Escudo de la República de Colombia
pornopornopornopornopornoporno
pornopornopornopornopornoporno

Ciencia & Tecnología

Con matemáticas simulan reacciones de E. coli ante la temperatura

Aunque por lo general se relaciona con infecciones del tracto intestinal, la bacteria Eschechiria coli tiene gran potencial biotecnológico; por ejemplo se usa para obtener la insulina para los diabéticos o en la elaboración de detergentes para la ropa, polímeros y plásticos.

Bogotá D. C., 06 de junio de 2019Agencia de Noticias UN-

Aunque por lo general E. coli se relaciona con infecciones del tracto intestinal, también se emplea en la industria química o farmacéutica. Foto: Creative Commons

Los bioprocesos se basan en la utilización de células vivas como agentes trasformadores de la materia para conseguir productos. Foto: Agencia de Noticias - Unimedios.

Representación del flujo laminar alrededor de E. coli cultivada en medio líquido. Foto: Santiago Benavides.

Geometría de una célula de E. coli. Foto: Santiago Benavides.

Para protegerse de los cambios de temperatura E. coli cambia la producción de la molécula ATP. Foto: Creative Commons

E. coli, al igual que cualquier otro organismo utilizado para acelerar los procesos del metabolismo de los seres vivos (catalizador biológico), es sensible a los flujos de calor con el ambiente, desencadenando mecanismos de respuesta complejos para regular su temperatura interna (homeostasis).

Santiago Benavides López, magíster en Ingeniería – Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, explica que “todos los seres vivos realizan trasformaciones de la materia y la energía para garantizar su supervivencia, por lo que se deden diferenciar los procesos biológicos que se dan como un fenómeno natural de aquellas operaciones diseñadas por el hombre para aprovechar esta capacidad de los seres vivos”.

Concretamente se refiere a los bioprocesos, que se diferencian de otras formas de procesamiento industrial porque se basan en la utilización de células vivas o partes de estas como agentes trasformadores de la materia para conseguir productos como vacunas, una tarea para la que se han empleado tanto cultivos de hongos y bacterias como aislamientos celulares de especies vegetales y animales.

En este campo se enmarca el trabajo adelantado por el magíster Benavides, quien “le echó” matemáticas al tema y desarrolló un modelo que simula el crecimiento de E. coli a diferentes condiciones de temperatura.

Según el ingeniero, para lograr una adecuada productividad en un bioproceso es necesario asegurar condiciones ambientales para el microorganismo, como la composición del medio de cultivo, el pH, la temperatura, el oxígeno disuelto y la velocidad de agitación, las mismas que suelen determinarse tradicionalmente de forma experimental.

Señala que “en la práctica, cuando se experimenta con un microorganismo, la temperatura con la que se trabaja tiende a ser un parámetro constante, pero existen ciertos procesos en los que es necesario trabajar con temperaturas variables”.

En este tipo de procesos se utilizan dichos cambios para inducir respuestas en los microorganismos utilizados, como la obtención de proteínas recombinantes con E. Coli, en los que se carecía de modelos que pudieran dar luces de cómo sería la respuesta de la bacteria.

“Como resultaba ambicioso hacer un modelo de producción de proteínas recombinantes en E. coli, optamos por centrarnos en el paso anterior: un modelo sobre cómo responde el microorganismo a la temperatura, el cual se podría utilizar para modelar un proceso productivo en el que se incluya este tipo de cambios”.

Búsqueda de datos

Para su investigación, el magíster partió de una recolección de datos experimentales sobre E. coli contenidos en la literatura científica. Esta bacteria ha sido utilizada tanto en procesos productivos como en estudios de bioquímica, biología molecular y biología pura. Existe gran cantidad de información; por eso se ha convertido en “organismo modelo”, lo que significa que los métodos, estrategias y herramientas desarrollados usándola se pueden extrapolar a otros microorganismos.

Con los datos recolectados, y a partir de la Metodología de Modelado Semifísico de Base Fenomenológica (MSBF) desarrollada por el Grupo de Investigación en Procesos Dinámicos (KALMAN) de la UNAL Sede Medellín, el magíster desarrolló el modelo que simula por computador aspectos como el crecimiento de E. coli, o la cantidad de nutrientes que consume ante los cambios de temperatura.

