Ingeniero Civil Químico. Ingeniero Civil en Biotecnología / En el marco del proyecto FONDEF IT16M10041 Abatimiento de arsénico en la industria del cobre utilizando métodos biotecnológicos de última generación: genomas y bioinformática , se desarrolló este trabajo en modalidad side project, con el objetivo de evaluar la factibilidad de incorporación de bioprocesos para disminuir la carga arsenical presente en el flujo de PLS ya tratado, dentro del proceso de abatimiento de arsénico y antimonio (AAA) de la empresa EcoMetales Limited. La primera etapa del trabajo se centró en el diseño e implementación de un microorganismo bioacumulador de arsénico que pudiese ser utilizado como adsorbente en la segunda etapa del trabajo, consistente en el diseño de procesos biotecnológicos y la evaluación de la factibilidad técnica de su incorporación en la planta actual del proceso AAA. Se determinó que abatimiento de arsénico mediante alternativas biotecnológicas debía ser sobre el flujo líquido con concentración de arsénico total cercana a los 2 g/L. Se diseñaron metodologías de manipulación genética para incorporar genes en una cepa de Escherichia coli modificada que permitiese expresión en superficie de una fitoquelatina sintética capaz de quelar AsO4-3. La manipulación del material genético se realizó satisfactoriamente hasta la recircularización del plasmidio de transformación, etapa que no se concretó e imposibilitó caracterizar la adsorción de AsO4-3 en la superficie celular. El estudio de operaciones unitarias capaces de incorporar el microorganismo diseñado arrojó que el abatimiento de arsénico podría realizarse en filtros percoladores rellenos con cuarzo recubierto con biomasa, o en estanques agitados con partículas en suspensión, también recubiertas. Se diseñaron ambos procesos y se obtuvo la potencia de consumo de los procesos; se realizó un análisis de sensibilidad de los parámetros termodinámicos de adsorción de arsénico sobre células, y se determinó que el único proceso factible es el abatimiento en filtros percoladores con un 50% de cobertura de la superficie de su relleno. Además, se encontró una relación algebraica que restringe la relación de los valores de los parámetros de la isoterma de adsorción que hacen factible el proceso. Se concluye que existen dificultades en la manipulación de oligonucleótidos de bajo peso molecular y en la posterior transformación bacteriana. Además, se propone realizar un estudio en detalle de alternativas de separación de biomasa distintas a la centrifugación, el estudio de alternativas de disposición de la biomasa conformada por microorganismos modificados genéticamente, y la evaluación del uso de aguas negras como potencial fuente de nutrientes para cultivos continuos de E. coli.

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / El Diccionario de la Real Academia Española, define bioética como aquella disciplina científica que estudia los aspectos éticos de la medicina y la biología en general, así como las relaciones del hombre con los restantes seres vivos. Es dentro de éste ámbito en el cual se desarrolla el presente trabajo, el cual se enmarca dentro de un fenómeno propio de las últimas décadas, donde temas tales como el genoma humano, el diagnóstico prenatal, la manipulación genética y la eugenesia, son desconocidos, confundidos o repudiados por muchos. El avance vertiginoso de las ciencias médicas y de la tecnología han hecho necesaria la creación de un nuevo ordenamiento jurídico que regule el actuar de los entes llamados a participar en estos procesos. Sin embargo, la concreción de estas nuevas normas será tarea ardua y difícil, por cuanto los derechos y principios éticos que deben protegerse serán siempre objeto de diferencias jurídicas, culturales y religiosas. Actualmente, los nuevos descubrimientos y conocimientos que el hombre ha adquirido como producto de la investigación del genoma humano, han logrado una mejora sustancial en la calidad de vida de la sociedad; avances que muchas veces desconocemos o que por el solo hecho de llevar el nombre de genético o eugenésico, causan una reticencia tal que nos cegamos ante las nuevas expectativas que se nos ofrecen en materia de salud y vida en general. Es así como hoy en día, el uso del diagnóstico prenatal es bastante común, tanto que pasa casi inadvertido al momento a realizar ecografías a mujeres embarazadas; hecho que igualmente ocurre al momento de comprar las mejores verduras o carnes en las compras habituales de cualquier familia. La discusión jurídica y ética relativa a la investigación y aplicación de técnicas como la terapia génica y la eugenesia, permiten establecer los principios que deben regir el actuar científico, consagrando valores que permitan aunar criterios y respetar la heterogénea realidad social de cada país. Será tarea de cada miembro de la sociedad el integrarse a este nuevo mundo de posibilidades, así como el educarse a sí mismo, contribuyendo en este debate bioético que está lejos de terminar

