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DEPARTAMENTO
DE INGENIERIA
GENÉTICA
Ariel Alvarez Morales Bioseguridad
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Generación de Productos Biotecnológicos en los Centros de
Investigación: Aspectos regulatorios.
Al contrario de las grandes corporaciones biotecnológicas cuyo objetivo
fundamental es generar bienes que produzcan riqueza, los Centros Públicos
de Investigación (CPI) en general están dedicados a: 1) la generación de
conocimiento científico/técnico, 2) la formación de recursos humanos y 3) la
obtención de productos que contribuyan con el desarrollo del país, ya sea
generando productos que requiera el Estado y que pueden tener un objetivo
social, o bien productos que generen nuevas empresas de base tecnológica.
Sin embargo en el caso de los CPI, además de tener que establecer sus
prioridades entre las tres actividades antes mencionadas, atendiendo a los
requerimientos propios del sistema, cuando abordan la posibilidad de generar
productos biotecnológicos, se encuentran ante una regulación hecha
principalmente para atender a las grandes corporaciones y no pensadas como
instrumento de fomento al desarrollo nacional. Esta problemática se discutirá
ampliamente durante la presentación.
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En la Encuesta sobre Percepción Pública de la Ciencia y Tecnología en México, realizada por el INEGI y Conacyt en 2011, un 49 por ciento de los encuestados consideró que el desarrollo científico y tecnológico puede dañar al planeta, aunado a ello, 80 por ciento reconoció confiar demasiado en la fe y muy poco en la ciencia; sin embargo, 77 por ciento consideró que en México debería haber más personas trabajando en áreas de investigación.
PND 2013-2018 Estrategia 4.10.4. Impulsar el aprovechamiento sustentable de los recursos naturales Líneas de acción del país. Promover la tecnificación del riego y optimizar el uso del agua. Impulsar prácticas sustentables en las actividades agrícola, pecuaria, pesquera y acuícola. Establecer instrumentos para rescatar, preservar y potenciar los recursos genéticos. Aprovechar el desarrollo de la biotecnología, cuidando el medio ambiente y la salud humana.
La Unidad Irapuato del CINVESTAV
En 1981 se crea la Unidad Irapuato del CINVESTAV
En 1986 se establece el Departamento de Ingeniería Genética
En 2005 se crea el Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad
En 2009 se ocupan las nuevas instalaciones del LANGEBIO
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Misión: "Contribuir de manera destacada al desarrollo de la sociedad y la preservación del ambiente, mediante la investigación trascendente y la formación de investigadores y expertos en biología y biotecnología de plantas en su entorno” Visión: "Ser un grupo competitivo a nivel internacional en biología, genómica y biotecnología vegetal; contribuyendo a la solución de problemas nacionales”
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Número de liberaciones (y movilizaciones) experimentales: 17
Especies liberadas: 7
Maíz, Jitomate, Plátano, Papa, Arabidopsis, Tabaco, Trigo
Fenotipos: 5
Experimentación, Res. Virus, Res. Hongos, Prod. Vacunas,
Periodo: 1992 – 2004
1996 – última solicitud de liberación (excepto plátano)
Moratoria para el maíz - 1998
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Las obligaciones y prioridades de los investigadores en los CIP son:
Generación de conocimiento científico de vanguardia
Publicaciones en revistas arbitradas de alta calidad
Generación de estudiantes graduados
Obtención de fondos para investigación
Participar en programas de docencia
Participar en comités científicos
Las recompensas de llevar a cabo las actividades anteriores con calidad son:
Pertenecer al Sistema Nacional de Investigadores
Obtener y mantener becas y sobresueldos
Obtener reconocimientos y premios
Facilidad para obtener fondos para investigación
Facilidad para conseguir estudiantes
GENERALMENTE LOS DESARROLLOS TECNOLÓGICOS NO SON COMPATIBLES CON LAS ACTIVIDADES ACADÉMICAS QUE GENERAN VALOR DIRECTO A LOS CENTROS Y A LOS
INVESTIGADORES
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Generalmente se parte de una pregunta con propósito científico
¿Qué genes se expresan durante una infección con virus?
