SABINA YETLANEZI SÁNCHEZ OLIVERA Los microorganismos forman parte de cada centímetro conocido en la Tierra, y tienen funciones que mantienen en con vida y en equilibrio al mundo, y a cada uno de sus habitantes. Cada persona, planta, animal, insecto, m2 de cualquier hábitat, suelo, aire, agua, etc. son el hogar de una gran cantidad y diversidad de bacterias con funciones vitales para cada uno de ellos, manteniendo un equilibrio y constante flujo de energía y materia entre un mismo ser vivo, entre seres vivos y entre comunidades y hábitats, por lo que probablemente sean la pieza mas importante para que los demás seres vivos puedan existir y por lo tanto, son una pieza clave en la ecología.
La importancia de las bacterias, asi com sus aplicaciones, aumentan conforme las vamos estudiando y entendiendo sus roles y metabolismos, tanto nivel micro como macro. Es por esto que ansiamos tanto descubrir, entender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos, principalmente con la intención de crear nuevas tecnologías que permitan ayudarnos en campos como la energía, salud, agricultura, medio ambiente, etc. Para logarlo, existe una iniciativa interdisciplinaria llamada Unified Mi- crobiome Initiative (UMI), que pretende estudiar y aprovechar las aplicaciones de las bacterias, a través de la secuenciación metagenómica de las mismas. Sin embargo, este proyecto no es tan sencillo como suena ya que requiere de la participación de todo tipo de colaboradores, desde físicos e ingenieros hasta biólogos y científicos biomédicos, además de que aún no entendemos por completo el genoma y sus funciones, dificultando aún más esta tarea, por lo que también serán necesarias nuevas herramientas para su estudio.
En el artículo se mencionan varias herramientas que podrían ser utilizadas para este fin, además de que recalca algunas consideraciones importantes que se deben tener al momento de utilizar determinadas herramientas. Un ejemplo son las metao´micas, las cuáles tienen algunas desventajas como lo son la limitación que tienen por escalas temporales y espaciales. También se menciona la importancia del uso de la modelación y la informática, así como la importancia de conocer la función de los genes, sistemas de modelos manejables que se asemejen a sus hábitats naturales, su cultivo y manejo in situ.
Alumna: Rodríguez Blanco Fernanda Ensayo: A unified initiative to harness Earth´s microbiomes. A pesar de la gran cantidad de investigaciones sobre la vida en el planeta, es poco lo que se sabes acerca de cómo los microbios interactúan entre ellos, sus huéspedes o su ambiente. Sin embargo la secuenciación del DNA da un nuevo panorama sobre la diversidad de los microorganismos. Conocer más acerca de cómo funcionan, permite entender otra ramas cómo la agricultura, la transferencia de energía, la salud, la ecología, entre otras cosas. Para tal fin se ha propuesto una interdisciplinariedad de conocimientos para juntarlos y entenderlos como uno solo. Tal es el caso de la UMI (Unified Microbiome Initiative). Este proyecto permitirá descubrir las capacidades que tiene los ecosistemas microbianos en el planeta.Por ejemplo, el impacto que tiene en el océano y suelos microbianos son clave para comprender de una mejor forma el cambio climático. Como sabemos en el ser humano también tienen grandes repercusiones ya que, nuestro microbioma puede protegernos de distintas enfermedades pero, el daño a ella, puede ocasionar otras (enfermedades) muy graves, por ejemplo, la diabetes. Por tal motivo el microbioma es objeto de estudio para la creación de nuevas drogas e investigaciones en el campo de la medicina. La creación del UMI permite un desarrollo más rápido dentro de la plataforma de tecnologías dedicadas a caracterizar los microbiomas, así como el mejoramiento de la metagenómica que, en los últimos años, ha proporcionado beneficios que antes ni se imaginaban. A pesar de que la metagenómica ha sido muy utilizada , puede llegar a tener ciertos problemas de escalas espaciales y temporales. Pero, existen otras herramientas como la matemática e informática que ha brindado un gran soporte a metodologías como estas. Poco a poco se va avanzando para que más bacterias puedan ser cultivadas o tratar de recrear su ambiente natural para un mejor estudio y en todo caso tener menos limitaciones.
Guadalupe Mateos Pimentel. Una iniciativa unificada para aprovechar los microbiomas de la Tierra. Dado que casi todos los hábitats y organismos albergan una diversa constelación de microorganismos, su conocimiento microbiológico podría transformar nuestra comprensión del mundo y lanzar innovaciones en la agricultura, la energía, la salud, el ambiente y más. Para lograrlo existe una iniciativa interdisciplinaria llamada Unified Microbiome Initiative para descubrir herramientas avanzadas para entender y aprovechar las capacidades del ecosistema microbiano de la Tierra. Los microbios pueden degradar las paredes celulares de las plantas y sintetizar una mirada de pequeñas moléculas para nuevos bioproductos, incluyendo antibióticos. El microbioma humano es un objetivo y una fuente de nuevos fármacos y una herramienta esencial para la medicina de precisión. Carecemos de muchas herramientas necesarias para avanzar más allá de los enfoques descriptivos de los estudios que permiten una comprensión mecanista, predictiva y accionable de los procesos microbiológicos globales. El desarrollo de estas herramientas requiere nuevas colaboraciones entre las ciencias físicas, biológicas, ingenieros y otras disciplinas así como también herramientas computacionales e innovaciones en matemáticas. El articulo menciona herramientas para mejorar esta situación, como las metao'mics, sin embargo, estas pueden llegar a tener desventajas de escalas espaciales y temporales. La transición de la investigación microbiológica de una ciencia correlativa a otra basada en evaluaciones experimentales de causalidad requiere herramientas para manipular comunidades microbianas. La comunidad científica también debe integrar éticos, científicos sociales, y profesionales del derecho para asegurar que los riesgos asociados con la investigación del microbioma se evalúan con precisión y se abordan de manera pro-activa. Cabe destacar que la UMI dará lugar a conocimientos científicos, avances tecnológicos y oportunidades económicas de beneficio duradero para generaciones futuras.
Con el paso del tiempo se ha logrado comprender que la influencia de los microorganismos es mucho mayor de lo que antes se pensaba y aunque aún falta mucho más conocimiento sobre ellos, se sabe que el aprovechamiento de la microbioma de la tierra puede tener diversas aportaciones en cuanto a innovaciones en agricultura, energía, salud el medio ambiente y más áreas. La Unified Microbiome Initiative es un proyecto multidisciplinario que quiere lograr este aprovechamiento, para cumplir esta iniciativa es necesario dominar el conocimiento de los microrganismos, aportes que se han obtenido de investigaciones de organismos como The National Science Foundation's Microbial Observatories, the U.S. Department of Energy's Science program, the National Institute of Healths's y otros esfuerzos de los Estados Unidos pero aun es necesario que se desarrollen más herramientas y avances así como la colaboración de diferentes ciencias. Para lograr este propósito existen diversos factores que se deben dominar; la descripción de los genes y la química de los microbios ya que esto brinda información tanto de las capacidades como sus procesos químicos; la dinámica del genoma y la genomica celular para conocer el funcionamiento y la dinámica de las comunidades; Un reconocimiento visual que se apoya en la tecnología; Modelos e informática que miden los parámetros de las comunidades para predecir diversos escenarios, así como la perturbación de las comunidades para conocer su reacción ante estos escenarios, lo que se resume en la interacción entre los microbios y sus hábitats. Finalmente aunque estas metas son ambiciosas no son imposibles de lograr, solo es necesario desarrollar los avances necesarios para que estos proyectos puedan ser llevados a cabo. Pero estas iniciativas no se quedan en lo científico ya que al proveer avances a la sociedad es necesario que se integren factores éticos así como profesionales de distintas áreas como legales y sociales. Los microorganismos son el reino más diversos del planeta así como el más desconocido pero para el avance de la humanidad pueden representar una diferencia para el futuro de próximas generaciones.
“A unified initiative to harness Earth’s microbiomes”
Se sabe muy poco acerca de cómo es que los microbios interactúan entre sí, con sus anfitriones o con su entorno. Aunque la secuenciación del ADN nos dio una idea de la gran diversidad de microorganismos, este conocimiento aún es muy limitado. Sabemos que los organismos cuentan con una diversa constelación de microorganismos denominada microbioma. Si tuviéramos más conocimiento sobre esto se podría transformar nuestra forma de comprensión del mundo, impulsaría a lanzar innovaciones en agricultura, energía, salud, medio ambiente, entre muchas cosas más.
Se ha propuesto desarrollar herramientas para comprender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos en la Tierra. Por ejemplo, los impactos en los océanos y los microbios atmosféricos del CO2 son importantes para la comprensión del cambio climático. Los microbios pueden degradar paredes celulares de las plantas para producir biocombustibles y sintetizar moléculas para producir antibióticos. También conocer más sobre el microbioma humano nos permitiría estudiar cómo afectan las drogas además de que sería una herramienta muy importante para la medicina de precisión.
