Actividad Final en Mayaguez

Al parecer no hace tanto tiempo que pertenecemos al proyecto académico de Biomentes, pero sin duda ya este es nuestro último semestre. En el tiempo que he estado en el programa he podido adquirir las herramientas necesarias para continuar con mis planes en la investigación. Gracias a Biomentes pude realizar mi investigación en el área de Microbiología Molecular la cual pude presentar en la actividad final efectuada en la planta de Bioprocesos en Mayaguez. Ese día tuve la oportunidad de disfrutar de los trabajos hechos por mis compañeros de otras universidades y ver sus esfuerzos para  presentar sus resultados finales. también tuve la oportunidad de entrevistar a dos de los estudiantes. Una estudiante era de Río Piedras con su tabajo en Bioquímica la cual estaba utilizando una bacteria  para obtener una proteína de interés mediante el proceso de transformación. La joven usaba excelentes técnicas moleculares y supo contestar las preguntas que se le formularon. El otro estudiante del Recinto de Mayaguez realizó un trabajo relacionado al área de bioprocesos. Su trabajo estaba enfocado en optimizar la fermentación de microorganismos en los procesos industriales. Finalmente el último poster del área de Microbiología no pudo ser evaluado debido al tiempo y otros aspectos. Creo que la experiencia fue muy enriquecedora y entiendo que el programa Biominds cosechó lo que sembró durante estos últimos tres semestres. Le deseo lo mejor a los estudiantes participantes, a la facultad, el personal y que la investigación científica no tenga límites.

Para este mes puedo decir que he tenido mucho progreso en las metas que me propuse en enero. He podido darle un giro final a mi investigación. Pude escribir el abstract y me encuentro en los últimos detalles. He llevado a cabo la reacción con biotina y parece tener resultados favorables. Espero que el día de la presentación sea todo un éxito. Adjunto está el abstract de mi investigación.

ABSTRACT
Waterborne and foodborne diseases are one of the principal public health problem worldwide. Our particular interest is the development of nucleic acid biosensors (NAB) for the detection of pathogenic microorganisms in food and water samples. In a NAB, a ss-nucleic acid sequence is used as a probe to identify a complementary target sequence (the analyte). The probe sequence is attached to an electrode surface and the hybridization event is then signaled using an electroactive label. Several examples of the electrochemical detection of hybridization between complementary nucleic acid oligos are available in the literature.
In this research, we report on the development of a NAB prototype using a polymer modified electrode surface together with electroactive ferrocene (Fc) derivative. To test this prototype, we are using a 158 bp PCR product of the OmpC gene from Salmonella as our probe. This PCR product has been modified to anchor it in a polystyrene-modified carbon surface as an electrode. The hybridization step is detected by looking at the Fc redox process in various schemes. For instance, we are using a cationic Fc-polymer, a Fc-Ruthenium bimetallic complex, and a water soluble Fc-PEG derivative to design different detection strategies. Our goal is to choose that configuration that affords the best response without the need for the target modification.
We have been able to synthesize several PS films and to anchor nucleic acid sequences with different lengths at gold and carbon surfaces. The hybridization event has been detected electrochemically by the conventional method, which is modifying the target with Fc-CCOH and with the Fc-PEG conjugate. We observed a small current at the potential for the Fc oxidation without signal amplification. Our experiments are now centered on testing the cationic polymer and the bimetallic complexes. We hypothesize that a Glucose Oxidase-Glucose enzyme system will augment the electrochemical signal. Once the best conditions are found, we will concentrate our efforts to build the sensor and to determine its analytical characteristics and potential for real-world applications.

METAS PARA EL ULTIMO SEMESTRE EN BIOMINDS

Saludos a todos y espero tengan un gran año 2009. En este semestre que acaba de comenzar continuaremos con nuestra investigación basada en el DNA genómico de Salmonella. La investigación conllevará una nueva técnica al utilizar biotina como reactivo en la amplificación mediante PCR. El trabajo es muy parecido al del semestre anterior, ya que se pretende mayormente confirmar los datos obtenidos finalmente y poder establecer una conclusión
Espero para el final de este semestre haber cosechado grandes resultados en esta investigación como la completa amplificación del DNA genómico, no tener marcas en el control negativo de la reacción y encontrar la sonda corecta que detecte a Salmonella. Además tener la oportunidad de presentar un buen trabajo a la Administración de BIOminds y llevarme la experiencia enriquecedora de trabajar en un laboratorio de investigación.

Resultados en este semestre

Durante este semestre continué trabajando en obtener mejores resultados que el semestre anterior. Tuve que hacer ciertos ajustes para encontrar un “kit” que me permitiera trabajar con los primers de Invasión que quería y finalmente pude encontrar los reactivos de Amersham. En los experimentos que he realizado he tenido amplificación del DNA genómico de Salmonella. La amplificación ha sido exitosa debido  a que anteriormente el control negativo de las reacciones salía marcando con una banda. Además se optimizó el experimento para obtener una amplificación de una sola cadena de DNA. Para esto se le disminuía las cantidades de primer en las reacciones. Al comprobar se observó que sí se obtenía un PCR dando una amplificación de una sola cadena. Ahora el esfuerzo mayor estará en optimizar la reacción para crear el oligonucleótido como sonda electroquímica que detecte el DNA genómico de Salmonella enterica. Un objetivo para el próximo semestre será utilizar el reactivo de biotina para marcaje del sensor. Estoy muy orgulloso de los resultados obtenidos al ser favorables para el objetivo de mi investigación.

