Genómica y Evolución de Compuestos Medicinales en Plantas
Acerca del proyecto
En el laboratorio se investiga cómo hacen las plantas para producir sustancias medicinales. Las plantas interactúan con el ambiente a través de miles de compuestos conocidos como metabolitos especializados (ME) que son a su vez la fuente principal de medicinas para la humanidad. Recientemente el esclarecimiento de las bases genéticas de esta diversidad bioquímica ha revolucionado la utilización de este valioso y frágil recurso. En el laboratorio se estudian los genomas y perfiles metabólicos de plantas para entender los cambios genéticos que modulan la creación de compuestos medicinales. Para ello los investigadores integran información de un gran número de especies de Solanáceas, una familia de plantas con enorme importancia socio-económica. Esto les permite utilizar el saber ancestral y la diversidad biológica para entender y manipular la producción de MEs medicinales. Este proyecto es el resultado de una colaboración estrecha con comunidades locales, investigadores de la Universidad Nacional de Colombia y el Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology. Esta colaboración permite conectar áreas diversas que incluyen la etnobotánica, filogenética, genómica funcional y metabolómica.
Sobre el líder de grupo
El Dr. Roda explica "Mi interés como científico es entender la evolución de las plantas y su adaptación al ambiente. Siempre me he sentido intrigado por los mecanismos que generan diversidad biológica mediante la combinación de módulos como moléculas, genes y órganos. Este interés me ha motivado a integrar áreas que van desde la genética hasta la ecología. En el pasado he investigado la resistencia a plagas, la adaptación a ambientes costeros y la evolución de estrategias reproductivas en plantas de tres continentes. El Grupo Tándem me permite contribuir desde un enfoque evolutivo al estudio de la etnobotánica química, un área que inspira mi pasión por combinar ciencia, exploración y conservación".
Acerca del grupo
En Mayo de 2019 se inició el trabajo del Grupo Tándem GEME en laboratorios e invernaderos recién construidos. Desde entonces se han vinculado más de 11 miembros al laboratorio. Estos investigadores forman un grupo interdisciplinario con experiencia en áreas diversas como la agronomía, estadística, etnobotánica, bioquímica, genética, filogenética y taxonomía. El laboratorio está basado en el trabajo en equipo, lo cual nos permite abordar la evolución de compuestos medicinales desde una perspectiva amplia que integre componentes de las ciencias básicas y aplicadas.
Desde su establecimiento el grupo GEME ha contado con la colaboración de investigadores del grupo de Alisdair Fernie en el Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology. Conjuntamente han desarrollado estrategias para la caracterización genómica y metabolómica de plantas medicinales sudamericanas. El grupo GEME se enfocó inicialmente en la identificación y colecta de especies y variedades interesantes y en la creación de colecciones de germoplasma. Para ello fueron cruciales las alianzas con grupos de investigación dentro de la Universidad Nacional de Colombia y la incorporación al laboratorio de un grupo talentoso y multidisciplinario de investigadores. La pandemia ha acelerado una transición hacia la extracción y análisis de metabolitos y ácidos nucleicos. Para ello hemos trabajado cercanamente con colaboradores en Alemania que tienen experiencia y equipos de última generación para este tipo de análisis.
El grupo GEME tiene cuatro líneas de investigación que corresponden a diferentes grupos de compuestos y especies de plantas. Dentro de cada línea se estudia la evolución de un tipo de compuesto útil empleando un enfoque interdisciplinario:
1. Evolución de antocianinas y metabolitos antibióticos en papas nativas y silvestres.
Luis Miguel Riveros - Biólogo de la Universidad Nacional de Colombia. Está realizando su maestría en el grupo GEME y se encarga de estudiar, por medio de un análisis transcriptómico, los genes asociados a la ruta biosintética de las antocianinas de la papa del grupo Phureja.
Nicolas Benhur - Estudiante de Estadística de la Universidad Nacional de Colombia. Se encuentra realizando un proyecto de tesis con el fin de identificar genes que presentan alta correlación con la producción de antocianinas en una colección de variedades de papa. Para ello utilizará correlaciones canónicas y adaptará modelos de regresión a los datos genómicos y metabólicos
2. Evolución de alcaloides tropanos en el género Brugmansia.
Sofía Rojas - Bióloga de la Universidad de los Andes donde también cursó su maestría. Durante la maestría trabajó entendiendo la diversidad de alcaloides tropánicos en las diferentes especies de borracheros (Brugmansia spp.).
Ronald A. Pardo - Químico de la Universidad Nacional de Colombia y estudiante de Maestría en Bioquímica en el grupo GEME. Mis intereses en el grupo se enfocan en la ruta metabólica de los alcaloides tropanos (TAs) en borracheros de Colombia (Brugmansia).
3. Evolución de glicoalcaloides esteroidales y acyl-azúcares en el género Solanum.
Gina P. Sierra - Bióloga de la Universidad Militar Nueva Granada, actualmente esta terminando su maestría en la Universidad Nacional de Colombia.
Pablo A. Perez - Biólogo de la Universidad de Antioquia y su trabajo en los últimos años ha sido en el área de la biología molecular de plantas. Algunos trabajos que ha realizado durante su Maestría se han enfocado en el estudio del desarrollo floral de plantas del género Aristolochia y particularmente en el estudio del desarrollo de los carpelos.
3. Evolución de Withanólidos en Physalideae.
Santiago Perez - Biólogo de la Universidad Nacional de Colombia. Se encuentra realizando una maestría en el grupo GEME donde estudia la genómica y evolución de withanólidos en el clado Physalideae de las Solanáceas.
4. Personas asociadas a todos los proyectos
Maria Cecilia Delgado - Ingeniera Agrónoma con Maestría en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional. Profesora asociada a la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia. Tiene amplia experiencia en el trabajo con genética de rasgos de interés agronómico en papa así como en el trabajo con comunidades y la creación de colecciones de germoplasma. En el grupo es la encargada de gestionar la parte administrativa y de manejar el uso de laboratorios e invernaderos.
Javier Sandoval - Ingeniero Agrónomo de la Universidad Nacional de Colombia. Mi desempeño dentro del grupo es el de prestar los servicios técnicos para la siembra, manejo agronómico y la toma de muestras del material vegetal requerido por el proyecto
