Maestría en Ciencias Naturales

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https://repository.urosario.edu.co/handle/10336/32492

La Maestría en Ciencias Naturales de la Universidad del Rosario, se orienta a formar investigadores de alto nivel, capaces de producir nuevo conocimiento y/o tecnología en respuesta a necesidades del planeta y la sociedad.
La maestría busca participar en el planteamiento de soluciones a problemáticas nacionales que requieran de la aplicación interdisciplinaria del conocimiento científico y, de esta manera, ser parte de la estrategia para lograr que Colombia esté en la frontera del conocimiento


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    Genómica funcional para la descripción de mutaciones germinales en el diagnóstico molecular del cáncer de colon y recto no seleccionado en población colombiana
    (2023-12-01) Rodríguez Salamanca, Juliana Valentina; Fonseca Mendoza, Dora Janeth; Morel, Adrien
    El cáncer colorrectal (CCR) es el tercer tipo de cáncer de mayor incidencia a nivel mundial, con altas tasas de mortalidad reportadas anualmente. A pesar de que la secuenciación de próxima generación (NGS) ha permitido caracterizar perfiles genómicos mutacionales en diversas poblaciones, la información específica sobre pacientes colombianos con CCR es limitada. El objetivo de esta investigación es identificar variantes germinales asociadas al CCR en dicha población, utilizando un panel de 206 genes que incluye tanto genes de paneles de diagnóstico clínico como genes candidatos obtenidos de estudios de literatura. La metodología empleada incluyó dos enfoques de clasificación: uno basado en las recomendaciones de la ACMG/AMP (American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology) para identificar variantes patogénicas y probablemente patogénicas (P/PP), y otro utilizando el modelo de inteligencia artificial BoostDM. Los resultados obtenidos revelaron tasas significativas de variantes patogénicas, con un 12% de pacientes con variantes P/PP y un 65% con variantes “oncodriver” identificadas mediante BoostDM. Estos hallazgos sugieren la importancia de utilizar un panel ampliado en la detección de variantes germinales y la consideración de adoptar e indagar en nuevas estrategias de clasificación de variantes. Entre las variantes P/PP, se identificaron tres variantes intrónicas en sitios de splicing en genes candidatos. La validación funcional de estas variantes mediante un ensayo de minigenes demostró la generación de transcritos aberrantes, debido a la alteración en el splicing. En conclusión, esta investigación proporcionó información valiosa sobre la presencia y frecuencia de variantes patogénicas en pacientes colombianos con CCR, usando un análisis genómico ampliado mediante NGS, utilizando dos enfoques bioinformáticos. Adicionalmente, se logró probar funcionalmente el efecto de tres variantes intrónicas de interés, que demostró la consecuencia molecular de estas y la potencial implicación a nivel de la proteína. En conjunto, este estudio contribuye al conocimiento del perfil genómico de pacientes no seleccionados con CCR en la población colombiana, generando nuevas perspectivas para la aplicación clínica y traslacional que busca la identificación temprana y la aplicación de estrategias que mejoren el pronóstico y supervivencia de los portadores de variantes de interés. Para nuestro conocimiento, esta corresponde a la primera aproximación en el país que aborda esta estrategia en pacientes no seleccionados con CCR.
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    Early patterns of Andean diversification, genomic and color patterns variation across the Metallura tyrianthina complex of the Northern Andes
    (2022-05-19) Monguí Torres, Juan Pablo; Salazar Clavijo, Camilo Andrés; Cuervo, Andrés M.; Genética Evolutiva, Filogeografía y Ecología de Biodiversidad Neotropical
    La topografía altamente variable, la historia climática y la gran variedad de nichos de la cordillera de los andes ha contribuido a la formación y mantenimiento de la asombrosa diversidad genética y morfológica de las aves tropicales, promoviendo dos mecanismos de especiación. El primero consiste en la acumulación de mutaciones por deriva genética en poblaciónes aisladas reproductivamente por la geografía y/o por su ecología. El segundo patron consiste en eventos de divergencia rápida, mediada por la adaptación a sus diversos nichos ecológicos. No obstante, poco se sabe sobre los procesos que ocurren en estadíos tempranos de la especiación. De tal forma que propongo estudiar la evolución del complejo de subspecies de Metallura tyrianthina, ya que ejemplifica un evento de diversificación rápida en los Andes que resultó en siete subespecies con coloración variable. En este estudio corroboramos y ampliamos los hallazgos de estudios previos sobre evolución del colibrí Metallura Tyria en Colombia, mediante un muestreo reducido del genoma (NextRAD) y valoraciones cuantitativas de coloración. Esto nos permitió encontrar evidencia significativa de procesos de divergencia temprana en presencia de flujo genético. En primer lugar, la evidencia mostró que los ciclos glaciales del Cuaternario pudieron haber jugado un papel importante en la reciente colonización de la Sierra Nevada y un posterior evento de divergencia rápida entre las poblaciones de Metallura tyrianthina districta, hallando una nueva subespecie para el complejo. Además, la evidencia apunta hacia otro patrón de divergencia en el mismo sistema, entre las poblaciones oriental y occidental de Metallura tyrianthina tyrianthina que fue sutil y no se explica por la topografía ni el aislamiento por distancia.
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    Análisis Metagenómico del Viroma Intestinal en Pacientes Intrahospitalarios y de Unidad de Cuidados Intensivos de Bogotá, Colombia
    (2024) Ramírez Hernández, Angie Lorena; Ramírez González, Juan David; Muñoz Díaz, Claudia Marina; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    El microbioma intestinal se encuentra ampliamente estudiado; sin embargo, el componente viral ha sido poco caracterizado a pesar de ser crucial en la homeostasis intestinal. Este estudio analizó el viroma intestinal de muestras fecales humanas (n=37) de pacientes en Unidad de Cuidados Intensivos – “UCI” (n=10), pacientes “hospitalizados” en servicios diferentes a UCI (n=13), y en individuos de “comunidad” saludables (n=14), utilizando secuenciación por Oxford Nanopore Technologies (ONT) e Illumina. En promedio, se obtuvo 161,855 lecturas por muestra usando secuenciación por ONT, de las cuales cerca del 0,03% correspondió a lecturas virales. Para el caso de Illumina, se obtuvo alrededor de 20.286.589 lecturas por muestra, donde alrededor del 0,1% fueron asignadas a virus. Se identificaron bacteriófagos del orden Caudovirales, incluyendo Myoviridae, Podoviridae y Siphoviridae como las principales familias virales. Aunque la mayoría de las familias virales se mantuvieron estables, se observó una disminución significativa de Microviridae en pacientes hospitalizados y de UCI, sugiriendo un desequilibrio asociado al ambiente intrahospitalario. De los profagos detectados en Genomas Ensamblados a partir de Metagenomas (MAGs) bacterianos, llamó la atención la presencia de dos familias virales (Myoviridae y Siphoviridae) en la misma especie bacteriana, Alistipes putredinis. Los resultados sugieren que las interacciones bacteria-bacteriófago pueden no ser siempre específicas de especie, destacando la complejidad de las interacciones microbianas en el intestino humano. Estos hallazgos representan una línea base hacia la comprensión de la influencia de un ambiente intrahospitalario en la composición del viroma intestinal. Se necesitan investigaciones adicionales que permitan comprender a profundidad cómo estos cambios pueden afectar la salud del hospedero, especialmente en entornos clínicos.
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    Caracterización de comunidades virales en muestras fecales de bovinos de la provincia de Ubaté, Cundinamarca, Colombia
    (2023-06-09) Medina Velasquez, Julián Esteban; Ramírez González, Juan David; Castañeda, Sergio; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    Las infecciones virales pueden repercutir sobre la salud del ganado bovino con consecuencias que trascienden a la productividad económica, la salud humana y de otros animales. La identificación de los virus presentes en las heces, una de las principales rutas de transmisión de patógenos, contribuye a la elaboración de planes de prevención, control y vigilancia. Las aproximaciones de metagenómica viral brindan un panorama más amplio y tienen un gran potencial a la hora de detección de virus desconocidos o la sugerencia de agentes no descritos anteriormente. Por esta razón, en este trabajo se caracterizaron las comunidades virales de muestras de materia fecal de bovinos de uno de los epicentros de la ganadería en Colombia (La Provincia de Ubaté) mediante secuenciación de tercera generación (Oxford Nanopore Technologies). Describimos el viroma de muestras de heces de bovinos a partir de un muestreo no probabilístico a conveniencia de 42 muestras provenientes de tres municipios de la Provincia de Ubaté, Cundinamarca. Utilizamos un enfoque de secuenciación metagenómica con tecnologías Oxford Nanopore junto con análisis de diversidad y filogenéticos. Se demostró una composición viral homogénea y estable entre municipios, predominada por miembros de la familia Picornaviridae. A nivel de especie los virus más abundantes fueron el Enterovirus E (EVE) y el Astrovirus Bovino (BoAstV). Notificamos por primera vez en Colombia virus de importancia veterinaria con frecuencias significativas: EVE (59%), KVB (52%) y BoAstV (19%), además de la confirmación de CRESS Virus en heces de animales. El viroma de las heces de bovinos en la Provincia de Ubaté se caracteriza por la predominancia de virus potencialmente patógenos que han sido reportados con prevalencias y cantidades considerables. Varios de estos virus se reportan por primera vez en Colombia. Este estudio evidencia la utilidad de la implementación de técnicas de secuenciación metagenómica en la vigilancia epidemiológica. Se sientan bases para futuras investigaciones sobre los efectos de estos agentes en la salud de los bovinos y su prevalencia en el país, contribuyendo al control y prevención de enfermedades infecciosas.
