Mediante esta metodología se determina el orden o secuencia de los nucleótidos o bases nitrogenadas: adeninas (A), citosinas (C), guaninas (G) y timinas (T) a lo largo de la molécula de ADN. Con las nuevas tecnologías de Secuenciación de Nueva Generación NGS, el costo y el tiempo requerido para la secuenciación han disminuido significativamente. Existen diferentes plataformas y protocolos basados en NGS según el objetivo del proyecto de secuenciación.
Mediante esta técnica se secuencia el ADN de manera global, incluyendo además de las regiones que codifican proteínas, aquellas regiones no codificadoras (intrones, espaciadores génicos y el ADN “basura”) y los genes que regulan la expresión genética.
Secuenciación automatizada del exoma: Se secuencia el exoma, la fracción del genoma constituida por los exones, estos representan las regiones codificadoras del ADN y contienen información para la biosíntesis de proteínas. Esta secuenciación permite centrar los recursos en aquellos genes con mayores probabilidades de afectar el fenotipo.
Se usa para la secuenciación de aquellos genomas para los cuales no existe una secuencia de referencia disponible en las bases de datos. Proporciona información útil para mapear genomas de nuevas especies o para completar la secuenciación de genomas de organismos conocidos. Se puede usar para la secuenciación del genoma completo y también para hacer Shotgun sequencing de todo el genoma.
Esta técnica constituye la forma más eficiente para secuenciar un fragmento largo de ADN. El método consiste en cortar al azar la molécula de ADN en pequeños fragmentos que son secuenciados de manera individual, y posteriormente las secuencias resultantes se ensamblan mediante programas bioinformáticos. Este proceso se repite una y otra vez, hasta lograr la obtención de la secuencia completa del ADN.
La secuenciación dirigida de próxima generación le permite secuenciar áreas específicas del genoma para análisis en profundidad de manera más rápida y rentable que la secuenciación del genoma completo (WGS). La secuenciación dirigida utiliza una secuenciación profunda para detectar variantes nuevas y conocidas dentro de su región de interés. Este método generalmente requiere menos cantidad de muestra y produce una menor cantidad de datos que WGS, lo que hace que los análisis sean más manejables. Es de utilidad para el estudio de la biodiversidad de nuestro planeta, para la detección de genes relacionados con enfermedades hereditarias y para monitorear el efecto del medio ambiente en nuestro genoma, entre otras.
Lorem fistrum por la gloria de mi madre esse jarl aliqua llevame al sircoo. De la pradera ullamco qué dise usteer está la cosa muy malar.
Un SNP, o polimorfismo de un solo nucleótido, es la sustitución de un nucleótido por otro en una posición determinada del genoma, siempre y cuando esta sustitución se encuentre en al menos el 1% de la población.
Los SNPs son los marcadores más usados actualmente debido a que ofrecen un mayor número de ventajas que otros marcadores, como por ejemplo su gran número y amplia distribución en el genoma de todos los individuos. Esto brinda la posibilidad de construir mapas de alta densidad requeridos para aislar y estudiar genes de caracteres de interés y la posibilidad de usar variados métodos de genotipado automatizados.
bioSEQs ofrece diferentes servicios de detección y validación de SNPs en función de las características de la especie en cuestión y de los objetivos de su proyecto, como son el desarrollo de SNPs a partir de:
Aplicaciones de SNPs:
En España, se estima que más del 50% de las plantas frutales (el 30% de las semillas de cereal, y el 20% de las semillas de tomate), son reproducidas sin licencia del obtentor. Los marcadores moleculares, como los SNPs, son una herramienta no sólo sencilla y barata, sino que en varios casos constituyen la única forma de demostrar la identidad varietal.
Los SNPs son el marcador de elección en la actualidad para encontrar asociación entre marcadores moleculares y caracteres de interés debido a su gran abundancia, y su distribución en todo el genoma. Una de las estrategias más usadas se conoce como GWAS (genome wide association studies) en la que se busca asociar los SNPs a caracteres de importancia tales como el contenido de grasas en animales, la producción de leche, la ganancia de peso o la resistencia o susceptibilidad a enfermedades de animales y plantas. Esos marcadores se pueden utilizar en la selección temprana de estos caracteres (selección asistida por marcadores moleculares).
Mediante los marcadores SNP es posible evaluar la calidad de un pedigrí o incluso inferirlo cuando no se cuenta con los datos genealógicos.
La realización de evaluaciones genéticas es una actividad importante para el mejoramiento genético del ganado, debido a que a partir de ellas se generan los valores genéticos, los cuales son una estimación del mérito productivo de un animal para una o varias características productivas y que ayudan a los productores a tomar decisiones de selección. La información de marcadores genéticos permite incrementar la exactitud en la estimación de valores genéticos.
