El seminario titulado “Fish mucosal matrices to evaluate the effect of external stimuli and their impact on fish health: the example of functional diets,” explica la investigación que junto a nuestra profesora del Departamento de Biología Mónica Imarai han llevado a cabo ambas universidades. “Estamos trabajando en el impacto de estímulos externos en la mucosa de los peces centrados en intestino, a nivel de la piel y a nivel de la branquia, ya que cada uno tiene funciones muy concretas”, señala el exalumno de esta universidad e investigador, Dr. Felipe Reyes sobre la temática de su trabajo que desarrolla en la Facultad de Biociencias de la Universidad Autónoma de Barcelona.

En cuanto a su labor conjunta con la Dra. Mónica Imarai, el Dr. Reyes destaca que “la colaboración ha sido súper positiva desde el punto de vista en el que se desarrollan redes de colaboración internacional. A nivel de difusión, nos permite participar en diferentes congresos internacionales y, desde el punto de vista de impacto científico, nos permite la publicación de artículos”, afirma nuestro egresado sobre los beneficios de esta relación.

Además, el Dr. Reyes quiso hacer un balance de sus ya casi nueve años en el extranjero, dedicándole unas palabras de agradecimiento a nuestra universidad y a su Facultad de Química y Biología con motivo de su regreso.

“Para mí es una alegría enorme poder dar una presentación aquí. Desde que me fui el 2010 no había tenido la oportunidad de ofrecer un seminario. Es un placer por lo que significa desde un punto de vista emocional volver la universidad y, por otra parte, intentar mostrar mediante la presentación de mi trabajo a la comunidad científica transversal, de estudiantes de pregrado, magíster y doctorado, que no existe un techo para lo que se desea investigar, ya que tenemos un nivel de formación muy elevado, muy competitivo que básicamente nos permite llegar donde nos propongamos”, comentó.

El Dr. Felipe Reyes López es investigador miembro del consorcio de investigación español del proyecto "DIETAplus, estrategias nutricionales para la mejora en el rendimiento productivo: uso de piensos funcionales y dietas salud en acuicultura".  Su visita fue posible gracias al financiamiento del proyecto FONDECYT N° 1161015 de la investigadora del Centro de Biotecnología Acuícola y de la Facultad, Dra. Mónica Imarai.

“En general, siempre nos llamó la atención que las plantas vasculares antárticas (Deschampsia antarctica y Colobanthus quitensis) sobrevivan tan holgadamente a las condiciones extremas. Hay que recordar que pasan de estar sin luz y bajo nieve, a luz de 24 horas, la que se acompaña de radiación UV-B constante”, contextualiza Rodrigo Contreras, egresado del Doctorado en Biotecnología de la Universidad de Santiago y actual Senior Scientist de Not Company respecto al origen de la investigación que hoy permite entender los mecanismos y las condiciones de sobrevivencia de las plantas vasculares antárticas, especialmente del Colobanthus quitensis, también conocido como clavel antártico.

En síntesis, el paper “UV-B shock induces photoprotective flavonoids but not antioxidant activity in Antarctic Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl”, a través años de trabajo e investigaciones realizadas en el Laboratorio de Fisiología y Biotecnología Vegetal con muestras colectadas en la Antártica,  logró determinar el rol de los flavonoides en la capacidad del clavel antártico para sobrevivir a la radiación UV-B.

“Básicamente C. Quitensis, al estar expuesto a radiación UV-B gatilla la síntesis de metabolitos fotoprotectores que generan un film en las células más expuestas, esto evita que niveles nocivos penetren en la planta. Si lo comparamos con algo cotidiano, C. quitensis sintetiza su propio bloqueador solar”, explica el Dr. Contreras.

Respecto a su aplicación, el Dr. Contreras señala que ya se encuentra patentado un fotoprotector derivado de esta planta. “Basado en su mecanismo de supervivencia, aplicamos el principio de la química verde y la transversalidad que puede lograr un mecanismo biológico, en este caso, propio de las plantas para ser usado en seres humanos”, comenta.

