Proyecto de investigación actual
Fomentando la agrobiodiversidad en las papas amargas mediante el rastreo de su origen, diversidad y condiciones de nicho
Los sistemas alimentarios contemporáneos no son diversos. Frente al cambio climático, son propensos al fracaso y tienen un alto impacto ecológico negativo. La agrobiodiversidad es la forma más eficaz de diversificar los sistemas alimentarios y reforzar la seguridad alimentaria, impactando positivamente el ambiente local y las familias indígenas y locales de bajos ingresos. Sin embargo, los cultivos locales/indígenas a menudo están poco explorados a pesar de su enorme potencial. En este proyecto, propongo reforzar la seguridad alimentaria mediante el estudio de la diversidad genética y química y la predicción de las condiciones adecuadas para el cultivo de cultivos inexplorados, como especies de papas poco comunes que producen tubérculos.
Especímen de herbario de Solanum acaule.
Doña Santusa de la comunidad de Ocuri, Bolivia.
Las papas amargas deben su nombre a su mayor contenido de glicoalcaloides (comparado a la papa común) que las hace amargas al gusto. Estos compuestos son medicinales pero también tóxicos para el consumo. Los pueblos indígenas andinos encontraron una forma eficaz de liofilizarlas y así producir chuñu (t'unta) y moraya. Estas papas amargas son resistentes a la sequía y las heladas y maduran temprano, características que son importantes para la adaptación de la agricultura al cambio climático. Con este proyecto, sueño con contribuir a que las familias campesinas andinas conserven e innoven sus variedades de papas amargas a raíz de las crisis climáticas. Los campesinos pueden saber dónde prosperarán estas papas amargas con los modelos ecológicos. Con los datos genómicos y de metabolitos, los campesinos andinos pueden mejorar, si lo desean, sus variedades de papas amargas para que resistan mejor los efectos de la desregulación planetaria.
Proyectos de investigación anteriores
Diseño de cepa de levadura
Como bioinfórmata en BioPhero - FMC, desarrollé, implementé pipelines y analicé datos multiómicos para contribuir al desarrollo de nuevos y mejores productos de feromonas. Con el objetivo principal de interrumpir el apareamiento de insectos para controlar las plagas, ¿no es una solución ingeniosa y elegante?
Este nuevo rol me permitió usar mis habilidades bioinformáticas para resolver problemas apremiantes como el cambio climático y la seguridad alimentaria. Con mi pasión y experiencia, fui parte de la transición hacia un futuro más sostenible, donde las feromonas serán el principal método de control de plagas.
Paleogenómica de cortezas de Cinchona: sobre la diversidad química y genómica de las cortezas históricas de los árboles de la quina
El árbol de la quina (Rubiaceae:Cinchona spp.) se ha utilizado ampliamente para tratar la malaria durante cientos de años debido al contenido de compuestos de quinolina que se almacenan en la corteza. Originario de los Andes y conocido por los pueblos indígenas por su efecto mejorador de las fiebres altas recurrentes, los boques nativos de Cinchona fueron intensamente explotados. Posteriormente, se establecieron plantaciones en otros países tropicales. A pesar de la importancia económica y farmacéutica del árbol de la quina, cuestiones taxonómicas han impedido dilucidar la historia evolutiva del Cinchona género y su relación potencial con su diversidad química.
Además, con el advenimiento de la paleogenómica, ahora es posible obtener, analizar y autenticar el ADN de muestras históricas, que a menudo carecen tanto de comprobantes como de información sobre su procedencia.
En este proyecto de doctorado utilicé las cortezas de Cinchona como modelo de museografía de la madera con el objetivo de brindar nuevas perspectivas sobre el origen, aplicación e importancia del árbol de la quina. Esta tesis muestra que los alcaloides de quinolina en muestras históricas de corteza permanecen estables 150 años después, dando vida a especímenes de museo y arrojando nueva luz sobre la diversidad química y la historia de selección del árbol de la quina. También presenté el primer borrador del genoma de Cinchona pubescens, y se sugiere que genome skimming puede proporcionar una resolución filogenética más precisa que un kit comercial de target capture. Finalmente, se muestra cómo se pueden utilizar enfoques genómicos para rastrear muestras de procedencia desconocida hasta su origen genético.
- Tesis del doctorado.
Identificación in silico de nsSNPs en genes de resistencia de variedades de silvestres y cultivadas de Oryza (arroz)
El arroz es un alimento básico global y enfrenta amenazas de patógenos, aunque ha desarrollado mecanismos de defensa. Examinamos las proteínas resistentes (R) codificadas por genes NBS-LRR en diversas variedades de arroz. Científicos han hallado previamente ciertos motivos de dominio LRR bajo selección positiva en arroz cultivado y gramíneas. Investigamos esta característica en variedades de arroz silvestre utilizando datos genómicos de dos variedades cultivadas (Oryza sativa japonica, indica) y siete especies de arroz silvestre. Identificamos genes R utilizando enfoques de BLAST y HMM, seguidos de anotación y análisis ortólogo.
Nuestros resultados revelaron un rango de conteo de genes R entre 204-551, con los cromosomas 11 y 12 conteniendo entre el 26-40% del total de genes R. Encontramos 405 clados de genes R ortólogos abarcando todas las variedades, lo que indica una evolución conservada.
Nuestro análisis filogenómico confirmó la estrecha relación entre O. rufipogon y O. nivara con las variedades cultivadas, mientras que O. brachyantha mostró una mayor divergencia. Nuestro análisis de presión de selección reveló selección positiva en los genes R relacionados con la transducción de señales (Ka/Ks=1.22) y en su región central (Ka/Ks=2.11), lo que demuestra una rápida evolución de los genes R en variedades tanto domesticadas como silvestres.
- Tesis de maestría.
Genómica comparativa de dos cepas de Pasteurella que infectan bovinos y alpacas
La neumonía es una de las principales causas de mortalidad en las alpacas; y el segundo en alpacas neonatales. Puede ser causado por varios factores como bacterias, virus, diferentes condiciones del huésped o incluso todo lo anterior junto. Uno de los factores mencionados es el microorganismo Pasteurella multicida, que también está implicada en la pasteurelosis de otras especies domésticas, incluidas las alpacas. Sin embargo, poco se sabe sobre esta infección, a pesar de su importancia. Esta tesis tiene como objetivo comparar los genomas de ambas cepas que infectan bovinos y genomas de alpacas, 36950 y UNMSM, respectivamente, para conocer la estructura genómica de la cepa aislada de alpacas y determinar qué proteínas están relacionadas con la patogénesis en ambos hospedadores.
Por esa razón, secuenciamos el genoma de P.multocida que afecta a alpacas, realizamos un análisis genómico estructural y funcional y luego un análisis genómico comparativo con P. multocida 36950. Se encontró que las cepas UNMSM y 36950 de P. multocida comparten 1798 proteínas, de las cuales 121 fueron consideradas factores de virulencia. Adicionalmente, aunque la cepa 36950 presenta ICEPmu1, la cepa UNMSM no lo hace. Sin embargo, la UNMSM tiene una región única de 250 Kb entre seis P.multocida cepas multocidas. El análisis filogenético mostró que la proteína FUR (identificado como factor de virulencia) se conserva entre seis P. multocida cepas multocidas. Por otro lado, la proteína OMPH es variable entre esas cepas. También encontramos que el gen atpD de P.multocida UNMSM fue muy variable entre el de las otras cuatro subespecies, lo que probablemente significa que la cepa UNMSM puede considerarse una nueva subespecie.
- Tesis de licenciatura.