Categoría: Ciencia y Tecnología

Fuente: Comunicaciones USM

Dr. Christopher Cooper de la USM genera en su laboratorio computacional modelos que pueden ser utilizados en diversas áreas de la minería, biología y energética.

Estudiar la electroestática de las proteínas con el propósito de contribuir a avances en áreas como la biología, la minería y la energía, es una de las líneas de investigación del académico del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Técnica Federico Santa María, Dr. Christopher Cooper.

Ligado a lo anterior el profesor desarrolló hace un par de años el estudio de la electroestática en una partícula viral, desarrollando modelos computacionales para entender cómo estos microorganismos comienzan a desensamblar dentro de las células, proceso clave en la infección.

Según comentó, el proyecto tenía como finalidad estudiar el virus Zika, que se transmite por la picadura del mosquito del género Aedes. “De esta forma, vimos por ejemplo que la diferencia de pH del ambiente que se encuentra dentro y fuera del cápside viral es un factor que promueve el desensamblaje y libración de material genético a la célula”.

Además del Zika, durante la investigación estudiaron el virus satélite mosaico de la planta de tabaco y el virus triatoma, que genera el Mal de Chagas.

Microscopio computacional

Todos estas investigaciones son llevadas a cabo en computadores, utilizando ecuaciones diferenciales que modelan muy bien la electrostática, particularmente la ecuación de Poisson-Boltzmann, “se aplican las ecuaciones diferenciales a estas nanoestructuras, entonces lo que hacemos es asignar cargas a cada átomo, parametrizar el ambiente electroestático con una determinada constante eléctrica, y modelar”, sostiene el Dr. Cooper. Así, “nuestro objetivo es tener modelos que nos permitan tener un microscopio computacional, que entregue detalles que no son alcanzables con experimentos, y genere colaboraciones con otros investigadores”.

Otra línea de estudio del académico junto a su equipo son los cálculos de electroestática para observar cómo interactúa una proteína con una superficie. “Aquí han aparecido diferentes aplicaciones. Un caso es el de un investigador que usó mi código para poder estudiar la interacción entre una hidrogenasa (proteína que tiene la capacidad de generar hidrógeno molecular) y una superficie, lo que es un prometedor mecanismo para generar hidrógeno verde”.

Otra aplicación con proteínas de superficie es en la minería, investigación en conjunto con Francisca San Martín del Departamento de Ingeniería Metalúrgica y Materiales, quien trabaja en bioflotación, técnica que se utiliza en minería de cobre para, en términos simples, separar el metal de los desechos.

• SQM y el Instituto de Dinámica Celular y Biotecnología, junto a CeBiB y Laboratorio de Complejidad Microbiana y Ecología Funcional de la Universidad de Antofagasta,  firmaron un acuerdo para investigar el microbioma de las pozas de evaporación del área.

El Instituto de Dinámica Celular y Biotecnología, asociado del Centro ANID, CeBiB, firma convenio para investigar y desarrollar prospección microbiológica en las instalaciones de la compañía minera SQM ubicada en el Salar de Atacama. Se trata del Proyecto Lithium Microbiome, el que será ejecutado por un equipo interdisciplinario asociado también al Laboratorio de Complejidad Microbiana y Ecología Funcional de la Universidad de Antofagasta, parte del CeBiB.

El Salar de Atacama es uno de los mayores reservorios mundiales de litio que se encuentran en salmueras naturales. Posee un entorno geográfico único, con más de 3.000 km2 y situado en el Desierto de Atacama a 2.300 m sobre el nivel del mar. Este salar de gran importancia económica y ambiental, alberga no solo una alta variedad de vida silvestre adaptada a condiciones extremas sino que también vida microbiana. Sin embargo, poco se sabe sobre la diversidad microbiológica presente en las salmueras que forman parte del procesamiento del litio.

Por esta razón, el estudio de microorganismos es clave para entender y evaluar los impactos sobre los ecosistemas y una fuente de desarrollo de aplicaciones biotecnológicas. “El valor primordial de nuestro proyecto está en nuestra exploración de la vida microbiana en uno de los ecosistemas más únicos y extremos del planeta. Esta investigación no es solo una contribución al acervo científico, sino que pretende ser un aporte en el campo de la biotecnología. Al adentrarnos en el mundo microbiano de las piscinas de Litio, estamos despejando el camino hacia posibles nuevos avances y respuestas a desafíos que presenta la industria», explicó Pablo Aguilar, director científico de Proyecto Lithium Microbiome.

El proyecto tiene como objetivos principales la caracterización de comunidades microbianas presentes en la planta de salmuera de litio, específicamente en lagunas de procesamiento, junto con investigar sus metabolismos asociados, los cuales pueden ayudar a la formulación de una propuesta de proceso biotecnológico para la producción de litio. De esta manera, se busca no solo enriquecer el conocimiento científico del área, sino que también desarrollar alternativas potencialmente beneficiosas para el medio ambiente y la preservación de los ecosistemas.