La investigación pertenece a los proyectos AT24120963 correspondiente a la tesis de Doctorado del Dr. Rodrigo Contreras, a los proyectos FONDECYT 3160274 (RC) y 1140189 (GZ) y al proyecto INACH Regular RT_14-17 “Respuestas adaptativas de musgos antárticos al cambio climático”, perteneciente al investigador Dr. Gustavo Zúñiga.

Los autores del paper publicado en la edición de marzo de Environmental and Experimental Botany fueron los Doctores Rodrigo A. Contreras, Marisol Pizarro, Gustavo Zúñiga, Hans Köhler y Pablo Zamora.

“Hoy en día, un problema de la biocatálisis, es que generalmente trae asociadas temáticas que no se pueden resolver exclusivamente con la ciencia de las enzimas, pero que sí requieren de la microbiología y la biología molecular, las que se han vuelto una herramienta indispensable así como también la participación de los ingenieros químicos y los economistas para darle viabilidad técnica-económica a los proyectos”, afirmó el académico perteneciente al Instituto de Biotecnología de la UNAM, quien participó con la charla “Síntesis enzimática de análogos de capsaicina: del laboratorio a la industria”, durante el segundo día de desarrollo del Curso Teórico-Práctico de Biotecnología de Enzimas en la Industria de Alimentos. 

“Chile tiene grupos de investigación de muy alto nivel y en la frontera de la biocatálisis. Por lo mismo, creo que el mensaje que seguramente se va a repetir durante este Congreso es mostrar a los alumnos que hoy en día la ciencia no puede hacerse sino se trabaja de manera multidisciplinaria”, señaló el investigador parte del Congreso que reunió a académicos e investigadores de trayectoria como: Francisco Plou (Premio Madrid a la mejor patente), Javier Arrizon y Andrés Illanes los que, a través de charlas y talleres, compartieron su experiencia con estudiantes.

Resultados y experiencia

La actividad, realizada en enero pasado,  contó con la presencia de la decana de la Facultad, Dra. Leonora Mendoza, quien dio la bienvenida a los asistentes al Congreso entre los que se encontraban estudiantes nacionales y extranjeros provenientes de las universidades de Chile, de la Serena,  de la Frontera, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, de Concepción, de Guayaquil, Universidad Nacional de Formosa y de la Universidad ORT de Uruguay, entre otras.

“Las enzimas y los alimentos son un matrimonio consolidado. Esto se verificó con la realización del Curso Teórico/Práctico de Biotecnología de las Enzimas en los Alimentos, el cual fue un éxito”, afirmó uno de sus organizadores, el investigador del Departamento de Biología de la universidad, Dr. Carlos Vera.

“El número de interesados en asistir al Curso superó largamente nuestras expectativas quedando, incluso, más de una veintena de interesados sin la posibilidad de asistir. De todas formas, tanto el Taller como el Congreso tuvo una alta concurrencia: 87 inscritos provenientes del mundo académico e industrial, los que tuvieron la oportunidad de compartir experiencias y disfrutar de charlas de gran nivel”, resumió el académico de la Facultad de Química y Biología, quien señaló la evidente “necesidad de realizar actividades similares, ya que el uso de enzimas en los alimentos en general es una disciplina con poca visibilidad en los congresos y simposios previamente existentes”.

Para Juan Carlos Robles, estudiante  de Ingeniería Química de la Universidad de Guayaquil de Ecuador,  las temáticas impartidas en taller  fueron “muy interesantes para realizar la tesis que estoy desarrollando”.

“Tengo pensando hacer mi tesis sobre enzimas de los alimentos por lo que tanto, los talleres como las charlas, me han servido de mucho” señaló.

El Taller y el Congreso estuvieron enmarcadas en el proyecto RED 170057 PCI- CONICYT y fueron  organizados en conjunto por la Universidad de Santiago de Chile, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Universidad de los Andes y Universidad de Talca.

Después de un análisis transcriptómico realizado a la macroalga marina Ulva compressa (Chlorophyta) y luego de numerosas observaciones a nivel celular y molecular, las investigaciones realizadas en Laboratorio de Biotecnología Marina de la Universidad de Santiago, lideradas por la Dra. Alejandra Moenne, permitieron identificar “que un tercio de los genes expresados codifican para proteínas con similitud a proteínas de animales y un 50% con similitud a proteínas de plantas terrestres”.