Algunos institutos de Estados Unidos han dedicado tiempo para desarrollar pasos para descubrir la diversidad de los microbios y sus comunidades pero hacen falta muchas herramientas para seguir avanzando en la compresión de los procesos microbiológicos globales. Todo esto requiere un enlace entre la vida física, la vida, la ingeniera, la ciencia y otras disciplinas ya que se necesita conocimientos sobre estas distintas áreas por ejemplo, tecnologías para iluminar la materia oscura de las químicas micobinas. Otras tecnologías que puedan generar genomas completos y ensamblados de células individuales en microbios complejos con alto rendimiento, bajo costo y mínimas cantidades de ADN, técnicas de alta resolución de óptica con escala submicrométrica no destructiva, modelos que capturen la complejidad de las interacciones de moléculas a microbios.
Todas estas herramientas podrían reorientar el campo de los estudios correlativos a hipótesis, esto en un plazo de 5 años, se imagina que en un plazo de 10 años haya una predicción que permita la gestión y el diseño de un microbioma basándose en la evidencia.
Sabemos muy poco sobre cómo los microbios interactúan entre sí, sus anfitriones, o su entorno. Actualmente hay muchas tecnologías de secuenciación de ADN que permiten una nueva visión de la diversidad de microorganismos. Dado que casi todos los hábitats y organismos ofrecen una amplia diversidad de microorganismos (microbiota) con la cual podemos cambiar nuestra comprensión de las innovaciones mundiales, en la agricultura, la energía, la salud, el medio ambiente, etc. Proponen una iniciativa interdisciplinaria microbioma Unificada (UMI) para poder descubrir herramientas que nos ayuden a avanzar para entender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos de la Tierra. Los impactos de los océanos y los microbios del suelo sobre el CO2 atmosférico son fundamentales para comprender el cambio climático. La restauración de los ecosistemas microbianos humanos normales puede salvar vidas. El microbioma humano es un objetivo y una fuente de nuevos medicamentos y una herramienta esencial para la medicina de precisión. Uno de los objetivos centrales de la UMI es, desarrollar tecnologías de plataforma transversales para acelerar el descubrimiento básico y la traducción a las aplicaciones. Aproximadamente la mitad de los genes que se identificaron en estos estudios, codifican productos que tienen una función desconocida y las anotaciones funcionales existentes son a menudo incompletas o inexactas. Así que se necesitan tecnologías para la resolución de las funciones de los genes que no están caracterizados, con un alto rendimiento y de alta precisión. Estos enfoques tienen que integrar la mejora de los métodos computacionales para la predicción in silico de proteínas y las funciones de ARN, rápidas mutagénesis de organismos modelo o cepas nativas en condiciones naturales, multiomics y plataformas de alta resolución del fenotipo para poner a prueba las predicciones funcionales in vitro e in situ, y una mejor captura de la información en la literatura. Todo esto es muy impresionante, ya que simplemente saber qué genes están presentes en una población microbiana, sin entender su vinculación física, se opone a muchas ideas basadas en la función de organismos de una comunidad. Estos objetivos son muy codiciosos, pero no más allá de su alcance. Para lograr los los objetivos de la UMI se va a requerir un esfuerzo de ámbitos tanto públicos como privados y de una forma continua y con buenos recursos. Y una gran participación de parte de los físicos, ingenieros y otros científicos para conducir un desarrollo de herramientas y conocimientos que tienen aplicaciones en diferentes entornos y más allá de la investigación del microbioma.
López Velázquez Nadia Saray Una iniciativa unificada para aprovechar los microbiomas de la Tierra.
Aunque los microorganismos son los más abundantes en la Tierra y se encuentran presentes en cualquier lugar, se sabe muy poco de ellos, de sus interacciones entre sí, con sus hospedadores y con el entorno. Una de las herramientas más importantes que se ha utilizado es la secuenciación de DNA que nos ha demostrado la gran diversidad microbiológica que existe, pero por otro lado aún no son claras muchas de sus funciones ni sus dinámicas comunitarias. El tener un conocimiento más amplio en este tema nos ayudaría en gran medida, especialmente considerando que tanto organismos como hábitats poseemos un conjunto de microbios (el mircrobioma). Comprender esto llevaría a grandes avances en agricultura, energía, salud, medio ambiente y muchos más. La propuesta que se plantea en el artículo es la Iniciativa interdisciplinaria Microbioma Unificado (UMI) con la cual se pretende descubrir y avanzar en las herramientas para entender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos en la Tierra. Una clara aplicación es la manipulación de interacciones en la interfase raíz-suelo-microbio, reduciendo el uso de pesticidas, fertilizantes y agua, ya que mediante asociaciones microbianas se enriquecen y rehabilitan suelos marginados. Por otro lado los microorganismos son capaces de sintetizar moléculas pequeñas para bioproductos (incluyendo a los antibióticos). El microbioma humano es un objetivo y una fuente de nuevos fármacos además de una herramienta esencial para la medicina de precisión, el manejo racional de las comunidades microbianas en y alrededor de nosotros tiene implicaciones para diversas enfermedades como: asma, diabetes, obesidad, enfermedades psiquiátricas y otras afecciones. Sin embargo el lograr el desarrollo de estas futuras herramientas depende de una gran cooperación interdisciplinaria, obteniendo aportes de ciencias biológicas, médicas, físicas e ingenierías. Un objetivo primordial para la UMI es desarrollar una plataforma transversal de tecnologías para acelerar el descubrimiento básico y la traducción a las aplicaciones. Los enfoques para la caracterización de los microbiomas dependen cada vez más de la secuenciación metagenómica de toda la comunidad, aunque aproximadamente la mitad de los genes identificados en estos estudios codifican productos de función desconocida y las anotaciones funcionales existentes son a menudo incompletas o inexactas. Por ello es necesario el implemento de nuevas tecnologías que permitan identificar el papel de genes no caracterizados, además resulta necesario que los nuevos enfoques integren mejores métodos computacionales para la predicción in silico de proteínas y funciones de RNA. Mediante estudios de metabolomica se ha determinado que menos del 2% de los datos se pueden combinar con compuestos químicos conocidos. Son necesarios más avances en lectura larga y plataformas de secuenciación de una sola célula, algoritmos mejorados para el montaje del genoma y colecciones completas de genomas de referencia. Finalmente la comprensión de una comunidad microbiana puede verse a futuro como la integración de datos multi’omicos con mediciones de parámetros ambientales o de acogida en escalas temporales y espaciales relevantes. Los diferentes enfoques para visualizar datos tan complejos tienen una gran contribución a los sistemas biológicos de microbiomas que puedan ayudarnos a predecir determinados eventos. Todo este gran proyecto provee de grandes oportunidades tanto a la comunidad científica como a la sociedad en general y a los ecosistemas, que sin duda debemos aprovechar.
A unified initiative to harness Earth's microbiomes.
A pesar de los avances de las tecnologías de secuenciación de DNA, sabemos muy poco de los microorganismos, entenderlos más puede transformar nuestro entendimiento del mundo y tener enovaciones en agricultura, salud. Se propone una interdisciplinaria Iniciativa de Microbioma Unificado (UMI, por sus siglas en inglés)para "domar" las capacidades de los ecosistemas microbianos de la Tierra, en cuestiones como el cambio climático, por ejemplo, el microbioma del océano y de los suelos tiene impactos en el CO2 atmosférico muy importantes. Un propósito central del UMI es desarrollar plataformas tecnológicas que aceleren el descubrimiento básico y la translación a aplicaciones, ya que la secuencia metagenómica no es suficiente y tecnologías que resuelvan roles de genes que no han sido caracterizados con altos rendimientos de procesamiento que deben integrar métodos computacionales que puedan capturar información a partir de cepas bajo condiciones naturales, plataformas fenotípicas de alta resolución en la literatura . Descifrar químicas de los microbiomas es esencial. Los avances se han hecho para predecir estructuras desde espectros de masas
Mediante la manipulatación de las interacciones raíz-suelo-microbio se puede reducir el uso de pesticidas, fertilizantes y rehabilitar los suelos degradados. Restaurar el ecosistema microbiano normal de los humanos, a su vez, puede salvar numerosas vidas, es una tarjeta y fuente de nuevos fármacos, y una herramienta esencial para la medicina.
Conocer los genes presentes sin conocer el enlace físico no brinda un concocimiento todtal de la función y las dinámicas del microbioma. Se necesita una transición a un estudio global del genoma para comprender su complejidad a partir de una visulización individual de los microbios, sus interacciones, productos e identidades con una de la comunidad compleja, y así entender con tecnologías multidisciplinarias la interacciones que hay entre las comunidad y el ambiente. A partir de este entendimiento contribuirá a los sistemas biológicos capaces de dirigir moldes predictivos. Después de grandes innovaciones tecnológicas y científicas, podremos estar listos para descubrir los mecanismos que se manejan entre los microbios y sus hábitats. Los esfuerzos deben concentrarse en identificar oportunidades de traslación y reducir la barreras a la participación de la industria. Esto se logrará a partir de un intercambio entre disciplinas científicas y sociales. Es una iniciativa nacional que requerirá una responsabilidad global, puede traer descubrimientos científicos, avances tecnológicos y oportunidades económicas por el beneficio de las futuras generaciones.