Un QTL, o loci de herencia cuantitativa, es una región del ADN que generalmente contiene varios genes responsables de un carácter. Muchos son los esfuerzos que se realizan para encontrar marcadores asociados a estas regiones para los caracteres más importantes en plantas y animales y usarlos para la selección de los mismos. Los SNPs por su gran abundancia y distribución son un marcador apropiado para el mapeo de QTLs.
La secuenciación completa del genoma (en inglés Whole Genome Sequence – WGS) ofrece la información más completa de un microorganismo. El genoma puede analizarse utilizando diferentes técnicas WGS de identificación, como los polimorfismos de nucleótido único (SNPs) o la tipificación de secuenciación de todo el genoma Multi Locus (en inglés Whole Genome Multi Locus Sequence Typing – wgMLST) para identificar el viruloma, el resistoma y el antibioresistoma.
La WGS de genomas de microorganismos es muy prometedora para mejorar el diagnóstico de patógenos, así como la exploración de cepas industriales, agrícolas y ambientales. Además, esta técnica es muy útil para la genómica comparativa, es decir, diferenciaciones entre cepas o tipificación de cepas.
El registro de biofertilizantes en muchos países requiere presentar pruebas de que los microorganismos que contienen hayan sido identificados por una técnica de secuenciación. Por tanto, deben usarse técnicas científicamente probadas y de última generación.
La genómica ecológica busca entender los mecanismos genéticos relacionados con la respuesta de los organismos a sus ambientes naturales. Su objetivo es entender como los genes de los organismos han sido influenciados por sus ambientes naturales. Los avances tecnológicos actuales, especialmente el avance en las técnicas de secuenciación, ayudan a conectar la información genética con estudios ecológicos.
La identificación rápida y correcta de los agentes patógenos es un requisito esencial para el diagnóstico y la aplicación posterior de un tratamiento adecuado ya sea en humanos o animales o incluso plantas. En la actualidad, muchos de los microrganismos patógenos pueden identificarse fácilmente mediante técnicas microbiológicas convencionales, que requieren el aislado previo del agente patógeno y se basan en características fenotípicas. Sin embargo, cuando se trata de patógenos nuevos nunca antes descritos o fenotípicamente indistinguibles de otros similares, se hace necesaria una identificación y tipificación por secuenciación del genoma. Un ejemplo reciente es el coronavirus.
Cuando se habla de identificación se hace referencia a la clasificación del organismo en cuestión dentro de un grupo o taxón ya establecido, por su parte la tipificación se refiere a una clasificación más específica, identificando variantes que permiten incluso conocer la subespecie. La secuenciación del genoma permite una tipificación más profunda pudiendo ofrecer información como son los genes de resistencia a antibióticos, genes de virulencia, etc.
Esto es necesario en los siguientes casos:
Aplicaciones de identificación y tipificación por secuenciación del genoma completo:
El “DNA barcoding” es un método de identificación de especies que usa un segmento corto de ADN de un gen o genes específicos (ITS, 16S o 18S). Se basa en la premisa de que se puede usar una de estas secuencias individuales como código de barra de la especie (Secuencia ITS de un hongo) y compararla con una biblioteca de esas secuencias, para identificar la especie de la misma manera que los escáneres de los supermercados identifican los productos por su código de barra. El “Metabarcoding” es una identificación taxonómica a gran escala de muestras ambientales complejas que se basa en tecnologías de secuenciación de altos rendimientos, como por ejemplo Illumina disponible en nuestra compañía.
Esta tecnología permite a los investigadores explorar muestras ambientales y de microbioma a un nivel mucho más profundo que lo que era posible hasta ahora.
La identificación de organismos bioindicadores tales como invertebrados, bacterias, plantas, etc., es importante para el estudio de la salud de los ecosistemas.
Por ejemplo el uso de los macroinvertebrados acuáticos (y muy especialmente los insectos) como indicadores de la calidad de las aguas de los ecosistemas se ha generalizado en los últimos años.
Tradicionalmente la identificación y monitoreo de estas especies se hacía con indicadores morfológicos, lo que presenta muchas limitantes.
El Metabarcoding tiene el potencial de vencer las limitaciones de los métodos de identificación de especies basados en la morfología.
De manera similar, se puede aplicar esta técnica para la identificación, clasificación y estudio de poblaciones de plagas que afectan a los cultivos, y consecuentemente a humanos y animales. Por ejemplo, resulta de gran utilidad para la identificación de especies diagnosticables sobre la base de su morfología. En insectos holometábolos, el hallazgo de huevos, larvas y pupas disociados de los ejemplares adultos difícilmente permite una adecuada identificación, por lo que el “barcoding” constituye una herramienta de gran utilidad para interceptar especies invasoras, que pueden transformase en plagas en diferentes países.