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    Two-way Interactions between Hydroclimate and Forest Vegetation Disturbances in Colombia
    (2025-06-09) Cárdenas Vélez, Mario Esteban; Quesada, Benjamín Raphael; Clerici, Nicola; Interacciones Clima-Ecosistemas (ICE)
    Este estudio investiga las relaciones causales bidireccionales y no lineales entre la dinámica de la vegetación y siete variables hidroclimáticas - temperatura del punto de rocío a 2 metros (d2m), evaporación (e), evapotranspiración potencial (pev), albedo pronosticado (fal), precipitación total (tp), temperatura del aire a 2 metros (t2m) y escorrentía (ro) - a través de ecosistemas forestales tropicales en Colombia bajo diferentes niveles de perturbación forestal. Mediante el empleo de un enfoque de conjunto que integra la causalidad de Granger no lineal con la importancia de las características del bosque aleatorio, cuantificamos la magnitud, la fuerza y los desfases temporales de las relaciones causales en 24 biomas. Las variables hidroclimáticas ejercen, en promedio, efectos causales 3,6 veces más fuertes sobre el NDVI que el NDVI sobre el hidroclima, principalmente a través de la regulación térmica. La retroalimentación del NDVI sobre el hidroclima fue menor y estuvo vinculada principalmente a variables relacionadas con el agua, como la evapotranspiración y la escorrentía. Los impactos hidroclimáticos sobre el NDVI fueron en gran medida negativos, particularmente para ro, tp y pev (magnitud media ≈ -28%), indicando un potencial estrés de la vegetación bajo flujos de agua crecientes. Por el contrario, t2m mostró una influencia consistentemente positiva (≈ +19%), sugiriendo una mayor actividad fotosintética bajo un calentamiento moderado. Surgieron patrones específicos de cada bioma: t2m tuvo la influencia más significativa sobre el NDVI en los Bosques Tropicales Húmedos (≈ +0,93 frente a la evaporación), mientras que la evaporación dominó en los Bosques Tropicales Secos (≈ +60,1 frente a d2m). Las alteraciones forestales influyeron en la causalidad más que el tipo de bioma: los bosques no alterados fueron más sensibles al estrés hidrológico (por ejemplo, tp = -8%), mientras que los bosques degradados se vieron más afectados por el estrés térmico (por ejemplo, t2m = -10%). Una sincronía de moderada a fuerte entre la vegetación y la dinámica hidroclimática de (ρ ≈ 0,54-0,62) indica la existencia de factores atmosféricos a escala regional. Estos datos mejoran la comprensión de la retroalimentación ecosistema-clima, con implicaciones para la conservación de los bosques y la adaptación al clima en las regiones tropicales.
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    Newly discovered fossils provide novel insights on Cenozoic neotropical snakes
    (2022-04-07) Alfonso Rojas, Andrés Felipe; Cadena, Edwin Alberto; Paleontología Neotropical Tradicional y Molecular
    Las serpientes son un grupo de reptiles escamados con una enorme diversidad en el Neotrópico. Sin embargo, el registro fósil de estos vertebrados es escaso en el norte de Sur América. Aquí describo algunos fósiles de serpientes de tres diferentes localidades de Colombia. Primero, del Mioceno del Desierto de La Tatacoa, describo varias vértebras precloacales de la serpiente Aletinofidia Colombophis, incluyedo el primer reporte de forámenes parazigantrales para este género. Este nuevo material revela una extraña variación en el desarrollo de la espina neural a lo largo de la columna vertebral de este género, y sugiere un modo de vida diferente al fosorial. Luego, describo un fósil correspondiente a una mandíbula de una gran serpiente constrictora, el cual representa la primera descripción de un ofidio para el Plioceno de Colombia. Finalmente, en colaboración con diferentes colegas, describimos la biota de la localidad pleistocénica de Pubenza, donde se incluyen tortugas, roedores, armadillos y el primer reporte fósil de una víbora en Colombia.
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    Efecto de la Peroxidación Catalítica en Fase Húmeda activada por una Arcilla Pilarizada con Al/Fe sobre la viabilidad de Quistes de Giardia Intestinalis en agua superficial del río Pasto
    (2023-05-18) Reina Hidalgo, Ariana; Galeano, Luis Alejandro; Ramírez González, Juan David; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    Giardia intestinalis es un parásito protozoario con distribución global, que infecta amplia gama de hospederos vertebrados. Tiene dos estadíos de vida, los trofozoítos (forma replicativa) y los quistes (forma transmisible e infectiva) que se encuentran en el agua y alimentos contaminados. En este estudio se monitoreó el ARNm de quistes, como respuesta a la desinfección de agua superficial por Peroxidación Catalítica en Fase Húmeda (PCFH) activada por un catalizador de arcilla pilarizada con Al/Fe (Al/Fe-PILC); PCFH es un Proceso de Oxidación Avanzada (POA) evaluado en este estudio para la eliminación de quistes que exhiben alta resistencia a la cloración y otros métodos convencionales de desinfección. Los quistes de G. intestinalis (cepa WB, ensamblaje A) se cultivaron in vitro; se extrajo ARNm (1 x 105 quistes/mL) y se estandarizó un análisis de RT-qPCR para su detección y cuantificación utilizando los marcadores moleculares 18S-ARNr y β-giardina. Los experimentos catalíticos se realizaron en un reactor semi-continuo de 1 L utilizando agua superficial del río Pasto (Colombia) y se doparon con 100 quistes equivalentes Giardia/L teniendo en cuenta los factores experimentales de pH (6,0 y 7,0) y concentración de hierro activo del catalizador sólido (100 y 300 mg/L). Todos los experimentos catalíticos causaron pérdida de viabilidad de quistes de al menos 4 Log (99,99%); además, hasta alrededor del 35 % del Carbono Orgánico Disuelto (COD) y el 30 % del Nitrógeno Total Disuelto (NTD) se mineralizaron usando una dosis baja de peróxido de hidrógeno (0,037 mg H2O2/mg Fe.mg activo COD) en condiciones ambientales de temperatura (11 °C) y presión (73 kPa). El análisis de varianza mostró que la concentración de Fe activo (mg/L) ejerció un efecto significativo sobre la eliminación de quistes de G. intestinalis, la eliminación de COD y la fracción de H2O2 reaccionada (p < 0,05 con 95 % de nivel de confianza). Por su parte, en la optimización estadística de respuesta múltiple se obtuvo un valor de 0,95 para la función Deseabilidad, donde todas las respuestas alcanzaron el óptimo cuando la concentración de Fe activo fue de aproximadamente 80 mg/L y el pH 6,0. El pH no tuvo efecto significativo en los experimentos catalíticos. Este enfoque podría permitir a corto plazo monitorear a bajo costo la presencia de quistes de Giardia en el agua, así como prevenir la propagación de enfermedades infecciosas que son un problema de salud pública al complementar la desinfección convencional del agua con la PCFH en presencia de Al/Fe-PILC.