Amanda Sofía Tovar Hernández Una iniciativa para aprovechar los microbiomas de la Tierra Debido a que conocemos muy poco acerca de los microbios se ha propuesto una iniciativa de Microbioma de unificado interdisciplinario (UMI) para descubrir y promover herramientas para entender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos de la tierra. El impacto a los océanos y microbios del suelo por el CO2 atmosférico es fundamental para comprender el cambio climático. Manipulando la interacción suelo-raíz-microbio, podemos reducir agua, pesticidas agrícolas y fertilizantes, enriquecer tierras marginales y rehabilitar los suelos degradados. Los microbios pueden degradar las paredes celulares (para biocombustibles) y sintetizar moléculas pequeñas para crear nuevos bioproductos, incluyendo antibióticos aparte de que tienen implicaciones para el asma, diabetes, obesidad y enfermedades infecciosas por lo que puede decirse que a largo plazo los ecosistemas microbianos pueden salvar vidas Los enfoques para la caracterización de microbiomas cada vez dependen más de secuenciación de metagenómica de toda la comunidad, sin embargo, aproximadamente la mitad de los genes identificados en estos estudios codifica productos de función desconocida, y las anotaciones funcionales existentes son a menudo incompletas o inexactas Dinámica genómica y del genoma celular. Simplemente saber qué genes están presentes en una población microbiana, sin comprender su vinculación física, impide la base de conocimientos en función de la comunidad y la dinámica Los descubrimientos futuros requerirán nuevas herramientas que permitan visualizar a los microbios y sus interacciones tanto individualmente como dentro de una comunidad Técnicas que integran alta resolución óptica de imagen con espectroscopia y no destructivos a nanoescala, permiten mediciones longitudinales, nos ayudan a entender las comunidades microbianas tanto su forma química como sus entornos. En cuanto al modelado e informática la comprensión global de una comunidad microbiana puede lograrse sólo mediante la integración de conjuntos de datos de la proyección de imagen y multi-ómicas con mediciones ambientales o parámetros del anfitrión en las escalas temporales y espaciales. Esto requerirá nuevas herramientas computacionales y las innovaciones en matemáticas, estadística, aprendizaje de máquina y campos relacionados
Las interacciones de los microbios actualmente son poco entendidos y conocidos aún y cuando se sabe del lugar que ocupan en la Tierra, las secuenciaciones de DNA permiten ubicar la diversidad de los microorganismos, el poder conocer su microbioma podría cambiar la comprensión del mundo y poder innovar en diversos campos de la vida cotididiana como en energía, salud y mochas otras más. Eltexto plantea una iniciativa llamada iniciativa interdisciplinaria microbioma unificado (UMI) en donde la intención es descubrir y aprovechar los microbiomas existentes en la Tierra; mediante la manipulación de las interacciones en la interfase raíz-suelo-microbio es que se redujera el uso de pesticidas, fertilizantes y agua favoreciendo la tierra y rehabilitando suelos.
Una herramienta para la medicina es el microbioma humano pues es también un objeto y una fuente para la prueba de nuevos fármacos. A pesar de que muchas instituciones tienen iniciativas y proyectos para revelar la diversidad de microbios y sus comunidades, actualmente se carece de herramientas para ir más allá de los procesos microbiológicos globales; nuevamente se ve la necesidad de colaborar con las ciencias físicas, ingenierías y otras disciplinas para desarrollar dichas herramientas. Los objetivos de UMI requieren de ésto y de esfuerzos continuos de otros sectores públicos y privados para desarrollar conocimientos y mejores investigaciones del microbioma.
El articulo gira en torno a la propuesta de los científicos encargados de la UMI, ellos sugieren descubrir y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos para el mejoramiento del ambiente, mediante la manipulación de las interacciones del microbio con el suelo y las raíces, reduciendo así el uso de contaminantes y rescatando suelos degradados; de igual modo se contribuiría a salvar vidas curando enfermedades mortales o duraderas, mediante el manejo de las comunidades en el interior del cuerpo.
Para lograr su objetivo es necesario el desarrollo de nuevas tecnologías que aceleren el descubrimiento y traducción de las colonias y sus aplicaciones, ya que se depende mucho de la secuenciación metagenómica; y uno de sus principales problemas es que no todos los genes pueden ser caracterizados. Con un mejoramiento computacional podría hacerse una predicción de los genomas presentes y de sus funciones, dando paso al desarrollo artificial de genomas caracterizados para las necesidades, que cumplan con todas las funciones sin limitantes y que puedan dar la información exacta de las comunidades microbianas.
Pero para que esta propuesta pueda ser implementada se necesita el apoyo de la comunidad científica, dando paso al desarrollo de la tecnología requerida, debido a que es demasiada información y funciones en un solo sitio; además de que la creación artificial de genes es un gran salto para la ciencia y se debe desarrollar con cuidado, además de que existen todavía muchas limitantes en el campo. Aunque la propuesta suene muy revolucionaria o avanzada no puede ser descartada, por lo que la comunidad UMI dará lugar a conocimientos científicos, avances tecnológicos y oportunidades económicas que beneficien a las generaciones futuras, para comenzar con las investigaciones y avances tecnológicos necesarios.
Una iniciativa unificada para aprovechar los microbiomas de la Tierra
Se ha propuesto una iniciativa interdisciplinaria unificada para el estudio de microbiomas, para desarrollar herramientas que permitan entender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos de la Tierra; ya que actualmente se sabe poco acerca de las interacciones entre microbios y otros microbios, sus hospederos y sus ecosistemas y este conocimiento transformaría nuestra visión del mundo y daría lugar a muchas innovaciones en áreas como agricultura, energía, salud, medio ambiente, etc. El enfoque interdisciplinario de esta iniciativa es vital para el desarrollo de nuevas herramientas que permitan entender los procesos dentro de los microbiomas, ya que se requiere cooperación entre ciencias físicas, biológicas y biomédicas, así como ingenierías y otras disciplinas.
Algunas de las áreas clave para el estudio de los microbiomas son: Tecnologías para descifrar genes y compuestos químicos microbianos, ya que se desconocen las funciones de muchos de los genes identificados mediante secuenciación de metagenomas, y se tienen problemas descifrando los datos recolectados por estudios metabólomicos. Tecnologías que permitan obtener y ensamblar genomas completos a partir de células individuales dentro de microbiomas completos, las cuales permitirán el estudio de función y dinámica de comunidades microbianas. Tecnologías que permitan visualizar microbios individuales y sus interacciones, productos e identidades, dentro de comunidades complejas, lo cual permitirá entender cómo las conversaciones químicas modelan comunidades microbianas y sus ambientes. Herramientas matemáticas, estadísticas y de computación que permitan desarrollar modelos biológicos con mayor valor predictivo. Herramientas que permitan manipular comunidades microbianas sin cultivarlas.
Los creadores de la iniciativa consideran que las metas que se han propuesto para los siguientes 10 años (entendimiento de los microbiomas que permita su manejo y diseño) son ambiciosas pero alcanzables ya que muchas de las tecnologías requeridas se basarán en algunas ya existentes; y llaman a la comunidad científica a apoyar su iniciativa participando en la cooperación interdisciplinaria.
Referencia Alivisatos, A.P. et al. (2015) A unified initiative to harness Earth’s microbiomes. Science. 350:6260 p. 507-508
En el planeta en realidad se conoce muy poco sobre los microrganismos que están presentes, no sabemos cómo interactúan ente ellos, con sus hospederos o con su ambiente. A pesar de que las tecnologías actuales de secuenciación de ADN han permitido ampliar el panorama sobre lo que se conocía respecto a la ubicuidad y diversidad de microorganismos, aún se conoce muy poco sobre las funciones microbianas o sus dinámicas de comunidad. En el artículo se propone una iniciativa interdisciplinaria UMI (Unified Microbiome Initiative) para descubrir y avanzar en herramientas para entender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos de la tierra. Las áreas en las que se buscan los principales avances son: Desencriptar genes y químicas microbianas: Los acercamientos para caracterizar los microbiomas se apoyan en secuenciación de la comunidad microbiana entera a través de la secuenciación metagenómica, sin embargo, más de la mitad de los genes identificados en estos estudios codifican funciones desconocidas. Por eso es necesario integrar métodos computacionales para la predicción de funciones de proteínas y RNA, modelos de organismos de rápida mutagénesis y cepas nativas bajo condiciones naturales. Descifrar la química de los microbiomas es esencial, apenas el 2% de la información se empareja con compuestos químicos conocidos y apenas una fracción de eso tiene caminos bioquímicos conocidos. Modelación e informática: Un verdadero entendimiento de la comunidad microbiana solo puede ser alcanzado al integrar información e estudios metaonómicos con parámetros de hospederos y condiciones ambientales en una escala temporal y espacial. Los modelos adaptativos que capturan la complejidad de las interacciones de moléculas a microbios y de comunidades a ecosistemas y nuevos acercamientos para visualizar conjuntos de información en múltiples direcciones contribuirán a sistemas predictivos altamente confiables para modelar las comunidades de microbiomas. Según los autores del artículo, en un lapso de 5 años podrían comenzar implementarse todos estos sistemas y acercamientos, en un plazo de 10 años podríamos acercarnos a un entendimiento predictivo que permitiría manipular interacciones en la interfaz raíz-suelo-microbio que permitiría reducir pesticidas, fertilizantes y el uso de agua para enriquecer suelos degradados. También se busca aumentar el uso de biocombustibles para nuevos bioproductos. Es por eso que en el artículo se propone la unión de ciencias como física, matemáticas, ingeniería, química y biología. Los avances en estas áreas plantean los mayores cambios para el futuro.
