El 21 de marzo de 2009 fue el Annual Poster Day, el día mas esperado por todos los biomentes, ya que estaríamos exponiendo y compartiendo nuestro trabajo de investigación el que realizamos durante tres semestres.  Este día fue uno de reconocimientos, pero a la misma vez de aprendizaje. Esto se debe a que no solo se nos premio por nuestro trabajo, sino que también tuvimos la oportunidad de ver el trabajo que otros estudiantes como nosotros habían realizado en distintas áreas de la ciencia.  Como parte de la actividad se le asignó a cada estudiante evaluar tres pósters de otros estudiantes para ver cómo habían realizado su trabajo y cuales fueron sus resultados.

            En mi caso en particular me asignaron tres pósters de diferentes áreas: Bioingeniería, Biotecnología y Microbiología.  Me gusto que fueran de diferentes áreas porque así podía saber de cosas nuevas que podían estar relacionadas a mis intereses.  El primer póster que evalúe fue el del estudiante J. Santiago.  El título de su proyecto era Lysozyme Crystallization with Neutral Hydrogel Providing Conditions for Counter-Diffusion. Este proyecto me gusto mucho porque esta mediante un mapa de densidad electrónica se buscaba observar la estructura de la proteína, lo cual puede tener un impacto en la elaboración de medicamentos.  El segundo póster fue el del estudiante A. Rivera. El título de este proyecto era Microalgae Derived C10-C14 Biofuels.  Este trabajo también fue de mi agrado ya que este estudiante se empeño en que entendiera con lujo de detalle de que se trataba su proyecto y la importancia que este trabajo puede tener ya que seria una alternativa para no depender tanto del petróleo.   Por ultimo, pero no menos importante evalúe el póster de las estudiante S. Montalvo y L. Rodríguez. El título de este proyecto era Microbial communities Associated to Bovine Udder.  El título de este proyecto me llamo la atención porque era diferente y me pregunte para que sería importante saber los microorganismos que se encuentran en la ubre de las cabras. La estudiante del proyecto con mucho amabilidad y destreza del tema me explico que era importante saberlo ya que se quería conocer mas sobres los microorganismos asociados con la enfermedad mastitis, además que es muy útil saber como estos microorganismos ayudan a mantener la ubre de la cabra saludable ya que son parte de su flora.

            La experiencia del Annual Poster Day fue increíble porque pude compartir con muchos compañeros biomentes lo que he realizado con mucho esfuerzo durante tres semestres. El haber trabajado en esta investigación me ha permitido conocer y aprender muchas técnicas y experiencias que serán de mucha ayuda en el futuro.  Le agradezco al Dr. Carlos Ríos-Velazquez mi mentor de investigación, el haberme dado esta oportunidad porque junto a el y los compañeros del laboratorio B-266 he aprendido a trabajar en equipo. He aprendido que si quieres lograr algo debes dedicarle todo tu empeño aunque te cueste algunas horas de tu sueno. Pero sobretodo que lo que hagas en esta vida lo hagas porque realmente lo sientes de corazón y porque te llena el saber que todos los días te levantaras a hacer lo que mas te gusta. Gracias porque en este laboratorio aprendí que no solo somos compañeros, más que eso somos una familia.

Isolation and Characterization of Puerto Rican Bioprospects Resistant to Heavy Metals

Abstract

Astrobiology is a novel interdisciplinary science that studies the origin, evolution and distribution of life on Earth and in the Universe. One of the NASA’s program priorities involves the analysis of microbes as a source to understand the response of organisms to conditions in space or other planets.  Possible bioprospects are microorganisms that live or survive extreme environments, such as high concentrations of metals. These bioprospects could represent an important source of information for NASA about life in environments with similar extreme conditions.  The main focus of this research is to isolate and characterize microorganisms that can tolerate high concentrations of metals to further understand their resistant mechanism.  Environmental samples were processed by serial dilutions and spreaded on a media supplemented with different concentrations of copper. Then, the metal resistant microbes (MR-Microbes) were initially characterized microbiologically.  A total of eight bioprospects were obtained from different environmental samples.  The macroscopic characterization shows that most of the colonies have a regular shape, but only two shows an irregular shape.  Also the colonies showed pigmentation which range from white to blue/green.  The isolates showed two types of texture cottony and powdery.  Microscopically, some of the bioprospects presented asexual reproduction structures such as vesicle, phialides and conidias that are associated with the genus Aspergillus sp.  Ongoing research is being performed to start analyzing the molecular physiology of the sample.