“La lipoxigenasa del alga utiliza ácido araquidónico como sustrato lo que es propio de células animales, y no ácido linoleico, como la enzima de plantas; el calcio liberado del retículo endoplásmico por entrada de calcio se realiza a través de canales activados por IP3 y NAADP y receptor de ryanodina, y estos dos últimos, existen en animales pero no en plantas.  Asimismo, la activación de los canales TRPs lleva a la activación de canales de calcio dependiente de Voltaje (VDCC) y estos últimos son propios de animales, y no de plantas”, explicó la investigadora quien, en estudios anteriores, había determinado que la especie, presente en sitios costeros del norte de Chile, posee canales iónicos del tipo Transient Receptor Potential (TRP) los cuales existen en vertebrados e invertebrados, pero no en plantas.

“Es probable que una parte de estos genes se haya perdido en el linaje animal (como los de la fotosíntesis) y otra parte en el linaje vegetal (como los canales TRPS, VDCCs, receptor de ryanodina y otros)”, sostuvo la Dra. Moenne sobre el estudio que sugiere que el pool de genes presentes hoy en animales y plantas ya existía en estas algas verdes pluricelulares.

“Lo anterior tiene una gran importancia a nivel evolutivo ya que muestra que la “caja de herramientas” o “pool de genes” de animales y plantas, ya estaba presente en organismos fotosintéticos muy antiguos como las macroalgas marinas”, comentó la investigadora.

La macroalga marina Ulva compressa (Chlorophyta) es la especie dominante en sitios costeros del norte de Chile cuyas aguas se encuentran contaminadas con relaves de minas de cobre y fundiciones.  De ahí el interés de la investigadora del Departamento de Biología Dra. Alejandra Moenne por entender y profundizar el conocimiento de sus mecanismos de tolerancia y acumulación de metales.

“Esta macroalga verde es capaz de acumular grandes cantidades de cobre en sus tejidos y posee un potente sistema antioxidante que le permite combatir el estrés oxidativo inducido por el metal”, indicó la Dra. Moenne respecto al objetivo del proyecto Fondecyt 1160013 en el que se encuentra trabajando y que se titula “Copper-induced expression of metallothioneins and synthesis of phytochelatins are involved in copper accumulation and tolerance in the marine macroalga Ulva compressa (Chlorophyta)”.

Dentro de los resultados del proyecto de investigación se observó que el alga “cultivada con concentraciones crecientes de cobre correspondientes a 2.5, 5 7.5 y 10 µM por 0 a 12 días, acumula cobre a nivel intracelular de manera proporcional a la concentración presente en el medio de cultivo y el cobre acumulado aumenta con los días de cultivo de manera lineal”.

Además, la especie en cuestión “presenta un aumento inicial de síntesis de glutataión (GSH) y fitoquelatinas (PCS) y una respuesta más tardía de aumento en la expresión de genes de metalotioneinas (MTs) en respuesta a cobre”.

“La acumulación de cobre a estas concentraciones es lineal, en cambio el aumento  GSH y PCs asi como la expresión de genes de MTs aumenta y luego disminuye lo cual sugiere que existe un aumento coordinado y complementario de GSH, PCs y MTs que determinan la acumulación de cobre a nivel intracelular” explica la Dra. Moenne.

“De manera complementaria, se demostró que, sobre un cierto nivel de cobre intracelular, el alga expulsa cobre al medio de cultivo así como glutatión, pero no fitoquelatinas ni metalotioneinas. Esta expulsión de cobre al medio constituiría un mecanismo adicional de detoxificación de cobre en esta alga marina”, agregó la investigadora respecto al trabajo  publicado en la revista Plant Physiology and Biochemistry.