A lo largo de este curso, mediante los diferentes artículos científicos que hemos leído, me he percatado que sin duda, la ecología microbiana es compleja, y que muchas funciones y relaciones de muchos microbios no se conocen, que muchas bacterias aún no se han logrado cultivar y que la dark matter de la microbiología es gigantesca. Seguro entre todos los organismos que no se conocen se podrían encontrar un sinfín de soluciones a los problemas humanos y a los problemas que hemos generado los humanos como la contaminación. La biotecnología ha estado modificando bacterias cuyas modificaciones tal vez ya existan de manera natural en la materia oscura de los microorganismos.
En este artículo se propone una Unifided Microbiome Initiative; dicha iniciativa tiene como objetivo principal descubrir y poner especial atención en avanzar las tecnologías y herramientas que puedan ayudar a los investigadores a .entender los tan complejos sistemas ecológicos microbianos de la Tierra.
Uno de los puntos que me parece importante recalcar es que el trabajo interdisciplinario y la colaboración de las diferentes ciencias e investigadores del mundo es uno de los principales ingredientes para que las metas que se proponen en este artículo puedan ser llevadas a cabo en un futuro no muy lejano. Compartir los resultados de investigaciones y empezar a romper dogmas como bien lo decía Read, es muy importante.
Entre las iniciativas que presenta los autores del artículo, se encuentran: Describir los genes microbianos y químicos, innovar en los modelos y la informática, perturbación de las comunidades in situ y elaborar modelos tratables, entre otras.
Como comentario personal con esta lectura me percataté de la gran cantidad de trabajo que tiene la ciencia en el área de la microbiología, y espero en un futuro no muy lejano poder contribuir a la “dark matter illumination” desde el enfoque que vaya llegue a elegir en mi formación académica. Me gustó mucho este artículo.
A unified initiative to harness Earth’s microbiomes
Prácticamente todos los organismos en la Tierra alojan una innumerable cantidad de microorganismos, la cual es llamada microbioma. Su entendimiento nos podría dar ideas para resolver problemas en la agricultura, energía, salud y medio ambiente. Algunos ejemplos derivados del uso de microorganismos para la solución de problemas serían: la producción de biocombustibles; mejorar eficiencia de la tierra agrícola para reducir el uso de pesticidas, fertilizantes y agua; obtener mejores medicamentos; etc.
Dada su gran importancia se ha propuesto la creación de una Iniciativa Unificada sobre Microbioma. Uno de los puntos clave de esta Iniciativa es la creación de una plataforma transversal para acelerar los descubrimientos sobre microbioma y sus aplicaciones. Para la descripción de los genes y su funcionamiento químico es necesario un amplio uso de la secuenciación metagenómica. Siguen existiendo muchos genes no caracterizados o incompletamente estudiados.
El reto es desarrollar técnicas eficientes para descubrir de forma exacta las funciones de las proteínas y los RNAs, de detección de mutagénesis respecto de organismos modelo, plataformas de fenotipos para contrastar las predicciones in vitro, in situ e in silico, entre otras. Se deba también hacer un esfuerzo por no solamente conocer qué genes están presentes en las células sino también la relación entre ellos, incluso de genes de diferentes especies dentro de un microbioma, es decir, tratar de visualizar la comunidad en conjunto. Parte de ello se podrá alcanzar si se desarrollan nuevos tipos de modelos, que incorporen herramientas estadísticas, matemáticas y de aprendizaje computacional con el fin de reflejar mejor la complejidad de las comunidades bacterianas; solo de esta forma se lograrán generar valores predictivos confiables. Además, se requerirá un “lenguaje común” para facilitar la transmisión de los nuevos conocimientos.
Se debe ahondar en el estudio de las bacterias en cuanto a sus funciones, las interacciones entre sí, con sus hospederos y con el medio ambiente. Para entender su comportamiento, es necesario perturbar los microbiomas, y así valorar de forma experimental la causalidad de ciertos fenómenos. Herramientas potenciales serán la edición genética basada en secuencias específicas (CRISP), combinación de nutrientes específicos basados en modelos de redes metabólicas, y consorcios microbianos sintéticos diseñados para las industrias.
Omar Josue Obregón Portugal A unified initiative to harness Earth’s microbiomes Este artículo habla sobre que a pesar de que las tecnologías de secuenciación de ADN han permitido una nueva visión de la ubicuidad y la diversidad de microorganismos, estos conocimientos no nos proporcionan información necesaria sobre las funciones microbianas o de la dinámica de la comunidad. Por lo que muchos posibles usos prácticos que tiene el conocer las funciones de estos microbiomas no están siendo aprovechados, usos que nos permitirían mejorar nuestra comprensión del mundo y desarrollar innovaciones en áreas como la agricultura, energía, salud, medio ambiente y más. Es por ese motivo que se propone la iniciativa UMI (Unified Microbiome Initiative), la cual es una iniciativa interdisciplinaria para descubrir y desarrollar las herramientas necesarias para entender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos de la Tierra. Diversas instituciones se han unido a esta causa, como Los Observatorios Microbianos de la Fundación Nacional de Ciencias, el Programa de Ciencias Genómicas del Departamento de Energía de los Estados Unidos, el Proyecto de Microbiología Humana de los Institutos Nacionales de Salud, y otros tantos más a lo largo de Estados Unidos y el extranjero. Sin embargo, carecemos de muchas herramientas necesarias para avanzar más allá de los enfoques descriptivos de los estudios que permiten una comprensión mecanicista, predictiva y accionable de los procesos microbiológicos globales. El desarrollo de estas herramientas requiere nuevas colaboraciones entre las ciencias físicas, biológicas y de la vida; Ingenieria; y otras disciplinas. Un objetivo central de UMI es desarrollar tecnologías de plataforma transversal para acelerar el proceso de descubrimiento de nuevos datos y su transformación a aplicaciones útiles. Sin embargo los enfoques caracterizar microbiomas dependen cada vez más de la secuenciación metagenómica de toda la comunidad, pero, aproximadamente la mitad de los genes identificados en estos estudios codifican productos de función desconocida, y las anotaciones funcionales existentes a menudo son incompletas o inexactas. Es por eso que estos enfoques deben integrar métodos computacionales mejorados para la predicción in silico (hecho por computadora) de funciones de proteínas y ARN, mutagénesis rápida de organismos modelo o cepas nativas en condiciones naturales, multiomía y plataformas de fenotipado de alta resolución para probar predicciones funcionales in vitro e in situ y mejor captura de Información en la literatura. Para llevar a cabo esta gran tarea es necesario descifrar los genes microbianos y las sustancias químicas, avances tecnológicos en conocimientos y procesos de genómica celular y dinámica del genoma, multi-omicas de visualización de alto rendimiento y alta sensibilidad, la creación de modelos informáticos que nos permitan conocer mejor el genoma de estos microbiomas, analizar las perturbación de comunidades in situ y desarrollar sistemas de modelos manejables. En conclusión aunque estas metas son muy difíciles ya ambiciosas, no son imposibles, pero requieren del desarrollo de nuevos conocimientos y tecnologías para llevarse a cabo. Pero es importante recalcar que el propósito de esta iniciativa es que los conocimientos provean avances a la sociedad, por lo que deben integrar diversos factores éticos, legales y sociales. La comprensión del microbioma de la Tierra es el futuro de un mundo mejor para los humanos en muchos aspectos.
SABINA YETLANEZI SÁNCHEZ OLIVERA
ReplyDeleteLos microorganismos forman parte de cada centímetro conocido en la Tierra, y tienen funciones que mantienen en con vida y en equilibrio al mundo, y a cada uno de sus habitantes. Cada persona, planta, animal, insecto, m2 de cualquier hábitat, suelo, aire, agua, etc. son el hogar de una gran cantidad y diversidad de bacterias con funciones vitales para cada uno de ellos, manteniendo un equilibrio y constante flujo de energía y materia entre un mismo ser vivo, entre seres vivos y entre comunidades y hábitats, por lo que probablemente sean la pieza mas importante para que los demás seres vivos puedan existir y por lo tanto, son una pieza clave en la ecología.