El Perú es uno de los líderes mundiales en la lucha contra la biopiratería y es el único país que posee una comisión permanente que se encarga de defender los recursos genéticos y los conocimientos tradicionales. En la presente investigación se busca entender un caso atípico y analizar cómo el Estado peruano empezó a tomar acciones frente al problema, convirtiéndose en líder y pionero en la lucha contra la biopiratería a nivel mundial. Por lo tanto, se responde a la siguiente pregunta: ¿Qué factores influyeron en el establecimiento de agenda de las políticas públicas de lucha contra la biopiratería en el Perú? Para ello, se utiliza el marco teórico de establecimiento de agenda de políticas públicas y se analizan las condiciones que influyeron en el proceso. Asimismo, se estudian las acciones de los emprendedores de políticas que permitieron que el tema sea atendido por el Estado. Por último, se realiza una revisión de los estudios de caso de establecimiento de agenda en el Perú y se resalta el aporte del caso estudiado. En base a la evidencia recogida, se sostiene que la biopiratería de la maca como evento de enfoque, el rol de las ONG y la atención de Indecopi, fueron factores que estructuraron el problema público. Por otro lado, el Grupo de la Maca, liderado por Indecopi, produjo alternativas de solución viables y coherentes, desarrollando una política innovadora en la forma de enfrentar la biopiratería en el mundo. Asimismo, el escenario político fue favorable para la atención del problema: el gobierno de turno, la atención del Congreso, la orientación de las políticas del momento y la falta de una autoridad competente, justificaron la importancia de atender el problema. Por último, la capacidad de coordinación, de cohesión y las habilidades técnicas son características que tuvieron los emprendedores de políticas y fueron insumos centrales para el establecimiento de agenda.

El empleo de herramientas genómicas ayudará a superar dos de los retos que todavía subsisten en el campo de la mejora molecular (i.e., vía transformación): la identificación de los genes que realmente controlan los caracteres de interés agronómico y la detección de señales de regulación que permitan modular la expresión de los transgenes a nivel espacial y temporal. Entre las vías para lograr tales objetivos, destaca la mutagénesis insercional por T-DNA, que en los últimos años se ha convertido en una herramienta básica para la identificación y etiquetado de genes, así como para el análisis de su función. En efecto, la disrupción de un gen endógeno o la integración del T-DNA en la vecindad del mismo pueden ocasionar la anulación o alteración de función, dando una valiosa información sobre el papel de un cierto gen en un carácter dado. Otra aplicación de la mutagénesis insercional por T-DNA estriba en la detección de elementos de regulación mediante el empleo de los denominados "sistemas trampa" (trapping) que permiten detectar secuencias reguladoras y asignar una función a partir de datos de expresión del delator que mimetiza la expresión del gen endógeno. El aspecto más relevante de estas aproximaciones es que, tras la identificación de un cierto gen, éste queda etiquetado por el T-DNA, lo que facilita su clonación. El principal objetivo de esta Tesis Doctoral ha sido la generación una colección de líneas de inserción por T-DNA en tomate y la identificación de mutantes afectados en caracteres relacionados con el desarrollo. En concreto, se han generado más de 1200 líneas T-DNA y se han obtenido sus descendencias TG2. La caracterización de estas líneas en TG1 ha conducido a la detección de 255 mutantes (de tipo dominante, semidominante o aditivo) afectados en caracteres vegetativos y/o reproductivos. Asimismo, se ha caracterizado una pequeña muestra de progenies TG2 (en concreto 37) lo que ha permitido la identificación de 6 mutantes recesivos. / Angarita Díaz, MDP. (2009). Generación de líneas T-DNA de tomate (Solanum Lycopersicon cv.p73) e identificación de mutantes de inserción [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14718

To certify the information coming from the registered animals of different breeds and to guarantee their racial purity and contribute to the genetic improvement, we propose the development of a model based on augmented reality and support decision making for identification and automatic classification of Brown Swiss cattle. TensorFlow Object Detection API was used to detect the cow in real time. The learning transfer approach was used for training, and MobilNet pre-trained architecture was selected. MobilNet is an efficient model for mobile applications because it is small in size and fasts. The results were reflected in the development of a mobile app, which was evaluated through the automatic adjustment and calibration of the template on the cow if the animal that was focusing was or was not of the Brown Swiss breed. / Trabajo de investigación