El progreso que he obtenido en m investigación se puede decir que es de aproxidamente de un mas de un 50% ya que aun me falta realizar algunas pruebas para poder completar la caracterización de los bioprospectos.  Me hubiera gustado haber podido tener más resultados pero me he tenido que enfrentar con varias circunstancias que le pueden haber ocurrido a cualquiera de mis compañeros, como son el tiempo en que tardan mis hongos en crecer que son de aproximadamente 7 días, la contaminación que han sufrido mis microorganismos en el tiempo de incubación, lo que me ha llevado a volver a inocularlos en platos petris nuevos y por ultimo el factor tiempo ya que a veces se me hace un poco difícil el poder organizar todas mis tareas académicas mas la investigación sin dejar de descuidar ninguna de ellas.

Durante este semestre las metas espero alcanzar son:

1. terminar de caracterizar los bioprospectos resistentes a cobre
2. realizar las pruebas moleculares para obtener mejor resultados
3. realizar la prueba de resistencia a radiación utilizando el simulador de Ponce
4. ver si los bioprospectos pueden crecer en medios con otros tipos de metales

El trabajo de este semestre se relaciona a los anteriores ya que voy a continuar caracterizando los ocho microorganismos obtenidos durante los dos semestres pasados. Estos microorganismos tienen la habilidad de vivir o sobrevivir en ambientes con altas concentraciones de cobre por lo cual su identificación es muy importante para los campos de la astrobiología y la geomicrobiología. Espero poder mejorar muchas de las técnicas que ya he realizado en el laboratorio y poder obtener más resultados que me ayuden en la identificación de mis biopropectos, los cuales en su mayoría son hongos.

            Para este semestre espero utilizar técnicas como: Extracción de DNA, Electroforesis, la prueba de radiación, pruebas bioquímicas, microscopio electrónico de rastreo, entre otras. Como dije anteriormente muchas de ellas ya las he utilizado pero no he obtenido los resultados esperados por eso debo realizarlas para poder mejorarlas. Espero que este semestre si pueda realizar la pueda de radiación ya que seria algo fenomenal, el poder utilizar el simulador solar que se encuentra en Ponce. Además el poder utilizar el microscopio electrónico de rastreo del recinto para poder visualizar si los bioprospectos cambian su morfología cuando crecen en medios con altas concentraciones de cobre.

Luego de un largo y duro semestre tengo la satisfacción de decir que he podido realizar gran parte de las metas propuestas.  A pesar de que es tarea difícil el manejo del tiempo, ya que hay que dividir el tiempo de estudio y el tiempo de trabajo no es imposible.  Con paciencia y esfuerzo se pueden realizar grandes logros de los cuales nos sentiremos orgullosos de presentar.

Durante este semestre pude realizar gran parte mis objetivos, ya que pude aislar otros cinco bioprospectos los cuales pueden crecer en diferentes concentraciones de cobre.  Además pude caracterizar microscópicamente dos de los bioprospectos que había obtenido durante mi primer semestre de investigación. Estos dos bioprospectos eran hongos del género Aspergillus. La mayoría o mejor dicho todos los bioprospectos obtenidos todos son hongos y cada uno tiene características particulares cuando crecen en las diferentes concentraciones de cobre. Estas características son las que en algún momento quisiera determinar ya que le permiten a estos organismos la supervivencia en lugares con concentraciones toxicas de metales.

Para el próximo semestre espero poder caracterizar microscópicamente todos los bioprospectos, continuar con la optimización de la extracción de DNA, pruebas bioquímicas, entre otras. Pero también quisiera poder realizarle pruebas de radiación a mis biprospectos para ver si además de tolerar altas concentraciones de cobre pueden tolerar diferentes dosis de radiación.