La importancia de las bacterias, asi com sus aplicaciones, aumentan conforme las vamos estudiando y entendiendo sus roles y metabolismos, tanto nivel micro como macro. Es por esto que ansiamos tanto descubrir, entender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos, principalmente con la intención de crear nuevas tecnologías que permitan ayudarnos en campos como la energía, salud, agricultura, medio ambiente, etc.
Para logarlo, existe una iniciativa interdisciplinaria llamada Unified Mi-
crobiome Initiative (UMI), que pretende estudiar y aprovechar las aplicaciones de las bacterias, a través de la secuenciación metagenómica de las mismas. Sin embargo, este proyecto no es tan sencillo como suena ya que requiere de la participación de todo tipo de colaboradores, desde físicos e ingenieros hasta biólogos y científicos biomédicos, además de que aún no entendemos por completo el genoma y sus funciones, dificultando aún más esta tarea, por lo que también serán necesarias nuevas herramientas para su estudio.
En el artículo se mencionan varias herramientas que podrían ser utilizadas para este fin, además de que recalca algunas consideraciones importantes que se deben tener al momento de utilizar determinadas herramientas. Un ejemplo son las metao´micas, las cuáles tienen algunas desventajas como lo son la limitación que tienen por escalas temporales y espaciales. También se menciona la importancia del uso de la modelación y la informática, así como la importancia de conocer la función de los genes, sistemas de modelos manejables que se asemejen a sus hábitats naturales, su cultivo y manejo in situ.
muy bien
DeleteAlumna: Rodríguez Blanco Fernanda
ReplyDeleteEnsayo: A unified initiative to harness Earth´s microbiomes.
A pesar de la gran cantidad de investigaciones sobre la vida en el planeta, es poco lo que se sabes acerca de cómo los microbios interactúan entre ellos, sus huéspedes o su ambiente.
Sin embargo la secuenciación del DNA da un nuevo panorama sobre la diversidad de los microorganismos.
Conocer más acerca de cómo funcionan, permite entender otra ramas cómo la agricultura, la transferencia de energía, la salud, la ecología, entre otras cosas.
Para tal fin se ha propuesto una interdisciplinariedad de conocimientos para juntarlos y entenderlos como uno solo. Tal es el caso de la UMI (Unified Microbiome Initiative). Este proyecto permitirá descubrir las capacidades que tiene los ecosistemas microbianos en el planeta.Por ejemplo, el impacto que tiene en el océano y suelos microbianos son clave para comprender de una mejor forma el cambio climático.
Como sabemos en el ser humano también tienen grandes repercusiones ya que, nuestro microbioma puede protegernos de distintas enfermedades pero, el daño a ella, puede ocasionar otras (enfermedades) muy graves, por ejemplo, la diabetes. Por tal motivo el microbioma es objeto de estudio para la creación de nuevas drogas e investigaciones en el campo de la medicina.
La creación del UMI permite un desarrollo más rápido dentro de la plataforma de tecnologías dedicadas a caracterizar los microbiomas, así como el mejoramiento de la metagenómica que, en los últimos años, ha proporcionado beneficios que antes ni se imaginaban.
A pesar de que la metagenómica ha sido muy utilizada , puede llegar a tener ciertos problemas de escalas espaciales y temporales. Pero, existen otras herramientas como la matemática e informática que ha brindado un gran soporte a metodologías como estas. Poco a poco se va avanzando para que más bacterias puedan ser cultivadas o tratar de recrear su ambiente natural para un mejor estudio y en todo caso tener menos limitaciones.
bien
DeleteGuadalupe Mateos Pimentel.
ReplyDeleteUna iniciativa unificada para aprovechar los microbiomas de la Tierra.
Dado que casi todos los hábitats y organismos albergan una diversa constelación de microorganismos, su conocimiento microbiológico podría transformar nuestra comprensión del mundo y lanzar innovaciones en la agricultura, la energía, la salud, el ambiente y más. Para lograrlo existe una iniciativa interdisciplinaria llamada Unified Microbiome Initiative para descubrir herramientas avanzadas para entender y aprovechar las capacidades del ecosistema microbiano de la Tierra. Los microbios pueden degradar las paredes celulares de las plantas y sintetizar una mirada de pequeñas moléculas para nuevos bioproductos, incluyendo antibióticos. El microbioma humano es un objetivo y una fuente de nuevos fármacos y una herramienta esencial para la medicina de precisión. Carecemos de muchas herramientas necesarias para avanzar más allá de los enfoques descriptivos de los estudios que permiten una comprensión mecanista, predictiva y accionable de los procesos microbiológicos globales. El desarrollo de estas herramientas requiere nuevas colaboraciones entre las ciencias físicas, biológicas, ingenieros y otras disciplinas así como también herramientas computacionales e innovaciones en matemáticas.
El articulo menciona herramientas para mejorar esta situación, como las metao'mics, sin embargo, estas pueden llegar a tener desventajas de escalas espaciales y temporales. La transición de la investigación microbiológica de una ciencia correlativa a otra basada en evaluaciones experimentales de causalidad requiere herramientas para manipular comunidades microbianas.
La comunidad científica también debe integrar éticos, científicos sociales, y profesionales del derecho para asegurar que los riesgos asociados con la investigación del microbioma se evalúan con precisión y se abordan de manera pro-activa. Cabe destacar que la UMI dará lugar a conocimientos científicos, avances tecnológicos y oportunidades económicas de beneficio duradero para generaciones futuras.
bien
DeleteMARÍA JOSÉ BELMONT GARCÍA
ReplyDeleteCon el paso del tiempo se ha logrado comprender que la influencia de los microorganismos es mucho mayor de lo que antes se pensaba y aunque aún falta mucho más conocimiento sobre ellos, se sabe que el aprovechamiento de la microbioma de la tierra puede tener diversas aportaciones en cuanto a innovaciones en agricultura, energía, salud el medio ambiente y más áreas. La Unified Microbiome Initiative es un proyecto multidisciplinario que quiere lograr este aprovechamiento, para cumplir esta iniciativa es necesario dominar el conocimiento de los microrganismos, aportes que se han obtenido de investigaciones de organismos como The National Science Foundation's Microbial Observatories, the U.S. Department of Energy's Science program, the National Institute of Healths's y otros esfuerzos de los Estados Unidos pero aun es necesario que se desarrollen más herramientas y avances así como la colaboración de diferentes ciencias. Para lograr este propósito existen diversos factores que se deben dominar; la descripción de los genes y la química de los microbios ya que esto brinda información tanto de las capacidades como sus procesos químicos; la dinámica del genoma y la genomica celular para conocer el funcionamiento y la dinámica de las comunidades; Un reconocimiento visual que se apoya en la tecnología; Modelos e informática que miden los parámetros de las comunidades para predecir diversos escenarios, así como la perturbación de las comunidades para conocer su reacción ante estos escenarios, lo que se resume en la interacción entre los microbios y sus hábitats. Finalmente aunque estas metas son ambiciosas no son imposibles de lograr, solo es necesario desarrollar los avances necesarios para que estos proyectos puedan ser llevados a cabo. Pero estas iniciativas no se quedan en lo científico ya que al proveer avances a la sociedad es necesario que se integren factores éticos así como profesionales de distintas áreas como legales y sociales. Los microorganismos son el reino más diversos del planeta así como el más desconocido pero para el avance de la humanidad pueden representar una diferencia para el futuro de próximas generaciones.
bien
DeleteMérida Escudero Karla Daniela
ReplyDelete“A unified initiative to harness Earth’s microbiomes”
Se sabe muy poco acerca de cómo es que los microbios interactúan entre sí, con sus anfitriones o con su entorno. Aunque la secuenciación del ADN nos dio una idea de la gran diversidad de microorganismos, este conocimiento aún es muy limitado. Sabemos que los organismos cuentan con una diversa constelación de microorganismos denominada microbioma. Si tuviéramos más conocimiento sobre esto se podría transformar nuestra forma de comprensión del mundo, impulsaría a lanzar innovaciones en agricultura, energía, salud, medio ambiente, entre muchas cosas más.
Se ha propuesto desarrollar herramientas para comprender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos en la Tierra.
Por ejemplo, los impactos en los océanos y los microbios atmosféricos del CO2 son importantes para la comprensión del cambio climático. Los microbios pueden degradar paredes celulares de las plantas para producir biocombustibles y sintetizar moléculas para producir antibióticos.
También conocer más sobre el microbioma humano nos permitiría estudiar cómo afectan las drogas además de que sería una herramienta muy importante para la medicina de precisión.