Autorregulación de la temperatura

Para validar el modelo el investigador comparó los resultados obtenidos con la información que se contaba en la bibliografía sobre el comportamiento de la bacteria, y obtuvo resultados similares.

“Encontramos que ante cambios de temperatura hay una interacción muy interesante en términos del ATP, una molécula que utilizan todos los seres vivos para almacenar energía, de la que cambia su concentración intercelular”, indica el magíster, y añade que es precisamente ahí donde se da el proceso de autorregulación.

También indica que un microorganismo no tiene sistemas fisiológicos tan complejos como los de los humanos, no puede temblar ni sudar ante cambios de temperatura, sino que modifica su metabolismo, la velocidad a la que toma sustratos del medio y genera productos, eso es lo que se puede ver en el modelo.

Por eso cuando en el modelo se aumenta la temperatura del medio, la simulación muestra que el microorganismo produce más energía para evitar morir.

(Por: fin/ALP/dmh/LOF
)
N.° 333

Otras noticias

Es la primera vez que un caso de mellizos de padres diferentes se reporta en una revista científica nacional. Fotos: archivo Unimedios.

Ciencia & Tecnología

enero 26 de 2021

Mellizos de padres diferentes, caso raro detectado por la UNAL

Tras realizar el cotejo del ADN del presunto padre de un par de mellizos, el...

Colombia y Ecuador no permitieron que familias se postularan a las ayudas asistenciales y se basaron solo en las bases de datos oficiales. Fotos: archivo Unimedios.

Política & Sociedad

enero 26 de 2021

Atención social por la pandemia ha sido baja en Colombia

Las nuevas trasferencias de dinero a las poblaciones vulnerables en Colombia a...

Los sistemas inteligentes de peajes permiten que los vehículos se cobren de forma automática y se agilice el movimiento. Fotos: archivo Unimedios.

Ciencia & Tecnología

enero 26 de 2021

App enlaza bases de datos para facilitar movilidad en el país

Una aplicación y un mapa multimedia permiten navegar de forma interactiva por...

La rapidez con la que se están contagiando cada vez más personas en el país es consecuencia del comportamiento humano. Foto: Nathalia Angarita - Unimedios.

Salud

enero 26 de 2021

Variante del virus SARS-CoV-2 no se puede confirmar sin estudio previo

La rapidez con la que se están contagiando cada vez más personas en el Colombia...

El 89 % de los microplásticos encontrados corresponden a fibras, pero la forma no permite determinar el origen de la contaminación. Foto: archivo Unimedios.

Medioambiente

enero 26 de 2021

Primer registro de microplásticos en caracol pala del Caribe

Por primera vez se confirma la presencia de microplásticos en las heces del...

Antes de entrar a la escuela, los niños deben tener fortalecidas las habilidades del lenguaje. Foto: Brandon Pinto - Unimedios.

Educación

enero 25 de 2021

Preescolares aprenden a leer más fácil con lenguaje oral

Si un niño tiene debilidades en el lenguaje, las probabilidades de que también...

El cultivo de arveja arbustiva es la mejor alternativa para la diversificación de la zona triguera de Nariño. Fotos: archivo Unimedios.

Desarrollo Rural

enero 25 de 2021

Arveja arbustiva, buena opción productiva en Nariño

Por su capacidad de adaptación, alto potencial de rendimiento y la posibilidad...

Las víctimas de siniestros viales podrán recibir orientación jurídica, psicológica y social. Fotos: archivo Unimedios.

Ciudad & Territorio

enero 25 de 2021

UNAL operará centro de orientación para víctimas de accidentes viales

El Laboratorio de Psicología Jurídica de la Facultad de Ciencias Humanas de la...

Hasta la fecha se tiene tres variantes de interés bien documentadas: la del Reino Unido, Sudáfrica y Brasil. Fotos: Brandon Pinto - Unimedios.

Ciencia & Tecnología

enero 25 de 2021

Coronavirus seguirá mutando si no se corta el contagio

El desafío científico de averiguar qué variantes del SARS-CoV-2 seguirán...

Educación

enero 23 de 2021

Aprendizajes para propuestas de futuro

Con profunda tristeza registramos esta semana la noticia de la partida del...