Alcanzando metas establecidas

Ya en esta recta final del presente semestre he podido alcanzar muchos resultados positivos en la investigación con Salmonella. Estuve bien apresurado con los cursos que llevaba y creía que no iba a tener buenos resultados. He podido establecer un balance entre los estudios y la investigación de laboratorio. Creo que estoy en un 4 en las metas que me establecí en agosto. Con los resultados favorables obtenidos pude realizar un poster para presentarlo en la Conferencia Internacional de ABRCMS el mes próximo. Mi proyecto tiene gran contribución en beneficio de la sociedad, ya que muchos alimentos y carnes se contaminan con Salmonella y si logramos crear una sonda que detecte el DNA genómico de la misma podríamos estar ayudando a prevenir envenenamientos y enfermedades.

Técnica aprendida y las metas

Este semestre tengo la oportunidad de aprender una técnica nueva que nunca había utilizado. Estoy hablando de la técnica de hibridización de DNA genómico de Salmonella enterica. Además se usará para la hibridización de otros DNA de bacterias en comparación. Sobre las metas establecidas en agosto creo que voy voy por buen camino. He slalido muy bien en mis clases y estoy comenzando a tener nuevos resultados favorables en la investigación. Según la rúbrica presentada por ustedes creo que estoy en el nivel 3 referente a mis metas. Sé que me falta esforzarme más para poder llegar a la meta que quiero. A veces las cosas no salen como uno quiere en las investigaciones pero se debe seguir luchando para alcanzar lo deseado.

Experiencias de verano y un nuevo semestre

Luego de finalizar el segundo semestre académico estuve realizando un internado de investigación en la universidad Massachussets Institute of Technology ubicada en la ciudad de Cambridge desde el primero de junio hasta el 9 de agosto de 2008. Fui parte del grupo de 23 estudiantes MSRP Biology adscrito al fondo Howard Huge Medical Institute. En esta experiencia tuve la oportunidad de llevar a cabo mi investigación con la Dra. Lilliam Casillas y la Dra. Tanja Bosak, esta última profesora en el Departamento de Ciencias Terrestres, Atmosféricas y Planetarias en MIT. Junto a ella trabajé en el proyecto Search for tricyclic terpenoids in Rhodospirillum rubrum. Aprendí muchas destrezas y adquirí gran conocimiento sobre todo lo concerniente al trabajo de laboratorio. Participé de diversas actividades académicas organizadas por la directora del programa de verano la Dra. Mandana Sassanfar del Departamento de Biología de la institución.  Esta universidad es excelente en todos los aspectos, buenas facilidades, facultad, programas graduados, accesibilidad y especialmente tiene una gran visión para la investigación subgraduada. Este internado me sirvió de mucha ayuda para explorar un mundo nuevo y tener el entusiasmo de aplicar a una escuela graduada.  Sobre la investigación de Salmonella estamos tratando de obtener nuevos resultados para confirmar PCR de una sola cadena y creo vamos por buen camino. Espero poder presentar mis resultados en la conferencia de ABRCMS en noviembre. Este nuevo semestre tengo muchos cursos nuevos y espero poder aprender muchos conocimientos que me ayuden a perfeccionar la capacidad de realizar investigación científica.

Experiencias al final del primer semestre

En esta investigacion con Salmonella enterica he podido aprender todos los procedimientos acerca de la tecnica de reaccion en cadena de polimerasa. Desde el principio de este semestre confronte situaciones con los resultados de los experimentos, ya que no eran los esperados. Tuve problemas con las reacciones controles de PCR que marcaban el la corrida de la electroforesis y mi mentora no sabia el porque. Para sobrepasar ese obstaculo tuvimos que realizar varias reacciones de PCR hasta encontrar una que diera un control negativo correcto y la encontramos ya casi al final. Ahora mis próximas expectativas en la investigación es poder continuar la reacción de PCR de Amersham pero de una sola cadena de ADN utilizando los primers Inv A-1 e Inv A-2 respectivamente. Espero que para el próximo semestre tenga excelentes resultados en la investigación, ya que en la investigación hay que ser perseverante.

Visitando otros blogs de compañeros

Por otro lado tuve la oportunidad de visitar a varios blogs de otros compañeros estudiantes en el Programa Bio-mentes. Tuve la oportunidad de conocer más acerca de ellos y de su investigación. Es muy interesante que todos teníamos en común técnicas de tener mucho cuidado en el laboratorio para beneficio de las experimentaciones. Entre las técnicas que pude conocer de personas relacionadas a mi campo de investigación están las escépticas, formas de cultivos puros y pruebas bioquímicas. Fue muy provechoso el conocer y compartir con otros estudiantes sus formas de trabajo y experiencias. 

Técnicas aprendidas en la investigación

Durante la investigación he aprendido a familiarizarme con una técnica muy importante. La Reacción en Cadena de Polimerasa es una técnica que utilizo en todo momento para la detección de Salmonella enterica. Esta técnica se fundamenta en la propiedad natural de las ADN polimerasas para replicar hebras de ADN. La técnica de PCR tiene multitud de aplicaciones: ya en ciencia básica, como herramienta de detección y/o generación de copias de fragmentos de ADN de interés; ya en ciencia aplicada para el diagnóstico clínico. Por lo general, la PCR es una técnica común y normalmente indispensable en laboratorios de investigación médica y biológica para una gran variedad de aplicaciones. Entre ellas se incluyen la clonación de ADN para la secuenciación, la filogenia basada en ADN, el análisis funcional de genes, el diagnóstico de trastornos hereditarios, la identificación de huellas genéticas y la detección y diagnóstico de enfermedades infecciosas. También he aprendido sobre técnicas escépticas en el laboratorio que evitan contaminación de las muestras en experimentos que esté llevando a cabo.