana Gutiérrez Díez

Investigadora en las áreas de producción de hortalizas, marcadores moleculares y cultivo de tejidos vegetales, Adriana Gutiérrez Díez es autora de 14 memorias en extenso y de diversos artículos científicos publicados en revistas especializadas, como “Identificación de QTL controlando caracteres agronómicos cuantitativos en sorgo” y “Clasificación y estimación de la diversidad genética de nopal Opuntia spp en base a descriptores fenotípicos y marcadores genético moleculares”, ambos publicados en PhYton, International Journal of Experimental Botany.

Es ingeniera agrónoma fitotecnista y tiene una Maestría en Ciencias, con especialidad en Producción Agrícola, ambos grados académicos de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Su Doctorado en Ciencias Agrícolas es de la misma universidad. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores y profesora investigadora en la Facultad de Agronomía de la UANL.

Doctor Juan Antonio Vidales Contreras

Juan Antonio Vidales Contreras es investigador en las áreas de modelación del transporte de virus, modelo de virus entéricos, sistemas de tratamiento de agua residual municipal, control de salmonera en alimentos, mediante la utilización de bacteriófagos y reutilización de aguas residuales en la irrigación de cultivos, con el mínimo riesgo de salud pública. Desde 1985 es profesor en la Facultad de Agronomía de la UANL, donde ha sido miembro del H. Consejo Universitario; coordinador de la carrera de Ingeniería Agrícola y coordinador del cuerpo académico de “Ambiente y Sustentabilidad”.

Es ingeniero agrónomo por la UANL, donde realizó también una Maestría en Ciencias, con especialidad en Hidrología Subterránea. Obtuvo su Doctorado en Filosofía, con especialidad en Agua, Suelo y Ciencia Ambiental, en la Universidad de Arizona, en los Estado Unidos.

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