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    Functional role of root fungal communities of frailejones (Espeletiinae, Asteraceae) and their response to biotic and abiotic factors in tropical high-altitude grasslands
    (2024-12-03) Sánchez Tello, Juan David; Corrales Osorio, Adriana; Sánchez Andrade, Adriana; Martin, Michael David
    Los hongos de la rizosfera son actores clave en los procesos del ecosistema del suelo, ya que influyen en el ciclo de nutrientes debido a sus capacidades enzimáticas y su amplio potencial genético. Los rasgos funcionales de las plantas y las variables del suelo pueden influir directamente en las respuestas funcionales de las comunidades fúngicas del suelo. Sin embargo, los estudios que abordan la estructura taxonómica y el potencial genético de las comunidades fúngicas en los ecosistemas de páramo son escasos. En este estudio, analizamos cómo las comunidades fúngicas asociadas a la raíz de varias especies de Espeletia se ven afectadas por los rasgos radiculares y las variables edáficas en términos de estructura taxonómica y abundancia de genes funcionales. Para ello, muestreamos 58 individuos de Espeletia spp. y utilizamos secuenciación metagenómica de shotgun para identificar sus comunidades fúngicas asociadas. Se midieron los rasgos morfológicos de la raíz y las variables del suelo para cada muestra. Además, empleamos BLAST+ para identificar genes relacionados con el metabolismo del carbono (C) y del nitrógeno (N). Nuestros resultados indican que la comunidad fúngica es altamente rica y diversa, con una importante preponderancia de los géneros Aspergillus, Rhizophagus y Fusarium. La composición de la comunidad fúngica estuvo significativamente influenciada por dos factores edáficos (pH y azufre) y cuatro rasgos radiculares (diámetro promedio, volumen, longitud específica de la raíz y área específica de la raíz), pero no mostró una relación significativa con el sitio de muestreo ni con la especie hospedera. Además, la abundancia de genes relacionados con el metabolismo del C y N estuvo influenciada principalmente por variables del suelo (saturación de aluminio, porcentaje de arena, densidad aparente, nitrógeno, calcio y materia orgánica), mientras que el diámetro fue el único rasgo radicular significativamente relacionado. Nuestros hallazgos aportan evidencia sobre cómo los rasgos radiculares de Espeletia spp. y las variables edáficas de los páramos influyen en las comunidades fúngicas asociadas a la raíz y en su potencial genético en relación con el ciclo de nutrientes del C y N en el suelo.
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    Chromosome-level genome assembly of Triatoma dimidiata Latreille, 1811 (Hemiptera: Reduviidae: Triatominae)
    (2025-01-27) Alvarado López, Mateo Andrés; Cantillo-Barraza, Omar; Luna, Nicolás; Hernández, Carolina; Paniz-Mondolfi, Alberto; Ramírez González, Juan David; Ramírez González, Juan David; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    Triatoma dimidiata es un vector principal de Trypanosoma cruzi, el parásito responsable de la enfermedad de Chagas, que afecta a millones de personas en todo el mundo. Su distribución se extiende desde el centro de México hasta el norte de Ecuador y Perú, con variaciones ecológicas y epidemiológicas marcadas a lo largo de este rango, lo que conlleva a desafíos taxonómicos y al reconocimiento de T. dimidiata como un complejo de especies crípticas. A pesar de los esfuerzos realizados con marcadores morfológicos y moleculares, los análisis filogenéticos siguen siendo inconclusos, dificultando su clasificación. Resolver estos problemas taxonómicos es fundamental para desarrollar estrategias de control de vectores eficaces y específicas. Dado que los marcadores moleculares tradicionales han demostrado ser insuficientes, los análisis a escala genómica ofrecen una alternativa prometedora. Sin embargo, la ausencia de un genoma de referencia anotado para T. dimidiata ha limitado estudios genómicos de amplio alcance. Para abordar esta necesidad, ensamblamos y anotamos un genoma de referencia de alta calidad y resolución haplotípica a nivel cromosómico para T. dimidiata, integrando lecturas de alta fidelidad de PacBio (HiFi), secuenciación Illumina de extremos emparejados, Hi-C y RNAseq. Los ensamblajes resultantes, con longitudes de 1,31 Gb y 1,30 Gb, demuestran alta completitud y continuidad. Aproximadamente, el 95% de estas secuencias fueron organizadas en 10 y 12 pseudo-cromosomas, respectivamente. Además, el análisis del contenido repetitivo reveló que más del 50% del genoma se compone de elementos repetitivos. Utilizando transcriptomas ensamblados, métodos ab initio y homología de proteínas para la predicción de genes, identificamos 338,033 genes potenciales. Este recurso genómico llena un vacío crucial en la genómica de T. dimidiata, allanando el camino para estudios de genómica funcional y poblacional. Facilitará el descubrimiento de marcadores genéticos asociados a rasgos importantes como la resistencia a insecticidas y la adaptación ecológica, proporcionando conocimientos esenciales para desarrollar medidas de control específicas. Nuestro ensamblaje establece una base para investigaciones adicionales sobre la biología, la dinámica poblacional y la competencia vectorial de T. dimidiata, avanzando en los esfuerzos globales para combatir la enfermedad de Chagas.
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    Co-expression of the mammaglobin (SCGB2A2) gene with hsa-miR-184 and hsa-miR-190b indicates their possible role in different oncogenic pathways in Breast cancer
    (2024-12-02) Abella Duque, Juan Felipe; López Kleine, Liliana; Ramírez Clavijo, Sandra Rocío; Payán Gómez, César; Ramírez Clavijo, Sandra Rocío; Payán Gómez, César; Ciencias Básicas Médicas
    Introducción: El cáncer de mama es el cáncer más común en mujeres a nivel mundial, y su detección temprana sigue siendo un desafío importante. Estudios recientes han identificado una mayor expresión del ARNm de la mamaglobina A (SCGB2A2) en el cáncer de mama, lo que sugiere su potencial como marcador de enfermedad, aunque su función no se comprende completamente. Este estudio identifica microARN (miARN) coexpresados ​​con SCGB2A2, cuyas vías de señalización permiten comprender mejor el papel de SCGB2A2 en el cáncer de mama. Materiales y Métodos: Utilizando TCGAbiolinks y Firebrowse, se obtuvieron datos de miARN y expresión génica de 86 pacientes, con una muestra tumoral y una muestra de tejido normal por paciente, de la cohorte de cáncer de mama de TCGA. Los datos transcriptómicos se analizaron con DESeq2 y se calculó una correlación de Spearman para los valores p significativos, que se analizaron posteriormente utilizando herramientas de enriquecimiento y bases de datos de genes diana. Resultados: Entre los 782 miRNA expresados ​​en cáncer de mama, solo dos, hsa-mir-184 y hsa-mir-190b, mostraron la correlación positiva más fuerte con SCGB2A. Estos miRNA también mostraron una expresión positiva en tejidos de cáncer de mama en comparación con los de tejidos normales. El análisis bioinformático sugiere que hsa-mir-184 y hsa-mir-190b desempeñan un papel importante en la proliferación celular y el control del ciclo celular. Cabe destacar que estos miRNA se han asociado previamente con el cáncer de mama. No se encontró ningún miRNA con una correlación negativa con SCGB2A2. Estos miRNA se dirigen a una amplia gama de genes, incluyendo TP53, ESR1 y MYC, que están implicados en procesos relacionados con el cáncer, como la apoptosis y la regulación del ciclo celular. Conclusiones: La correlación positiva entre hsa-mir-184 y hsa-mir-190b y la expresión de SCGB2A2 muestra que podrían participar en la misma vía de señalización. Sin embargo, en lugar de modular directamente la expresión de SCGB2A2, estos modulan la expresión de los genes SNX9 y ANXA6 en el tejido tumoral mamario. Estos participan en procesos celulares críticos, como el tráfico de membrana y la señalización celular, y se alteran con frecuencia en el cáncer, lo que los convierte en posibles dianas para la regulación de miRNA. Además, esta información nos permite comprender mejor el posible papel de la mamaglobina en las vías de señalización celular relacionadas con el cáncer de mama y contribuye al desarrollo de estrategias terapéuticas específicas.
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    Metagenomic Analyses of Surface Waters and Wastewater in the Colombian Andean Highlands: implications in health and disease
    (2024-06-07) Urrea Messa, Vanessa del Pilar; Muñoz Díaz, Claudia Marina; Ramírez González, Juan David; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    El agua es un recurso esencial en nuestro planeta, especialmente en los entornos de agua dulce, fuente vital tanto para humanos, animales y ecosistemas; además es importante destacar que es un recurso limitado. Sin embargo, dichos entornos se han visto impactados significativamente por la contaminación y degradación generada por las actividades humanas. El objetivo de este estudio fue caracterizar el microbioma de aguas residuales y superficiales del Río Pasto, representando el primer panorama del estado actual de este recurso en las tierras altas andinas del suroeste de Colombia. Para lograr esto, realizamos análisis fisicoquímicos y microbiológicos tradicionales, incluida la detección de material genético de los parásitos protozoarios Giardia spp. y Cryptosporidium spp. Además, utilizamos tecnología Illumina para secuenciar las muestras para análisis metagenómicos. Estos análisis nos permitieron explorar el microbioma de las aguas residuales y superficiales a niveles taxonómicos y funcionales utilizando dos enfoques. El primer enfoque fue a partir de lecturas que revelaron las familias más abundantes en cada punto de muestreo, junto con especies que exhiben características patógenas potenciales, como Aeromonas media, y aquellas con roles potencialmente benéficos, como Polaromonas naphthalenivorans. También se identificaron marcadores moleculares de importancia en salud en cada punto de muestreo, incluidos marcadores de resistencia antimicrobiana como tetraciclinas y aminoglucósidos, así como factores de virulencia. El segundo enfoque involucró el ensamblaje de genomas a partir de metagenomas (MAGs), que condujo a obtener 270 ensamblajes de alta calidad y la identificación de 16 especies bacterianas, que incluyen especies reportadas en heces y nativas del cuerpo, para las cuales se obtuvieron sus perfiles funcionales. Este estudio proporciona información del estado actual del Río Pasto, que abarca tanto las aguas superficiales como las aguas residuales no tratadas, y ofrece una herramienta valiosa para evaluar los riesgos potenciales asociados con el reúso del agua y las implicaciones de la descarga directa de contaminantes en los cuerpos de agua.