¿Cuáles genes están involucrados en la tolerancia a Al?
¿Qué genes participan en el proceso de maduración?
Se aborda el problema con herramientas y procedimientos científicos propios
de las instituciones académicas.
Se utilizan organismos modelo y elementos genéticos (incluyendo genes)
disponibles, comerciales o solicitados a colegas.
El trabajo lo hacen estudiantes de postgrado.
Los proyectos se restringen a la generación de conocimiento para elaborar
una tesis y un artículo.
Existe un tiempo determinado y un presupuesto finito para obtener los
resultados planteados.
No se contemplan opciones, ni de tiempo ni de recursos, para generar otro
tipo de información que no sea estrictamente necesaria para la obtención
de los resultados planteados
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Si la información científica básica sugiere la posibilidad de tener
una aplicación práctica, con lo que normalmente cuenta el
investigador es:
• Múltiples eventos de un organismo modelo GM con un fenotipo
interesante • Generalmente la construcción va a incluir un gen marcador utilizado
para seleccionar las plantas transformadas
• Utilización de elementos tales como el p35S y terminador NOS
• Amplio conocimiento del sistema (niveles de expresión, número de
copias, estabilidad, etc.) y los mecanismos de acción.
Con lo que normalmente NO cuenta el investigador es:
• Un organismos que pueda ser utilizado de manera comercial
• Una construcción genética que sea atractiva para los posibles
usuarios y para los reguladores • Datos tales como inocuidad (toxicidad/alergia), variedades homocigotas,
análisis proximales, efectos sobre organismos no-blanco, etc.
• Conocimiento para abordar la tramitología regulatoria
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Asumiendo que va a utilizar su organismo modelo para liberarlo al
campo y probar su concepto, las implicaciones son las siguientes:
Obtener nuevas transformantes con elementos cisgénicos y evitar el uso
de marcadores de selección.
Obtener variedades homocigotas
Datos de toxicidad/alergia
Análisis proximales
Caracterización fenológica completa
Efecto sobre organismos no-blanco
Si el investigador tiene 20 eventos independientes que ya filtró a
través de evaluaciones en condiciones de contención:
¿Deberá generar todos los datos anteriores para cada evento que
desee evaluar en campo?
¿Deberá generar solicitudes y pagar derechos para cada evento?
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Una investigación llevada a cabo en el Departamento de
Ingeniería Genética del Cinvestav Irapuato.
Laboratorio de Genética y Biología Molecular de la Interacción
Planta-patógeno
Investigador Responsable: Ariel Álvarez-Morales
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Pseudomonas syringae pv phaseolicola (Gram -)
Uno de 50-55 patovares descritos
Produce una toxina no específica de hospedero
Phaseolus vulgaris L.
Tizón de Halo
Enfermedad de climas templados
Importancia económica “media”
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Faseolotoxina: Toxina no-específica Mata los tejidos infectados Promueve la diseminación sistémica
(Mitchell, 1976)
Residuo
Sulfo diaminofosfinil
Ornitina alanina homoarginina
NH2+
| |
NH – C – NH2
|
NH2 NH3+ O CH3 O (CH2)4
| | | | | | | | |
-O3S – NH - P- NH - CH2 - CH2 - CH2 - CH - C – NH – CH – C – NH – CH – COO-
| |
O
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PSOrn
[N-(N´-sulfo-diaminofosfinil)-L-ornitnina
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Síntesis de Citrulina
PSOrn
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Modo de acción de la faseolotoxina
Cloroplasto
Célula vegetal
Ornitina Citrulina
Carbamoilfosfato
OCTasa
Citrulina Arginina
Faseolotoxina
PSOrn
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Mecanismo de inmunidad a faseolotoxina
16-20°C
28-30°C
¿Son dos enzimas diferentes o una sola que sufre
alguna modificación postranscripcional?
R OCTasa
?
?