Algunos institutos de Estados Unidos han dedicado tiempo para desarrollar pasos para descubrir la diversidad de los microbios y sus comunidades pero hacen falta muchas herramientas para seguir avanzando en la compresión de los procesos microbiológicos globales. Todo esto requiere un enlace entre la vida física, la vida, la ingeniera, la ciencia y otras disciplinas ya que se necesita conocimientos sobre estas distintas áreas por ejemplo, tecnologías para iluminar la materia oscura de las químicas micobinas. Otras tecnologías que puedan generar genomas completos y ensamblados de células individuales en microbios complejos con alto rendimiento, bajo costo y mínimas cantidades de ADN, técnicas de alta resolución de óptica con escala submicrométrica no destructiva, modelos que capturen la complejidad de las interacciones de moléculas a microbios.
Todas estas herramientas podrían reorientar el campo de los estudios correlativos a hipótesis, esto en un plazo de 5 años, se imagina que en un plazo de 10 años haya una predicción que permita la gestión y el diseño de un microbioma basándose en la evidencia.
bien!
DeleteReyes Torres Anya Miranda
ReplyDeleteSabemos muy poco sobre cómo los microbios interactúan entre sí, sus anfitriones, o su entorno. Actualmente hay muchas tecnologías de secuenciación de ADN que permiten una nueva visión de la diversidad de microorganismos. Dado que casi todos los hábitats y organismos ofrecen una amplia diversidad de microorganismos (microbiota) con la cual podemos cambiar nuestra comprensión de las innovaciones mundiales, en la agricultura, la energía, la salud, el medio ambiente, etc. Proponen una iniciativa interdisciplinaria microbioma Unificada (UMI) para poder descubrir herramientas que nos ayuden a avanzar para entender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos de la Tierra. Los impactos de los océanos y los microbios del suelo sobre el CO2 atmosférico son fundamentales para comprender el cambio climático. La restauración de los ecosistemas microbianos humanos normales puede salvar vidas. El microbioma humano es un objetivo y una fuente de nuevos medicamentos y una herramienta esencial para la medicina de precisión. Uno de los objetivos centrales de la UMI es, desarrollar tecnologías de plataforma transversales para acelerar el descubrimiento básico y la traducción a las aplicaciones. Aproximadamente la mitad de los genes que se identificaron en estos estudios, codifican productos que tienen una función desconocida y las anotaciones funcionales existentes son a menudo incompletas o inexactas. Así que se necesitan tecnologías para la resolución de las funciones de los genes que no están caracterizados, con un alto rendimiento y de alta precisión. Estos enfoques tienen que integrar la mejora de los métodos computacionales para la predicción in silico de proteínas y las funciones de ARN, rápidas mutagénesis de organismos modelo o cepas nativas en condiciones naturales, multiomics y plataformas de alta resolución del fenotipo para poner a prueba las predicciones funcionales in vitro e in situ, y una mejor captura de la información en la literatura. Todo esto es muy impresionante, ya que simplemente saber qué genes están presentes en una población microbiana, sin entender su vinculación física, se opone a muchas ideas basadas en la función de organismos de una comunidad. Estos objetivos son muy codiciosos, pero no más allá de su alcance. Para lograr los los objetivos de la UMI se va a requerir un esfuerzo de ámbitos tanto públicos como privados y de una forma continua y con buenos recursos. Y una gran participación de parte de los físicos, ingenieros y otros científicos para conducir un desarrollo de herramientas y conocimientos que tienen aplicaciones en diferentes entornos y más allá de la investigación del microbioma.
bien!
DeleteLópez Velázquez Nadia Saray
ReplyDeleteUna iniciativa unificada para aprovechar los microbiomas de la Tierra.
Aunque los microorganismos son los más abundantes en la Tierra y se encuentran presentes en cualquier lugar, se sabe muy poco de ellos, de sus interacciones entre sí, con sus hospedadores y con el entorno. Una de las herramientas más importantes que se ha utilizado es la secuenciación de DNA que nos ha demostrado la gran diversidad microbiológica que existe, pero por otro lado aún no son claras muchas de sus funciones ni sus dinámicas comunitarias.
El tener un conocimiento más amplio en este tema nos ayudaría en gran medida, especialmente considerando que tanto organismos como hábitats poseemos un conjunto de microbios (el mircrobioma). Comprender esto llevaría a grandes avances en agricultura, energía, salud, medio ambiente y muchos más. La propuesta que se plantea en el artículo es la Iniciativa interdisciplinaria Microbioma Unificado (UMI) con la cual se pretende descubrir y avanzar en las herramientas para entender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos en la Tierra. Una clara aplicación es la manipulación de interacciones en la interfase raíz-suelo-microbio, reduciendo el uso de pesticidas, fertilizantes y agua, ya que mediante asociaciones microbianas se enriquecen y rehabilitan suelos marginados. Por otro lado los microorganismos son capaces de sintetizar moléculas pequeñas para bioproductos (incluyendo a los antibióticos). El microbioma humano es un objetivo y una fuente de nuevos fármacos además de una herramienta esencial para la medicina de precisión, el manejo racional de las comunidades microbianas en y alrededor de nosotros tiene implicaciones para diversas enfermedades como: asma, diabetes, obesidad, enfermedades psiquiátricas y otras afecciones. Sin embargo el lograr el desarrollo de estas futuras herramientas depende de una gran cooperación interdisciplinaria, obteniendo aportes de ciencias biológicas, médicas, físicas e ingenierías.
Un objetivo primordial para la UMI es desarrollar una plataforma transversal de tecnologías para acelerar el descubrimiento básico y la traducción a las aplicaciones. Los enfoques para la caracterización de los microbiomas dependen cada vez más de la secuenciación metagenómica de toda la comunidad, aunque aproximadamente la mitad de los genes identificados en estos estudios codifican productos de función desconocida y las anotaciones funcionales existentes son a menudo incompletas o inexactas. Por ello es necesario el implemento de nuevas tecnologías que permitan identificar el papel de genes no caracterizados, además resulta necesario que los nuevos enfoques integren mejores métodos computacionales para la predicción in silico de proteínas y funciones de RNA. Mediante estudios de metabolomica se ha determinado que menos del 2% de los datos se pueden combinar con compuestos químicos conocidos.
Son necesarios más avances en lectura larga y plataformas de secuenciación de una sola célula, algoritmos mejorados para el montaje del genoma y colecciones completas de genomas de referencia. Finalmente la comprensión de una comunidad microbiana puede verse a futuro como la integración de datos multi’omicos con mediciones de parámetros ambientales o de acogida en escalas temporales y espaciales relevantes. Los diferentes enfoques para visualizar datos tan complejos tienen una gran contribución a los sistemas biológicos de microbiomas que puedan ayudarnos a predecir determinados eventos. Todo este gran proyecto provee de grandes oportunidades tanto a la comunidad científica como a la sociedad en general y a los ecosistemas, que sin duda debemos aprovechar.
muy bien!
DeleteMonroy Guzmán Camila.
ReplyDeleteA unified initiative to harness Earth's microbiomes.
A pesar de los avances de las tecnologías de secuenciación de DNA, sabemos muy poco de los microorganismos, entenderlos más puede transformar nuestro entendimiento del mundo y tener enovaciones en agricultura, salud.
Se propone una interdisciplinaria Iniciativa de Microbioma Unificado (UMI, por sus siglas en inglés)para "domar" las capacidades de los ecosistemas microbianos de la Tierra, en cuestiones como el cambio climático, por ejemplo, el microbioma del océano y de los suelos tiene impactos en el CO2 atmosférico muy importantes. Un propósito central del UMI es desarrollar plataformas tecnológicas que aceleren el descubrimiento básico y la translación a aplicaciones, ya que la secuencia metagenómica no es suficiente y tecnologías que resuelvan roles de genes que no han sido caracterizados con altos rendimientos de procesamiento que deben integrar métodos computacionales que puedan capturar información a partir de cepas bajo condiciones naturales, plataformas fenotípicas de alta resolución en la literatura . Descifrar químicas de los microbiomas es esencial. Los avances se han hecho para predecir estructuras desde espectros de masas
Mediante la manipulatación de las interacciones raíz-suelo-microbio se puede reducir el uso de pesticidas, fertilizantes y rehabilitar los suelos degradados. Restaurar el ecosistema microbiano normal de los humanos, a su vez, puede salvar numerosas vidas, es una tarjeta y fuente de nuevos fármacos, y una herramienta esencial para la medicina.
Conocer los genes presentes sin conocer el enlace físico no brinda un concocimiento todtal de la función y las dinámicas del microbioma. Se necesita una transición a un estudio global del genoma para comprender su complejidad a partir de una visulización individual de los microbios, sus interacciones, productos e identidades con una de la comunidad compleja, y así entender con tecnologías multidisciplinarias la interacciones que hay entre las comunidad y el ambiente. A partir de este entendimiento contribuirá a los sistemas biológicos capaces de dirigir moldes predictivos. Después de grandes innovaciones tecnológicas y científicas, podremos estar listos para descubrir los mecanismos que se manejan entre los microbios y sus hábitats. Los esfuerzos deben concentrarse en identificar oportunidades de traslación y reducir la barreras a la participación de la industria. Esto se logrará a partir de un intercambio entre disciplinas científicas y sociales. Es una iniciativa nacional que requerirá una responsabilidad global, puede traer descubrimientos científicos, avances tecnológicos y oportunidades económicas por el beneficio de las futuras generaciones.
bien!