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    Modificaciones de la microbiota cutánea de procariota y eucariota desencadenadas por la infección por Leishmania en la leishmaniasis cutánea localizada
    (2024-03-13) Jaimes Silva, Jesús Eduardo; Herrera, Giovanny; Cruz, Claudia; Pérez, Julie; Correa-Cárdenas, Camilo A.; Muñoz, Marina; Ramírez González, Juan David; Patiño Blanco, Luz Helena; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    La leishmaniasis cutánea (LC) es una enfermedad tropical caracterizada por úlceras cutáneas, en ocasiones con lesiones satélites y linfangitis nodular. Los parásitos Leishmania, transmitidos por vectores flebótomos, causan este problema de salud pública generalizado que afecta a millones de personas en todo el mundo. La complejidad de CL proviene de diversas especies de Leishmania y de complejas interacciones con el huésped. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo arrojar luz sobre la distribución espacio-temporal de las especies de Leishmania y explorar la influencia de la microbiota cutánea en la progresión de la enfermedad. Analizamos 40 muestras de pacientes con CL en tres bases militares en Colombia. Utilizando la secuenciación de la proteína de choque térmico 70 de Oxford Nanopore, identificamos especies de Leishmania y perfilamos la microbiota en lesiones de CL y las correspondientes extremidades sanas. La secuenciación de Illumina de los genes 16S-rRNA y 18S-rRNA ayudó a analizar las comunidades procarióticas y eucariotas. Nuestra investigación descubrió una superposición espacio-temporal entre regiones de alta incidencia de CL y nuestras ubicaciones de muestreo, lo que indica la coexistencia de varias especies de Leishmania. L. naiffi surgió como un descubrimiento digno de mención. Además, nuestro estudio profundizó en los cambios en la microbiota cutánea asociados con las lesiones de CL obtenidas mediante raspado en comparación con la piel sana obtenida mediante cepillado de las extremidades superiores e inferiores. Observamos alteraciones en la diversidad microbiana, tanto en comunidades procarióticas como eucariotas, dentro de las áreas lesionadas, lo que significa el papel potencial de la microbiota en la patogénesis de la CL. El aumento significativo de familias bacterianas específicas, como Staphylococcaceae y Streptococcaceae, dentro de las lesiones de CL indica su contribución a la inflamación local. En esencia, nuestro estudio contribuye a la investigación en curso sobre la CL, destacando la necesidad de un enfoque multifacético para descifrar las intrincadas interacciones entre la leishmaniasis y la microbiota cutánea.
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    A new Cricosaurus (Crocodilomorpha: Thalattosuchia) from the early Cretaceous (Valanginian) of Zapatoca, Colombia and its larger size compared to other thalattosuchians.
    (2025-11-13) Macias Pardo, Daniel Felipe; Cadena Rueda, Edwin Alberto
    Thalattosuchia es un clado de crocodilomorfos del Mesozoico que se distribuyó mundialmente. Todas estas especies se separaron en dos grupos principales: Metriorhynchidae y Teleosauridae, que tienen especímenes con diferentes tamaños, algunos de los más grandes: Dakosaurus maximus relacionado con el clado Metriorhynchidae y Machimosaurus rex con Teleosauridae. Aquí describimos un nuevo espécimen de Cricosaurus encontrado en Zapatoca, Colombia. El espécimen fue llevado a los laboratorios de la Universidad del Rosario; tan pronto como llegó allí, se agregó a una matriz. Esta se utilizó en el programa TNT para obtener un árbol filogenético. Finalmente, se utilizó una ecuación de regresión lineal para determinar el tamaño corporal utilizando la longitud del cráneo. Un análisis filogenético sugiere que este espécimen es parte del clado Cricosaurus y probablemente una nueva especie. Además, la regresión lineal ve que este espécimen es uno de los Thalattosuchia más grandes encontrados hasta ahora.
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    Cryptic transmission and novel introduction of Dengue 1 and 2 genotypes in Colombia
    (2024-05-27) Martínez Medina, David Fernando; Ramírez González, Juan David; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    El dengue sigue siendo un reto para la salud pública en Colombia, siendo la enfermedad infecciosa más prevalente en el país. Por lo tanto, el sistema colombiano enfrenta retos en la vigilancia genómica. Este estudio tuvo como objetivo evaluar la transmisión local del virus del dengue (DENV) y la diversidad genética en cuatro departamentos colombianos con patrones de incidencia heterogéneos. Para este estudio, procesamos 266 muestras de suero para identificar el virus del dengue (DENV). Posteriormente, obtuvimos 118 secuencias genómicas mediante la secuenciación de genomas de DENV de muestras de suero de 134 pacientes infectados con los serotipos DENV-1 y DENV-2. El serotipo predominante fue el DENV-2 (108/143), siendo el genotipo asiático-americano (AA) (91/118) el más prevalente. El análisis filogenético reveló la circulación concurrente de dos linajes tanto del DENV-2 AA como del DENV-1 V, lo que sugiere un intercambio genético continuo con secuencias procedentes de Venezuela y Cuba. La continua migración de ciudadanos venezolanos hacia Colombia puede contribuir a este intercambio, enfatizando la necesidad de reforzar las medidas de prevención en las zonas fronterizas. Notablemente, el análisis de Tiempo al Ancestro Común Más Reciente identificó la transmisión críptica de DENV-2 AA desde aproximadamente 2015. Esto desafía la noción de que los brotes importantes son desencadenados únicamente por introducciones recientes del virus, enfatizando la importancia de la vigilancia genómica activa. El estudio también puso en relieve las presiones de selección contrastadas sobre el DENV-1 V y el DENV-2 AA, experimentando este último una selección positiva, que posiblemente influya en su transmisibilidad. La presencia de un genotipo cosmopolita en Colombia, vinculado a Brasil, suscita preocupación por las rutas de transmisión, lo que subraya la necesidad de realizar estudios exhaustivos sobre la evolución del DENV. A pesar de las limitaciones, el estudio subraya el papel crucial de la epidemiología genómica en la detección temprana y la comprensión de los genotipos del DENV, abogando por técnicas avanzadas de secuenciación como un sistema de alerta temprana para ayudar a prevenir y controlar los brotes de dengue en Colombia y en el mundo.
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    Deciphering the introduction and transmission of SARS-CoV-2 in the Colombian Amazon Basin
    (2021-11-23) Ballesteros Chitiva, Nathalia; Ramírez, Juan David; Muñoz, Claudia Marina; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    SARS-CoV-2 ha tenido un impacto dramático en las comunidades nativas amerindias de América del Sur, especialmente en la cuenca amazónica. Con el fin de conocer la introducción e inicial propagación de este virus pandémico en esta región, realizamos un estudio de epidemiología genómica en el cual se secuenció 59 genomas de casos del departamento del Amazonas en Colombia. Nuestros resultados mostraron dos introducciones independientes del virus en el departamento, una de ellas asociada a casos asintomáticos. Representando el primer estudio de epidemiología genómica centrado en el departamento del Amazonas colombiano donde habita una gran cantidad de comunidades indígenas amerindias. Nuestros resultados proporcionan una visión de la dinámica de transmisión en esta región y reportan información relevante para buscar estrategias para mitigar la propagación del virus en la población amazónica, la cual actualmente se enfrenta a nuevos riesgos debido a la circulación de la nueva variante de preocupación P.1.