Ptx OCTasa S
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Banco genómico de P.syringae pv phaseolicola
Complementación de E. coli TB2 (argI argF) Arg-
Aislamiento de 2 tipos de clonas que complementaron el fenotipo Arg-
Tipo 1.- OCTasa sensible a faseolotoxina - argF
Tipo 2.- OCTasa resistente a faseolotoxina - argK
argK y argF no hibridan
argK presenta un contenido de G+C diferente al resto del genoma de P.s. phaseolicola
Transferencia horizontal
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De la Fuente et al. 1992 Hatziloukas et al. 1992
El gen argK se modifica para su correcta expresión en plantas
• Transcripción a partir del promotor 35SCaMV y terminador NOS
• Péptido de tránsito para dirigir la OCTasaR al cloroplasto
Hoja de frijol Wt Hoja de frijol transgénica
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SI K 1 2 3 4 5 6 7 8 D 10 11 12 13 Am 15 16 17 18 19 SI Tp B A
Sir
inc
Tp
Sir
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Solo hay una copia del gen argK en el frijol transformado La OCTasa es una enzima ubicua Aunque la expresión es constitutiva, la síntesis de citrulina y otros aminoácidos no se altera ya que la regulación de los aa es por producto final No hay antecedentes de que una enzima involucrada en el metabolismo primario pueda ser tóxica o alergénica El gen argK es de localización nuclear en frijol, pero la enzima se sintetiza en el citoplasma y se transporta al cloroplasto y allí actúa
En 1992 solo se reportaron tres plantas transformadas y se evalúo un solo evento en cámara de crecimiento
Actualmente se ha mejorado el sistema de regeneración in vitro de frijol y se pueden obtener muchos más eventos. Se requeriría llevar al campo al menos 15-20 eventos diferentes en la primera etapa de liberación en campo para seleccionar aquel (aquellos) evento(s) que pudieran usarse en un programa de fitomejoramiento.
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Para solicitar un permiso de liberación experimental para 20 eventos ¿Tendría que pagarse derechos por cada evento aunque se eliminen hasta el 80% de los mismos después de un solo ensayo? ¿Se debe obtener la caracterización molecular completa de los 20 eventos? ¿Se tienen que hacer análisis proximales para los 20 eventos? ¿Se tienen que hacer análisis de eficiencia en la fijación de nitrógeno para los 20 eventos?
¿Cuánto tiempo y recursos debe invertir el investigador para probar un concepto, que quizá NO se use?
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Las obligaciones y prioridades de los investigadores en los CIP son:
Generación de conocimiento científico de vanguardia
Publicaciones en revistas arbitradas de alta calidad
Generación de estudiantes graduados
Obtención de fondos para investigación
Participar en programas de docencia
Participar en comités científicos
Las recompensas de llevar a cabo las actividades anteriores con calidad son:
Pertenecer al Sistema Nacional de Investigadores
Obtener y mantener becas y sobresueldos
Obtener reconocimientos y premios
Facilidad para obtener fondos para investigación
Facilidad para conseguir estudiantes
En este contexto, ¿cuánto tiempo y recursos va a considerar invertir el investigador?
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Las leyes, reglamento y normas ya están escritos (no todas pero las principales para las liberaciones en campo) Se tomaron en consideración ¿el PND, el PECTI, el mandato y la misión de los CIP, las recomendaciones de la OCDE? ¿Está alineado y siendo congruente el Gobierno Federal o cada instancia sólo ve sus intereses?
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¿QUÉ PODEMOS HACER PARA QUE LA REGULACION NO SEA UN ELEMENTO QUE INHIBA, SINO QUE ESTIMULE EL DESARROLLO BIOTECNOLÓGICO? ¿CÓMO EQUILIBRAR EL OBJETO DE LA LEY CON LA REALIDAD DE NUESTROS CIP? ¿PODEMOS TENER UNA REGULACION QUE ESTÉ BASADA MÁS EN ELEMENTOS CIENTÍFICOS QUE ESTRICTAMENTE REGULATORIOS? ¿HASTA DONDE PUEDE SER FLEXIBLE LA REGLAMENTACIÓN? LOS CIP NO BUSCAN PRIVILEGIOS, BUSCAN AYUDA, COLABORACIÓN Y QUE SE ENTIENDA SU QUEHACER
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R. Ariel Alvarez Morales Laboratorio de Bioseguridad y Evaluación de Riesgo [email protected]