Acerca de las proyecciones de este nuevo conocimiento, la Dra. Alejandra Moenne, responsable de la investigación, aseguró que los genes involucrados en la acumulación de metales “podrían ser expresados en un alga verde con mayor biomasa como Ulva lactuca y así el alga transformada pueda ser utilizada para fitoremediar aguas costeras contaminadas con metales. Otra posibilidad es transferir los genes a plantas tolerante a sequía y fitoremediar zonas áridas del norte de Chile contaminadas con metales”.

El equipo de investigación del estudio lo conforma el Dr. Claudio A. Sáez de la Universidad de Playa Ancha, como co-investigador, la Dra. Gabriela Lobos de la Universidad de Valparaíso, quien realizó las mediciones del cobre intracelular por ICP-OES, el Dr. Alberto González, la Bq. Melissa Gómez, Bq. Axel Navarrete pertenecientes al Laboratorio de Biotecnología Marina de la Facultad de Química y biología quienes midieron el nivel de GSH y Pcs y la expresión de MTs, y el Dr. Murray T. Brown de la Universidad de Plymouth.

Por primera vez y en el marco de la celebración de sus 25 años, la Facultad de Química y Biología realizará este verano el programa Vacaciones con Ciencia.

La actividad, destinada a estudiantes de 7° año a 3° año medio, reunirá a cerca de 60 jóvenes de la VI Región y la Región Metropolitana, quienes participarán en los cursos de Inmunología, Botánica, Observación Científica, Ciencia en el Cine, Historia en el Cine y Química Forense organizados por la Facultad de Química y Biología.

Sobre esto, la decana de la Facultad, Dra. Leonora Mendoza, afirma que la idea de ‘Vacaciones con Ciencia’ “es vincularnos con la comunidad” y que los estudiantes que participen “conozcan, desde su experiencia, una parte de la amplia gama de actividades que tiene un científico aquí en la Facultad de Química y Biología”.

“La intención de ‘Vacaciones con Ciencia’ es mostrar alternativas más llamativas a los jóvenes para que, con estas nuevas herramientas, puedan afrontar el nuevo ciclo escolar con una nueva mirada, con motivación renovada”, agrega el coordinador académico y estudiante de Doctorado en Química, Ángel Olguín, quien en conjunto con la unidad de Vinculación con el Medio trabajó en la planificación y diseño de los talleres y laboratorios preparados para el programa.

El programa de actividades en el que estarán los estudiantes incluye experiencias como el revelado de huellas dactilares, la extracción de compuestos fitoquímicos en el curso de Botánica y Taller “Historia de la Ciencia”, en el que se tratarán temas como el rol de las mujeres en la historia de la ciencia, entre otros.

“Actividades donde se generen espacios de descubrimiento y crecimiento en comunidad le hacen falta a la sociedad actual. Por lo mismo, esperamos poder realizar esta actividad otra vez en el año de forma tal de potenciar habilidades y descubrir nuevas capacidades en la comunidad con la que nos vinculamos”, indica Ángel, quien destaca el apoyo de un equipo de profesionales, investigadores, profesores, asistentes técnicos y la experiencia que tiene la Facultad en la “organización de eventos de esta índole”.

El programa “Vacaciones con Ciencia” se desarrolla durante jornadas de mañana y tarde en las dependencias de la Facultad de Química y Biología a partir del día lunes 7 y concluirá el día viernes 11 de enero,  fecha en que se realizará la ceremonia de cierre del evento entre autoridades, profesores y sus participantes.

El mismo día que los Nobeles recibían sus medallas, como un homenaje a ellos y a la próxima celebración de los 25 años de la Facultad de Química y Biología, el Departamento de Biología, a través de los académicos Doctores Juan Pablo García Huidobro y Claudio Acuña, organizó el “Seminario Nobeles 2018: el camino de la inmunoterapia” en el Auditorio del Departamento de Matemática y Ciencia de la Computación.

“Personalmente siempre había querido hacer este homenaje a los Premios Nobel porque los investigadores 2018 son muy cercanos a las materias que enseñamos y particularmente a algunos investigadores de la Facultad”, señaló el Dr. Juan Pablo García Huidobro respecto a las razones que lo motivaron a realizar esta actividad.