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    Comparative Transcriptomics of Naturally Susceptible and Resistant Trypanosoma cruzi Strains in Response to Benznidazole
    (2025-05-20) Ospina Varon, Carlos Mario; Ramírez González, Juan David; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    La enfermedad de Chagas (CD), causada por el protozoo Trypanosoma cruzi, sigue siendo un importante problema de salud pública debido a las limitadas opciones de tratamiento, como el benznidazol y el nifurtimox, que se asocian con efectos adversos y eficacia variable. La aparición de cepas de T. cruzi resistentes a fármacos, junto con el escaso conocimiento de los mecanismos moleculares subyacentes a la resistencia, dificulta el desarrollo de terapias más efectivas. Para explorar estos mecanismos, realizamos un análisis transcriptómico comparativo de dos cepas de T. cruzi TcI: MG (naturalmente susceptible) y DA (naturalmente resistente) al benznidazol. Los parásitos se cultivaron en medio LIT y se determinaron los valores de CE50 mediante el ensayo MTT. Se extrajo y secuenció el ARN (RNA-seq), con lecturas alineadas con un genoma de referencia. Se analizaron las expresiones génicas diferenciales con DESeq2, el enriquecimiento funcional mediante Gene Ontology (GO) y se mapearon las vías metabólicas mediante KAAS. La CE50 para Benznidazol en DA (28,92 µg/mL) fue sustancialmente mayor que en MG (0,8827 µg/mL), lo que confirma la susceptibilidad diferencial. DA mostró 408 genes sobreexpresados ​​y 1515 inexpresados, mientras que MG presentó 153 sobreexpresados ​​y 866 inexpresados ​​(Log2FoldChange ≥ 2 o ≤ -2). El análisis de GO indicó procesos biológicos divergentes entre cepas: DA mostró un enriquecimiento en transporte de electrones y desintoxicación, mientras que MG mostró un enriquecimiento en reparación del ADN y metabolismo energético. El mapeo metabólico reveló diferencias significativas en la vía de las pentosas fosfato, la glucólisis/gluconeogénesis y el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA). Se identificaron genes clave potencialmente involucrados en la resistencia, como la prostaglandina F2α sintasa, la tripanotiona sintasa, la tiorredoxina y la prostaglandina F sintasa, como posibles dianas terapéuticas. Estos hallazgos sugieren que la resistencia al benznidazol en T. cruzi implica respuestas multifactoriales específicas de la cepa a nivel transcriptómico y metabólico. Mediante el análisis de cepas naturalmente resistentes y susceptibles, este estudio proporciona nuevos conocimientos sobre los mecanismos de resistencia a fármacos y subraya la necesidad de ampliar la investigación con cepas de T. cruzi genéticamente diversas y unidades de tipificación discretas (DTU) para fundamentar futuras estrategias terapéuticas.
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    Beyond seasonal and host factors: ecosystem dynamics drive palm-associated root fungal communities at a local scale
    (2025-05-27) Salamanca Fonseca, José Mauricio; Sánchez Andrade, Adriana; Corrales Osorio, Adriana; Kauserud, Håvard; Thoen, Ella; Krabberød, Anders K.; Skrede, Inger
    Antecedentes y objetivos El aumento de fenómenos meteorológicos extremos debido al cambio climático puede alterar la dinámica de los ecosistemas. En los trópicos se sabe poco sobre cómo responderán los ecosistemas y las especies a las sequías e inundaciones. Identificar los factores bióticos y abióticos más importantes en los ecosistemas a nivel local es clave para desarrollar mejores prácticas de gestión forestal y comprender los efectos del cambio climático en las comunidades fúngicas. Métodos Realizamos un muestreo aleatorio de individuos adultos de varias especies de palmeras en tres ecosistemas cercanos con diferentes condiciones hidrológicas, durante las estaciones lluviosa y seca. Mediante secuenciación de nueva generación, identificamos las comunidades fúngicas y determinamos la influencia de las propiedades fisicoquímicas del suelo, las variables estacionales y la identidad del hospedador sobre la abundancia relativa de las comunidades fúngicas asociadas a la raíz y a la rizósfera. Resultados La composición de las comunidades fúngicas fue similar entre el bosque estacionalmente inundable y el bosque de tierra firme, mientras que en el pantano divergió debido a diferencias en las propiedades fisicoquímicas del suelo. Los análisis estacionales revelaron diferencias significativas en la abundancia relativa de varios taxones, principalmente asociados al bosque estacionalmente inundable. Sin embargo, no se detectó ninguna influencia de la especie de palmera en la abundancia de hongos a ningún nivel taxonómico. Conclusión Este estudio resalta la importancia de estudiar los ecosistemas a escala local y de considerar la dinámica de los ecosistemas en el estudio de las comunidades fúngicas y de otros microorganismos. Este enfoque es crucial para mejorar las predicciones en escenarios de cambio climático y comprender las consecuencias de alterar estas dinámicas en ecosistemas vulnerables y a menudo poco estudiados.
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    Embargo
    Genómica de la diversificación de Heliconius cydno (Lepidóptera: Nymphalidae) en el norte de Suramérica: patrones geográficos y fenotípicos
    (2025-09-03) Arias Cárdenas, Diana Alexandra; Salazar Clavijo, Camilo Andrés; Rueda Muñoz, Nicol Magaly; Filoevomica
    Grandes eventos geológicos, como el levantamiento de los Andes y la formación de los valles interandinos, han sido determinantes en la configuración de la biodiversidad neotropical. Este estudio evalúa su influencia en la radiación adaptativa reciente (∼1.5 Ma) de Heliconius cydno, una mariposa mimética y aposemática ampliamente distribuida desde Centroamérica hasta el norte de Suramérica, que presenta una notable variación en sus patrones de coloración alar. Esta diversidad fenotípica está determinada por una arquitectura genética modular, donde unos pocos genes clave y elementos cis- regulatorios controlan diferencias entre morfotipos en esta y otras especies de lepidópteros. A partir de la secuenciación del genoma completo de 113 individuos que abarcan todas las subespecies descritas, se investigó: (1) el papel de la orogenia andina en la diversificación de H. cydno y (2) la base genética de la variación en una de sus características fenotípicas distintivas. Se obtuvo que nueve de las catorce subespecies de H. cydno corresponden a linajes independientes, originados en el noroccidente de Suramérica, con posterior expansión hacia Centroamérica y los valles interandinos colombianos. La estructura genética refleja la geografía, con cinco clústeres principales: Centroamérica, Venezuela, Valle del Magdalena, Valle del Cauca e isla Gorgona. Algunas poblaciones, como la subespecie insular H. c. subsp. nov., muestran fuerte estructura genética, baja diversidad y señales de cuello de botella, en contraste con las subespecies continentales, que exhiben altos niveles de ancestría compartida y flujo genético. Adicionalmente, se identificó al microARN miRNA193, derivado del lncRNA Ivory, como el locus responsable de la variación en la banda submarginal blanca del ala posterior, un rasgo cuya base genética era hasta ahora desconocida en Heliconius. La evidencia de introgresión sugiere que este carácter fue transferido desde H. cydno hacia H. melpomene, contribuyendo al establecimiento de un nuevo anillo mimético con H. erato. En conjunto, estos hallazgos destacan el papel de la geografía, la arquitectura genómica y la introgresión en la diversificación de H. cydno.
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    Do we need to change our perspective about gut biomarkers? A public data mining approach to identify differentially abundant bacteria in intestinal inflammatory diseases
    (2023-02-20) Vega Romero, Laura Camila; Muñoz Díaz, Claudia Marina; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    El microbioma intestinal está involucrado en múltiples procesos de la fisiología del huésped, y las disrupciones en la homeostasis del microbioma se han ligado a enfermedades o infecciones secundarias. Dada su importancia, se introdujo el término biomarcadores, definidos como bacterias correlacionadas con estados de enfermedad, dietas y el estilo de vida del huésped. Sin embargo, el área de estudio de los biomarcadores intestinales sigue poco explorado dado que las comunidades asociadas a un estado de enfermedad particular aún no han sido exactamente definidas. Así, este estudio tuvo como objetivo identificar bacterias diferencialmente abundantes entre los sujetos con la enfermedad y sus controles. Por lo anterior, se analizaron datos públicos de estudios enfocados en describir la microbiota intestinal de pacientes con alguna enfermedad inflamatoria intestinal (cáncer colorrectal, enfermedad de Crohn, colitis ulcerosa y síndrome de colon irritable), junto con sus respectivos controles. Algunas bacterias frecuentemente reportadas (Fusobacterium, Streptococcus y Escherichia/Shigella) presentaron una abundancia diferencial entre los grupos de estudio, exhibiendo una alta abundancia en pacientes con la enfermedad. Los resultados de las bacterias diferencialmente abundantes contrastan con lo reportado en estudios previos sobre ciertas enfermedades inflamatorias, no obstante, se resalta la importancia de considerar enfoques integrales para redefinir o expandir la definición de biomarcadores. Por ejemplo, la diversidad intra-taxa de una comunidad bacteriana debe ser considerada, así como factores ambientales y genéticos del hospedero, e incluso considerar una validación funcional de estos biomarcadores con experimentos in vivo e in vitro. Por lo anterior, estas comunidades bacterianas claves en la microbiota intestinal pueden tener un potencial como probióticos de siguiente generación o pueden ser funcionales para el diseño de tratamientos específicos para ciertas enfermedades intestinales
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    Estimating the genetic structure of Triatoma dimidiata (Hemiptera: Reduviidae) and the transmission dynamics of Trypanosoma cruzi in Boyacá, eastern Colombia
    (2022-05-26) Ramírez, Juan David; Velasquez-Ortiz, Natalia; Hernández, Carolina; Cantillo Barraza, Omar; Medina, Manuel; Medina-Alfonso, Mabel; Suescun-Carrero, Sandra; Muñoz, Marina; Vega, Laura; Castañeda, Sergio; Cruz-Saavedra, Lissa; Ballesteros , Nathalia; Ramírez, Juan David; Ramírez, Juan David; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    La enfermedad de Chagas es un problema de salud pública en Colombia, donde varias regiones son endémicas. T. dimidiata es uno de los vectores principales después de R. prolixus y ha obtenido mayor importancia en Boyacá (oriente de Colombia), ya que las poblaciónes de este triatomino allí presentes se caracterizan por sus ciclos epidemiológicos complejos. Hay evidencia de intrusion en las viviendas, procesos de colonización y altas tasas de infección. Posterior a la reciente eliminación de R. prolixus en la region, es de gran importancia entender el comportamiento de T. dimidiata y las dinámicas de transmission de T. cruzi. Para esto, usamos qPCR y secuenciación de nueva generación para evaluar las tasas de infección, carga parasitaria, hábitos dietarios y genotipificación de T. cruzi en individuos de T. dimidiata colectados en nueve municipios de Boyacá, además exploramos su genética poblacional. Encontramos que las poblaciones de T. dimidiata conforman una sola población con características genéticas similares, con tasas de infección del 70%, altas cargas parasitarias de hasta 1.46x109 parásitos equivalentes, unos hábitos dietarios que comprende al menos 17 especies de animales domésticos, sinantrópicos y salvajes, además de una gran diversidad de genotipos de TcI incluso en una sola muestra. Estos resultados implican que el comportamiento de T. dimidiata es similar al de otros vectores exitosos, ya que presenta una amplia variedad de fuentes de sangre y contribuye a la circulación de diferentes genotipos del parásito, resaltando así su importancia para la transmisión de T. cruzi y el riesgo que presenta para los humanos. A la luz de la eliminación de R. prolixus en Boyacá y los resultados que obtuvimos, sugerimos que T. dimidiata se convierta en el nuevo objetivo para los programas de control vectorial. Esperamos que el presente estudio aporte suficiente información que permita el mejoramiento de los programas de vigilancia y control vectorial y la posibilidad de lograr la interrupción efectiva de la transmisión vectorial de T. cruzi en regiones endémicas para la enfermedad.