            El aislamiento y caracterización de microorganismos resistentes a metales, el cual es el titulo de mi investigación es de gran importancia en dos campos: la astrobiología y la geomicrobiologia.  La astrobiología según la NASA es el estudio del origen, la evolución, distribución y el futuro de la vida en la Tierra y en el Universo.  Mientras que la geomicrobiologia es una disciplina interdisciplinaria que incluye el estudio de la microbiología en ambientes geológicos.   La interacción de los microorganismos con los metales ya que además de ser útiles para estudiar vida en otros planetas, también tiene el potencial de remover contaminantes (como lo son los metales) del suelo o de cuerpos de agua.  Los resultados que he obtenido han sido de gran avance ya que el simple hecho de encontrar microorganismos resistentes a metales es una tarea difícil, hasta el momento cuento con seis bioprospectos, los cuales en su mayoría son hongos. En su caracterización hemos encontrado que dos de hechos pueden se Aspergillus spp.  por las estructuras que mostraban bajo el microscopio, pero todavía faltan muchas otras pruebas. Durante este semestre puede llevar a cabo la extracción de DNA aunque debe optimizarla para obtener el DNA mas limpio y se pueda observar mejor en la electroforesis. Además el jueves 23 de octubre fue el Sci-TeCC donde el tema fue Astrobiología y las conferencias presentadas fueron por expertos en el tema, lo que me sirvió de mucho para comprender mejor la importancia de mi investigación. Por esto pienso que según mis resultados he logrado un poco mas del 50% de mis objetivos ya que me gustaría optimizar algunos de los métodos utilizados para obtener mejor resultados.  Cada día se aprende un poco más y esto te da la oportunidad de ampliar tus objetivos hasta obtener un gran resultado.

Una de las técnicas que he aprendido y que usare constantemente en el laboratorio es la preparación de medios de cultivos con cobre.  Como este medio es uno muy selectivo su preparación requiere de mucho cuidado, ya que no se puede esterilizar el “stock” de cobre con el LB agar porque si no el cobre se oxida. Además para favorecer el crecimiento de los microorganismos se necesita regular el pH  de 7 a 7.2 y esto no es tarea fácil.  A pesar del trabajo y el tiempo que se requiere para hacer este medio de cultivo, al final se siente la satisfacción cuando vez que obtuvistes el crecimiento de al menos un microorganismo.

            Utilizando una escala la escala provista del 1 al 5 pienso que tengo un tres, ya que he logrado el 50% de los objetivos propuestos. Pienso que vamos hacia adelanto ya que lo más difícil era obtener los bioprospectos y de ahora en adelante será caracterizarlos microscópicamente y bajo distintas pruebas para obtener nuestro gran resultado.

            Una de las dificultades que he confrontado es el poder manejar el tiempo, ya que al estar en tercer año las clases requieren mas dedicación y he tenido la mayoría de los exámenes en una semana. Pero para poder manejar esta situación  he tratado de dividir el tiempo lo mejor posible y he tratado de adelantar los trabajos para poder ir a trabajar en mi proyecto en las tardes.  Lo mas importante es aprender que a veces hay que perder un poco de sueño para cumplir con todas las responsabilidades, todo lo que se quiere lograr requiere de un poco de sacrificio.

Ya ha comenzado un nuevo semestre y junto con él nuevos propósitos para mi investigación. Para este semestre espero haber logrado:

1. Terminar de caracterizar macro y microscópicamente mis bioprospectos.
2. Intentar someterlos a pruebas de resistencia a radiación.
3. Llevar a cabo la extracción de DNA de los mismos y realizar muchas otras pruebas que me permitan identificarlos.
4. Continuar con la búsqueda de más bioprospectos resistentes a metales y entre ellos que alguno sea bacteria.