“Me parecía que era muy interesante organizarla y sobre todo estando ya en la cercanía de los 25 años de la Facultad, lo que le da un marco espectacular para abrir las celebraciones”, indicó el académico respecto al seminario que incluyó las presentaciones del Dr. Alexis Kalergis,  perteneciente al Instituto Milenio de Inmunología en Inmunoterapia (Universidad de Chile); de la Dra. María Carmen Molina, del Instituto de Ciencias Biomédicas (Universidad de Chile); de la Dra. Mercedes López, del Instituto Milenio de Inmunología en Inmunoterapia (Universidad de Chile); y de la Jefe Oncogenómica de la Fundación Arturo López Pérez, Eva Bustamante.

Inmunoterapia en Chile

“Aquí hay inmunoterapia. Están disponibles pero son de alto costo y eso porque estamos pagando ciencia y tecnología desarrollada en otros países, por lo tanto, el desarrollo nacional es fundamental”, aseguró el Dr. Alexis Kalergis durante la primera presentación de la mañana titulada “Medicina traslacional: tránsito bidireccional desde la generación de conocimiento fundamental hacia la inmunoterapia que previene enfermedades de alto impacto público en Chile”.

“El cáncer es de alto impacto en Chile y los pacientes pueden eventualmente acceder a inmunoterapia desarrollada en el país, por lo tanto, la investigación que podamos desarrollar en nuestro país es fundamental”, afirmó el Dr. Kalergis, quien destacó la realización de este tipo de iniciativas destinada a científicos, estudiantes y público en general, dado que “es importante que los científicos hablemos de lo que hacemos en términos simples y que sea reconocido por la sociedad”.

“Tenemos que ser capaces de hacerlo aunque cueste un poco, pero hay que hacerlo con intensidad de manera de poner como algo relevante en la ciudadanía lo que como científico uno hace”, aseguró.

Respecto a las investigaciones desarrolladas en la Universidad de Santiago, el investigador del Departamento de Biología de la Universidad de Santiago, Dr. Juan Pablo García Huidobro, precisó que en esta universidad ya “hay un grupo de investigadores que está avanzado en estas técnicas, así que la inmunoterapia es una disciplina que ya comenzó entre nuestros colegas, como Claudio Acuña”

“Este es un camino que tiene a varios camaradas en este recorrido, la Universidad de Chile, la Fundación Arturo López Pérez, que estuvieron como expositores en esta actividad hablaron de sus logros en esta materia. La inmunoterapia ya llegó a Chile y ya se está practicando”, concluyó.

“Lo anterior no es trivial ya que no existen muchos ejemplos de plantas terrestres o algas marinas que reaccionen de esta manera”, señala la investigadora del Departamento de Biología de la Universidad de Santiago, Dra. Alejandra Moenne, respecto a la investigación perteneciente a su proyecto FONDECYT desarrollado en el Laboratorio de Biotecnología Marina de la Universidad de Santiago.

“En este estudio describimos que, en tiempos cortos de 0 a 24 horas, el alga es capaz de aclimatarse a una concentración micromolar de cobre modificando aspectos esenciales de su fisiología como lo es la fotosíntesis y la asimilación de carbono por aumento en la expresión de genes relacionados con estos procesos”, explica el Dra. Moenne.

“Es primera vez que se reporta en un alga marina un aumento de la fotosíntesis y en la expresión de genes involucrados en la asimilación de carbono en respuesta a una condición de estrés por cobre, lo que hace muy interesante este modelo en el estudio de tolerancia a metales”, señaló el Dr. Daniel Laporte perteneciente al Laboratorio de Biotecnología Marina de la Universidad de Santiago.

Respecto a las perspectivas de la investigación, el Dr. Laporte indica que en su actual proyecto de postdoctorado se encuentra estudiando “la reprogramación del flujo de carbono en las vías del metabolismo primario, como son la glicólisis, la vía de las pentosas, la síntesis de ascorbato, entre otras, en respuesta a una concentración sub-letal de cobre, además de las vías de señalización involucradas en estos procesos”.