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    Evaluación Sistemática del Flavonoide Rutina para Fortalecer la Resiliencia de la Abeja Africanizada (Apis mellifera) frente al Estrés por Plaguicidas y Patógenos.
    (2025-09-12) Niño Mayorga, Sergio Alejandro; Riveros Rivera, André Josafat; Ramírez Santana, Heily Carolina; CANNON
    La salud de la abeja melífera (Apis mellifera) se ve amenazada por la interacción sinérgica entre plaguicidas y patógenos. Las intervenciones nutricionales con fitoquímicos como los flavonoides son una estrategia prometedora para mitigar este estrés. El objetivo de esta tesis fue evaluar sistemáticamente el potencial protector del flavonoide rutina contra el estrés inducido por el plaguicida imidacloprid y por patógenos claves. Mediante bioensayos de laboratorio controlados, se expusieron abejas a imidacloprid y/o patógenos (Varroa destructor, Nosema ceranae y el Virus de las Alas Deformes) con y sin suplementación profiláctica de rutina. Los resultados iniciales demostraron que la rutina mitiga eficazmente la inmunosupresión, y el estrés oxidativo y metabólico causados por la exposición crónica a imidacloprid. Sin embargo, al evaluar su efecto frente a desafíos patogénicos, se reveló una eficacia dependiente del contexto. La suplementación con rutina aumentó la resistencia y supervivencia frente a los parásitos V. destructor y N. ceranae, pero exacerbó la mortalidad en abejas infectadas con DWV, evidenciando un "trade-off" inmunológico crítico. En conclusión, esta investigación demuestra que la rutina no es un simple inmunoestimulante, sino un complejo inmunomodulador cuyos efectos dependen de la naturaleza del estrés. Estos hallazgos subrayan que la eficacia de las intervenciones nutricionales es profundamente contexto-dependiente y sientan las bases para el desarrollo de estrategias de apicultura de precisión.
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    Análisis del metagenoma y viroma del linaje tropical de la garrapata Rhipicephalus sanguineus sensu lato (s.l.) en los departamentos de Santander y Casanare en Colombia
    (2023-11-27) Páez Triana, Luisa Fernanda; Ramírez González, Juan David; Muñoz Díaz, Claudia Marina; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    Las garrapatas, reconocidas como vectores de gran relevancia a nivel mundial, se distinguen por su capacidad de transmitir una amplia gama de patógenos a diferentes especies de vertebrados. Entre estas garrapatas, se destaca Rhipicephalus sanguineus sensu lato (s.l.), conocida como la garrapata marrón de perro, que se considera de gran importancia tanto para la salud animal como humana. R. sanguineus s.l es una especie monotrópica, endófila y de tres hospederos, siendo notable por su amplia distribución global. Esta garrapata tiene la capacidad de transmitir diversos patógenos, ya sea como vectores mecánicos o biológicos, incluyendo bacterias, protozoos, hongos, nematodos y virus. Sin embargo, no son los únicos microorganismos significativos que conforman la microbiota de las garrapatas. En total, se pueden identificar tres comunidades ecológicas, tanto en el interior como en el exterior de R. sanguineus s.l. De esta manera, la microbiota de la garrapata está compuesta por patógenos transmitidos por ellas (causantes de enfermedades en humanos y animales), comensales y endosimbiontes. Estos últimos pueden aportar diversos beneficios a la garrapata, lo que incide en su aptitud biológica y, por lo tanto, en su abundancia. Para identificar estos microorganismos, en particular aquellos patógenos transmitidos por garrapatas, se han empleado múltiples metodologías. Esto incluye métodos tradicionales como el análisis microscópico, el cultivo y la amplificación de genes, junto con la secuenciación Sanger. No obstante, estos métodos tienen limitaciones, como su falta de sensibilidad y especificidad para un solo patógeno. Recientemente, la metagenómica mediante el enfoque de shotgun metagenomics ha ampliado estas técnicas, lo que permite identificar múltiples patógenos al mismo tiempo y también detectar otras comunidades ecológicas relevantes, como los endosimbiontes. Esta técnica se ha utilizado ampliamente para caracterizar el viroma de garrapatas, incluyendo R. sanguineus s.l, utilizando su ARN. A pesar de las ventajas que ofrece el shotgun metagenomics, este no ha sido aplicado en Rhipicephalus sanguineus s.l en Colombia, a pesar de su importancia como vector de enfermedades para la salud humana y animal en todo el mundo. Esta garrapata provoca impactos directos e indirectos en varios hospederos, incluyendo a algunos de gran relevancia económica, como el ganado, donde se destaca la transmisión de una diversidad de patógenos. Esta situación se agrava en Colombia, donde la mayoría de los patógenos identificados se han detectado mediante la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), lo que limita la amplificación a un número reducido de patógenos y no permite conocer el amplio espectro de patógenos que R. sanguineus s.l puede albergar. Esto conlleva a una falta de comprensión de los efectos que esta garrapata puede estar generando en animales domésticos y seres humanos en el país, especialmente en lo que respecta a posibles enfermedades de relevancia médica y veterinaria que podrían estar transmitiéndose. Esto incluye enfermedades como la fiebre manchada de las Montañas Rocosas, causada por R. rickettsia, la anaplasmosis granulocítica humana, causada por A. phagocytophilum, la enfermedad de Lyme producida por B. burgdorferi, y la babesiosis canina, principalmente causada por B. vogeli en Colombia. Debido a la falta general de conocimiento sobre esta garrapata en Colombia, así como su impacto en la transmisión de enfermedades y su diversidad de hospederos potenciales, surge la pregunta central: ¿Qué comunidades de microorganismos se pueden identificar en R. sanguineus s.l?. La realización de esta investigación nos permitió detectar organismos patógenos que circulan en el país a través de esta garrapata, contribuir al conocimiento general sobre los endosimbiontes y, sobre todo, avanzar en la comprensión del microbioma de R. sanguineus s.l. Considerando lo mencionado anteriormente, el objetivo general de este estudio fue analizar el metagenoma del linaje tropical de la garrapata Rhipicephalus sanguineus sensu lato (s.l.) en las regiones de Boyacá y Casanare en Colombia. Este objetivo se desglosa en dos objetivos específicos: 1. Describir la composición de las comunidades microbianas de ADN presentes en R. sanguineus s.l. mediante un enfoque metagenómico. 2. Analizar la composición de los virus de ARN presentes en R. sanguineus s.l. a través de la evaluación del viroma utilizando secuenciación con la tecnología de Oxford Nanopore. Cada uno de estos objetivos específicos corresponde a un capítulo independiente dentro de la tesis. En el primer capítulo de la tesis, se llevó a cabo una extracción de ADN de las garrapatas, que posteriormente se sometió a secuenciación por Novoseq 6000 de Illumina, con una capacidad de 6 gigabytes por muestra. Para el análisis bioinformático, se emplearon dos aproximaciones: una asignación directa de las secuencias (reads) y la generación de ensamblajes metagenómicos (MAGs). A través de estas técnicas, se identificaron microorganismos, incluyendo endosimbiontes y patógenos. Entre los microorganismos identificados, los tres más abundantes en términos relativos fueron Anaplasma phagocytophilum, Francisella tularensis y Theileria equi. Además, se logró la identificación de endosimbiontes pertenecientes a los generos Coxiella, Rickettsia y Wolbachia. En particular, se logró ensamblar MAGs para la especie Coxiella mudrowiae, lo que permitió realizar análisis de genómica comparativa y funcional. Además, se exploraron las correlaciones entre los diversos microorganismos identificados, destacando que C. mudrowiae presentaba correlaciones negativas con otros endosimbiontes y patógenos. En el segundo capítulo de la tesis, se realizó la extracción de ARN de las muestras, seguida de un proceso de eliminación de ARN de hospederos mediante el tratamiento RiboZero y un enriquecimiento viral mediante SMART9N. La secuenciación se llevó a cabo utilizando el dispositivo MinION de Oxford Nanopore. Se siguió un enfoque similar al del primer capítulo, asignando directamente las secuencias y generando MAGs para el conjunto de muestras, manteniendo restricciones geográficas y de sexos. Como resultado de esta investigación, se identificaron seis virus diferentes que conforman el viroma de esta especie de garrapata. Estos virus incluyen una especie similar al virus Flavi asociado a Rhipicephalus, el virus Mogiana de la garrapata, un virus de la familia Iflaviridae, el virus Jingmen de la garrapata, Bole tick virus 4 y Mivirus sp. Para dos de estos virus, se logró un ensamblaje exitoso, lo que permitió llevar a cabo análisis filogenéticos y comparativos basados en genomas disponibles de diferentes regiones del mundo.