El barcoding es útil tanto para la verificación de materias primas que se usan en la elaboración de alimentos de manera individual como para la verificación de todas las especies presentes en alimentos elaborados con mezclas complejas como por ejemplo en alimentos altamente procesados que han perdido sus características morfológicas distintivas, y evitar así el fraude alimentario.
Este método se puede implementar como rutina para comprobar las materias primas, la trazabilidad y para detectar adulteraciones o contaminaciones a lo largo de cadenas de suministro o para certificar el producto terminado.
El barcoding puede ser útil en detectar fraudes como por ejemplo:
Se puede utilizar además para:
Los microorganismos son introducidos en los alimentos a partir de las materias primas y los seres humanos, éstos son capaces de crecer y sobrevivir en un ambiente de procesado.
Para controlar los microorganismos contaminantes normalmente se establecen prácticas de limpieza y control ambiental.
En muchas ocasiones no se conocen los responsables del deterioro de los alimentos ni el origen de los microorganismos patógenos.
Mediante el empleo del metabarcoding de ADN se puede determinar la identidad de todos los microorganismos presentes en las cadenas de elaboración de alimentos, lo que hace de esta técnica una poderosa herramienta en investigaciones de deterioro, análisis de vida útil y control ambiental.
Esta técnica le ofrecerá varias ventajas sobre los métodos tradicionales de estudio de microorganismos contaminantes y de los alimentos:
En aquellas ocasiones en las cuales los laboratorios conservan un stock de especies bacterianas, de hongos o de microorganismos en general, ya sea para realizar determinados estudios con ellas o para su uso como bioproductos, se hace necesario mantener su pureza. Las clasificaciones morfológicas frecuentemente no son suficientes debido a la similitud que existe en muchas ocasiones entre especies diferentes (por ejemplo especies cripticas o gemelas).
Ofrecemos un servicio de prueba de homogeneidad de stock para confirmar que sus muestras conservadas pertenecen realmente a la especie en cuestión y son puras.
Posemos analizar un importante número de individuos de su stock empleando las técnicas de DNA barcoding para dar un diagnóstico confiable sobre su pureza genética.
Para manejar y conservar la biodiversidad primero se hace una estimación precisa de las especies presentes en un ecosistema dado.
De esa manera se puede dar un seguimiento y saber si alguna especie se está perdiendo, dónde y por qué, y qué medidas para evitarlo podrían ser más efectivas.
La tecnología de metabarcoding puede caracterizar la composición de especies de muestras ambientales complejas de una manera confiable y rentable, lo que hace que esta técnica sea una poderosa herramienta para realizar estudios de biodiversidad.
El metabarcoding ofrece varias ventajas sobre los métodos tradicionales:
El término “microbiota” se refiere al conjunto de microorganismos comensales, simbióticos y patógenos que viven en un entorno común, mientras que el término “microbioma” se refiere a la colección de todos sus genomas. Esto incluye bacterias, hongos, virus, protistas y archaea.
La porción del suelo influenciada por las raíces de las plantas, la rizósfera, constituye un nicho de gran diversidad microbiana, fuertemente determinada por los exudados de las plantas.
Los microorganismos de la rizósfera por su parte juegan importantes papeles en la nutrición de las plantas y en la adaptación a diferentes tipos de estrés.
Realmente el microbioma de las plantas puede representar una fuente adicional de genes y funciones para su hospedador que pueden expandir las posibilidades de las plantas de adaptarse a cambios ambientales.
bioSEQs ofrece servicio de metabarcoding de muestras de suelo que le permite identificar por ejemplo todos los microorganismos presentes en la rizósfera de determinadas plantas, ya sea para identificar posibles microorganismos con uso potencial como biofertilizantes, así como patógenos y las interacciones de organismos beneficiosos con los patógenos.
La eficiencia de varios bioprocesos tales como la producción de biogás a través de la digestión anaeróbica o el tratamiento de aguas residuales, dependen de la composición de microbiana en las diferentes etapas del proceso.
Por ello se hace necesario monitorear los cambios que se producen en la composición de microorganismos ya que esto, puede determinar el éxito o el fracaso de todo el proceso.
El metabarcoding de ADN es una excelente técnica para monitorear las comunidades microbianas e identificar indicadores del buen o mal funcionamiento del proceso.
En bioSEQs ofrecemos un servicio especializado de monitoreo de comunidades bacterianas por metabarcoding y le brindamos un informe completo que incluye los detalles de los métodos utilizados, los datos de secuencia y las especies presentes en la muestra y su abundancia relativa.