“Por otro lado, entender los mecanismos e identificar los genes involucrados en la tolerancia y acumulación de cobre en el alga permitirá en el futuro poder transferir estos genes a plantas terrestres y así fitoremediar suelos contaminadas por la minería del cobre, o a algas marinas o de agua dulce con mayor biomasa que U. compressa para tratar aguas contaminadas con cobre”, indicó la Dra. Moenne sobre una de las potenciales proyecciones de este nuevo conocimiento.

El trabajo titulado “Copper-induced increased expression of genes involved in photosynthesis, carotenoid synthesis and C assimilation in the marine alga Ulva compressa” fue dirigido por la Dra. Alejandra Moenne y se enmarca en el proyecto Fondecyt 160013 y contó con la colaboración del Dr. Eduardo Castro-Nallar de la UNAB.

El equipo completo de científicos está compuesto por los investigadores la Dra. Alejandra Moenne, los Doctores Juan Pablo García Huidobro, Felipe Rodríguez, Daniel Laporte, Alberto González de lnuesttro plantel y Katterinne N. Mendez,  Dr. Eduardo Castro-Nallar y Dr. Claudio Meneses de la UNAB.

El enorme potencial que tiene el uso de enzimas en alimentos contrasta con la falta de visibilidad de las investigaciones y empresas que hoy se ocupan de su desarrollo en Chile. Es por eso que un grupo de investigadores de distintas universidades de nuestro país decidieron realizar el Primer Congreso de Enzimas en Alimentos con el fin de conocer el estado de la industria, crear redes y cooperar en un tema en que la “Universidad de Santiago tiene mucho que decir y en el que se encuentra trabajando activamente”, afirman Carlos Vera y Felipe Arenas, investigadores y organizadores del evento.

“Chile está llamado a convertirse en una potencia alimentaria. Dentro de ese ámbito, el uso de enzimas es una de las estrategias más poderosas para modificar las propiedades fisicoquímicas y organolépticas de los alimentos, otorgándoles valor agregado.  Así, es esperable, que en un futuro las enzimas tengan un rol cada vez más preponderante en la industria alimentaria nacional, tal como ya ocurre en Japón, Europa y Estados Unidos.

De allí la importancia que tiene organizar este Congreso, puesto que en Chile la aplicación de enzimas en los alimentos es incipiente”, opinan los investigadores de la Facultad de Química y Biología de la Universidad de Santiago de Chile, quienes comentan las múltiples posibilidades que la aplicación de enzimas en este sector productivo, las que van desde mejorar la calidad del pan, las salchichas y el vino, hasta la producción de ingredientes funcionales y/o nutraceúticos.

Curso Teórico Práctico

Una de las actividades previas que se realizará antes del Congreso, específicamente los días 8 y 9 del mismo mes, será el Curso Teórico-Práctico de Biotecnología de Enzimas en la Industria de Alimentos. 

El curso está pensando como un taller para alumnos de pregrado y postgrado que estén haciendo su tesis temas relacionados con la aplicación de enzimas en matrices alimentarias. En este curso investigadores de renombre mundial como Agustín López-Mungia (Premio Nacional de Ciencias de México), Francisco Plou (Premio Madrid a la mejor patente), Javier Arrizon y Andrés Illanes, junto con investigadores nacionales, compartirán su experiencia con los estudiantes.

“Hoy por hoy, Chile está orientado a dejar de ser país exportador de materias primas y convertirse en un jugador importante en la sociedad de conocimiento. Por ello, la Universidad de Santiago de Chile está llamada a tener un rol muy importante en el futuro próximo de nuestro país, formando los profesionales que catalicen este cambio, que promuevan y abran este y otros campos”, indica el Dr. Vera respecto a los motivos de esta actividad.

El Congreso ENZAL se realizará en Hotel Doubletree by Hilton mientras que el Curso Teórico Práctico se desarrollará en dependencias de la Facultad de Química y Biología de la Universidad de Santiago de Chile.

Ambas son actividades enmarcadas en el proyecto RED 170057 PCI- CONICYT y están organizados en conjunto por la Universidad de Santiago de Chile, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Universidad de los Andes y Universidad de Talca.
Para más información e inscripciones en https://enzal2019.usach.cl/