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    Caracterización de las comunidades microbianas en sangre, heces y fluidos orales de murciélagos neotropicales en Casanare, Colombia
    (2024-11-25) Luna Niño, Nicolás; Ramírez González, Juan David; Muñoz Díaz, Claudia Marina; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    Los murciélagos son conocidos como reservorios de una amplia variedad de microorganismos patógenos, incluidos virus, bacterias, hongos, helmintos y protozoos, los cuales pueden transmitirse e infectar a otros organismos zoonóticos. Diversos estudios han empleado técnicas de secuenciación de nueva generación (NGS) para describir los patógenos transmitidos por estos mamíferos. Aunque la mayoría han caracterizado comunidades microbianas en fluidos corporales específicos, pocos han analizado la composición y diversidad de estas comunidades en varios fluidos corporales de un mismo individuo. En este estudio, utilizamos dos plataformas de NGS: secuenciación basada en amplicones de la región hipervariable V4 de los genes 16S- y 18S-rRNA, y metagenómica viral, para describir las comunidades procariotas, eucariotas y virales presentes en muestras de sangre, heces e hisopados orales recolectados de dos géneros de murciélagos (Carollia y Phyllostomus) en el departamento de Casanare, al oriente de Colombia. Se procesaron y analizaron un total de 60 muestras correspondientes a los tres tipos de fluidos corporales. Los resultados mostraron que las comunidades microbianas de estos fluidos estaban compuestas principalmente por bacterias, hongos, protozoos y diversos virus de ADN y ARN, evidenciando una variabilidad en géneros y especies microbianas. Las abundancias, métricas de diversidad y correlaciones de estos microorganismos presentaron patrones asociados tanto al género de murciélago como a los fluidos corporales, lo que sugiere que las características ecológicas de estas comunidades microbianas pueden estar determinadas por los rasgos ecológicos y fisiológicos de los murciélagos. Además, se identificaron comunidades microbianas de bacterias, algunos géneros de hongos y virus compartidos en los tres fluidos, lo que indica una posible circulación de microorganismos dentro de un mismo murciélago. Esto podría deberse al movimiento de estas comunidades desde la microbiota intestinal a otros sistemas fisiológicos o por la transmisión mediante vectores hematófagos. Por otro lado, nuestros análisis revelaron la presencia de varios microorganismos de interés para la salud pública, como Bartonella spp., Mannheimia haemolytica, Rhodotorula spp., Piroplasmida spp., Toxoplasma gondii, Alphacoronavirus spp. y Bat circovirus. La abundancia de estas especies patógenas en los tres fluidos sugiere posibles vías de transmisión de los murciélagos a otros organismos, lo que podría contribuir a la aparición de brotes de enfermedades zoonóticas. Este estudio resalta la variabilidad de microorganismos presentes en un mismo murciélago y las diversas interacciones patógeno-hospedero que pueden regular la presencia y transmisión de estos microorganismos zoonóticos. Asimismo, destacamos la importancia de analizar las características genómicas, las interacciones ecológicas y las actividades biológicas de estas comunidades microbianas en los murciélagos.
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    Biomass supply and temperature regulation by urban forests In Puerto Carreño, Vichada-Colombia
    (2022-06-02) Giraldo-Charria, Diana Lucia; Quesada, Benjamín Raphael; Escobedo, Francisco J; Interacciones Clima-Ecosistemas (ICE)
    Los bosques urbanos se consideran un elemento clave en la estructura ecológica de las ciudades, contribuyendo a la provisión de servicios ecosistémicos como el secuestro de carbono y la regulación climática. Sin embargo, pocos estudios han investigado estos servicios de regulación en ciudades pequeñas del Neotrópico. El objetivo de este estudio fue estimar el suministro de biomasa y el carbono secuestrado por el arbolado urbano, así como evaluar la capacidad de regulación térmica de los árboles durante la temporada más calurosa de 2021 (de diciembre de 2020 a mayo de 2021) en Puerto Carreño - Colombia. Se implementó un muestreo aleatorio a través de 200 parcelas circulares para estimar la biomasa y el almacenamiento de carbono de los árboles. Además, utilizamos 16 sensores iButton digitales ubicados en sitios por pares (sin sombra y con sombra de árboles) en ocho coberturas de suelo dentro de la ciudad para medir la temperatura y la humedad por hora durante seis meses. Encontramos que los bosques urbanos en Puerto Carreño tienen una diversidad de árboles relativamente alta y estructuras verticales complejas, mayores que las de ciudades más pobladas de la región, y un alto almacenamiento de carbono (en un rango entre 37 - 51 tC/ha). La regulación térmica de los bosques urbanos aumenta exponencialmente con la temperatura ambiente, es decir, 7,5 °C a 44 °C, mientras que 2 °C a 34,9 °C. Específicamente, durante los extremos de calor más altos, los bosques urbanos neotropicales maximizan los efectos de enfriamiento. La humedad relativa es generalmente mayor en las áreas sombreadas que en las áreas sin sombra, lo que es aún más pronunciado durante los períodos críticos de calor. Bajo un contexto global, Puerto Carreño tiene un alto riesgo de desarrollar una combinación mortal de condiciones climáticas de temperatura y humedad. Altos índices de no confort térmico son mitigados considerablemente por los bosques urbanos por un factor de 10 durante las horas más calurosas (9 a.m. a 4:00 p.m.). Las encuestas aplicadas confirmaron que las personas perciben los efectos de bienestar de los árboles y sus servicios de regulación del clima: la sombra de los árboles y la provisión de frutas fueron los beneficios de los servicios ecosistémicos más identificados por los residentes. Nuestro estudio muestra que los bosques urbanos tropicales son una medida clave de mitigación a nivel local y global (sumideros de carbono) y adaptación (reducción del calor extremo) para combatir el cambio climático.
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    El aumento de temperatura puede favorecer la llegada de plagas de cultivos a los ecosistemas de alta montaña. Caracterización molecular y evaluación del efecto de la temperatura en el desarrollo de Mythimna unipuncta del Páramo Matarredonda
    (2023-06-19) Torres Quintero, Paula Alexandra; Salazar Clavijo, Camilo Andrés; Lasso, Eloisa; Genética Evolutiva, Filogeografía y Ecología de Biodiversidad Neotropical
    Los páramos son ecosistemas tropicales de alta montaña que se encuentran distribuidos por la zona andina ecuatorial. Dichos ecosistemas son depósitos críticos de agua para las ciudades vecinas, reservas cruciales de carbono e importantes focos de biodiversidad. A pesar de su importancia, actualmente estos están amenazados por factores como el cambio climático y la pérdida de vegetación nativa a causa de especies invasoras. Observaciones recientes sobre las poblaciones de la especie nativa Paepalanthus columbiensis en el páramo de Matarredonda en Colombia, indican que una polilla desconocida se está alimentando fuertemente de estas plantas. En esta investigación, se utilizaron códigos de barras moleculares (amplificación COI) y se identificó que los insectos larvales que atacan estas plantas corresponden a la especie Mythimna unipuncta (Lepidoptera: Noctuidae), la cual se ha descrito anteriormente como una plaga mundial de cultivos con gran capacidad de dispersión que no sobrevive a temperaturas inferiores a 15°C. Dada su biología es probable que sea una plaga cuyos patrones de dispersión se vean afectados por el aumento de la temperatura ambiental debido al cambio climático. Para explorar más a fondo esta posibilidad, se realizó un análisis filogeográfico del gen mitocondrial COI de 36 especies del género Mythimna junto con el estudio del efecto de la temperatura en el desarrollo de larvas y la tasa de supervivencia bajo tres tratamientos: 30°C día/ 20°C noche, 25°C día/15°C noche y 20°C día/10°C noche. Se encontró que la temperatura de desarrollo óptima de la especie es 25°C y que los individuos de Matarredonda se encuentran genéticamente diferenciados de los individuos de la misma especie de otras localidades, se logró estimar un evento de expansión reciente en la población de Matarredonda (hace aproximadamente 44,000 años) de un único haplotipo que posiblemente proviene de América del Norte. Estos resultados pueden indicar que la llegada y dispersión de larvas de Mythimna en el páramo podría ser consecuencia del aumento de temperatura provocado por el cambio climático. Serán necesarios futuros estudios para dilucidar el impacto de esta plaga sobre la vegetación del páramo y los servicios ecosistémicos que proporcionan.