“Los frutos de nuestro trabajo tendrán una repercusión bifocal. En el plano científico, enriquecerán nuestro entendimiento sobre la microbiología de las piscinas de Litio y el potencial que tienen los microorganismos para su utilización en la industria, abriendo la puerta a futuras investigaciones y hallazgos en campos conexos. Desde la perspectiva medioambiental, al tener un conocimiento más profundo de estos microorganismos, podemos descifrar su influencia en el ambiente y cómo ese saber podría ser empleado en la protección y en aplicaciones biotecnológicas”, explicó el Dr. Aguilar.

Por otra parte, el Proyecto Lithium Microbiome incorpora dentro de sus bases la difusión de los resultados finales a nivel nacional e internacional. Esta alianza ha establecido entre las partes que la plataforma con la información del microbioma presentes en las salmueras del Salar de Atacama será de libre acceso, es decir, la base de datos generada a partir de la investigación de la diversidad microbiana, utilizando secuenciación masiva, será de acceso público y gratuito, siguiendo los estándares de open science.

Esta alianza de colaboración científica entre la compañía minera global SQM y destacados centros y laboratorios de investigación científica, es un hito que fortalece la idea de que vincular la industria con la academia es esencial para contribuir en el desarrollo eficiente y sostenible del país.

Fuente: CeBiB

• Durante 23 años, el Parque Etnobotánico Omora, ubicado en Puerto Williams, ha sido el laboratorio de estudio de aves más austral del planeta. Investigadores e investigadoras  llevan a cabo una incesante labor para conocer la biología y ecología de estas especies, realizando un monitoreo permanente.

Alrededor de las 5:30 de la madrugada, comienza la jornada para Juan Rivero de Aguilar, doctor en ciencias biológicas e investigador asociado del Centro ANID CHIC, con  la observación y seguimiento de aves, en las estaciones de anillamiento al interior de Omora. En ocasiones, en compañía de otros y otras científicas, Rivero  llega hasta las estaciones del Notro y Canelo para continuar con sus estudios,  seguimientos que pueden  tomar hasta siete horas.

Rodeada de bosque de notros, arbusto muy conocido en la región patagónica por sus flores rojo escarlata (Embothrium Coccineum), la primera estación destaca por ser una fuente de alimento de las aves al interior de este bosque, que posee 5 especies de árboles. En verano, en el Notro, las especies se alimentan de las flores, mientras que, en invierno, de sus semillas. Por su parte, la estación Canelo, se encuentra, como su nombre lo señala, inserta en un sector de canelos (Drimys winteri).

Allí, en cada estación, se instaló un entramado de cinco redes, que conforman un círculo, donde las aves son atrapadas. Cada 15 a 30 minutos, quienes participan de la investigación, realizan un recorrido por esta enorme res circular y, de esa manera, capturar a los pájaros para ser llevados a alguna  estación para su anillamiento, donde se le incorpora un anillo metálico en la pata (tarso o tibia),  que permite identificarlos y rastrearlos. “Es como una especie de RUT”, sostiene Rivero. Aquel paso es fundamental para el objetivo de los estudios; la obtención de las respuestas a las preguntas del programa Omora, como por ejemplo, cuánto vive un ave.

Durante más de dos décadas de trabajo, más de 16 mil pájaros han sido capturados y, con ello, se han identificado 25 especies distintas en Omora, entre las que se registran el fío-fío, chincol, carpintero grande, comesebo, entre otros. “Eso nos da datos, por ejemplo, de los cambios en el ensamble; cuáles especies habitan en el bosque; cuáles son residentes o migratorias; cuál es la fenología de su migración, por ejemplo”, indicó el académico. En ese sentido, se  han podido observar fenómenos importantes, tales como, cómo las aves se desenvuelven frente al cambio climático; o,  efectuar análisis respecto de la transmisión de enfermedades como la malaria aviar, en especial, dada la migración de determinadas aves que llegan hasta Cabo de Hornos, y los potenciales efectos sobre las especies que habitan allí.

Este valioso ejercicio científico se desarrolla mensualmente, cada tres días por estación, a lo largo del año. Esto corresponde a un esfuerzo importante, dice el investigador, “son pocos los observatorios de aves, donde se realiza anillamiento científico, durante todos los meses del año”.

Lo anterior, es un dato fundamental para la labor que se efectúa en este  parque etnobotánico, pues las estaciones Notro y Canelo se han ubicado exactamente en el mismo sitio, desde hace 23 años, manteniendo condiciones y parámetros estables, que son importantes para al estudio. “Constituye el monitoreo con más tiempo y más antiguo en este tipo de bosques, y de latitudes, que comenzó en el año 2000”, señala Rivero.

Fuente: CHIC