Colombia carece de soberanía biotecnológica en la producción de herramientas de investigación para biología molecular. Estas herramientas incluyen, entre otras, las enzimas esenciales para los procesos de replicación, transcripción y retro-transcripción de ácidos nucleicos, tales como Taq Polimerasa, T7 ARN Polimerasa y Transcriptasa Reversa, respectivamente. Por tal razón, el uso de estas herramientas en el país está sujeto a las imposiciones del mercado mundial en cuanto a disponibilidad, precio, condiciones de importación, así como a los cambios en la tasa representativa del mercado, implicando altos costos y tiempos prolongados de entrega. Considerando lo anterior esta dependencia no solo limita la investigación y con ello el desarrollo científico. Sino también restringe su uso a nivel formativo, frecuentemente los estudiantes de estas áreas no tienen acceso a algunos materiales especializados, que constituyen elementos básicos de un laboratorio de biología molecular.
Un ejemplo concreto que contextualiza esta situación corresponde a la detección o diagnóstico molecular de distintos virus de importancia para la salud humana, veterinaria y vegetal, como los virus del dengue, Zika, Chikunguña, el reciente SARS-CoV-2 y el coronavirus felino, entre otros, cuya detección mediante pruebas moleculares (PCR, qPCR y RT-PCR), depende de la adquisición de insumos importados.
Entre los diferentes métodos de ensayo empleados en biología molecular, destaca la reacción en cadena de la polimerasa (PCR por sus siglas en inglés), como una de las técnicas para la detección y cuantificación de ácidos nucleicos (ADN y ARN) de más amplio uso en razón de características como su sensibilidad, especificidad, rango dinámico, entre otras. Las aplicaciones cubren la detección y/o cuantificación de prácticamente cualquier organismo, así como la fase preparativa de otros procedimientos de biología molecular como clonación, secuenciación, expresión, entre otras. En este sentido es una de las técnicas más ampliamente empleadas en laboratorios de investigación, docencia, servicios, industria, en áreas como salud, ambiente, agricultura, pecuario, entre otros.
El corazón del método de detección se basa en el uso de enzimas como la Taq Polimerasa, la T7 ARN polimerasa, así como las transcriptasas reversas que permiten generar /replicar las secuencias de interés biológico.
Por tal razón, este proyecto propone establecer una alianza estratégica inter-disciplinaria para producir insumos esenciales en diversas investigaciones de biología molecular, como las enzimas Taq Polimerasa, T7 ARN Polimerasa y Transcriptasa Reversa. Esta propuesta se basa en el desarrollo de una metodología para producir estos insumos mediante tecnología de ADN recombinante, expresión y purificación desde el sistema heterólogo Escherichia coli, corroborando la actividad catalítica de las enzimas por PCR, transcripción in vitro y retro-transcripción acoplada a PCR convencional (RT-PCR) , cuantitativo (qPCR) y digital (dPCR)
Las proteínas producidas se destinarán para fortalecer actividades de docencia e investigación, así como procesos de extensión universitaria, dado que las enzimas obtenidas exhiben potencial de transferencia a la sociedad para el diagnóstico de agentes virales, aportando en los tres ejes misionales de la Universidad Nacional de Colombia: Investigación, docencia y extensión.
Igualmente, el proyecto plantea un objetivo exploratorio y de innovación en busca de nuevas enzimas, que puedan ser relevantes a nivel biotecnológico. Para ello se propone a partir de las colecciones disponibles por la alianza, empleando herramientas computacionales y experimentales identificar por lo menos una nueva enzima de utilidad en el contexto planteado. |