DeleteAmanda Sofía Tovar Hernández
ReplyDeleteUna iniciativa para aprovechar los microbiomas de la Tierra
Debido a que conocemos muy poco acerca de los microbios se ha propuesto una iniciativa de Microbioma de unificado interdisciplinario (UMI) para descubrir y promover herramientas para entender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos de la tierra.
El impacto a los océanos y microbios del suelo por el CO2 atmosférico es fundamental para comprender el cambio climático. Manipulando la interacción suelo-raíz-microbio, podemos reducir agua, pesticidas agrícolas y fertilizantes, enriquecer tierras marginales y rehabilitar los suelos degradados.
Los microbios pueden degradar las paredes celulares (para biocombustibles) y sintetizar moléculas pequeñas para crear nuevos bioproductos, incluyendo antibióticos aparte de que tienen implicaciones para el asma, diabetes, obesidad y enfermedades infecciosas por lo que puede decirse que a largo plazo los ecosistemas microbianos pueden salvar vidas
Los enfoques para la caracterización de microbiomas cada vez dependen más de secuenciación de metagenómica de toda la comunidad, sin embargo, aproximadamente la mitad de los genes identificados en estos estudios codifica productos de función desconocida, y las anotaciones funcionales existentes son a menudo incompletas o inexactas
Dinámica genómica y del genoma celular. Simplemente saber qué genes están presentes en una población microbiana, sin comprender su vinculación física, impide la base de conocimientos en función de la comunidad y la dinámica
Los descubrimientos futuros requerirán nuevas herramientas que permitan visualizar a los microbios y sus interacciones tanto individualmente como dentro de una comunidad
Técnicas que integran alta resolución óptica de imagen con espectroscopia y no destructivos a nanoescala, permiten mediciones longitudinales, nos ayudan a entender las comunidades microbianas tanto su forma química como sus entornos. En cuanto al modelado e informática la comprensión global de una comunidad microbiana puede lograrse sólo mediante la integración de conjuntos de datos de la proyección de imagen y multi-ómicas con mediciones ambientales o parámetros del anfitrión en las escalas temporales y espaciales.
Esto requerirá nuevas herramientas computacionales y las innovaciones en matemáticas, estadística, aprendizaje de máquina y campos relacionados
bien!
DeleteCruz Vargas Erick Leonardo.
ReplyDeleteLas interacciones de los microbios actualmente son poco entendidos y conocidos aún y cuando se sabe del lugar que ocupan en la Tierra, las secuenciaciones de DNA permiten ubicar la diversidad de los microorganismos, el poder conocer su microbioma podría cambiar la comprensión del mundo y poder innovar en diversos campos de la vida cotididiana como en energía, salud y mochas otras más. Eltexto plantea una iniciativa llamada iniciativa interdisciplinaria microbioma unificado (UMI) en donde la intención es descubrir y aprovechar los microbiomas existentes en la Tierra; mediante la manipulación de las interacciones en la interfase raíz-suelo-microbio es que se redujera el uso de pesticidas, fertilizantes y agua favoreciendo la tierra y rehabilitando suelos.
Una herramienta para la medicina es el microbioma humano pues es también un objeto y una fuente para la prueba de nuevos fármacos. A pesar de que muchas instituciones tienen iniciativas y proyectos para revelar la diversidad de microbios y sus comunidades, actualmente se carece de herramientas para ir más allá de los procesos microbiológicos globales; nuevamente se ve la necesidad de colaborar con las ciencias físicas, ingenierías y otras disciplinas para desarrollar dichas herramientas. Los objetivos de UMI requieren de ésto y de esfuerzos continuos de otros sectores públicos y privados para desarrollar conocimientos y mejores investigaciones del microbioma.
bien!
DeleteSANCHEZ FUENTES ROCIO SARAHI
ReplyDeleteEl articulo gira en torno a la propuesta de los científicos encargados de la UMI, ellos sugieren descubrir y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos para el mejoramiento del ambiente, mediante la manipulación de las interacciones del microbio con el suelo y las raíces, reduciendo así el uso de contaminantes y rescatando suelos degradados; de igual modo se contribuiría a salvar vidas curando enfermedades mortales o duraderas, mediante el manejo de las comunidades en el interior del cuerpo.
Para lograr su objetivo es necesario el desarrollo de nuevas tecnologías que aceleren el descubrimiento y traducción de las colonias y sus aplicaciones, ya que se depende mucho de la secuenciación metagenómica; y uno de sus principales problemas es que no todos los genes pueden ser caracterizados. Con un mejoramiento computacional podría hacerse una predicción de los genomas presentes y de sus funciones, dando paso al desarrollo artificial de genomas caracterizados para las necesidades, que cumplan con todas las funciones sin limitantes y que puedan dar la información exacta de las comunidades microbianas.
Pero para que esta propuesta pueda ser implementada se necesita el apoyo de la comunidad científica, dando paso al desarrollo de la tecnología requerida, debido a que es demasiada información y funciones en un solo sitio; además de que la creación artificial de genes es un gran salto para la ciencia y se debe desarrollar con cuidado, además de que existen todavía muchas limitantes en el campo. Aunque la propuesta suene muy revolucionaria o avanzada no puede ser descartada, por lo que la comunidad UMI dará lugar a conocimientos científicos, avances tecnológicos y oportunidades económicas que beneficien a las generaciones futuras, para comenzar con las investigaciones y avances tecnológicos necesarios.
bien!
DeleteSánchez Herrera Victoria Abigail
ReplyDeleteUna iniciativa unificada para aprovechar los microbiomas de la Tierra
Se ha propuesto una iniciativa interdisciplinaria unificada para el estudio de microbiomas, para desarrollar herramientas que permitan entender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos de la Tierra; ya que actualmente se sabe poco acerca de las interacciones entre microbios y otros microbios, sus hospederos y sus ecosistemas y este conocimiento transformaría nuestra visión del mundo y daría lugar a muchas innovaciones en áreas como agricultura, energía, salud, medio ambiente, etc. El enfoque interdisciplinario de esta iniciativa es vital para el desarrollo de nuevas herramientas que permitan entender los procesos dentro de los microbiomas, ya que se requiere cooperación entre ciencias físicas, biológicas y biomédicas, así como ingenierías y otras disciplinas.
Algunas de las áreas clave para el estudio de los microbiomas son: Tecnologías para descifrar genes y compuestos químicos microbianos, ya que se desconocen las funciones de muchos de los genes identificados mediante secuenciación de metagenomas, y se tienen problemas descifrando los datos recolectados por estudios metabólomicos. Tecnologías que permitan obtener y ensamblar genomas completos a partir de células individuales dentro de microbiomas completos, las cuales permitirán el estudio de función y dinámica de comunidades microbianas. Tecnologías que permitan visualizar microbios individuales y sus interacciones, productos e identidades, dentro de comunidades complejas, lo cual permitirá entender cómo las conversaciones químicas modelan comunidades microbianas y sus ambientes. Herramientas matemáticas, estadísticas y de computación que permitan desarrollar modelos biológicos con mayor valor predictivo. Herramientas que permitan manipular comunidades microbianas sin cultivarlas.
Los creadores de la iniciativa consideran que las metas que se han propuesto para los siguientes 10 años (entendimiento de los microbiomas que permita su manejo y diseño) son ambiciosas pero alcanzables ya que muchas de las tecnologías requeridas se basarán en algunas ya existentes; y llaman a la comunidad científica a apoyar su iniciativa participando en la cooperación interdisciplinaria.
Referencia
Alivisatos, A.P. et al. (2015) A unified initiative to harness Earth’s microbiomes. Science. 350:6260 p. 507-508
muy bien!
DeleteEn el planeta en realidad se conoce muy poco sobre los microrganismos que están presentes, no sabemos cómo interactúan ente ellos, con sus hospederos o con su ambiente. A pesar de que las tecnologías actuales de secuenciación de ADN han permitido ampliar el panorama sobre lo que se conocía respecto a la ubicuidad y diversidad de microorganismos, aún se conoce muy poco sobre las funciones microbianas o sus dinámicas de comunidad.
ReplyDeleteEn el artículo se propone una iniciativa interdisciplinaria UMI (Unified Microbiome Initiative) para descubrir y avanzar en herramientas para entender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos de la tierra. Las áreas en las que se buscan los principales avances son:
Desencriptar genes y químicas microbianas: Los acercamientos para caracterizar los microbiomas se apoyan en secuenciación de la comunidad microbiana entera a través de la secuenciación metagenómica, sin embargo, más de la mitad de los genes identificados en estos estudios codifican funciones desconocidas. Por eso es necesario integrar métodos computacionales para la predicción de funciones de proteínas y RNA, modelos de organismos de rápida mutagénesis y cepas nativas bajo condiciones naturales. Descifrar la química de los microbiomas es esencial, apenas el 2% de la información se empareja con compuestos químicos conocidos y apenas una fracción de eso tiene caminos bioquímicos conocidos.