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    Diversidad genética de Blastocystis en muestras animales y humanas de varios departamentos de Colombia empleando secuenciación completa del gen 18S rRNA (SSU rRNA) por Oxford Nanopore Technologies (ONT)
    (2023-11-29) Jiménez Jiménez, Paula Andrea; Muñoz Díaz, Claudia Marina; Cruz-Saavedra, Lissa; Camargo, Anny; Ramírez González, Juan David; Ramírez González, Juan David; Muñoz Díaz, Claudia Marina; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    Blastocystis es un microeucariota intestinal que ha suscitado atención debido a su amplia distribución en animales y seres humanos. El riesgo de circulación zoonótica surge principalmente del contacto estrecho con animales infectados. Por lo tanto, el siguiente estudio tuvo como objetivo evaluar la diversidad y frecuencia de los subtipos de Blastocystis en muestras humanas y animales colombianas utilizando la secuenciación completa del gen 18S rRNA. Para este propósito, 341 muestras fecales humanas y 277 muestras fecales animales (de bovinos, ovinos, caprinos, cerdos, gatos y perros), fueron recolectadas de diferentes regiones colombianas y analizadas usando detección basada en PCR y secuenciación de próxima generación (NGS) del gen 18S SSU rRNA de longitud completa. Entre las 618 muestras de ambos huéspedes, humanos y animales, los resultados revelaron una frecuencia generalizada de Blastocystis, con un 48,09% (n=164) en humanos y un 31,4% (n=87) de detección en animales. Perros, gatos, ovejas, cerdos y animales salvajes dieron positivo, en consonancia con los patrones de prevalencia mundial. Además, se secuenciaron 29 muestras humanas y 23 muestras animales mediante tecnología ONT, a partir de las cuales se generaron 11 secuencias únicas de lectura larga que se agruparon con sus secuencias de referencia comparadas. La distribución de subtipos varió dentro de los hospedadores, detectándose ST1 y ST3 tanto en muestras humanas como animales. Los subtipos ST5, ST10, ST14, ST15, ST21, ST24, ST25 y ST26 se limitaron a hospedadores animales, algunos de los cuales se considera que tienen potencial zoonótico. Por otra parte, el ST2 se encontró exclusivamente en muestras humanas de la región de Bolívar. Se produjeron infecciones mixtas tanto en animales como en humanos, 60,86% y 27,58% respectivamente. Además, hasta donde sabemos, este es el primer estudio en Colombia que identifica ST15 en cerdos y ST25 en ovejas. Los subtipos (STs) identificados en este estudio indican que ciertos animales pueden servir como reservorios con potencial de transmisión zoonótica. La identificación de subtipos zoonóticos pone de relieve el uso de la secuenciación de nueva generación, ya que la profundidad y la resolución de las secuencias aumentan, lo que permite comprender mejor los ST de importancia médica y veterinaria. También revela la coexistencia de diversos subtipos entre hospedadores. Es esencial seguir investigando para comprender la dinámica de transmisión, las implicaciones sanitarias y las estrategias de detección de Blastocystis en animales y humanos, sobre todo por el papel de los animales como reservorios y su estrecha interacción con los humanos.
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    Acceso Abierto
    Genómica y caracterización in vitro de actinobacterias de ambientes tropicales revela su potencial bioactivo
    (2022-08-23) Vargas Florez, María Nathalia; Zambrano, Maria Mercedes
    Las Actinobacterias de ambientes tropicales no intervenidos provenientes de los ecosistemas de páramo de Colombia, pueden ser novedosos en sus adaptaciones microbianas por la presencia de BGCs (clústers de genes biosintéticos), genes de resistencia y moléculas bioactivas. En este estudio se caracterizó el potencial funcional de siete Actinobacterias provenientes del Parque Nacional Natural (PNN) de los Nevados y PNN Chingaza en condiciones de laboratorio y a nivel genómico. 16 aislamientos fueron evaluados mediante pruebas de actividad antimicrobiana contra bacterias de importancia clínica como Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa. De estos, se seleccionaron siete del fílum Actinobacteria según clasificación por el gen 16S rRNA. Algunos de los sobrenadantes de estas Actinobacterias, pertenecientes a los géneros Arthrobacter sp., Streptomyces , Subtercola sp, Amycolatopsis sp. y Rhodococccus sp., inhibieron el crecimiento de E. coli en un 47%, K. pneumoniae en un 68%, S. aureus 15% y P. aeuruginosa 28%. Se secuenciaron siete genomas mediante MinION (NanoPore) y cinco mediante Illumina (Novaseq 6000). Tras ensamblaje, de novo de secuencias largas (ONT) e híbridos (ONT+Illumina), más anotación funcional, se encontraron BGCs de diversas rutas biosintéticas como terpenos, RiPP-like, NRPS, PKS, ectoina, sideróforos y oligosacáridos. Estos BGCs se asociaron a 33 posibles compuestos bioactivos con funciones antibióticas, antioxidantes, antitumorales, quelantes y de osmorregulación. Se encontraron 2557 genes de resistencia asociados a mecanismos de resistencia por expulsión del antibiótico, alteración y reemplazo del diana del antibiótico, inactivación del antibiótico y reducción de la permeabilidad del antibiótico. Tanto la actividad antimicrobiana in vitro de estos aislamientos, como la presencia de BGCs y de genes de resistencia a antibióticos indican diversidad genómica y capacidad funcional asociada a producción de metabolitos bioactivos en Actinobacterias de páramo. Este trabajo sienta las bases para caracterizar nuevos compuestos antimicrobianos y potencial funcional en microorganismos ambientales.
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    Acceso Abierto
    Estructura poblacional de la lisa (Mugil incilis) y la caracterización de su acceso, uso y control en el municipio de Puebloviejo, Magdalena
    (2026-03-09) Huertas Robelto, David Alexander; Granados León, María Viviana; Valderrama Ardila, Carlos Humberto
    La pesca en sistemas estuarinos tropicales enfrenta desafíos asociados tanto a la degradación ambiental como a la efectividad de los mecanismos que regulan el acceso, uso y control de los recursos hidrobiológicos. Esta investigación caracterizó la relación entre las prácticas comunitarias de acceso, uso y control del recurso hidrobiológico y la estructura poblacional de la lisa (Mugil incilis) en el municipio de Puebloviejo, Ciénaga Grande de Santa Marta (CGSM). Mediante un enfoque socioecológico, se integraron herramientas participativas (entrevistas semiestructuradas, cartografía social y mapeo de actores) con el análisis biológico de 2.431 individuos y la evaluación de Indicadores Basados en la Longitud (LBI). Los resultados evidenciaron variaciones en los rasgos morfométricos asociadas a la estacionalidad hidrológica, donde el peso total fue la única variable con diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05), registrando valores promedio superiores durante el periodo de alta precipitación (142,07 g) frente al de baja precipitación (107,42 g). No obstante, los indicadores de conservación señalaron un estado crítico del stock, caracterizado por una baja proporción de mega-reproductores (Pmega = 0,17) y una captura predominante de individuos inmaduros por debajo de la talla media de madurez (Lmat = 25 cm). Este patrón se asoció con configuraciones locales de acceso funcionalmente abierto, uso extendido de artes de pesca de baja selectividad y mecanismos limitados de control del esfuerzo extractivo. Los hallazgos sugieren que la dinámica de explotación de M. incilis en la CGSM está mediada por la interacción entre selectividad tecnológica, presión sobre corredores migratorios y dinámicas de mercado que sostienen el esfuerzo pesquero independientemente de la estructura de tallas disponible. En este contexto, el análisis integrado de los mecanismos de acceso, uso y control emerge como un componente clave para interpretar las trayectorias de explotación de especies de interés comercial y orientar estrategias de manejo basadas en su estructura poblacional.