El semestre anterior me abrió las puertas para aprender muchas técnicas que serán muy útiles durante este semestre, como lo fue: la preparación de un medio de cultivo selectivo con diferentes concentraciones de cobre, extracción de DNA, PCR, entre otras.  La técnica nueva que estaré utilizando durante este semestre será la de exponer mis muestras a la radiación para ver si se observa alguna resistencia.  Cuando mi mentor me informó esto me resulto fantástico porque estaré trabajando en colaboración con otros compañeros y estaremos utilizando un simulador solar.  Espero pueda lograr todos mis objetivos para que durante este semestre pueda llevar mi investigación a una nueva etapa   en donde abarque mas su importancia en los campos de la astrobiología y la biomédica.  

Ya se acerca el fin del semestre y por lo tanto también culmina mi primer semestre de investigación. Esta experiencia ha sido la más gratificante que he vivido en mis dos años de bachillerato, ya que jamás pensé todo lo que aprendería en tan solo un semestre y lo increíble que seria trabajar en el laboratorio con un magnifico equipo.  La oportunidad de realizar esta investigación me ha llevado a aprender como trabajar en equipo, a trabajar en el laboratorio de una manera organizada y cuidadosa, a aprender técnicas importantes, a mantenerme constantemente buscando información para instruirme, entre otras.

            A pesar de que ha sido una experiencia magnifica también me he enfrentado a retos y barreras. Pienso que una de las barreras con la que todos los estudiantes se enfrentan es el tiempo. La tarea de llevar a cabo una investigación requiere tiempo y por lo tanto he tenido que adaptarme a medir mejor el tiempo, a aprovechar todo tiempo libre para adelantar trabajos o acostarme muy tarde para terminar todo los compromisos.  Pero lo aunque nos enfrentamos a distintas barreras lo que me mantiene firme es el reto de lograr la meta de mi investigación.  Para lograr esto pienso que el haber escogido al Dr. Carlos Ríos Velásquez como mentor ha sido  un paso muy importante ya que su manera de instruirnos nos motiva a cumplir ese reto. El primer reto al cual el  mentor nos motivo a lograr fue el de realizar la propuesta de investigación. Para mi fui una experiencia retadora ya que nunca antes había redactado una, pero al final pude lograr realizarla y adquirir la experiencia.  Para logar lo que uno se propone primero hay que retarse.

            El primer semestre a terminado pero pronto comenzara un nuevo semestre con grandes expectativas. Ya que en el primer semestre logre adquirir destrezas en el laboratorio y adquirir mis organismos candidatos, en el segundo semestre utilizare  los candidatos para realizarles diferentes pruebas fisiológicas y bioquímicas para determinar su comportamiento, entre otras cosas.   Cada día me entusiasmo mas con mi investigación y se que con esfuerzo  lograre mi objetivo de caracterizar organismos resistentes a metales y encontrar su mecanismo de resistencia.

     En las ultimas semanas yo y mis companeros nos hemos reunido con nuestro mentor el Dr. Carlos Rios para aprender nuevas tecnicas que estaremos utilizando en el laboratorio.  Una de las tecnicas aprendidas fue Electroforesis, movimiento de una molecula en un campo electrico. Nos enseno desde como preparar el gel de agarosa, que marcadores utiliza hasta como colocar la muestra en la camara.  La siguiente tecnica aprendida fue PCR, una de las tecnicas mas utilizadas en los laboratorios. Para esta prueba nos enseno lo que era un termociclador, como preparar la reaccion y que cambios podriamos realizar para mejorarla.  Por ultimo nos hablo de clonacion, cuales son los tipos de clonaciones, las caracteristicas de las enzimas, en fin todos los detalles necesarios para llevar a cabo una buena clonacion. 

   Por otra parte durante este tiempo tuve la oportunidad de visitar los blogs de otros companeros. Los blogs que visite me parecieron extraordinaros, cada uno presento con claridad cual era su investigacion y cuales eran sus objetivos. Por ejemplo la investigacion de mi companera Jessica del Recinto de Cayey me parecio muy interesante ya que esta buscando una solucion para los pacientes de diabetes con el uso de plantas.  La experiencia de visitar otros blogs me gusto bastante porque pude adquir algo diferente de cada uno de ellos, ademas  me sirven de motivacion para continuar hacia delante con mi proyecto.