Modelación e informática: Un verdadero entendimiento de la comunidad microbiana solo puede ser alcanzado al integrar información e estudios metaonómicos con parámetros de hospederos y condiciones ambientales en una escala temporal y espacial. Los modelos adaptativos que capturan la complejidad de las interacciones de moléculas a microbios y de comunidades a ecosistemas y nuevos acercamientos para visualizar conjuntos de información en múltiples direcciones contribuirán a sistemas predictivos altamente confiables para modelar las comunidades de microbiomas.
Según los autores del artículo, en un lapso de 5 años podrían comenzar implementarse todos estos sistemas y acercamientos, en un plazo de 10 años podríamos acercarnos a un entendimiento predictivo que permitiría manipular interacciones en la interfaz raíz-suelo-microbio que permitiría reducir pesticidas, fertilizantes y el uso de agua para enriquecer suelos degradados. También se busca aumentar el uso de biocombustibles para nuevos bioproductos.
Es por eso que en el artículo se propone la unión de ciencias como física, matemáticas, ingeniería, química y biología. Los avances en estas áreas plantean los mayores cambios para el futuro.
bien!
DeleteA lo largo de este curso, mediante los diferentes artículos científicos que hemos leído, me he percatado que sin duda, la ecología microbiana es compleja, y que muchas funciones y relaciones de muchos microbios no se conocen, que muchas bacterias aún no se han logrado cultivar y que la dark matter de la microbiología es gigantesca. Seguro entre todos los organismos que no se conocen se podrían encontrar un sinfín de soluciones a los problemas humanos y a los problemas que hemos generado los humanos como la contaminación. La biotecnología ha estado modificando bacterias cuyas modificaciones tal vez ya existan de manera natural en la materia oscura de los microorganismos.
ReplyDeleteEn este artículo se propone una Unifided Microbiome Initiative; dicha iniciativa tiene como objetivo principal descubrir y poner especial atención en avanzar las tecnologías y herramientas que puedan ayudar a los investigadores a .entender los tan complejos sistemas ecológicos microbianos de la Tierra.
Uno de los puntos que me parece importante recalcar es que el trabajo interdisciplinario y la colaboración de las diferentes ciencias e investigadores del mundo es uno de los principales ingredientes para que las metas que se proponen en este artículo puedan ser llevadas a cabo en un futuro no muy lejano. Compartir los resultados de investigaciones y empezar a romper dogmas como bien lo decía Read, es muy importante.
Entre las iniciativas que presenta los autores del artículo, se encuentran:
Describir los genes microbianos y químicos, innovar en los modelos y la informática, perturbación de las comunidades in situ y elaborar modelos tratables, entre otras.
Como comentario personal con esta lectura me percataté de la gran cantidad de trabajo que tiene la ciencia en el área de la microbiología, y espero en un futuro no muy lejano poder contribuir a la “dark matter illumination” desde el enfoque que vaya llegue a elegir en mi formación académica. Me gustó mucho este artículo.
bien!
DeleteA unified initiative to harness Earth’s microbiomes
ReplyDeletePrácticamente todos los organismos en la Tierra alojan una innumerable cantidad de microorganismos, la cual es llamada microbioma. Su entendimiento nos podría dar ideas para resolver problemas en la agricultura, energía, salud y medio ambiente. Algunos ejemplos derivados del uso de microorganismos para la solución de problemas serían: la producción de biocombustibles; mejorar eficiencia de la tierra agrícola para reducir el uso de pesticidas, fertilizantes y agua; obtener mejores medicamentos; etc.
Dada su gran importancia se ha propuesto la creación de una Iniciativa Unificada sobre Microbioma. Uno de los puntos clave de esta Iniciativa es la creación de una plataforma transversal para acelerar los descubrimientos sobre microbioma y sus aplicaciones. Para la descripción de los genes y su funcionamiento químico es necesario un amplio uso de la secuenciación metagenómica. Siguen existiendo muchos genes no caracterizados o incompletamente estudiados.
El reto es desarrollar técnicas eficientes para descubrir de forma exacta las funciones de las proteínas y los RNAs, de detección de mutagénesis respecto de organismos modelo, plataformas de fenotipos para contrastar las predicciones in vitro, in situ e in silico, entre otras. Se deba también hacer un esfuerzo por no solamente conocer qué genes están presentes en las células sino también la relación entre ellos, incluso de genes de diferentes especies dentro de un microbioma, es decir, tratar de visualizar la comunidad en conjunto. Parte de ello se podrá alcanzar si se desarrollan nuevos tipos de modelos, que incorporen herramientas estadísticas, matemáticas y de aprendizaje computacional con el fin de reflejar mejor la complejidad de las comunidades bacterianas; solo de esta forma se lograrán generar valores predictivos confiables. Además, se requerirá un “lenguaje común” para facilitar la transmisión de los nuevos conocimientos.
Se debe ahondar en el estudio de las bacterias en cuanto a sus funciones, las interacciones entre sí, con sus hospederos y con el medio ambiente. Para entender su comportamiento, es necesario perturbar los microbiomas, y así valorar de forma experimental la causalidad de ciertos fenómenos. Herramientas potenciales serán la edición genética basada en secuencias específicas (CRISP), combinación de nutrientes específicos basados en modelos de redes metabólicas, y consorcios microbianos sintéticos diseñados para las industrias.
bien!
DeleteOmar Josue Obregón Portugal
ReplyDeleteA unified initiative to harness Earth’s microbiomes
Este artículo habla sobre que a pesar de que las tecnologías de secuenciación de ADN han permitido una nueva visión de la ubicuidad y la diversidad de microorganismos, estos conocimientos no nos proporcionan información necesaria sobre las funciones microbianas o de la dinámica de la comunidad. Por lo que muchos posibles usos prácticos que tiene el conocer las funciones de estos microbiomas no están siendo aprovechados, usos que nos permitirían mejorar nuestra comprensión del mundo y desarrollar innovaciones en áreas como la agricultura, energía, salud, medio ambiente y más. Es por ese motivo que se propone la iniciativa UMI (Unified Microbiome Initiative), la cual es una iniciativa interdisciplinaria para descubrir y desarrollar las herramientas necesarias para entender y aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos de la Tierra.
Diversas instituciones se han unido a esta causa, como Los Observatorios Microbianos de la Fundación Nacional de Ciencias, el Programa de Ciencias Genómicas del Departamento de Energía de los Estados Unidos, el Proyecto de Microbiología Humana de los Institutos Nacionales de Salud, y otros tantos más a lo largo de Estados Unidos y el extranjero. Sin embargo, carecemos de muchas herramientas necesarias para avanzar más allá de los enfoques descriptivos de los estudios que permiten una comprensión mecanicista, predictiva y accionable de los procesos microbiológicos globales. El desarrollo de estas herramientas requiere nuevas colaboraciones entre las ciencias físicas, biológicas y de la vida; Ingenieria; y otras disciplinas.
Un objetivo central de UMI es desarrollar tecnologías de plataforma transversal para acelerar el proceso de descubrimiento de nuevos datos y su transformación a aplicaciones útiles.
Sin embargo los enfoques caracterizar microbiomas dependen cada vez más de la secuenciación metagenómica de toda la comunidad, pero, aproximadamente la mitad de los genes identificados en estos estudios codifican productos de función desconocida, y las anotaciones funcionales existentes a menudo son incompletas o inexactas. Es por eso que estos enfoques deben integrar métodos computacionales mejorados para la predicción in silico (hecho por computadora) de funciones de proteínas y ARN, mutagénesis rápida de organismos modelo o cepas nativas en condiciones naturales, multiomía y plataformas de fenotipado de alta resolución para probar predicciones funcionales in vitro e in situ y mejor captura de Información en la literatura.
Para llevar a cabo esta gran tarea es necesario descifrar los genes microbianos y las sustancias químicas, avances tecnológicos en conocimientos y procesos de genómica celular y dinámica del genoma, multi-omicas de visualización de alto rendimiento y alta sensibilidad, la creación de modelos informáticos que nos permitan conocer mejor el genoma de estos microbiomas, analizar las perturbación de comunidades in situ y desarrollar sistemas de modelos manejables.
En conclusión aunque estas metas son muy difíciles ya ambiciosas, no son imposibles, pero requieren del desarrollo de nuevos conocimientos y tecnologías para llevarse a cabo. Pero es importante recalcar que el propósito de esta iniciativa es que los conocimientos provean avances a la sociedad, por lo que deben integrar diversos factores éticos, legales y sociales. La comprensión del microbioma de la Tierra es el futuro de un mundo mejor para los humanos en muchos aspectos.