En el proceso de fermentación del vino participan un elevado número de microorganismos, algunos de los cuales son deseables mientras otros como las bacterias que producen ácido acético se consideran contaminantes. Para detectar los microorganismos presentes en este proceso y darle un adecuado seguimiento se necesitan métodos de detección rápidos, específicos, sensibles y confiables. Todos estos requerimientos los cumple la qPCR.
Históricamente se han usado las técnicas de plaqueo para aislar e identificar bacterias y levaduras pero este proceso es laborioso y puede dar errores. La qPCR resuelve este problema ya que muchas poblaciones no responden al plaqueo, lo que hace que parezca que no están presentes.
Existen protocolos de qPCR para detectar Oenococcus oeni, bacterias de ácido láctico y acético, Dekkera, Bruxellensis, S. Cerevisiae, y especies de Zygosaccharomyces. La qPCR es superior a otros métodos ya que no solo permite identificar el microorganismo sino además cuantificar el tamaño de su población.
También se debe tener en cuenta que el terreno donde se cultiva el viñedo y sus comunidades de microorganismos son muy importantes a la hora de la elaboración del vino, porqué influyen sobre sus propriedades finales.
La qPCR es una técnica esencial en el estudio de la interacción hospedador – patógeno.
Por ejemplo, se puede usar para detectar la presencia y cuantificar hongos vasculares como Verticillium en olivo, tomate o patata, así como enfermedades causadas por diferentes especies de Fusarium o por Oomicetos.
Es especialmente útil para la detección de enfermedades causadas por virus y viroides que son microscópicos y no se pueden cultivar.
Como ejemplo, se pueden mencionar el viroide de la exocortis de los cítricos, el virus del mosaico del manzano, el virus del entrenudo corto infeccioso de la vid, entre otros.
Es una técnica imprescindible además para detectar enfermedades bacterianas tales como Clavibacter michiganensis subsp. Michiganensis y Pseudomonas syringae en tomate, Xylella fastidiosa en el olivo, almendros y manzanos y Pseudomonas syringae pv. phaseolicola en judías entre otras.
La técnica también se usa para evaluar el efecto de tratamientos de control sobre las poblaciones de microorganismos, para evaluar el efecto activador de rutas de defensa (JA/ET y SA) de las plantas por inductores de resistencia y para evaluar la expresión diferencial de genes ante la presencia de patógenos en cultivares resistentes y susceptibles e identificar genes con potencial uso en el mejoramiento.
Los científicos la usan además determinar si un gen ha sido correctamente silenciado por una técnica de gene silencing como los VIGS o para seguir el efecto de determinados tratamientos sobre la expresión de los genes.
De igual modo se puede utilizar para evaluar la activación de rutas de resistencia sistémica inducida (ISR) por microorganismos del suelo o resistencia sistémica adquirida (SAR) por inductores comerciales como el Acibenzolar.
La qPCR, o PCR cuantitativa, es la técnica más usada y confiable para detectar y determinar la abundancia de microorganismos tales como virus, bacterias, archaea, hongos y protistas en muestras de tejidos vegetales o animales, muestras de suelo y otras muestras ambientales.
Es altamente específica pues se basa en la detección de un segmento de ácidos nucleicos de la especie en estudio, además es un ensayo rápido y rentable.
Para cuantificar la cantidad de microorganismos presentes en una muestra dada, se generan curvas de calibración a partir de concentraciones conocidas de ADN plasmídico o genómico. Al correr nuestras muestras y compararlas con esta curva se puede cuantificar el número de moléculas de ácido nucleico presentes en las muestras de interés.
El proceso consta de las siguientes etapas principales:
Los microsatélites, o Simple Sequence Repeats (SSRs), son motivos de 1-6 nucleótidos repetidos adyacentes que se encuentran distribuidos en el genoma tanto en regiones codificantes como no codificantes.
La técnica de microsatélites consiste en la amplificación por PCR de estas regiones hipervariables empleando cebadores para regiones específicas que rodean los microsatélites.
Entre sus ventajas se encuentran las de ser relativamente abundantes, el alto nivel de variación alélica, presentar herencia codominante, la simplicidad analítica, y la repetibilidad de los resultados entre laboratorios.
Con el advenimiento de las técnicas de secuenciación se ha ampliado el rango de especies para las que existen cebadores disponibles para realizar esta técnica de marcadores moleculares.
Su sencillez y alta reproducibilidad la hacen especialmente útil para la caracterización de clones y la identificación varietal.
bioSEQs ofrece servicio de identificación varietal con marcadores microsatélites para diversas especies vegetales.
El proceso consta de las siguientes etapas:
Tel. 983 100 001 – 902 410 430