En Arabidopsis, el momento en que se produce la transición a la floración viene determinado por la interacción entre la competencia de la planta para su desarrollo interno y las señales medioambientales que determinan las condiciones favorables para el suceso reproductivo. Sin embargo, plantas expuestas a condiciones de estrés medioambiental pueden activar el programa de floración prematuramente. Algunos factores de estrés capaces de alterar el tiempo de floración, como la infección por patógenos, temperaturas extremas o altas irradiaciones, conllevan un incremento en los niveles de algunos metabolitos como etileno, ácido abcísico y ácido salicílico (SA) (Blee, 2002; Dempsey et al., 1999; Ni et al., 1996; Pastori y Foyer, 2002; Raskin, 1992). Estudios recientes sugieren que SA pueda ser un regulador de la transición a la floración en plantas de Arabidopsis thaliana sometidas a estrés (Martínez et al., 2004). Para que se produzca un adelanto en el tiempo de floración en plantas sometidas a irradiación con luz UV-C es necesaria tanto la síntesis como la acumulación de SA, ya que no se produce en plantas transgénicas nahG, que no acumulan SA ya que lo degradan rápidamente a catecol. Sin embargo, se desconoce en gran medida el mecanismo mediante el cual el SA regula el tiempo de floración. Mediante el uso de plantas transgénicas en las que el promotor de BGL2, gen PR inducible por SA, está fusionado al gen reportador GUS, se determinó el espacio temporal en el que se correlacionan cambios en los niveles endógenos de SA con la activación de la expresión de genes que inducen la transición floral. Bajo nuestras condiciones de cultivo, el décimo día tras la siembra se da un aumento tanto de los niveles de tinción GUS, asociados al tejido vascular, como de la expresión del gen ICS1/SID2 que codifica la isocorismato sintasa 1 encargada de sintetizar SA en Arabidopsis (Wildermuth et al., 2001) y del gen activador de la floración FT, cuya proteína ha sido recientemente caract / Segarra Manzano, S. (2007). Función del ácido salicílico en la floración acelerada por estrés en Arabidopsis thaliana [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1965

La mayor parte de la pérdida de producción vegetal en el planeta es debida principalmente a la salinidad y a la sequía, junto con la aparición de temperaturas extremas (Epstein et al., 1980; Yancey et al., 1982). Este factor, entre otros, provoca que el estudio de los procesos de tolerancia a estos estreses sea de vital importancia, no sólo desde el punto de vista biológico, donde existen plantas capaces de tolerar concentraciones extremas de sales y periodos enormes de tiempo sin agua, sino que desde el punto de vista humano, el estudio de estos procesos beneficia sin duda el aspecto económico de la agricultura. Este beneficio humano obtenido, podría, siendo muy optimistas, resolver los problemas de hambruna de vastos territorios desertificados o salinizados, aunque siendo más realistas, podría permitir en un futuro no muy lejano utilizar agua de mar poco tratada para el riego de cultivos. Siguiendo este planteamiento y utilizando datos previos del "screening" funcional de genes de Arabidopsis thaliana en levadura (Forment et al., 2002), se inició esta Tesis doctoral tomando al gen RCY1 como protagonista. Este gen implicado presuntamente en procesamiento de mRNA fue sometido a estudio, siguiendo el dogma de su relación con la tolerancia a estrés salino en levadura. Así, se realizaron una serie de estudios en Arabidopsis thaliana, encaminados a comprobar si en esta planta, de donde procede el gen, también interviene en procesos de tolerancia a sal, así como encaminados a discernir parte del mecanismo de acción del gen con o sin sal. En primer lugar se comprobó que la expresión de dicho gen en esta planta se dispara en situaciones de estrés salino (NaCl y LiCl), hídrico (ausencia de riego) y osmótico (sorbitol). Es decir, a partir de una expresión basal muy baja y sometiendo a la planta a dichos estreses, los niveles de mRNA de RCY1 aumentan significativamente. También se ha comprobado que de forma silvestre y en ausencia de sal, este gen no tiene una expresión i / Amoros Seller, B. (2008). RCY1: proteína nuclear relacionada con el estrés salino [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2501

Las levaduras del género Saccharomyces se encuentran entre los primeros microorganismos que fueron explotados por el hombre. Su habilidad para transformar diferentes azúcares en etanol y CO2, ha sido utilizada en la producción de bebidas alcohólicas y en la elaboración de alimentos como el pan, constituyendo así uno de los primeros ejemplos de la aplicación biotecnológica de un microorganismo. En los últimos años la levadura se ha revelado como el microorganismo eucariótico más útil para estudios biológicos y para la los nuevos desarrollos en el campo de la Biotecnología. Las razones que justifican el uso continuado de cepas industriales de S. cerevisiae son su habilidad para transformar eficazmente azúcares en etanol, dióxido de carbono y numerosos metabolitos secundarios que dan lugar al sabor y aroma característico de cada producto y su capacidad para soportar el estrés causado principalmente por la temperatura, la presión osmótica, la presión hidrostática, alta densidad celular, el etanol y la competición con bacterias y otras levaduras silvestres. No obstante, se puede mejorar su tolerancia al estrés consiguiendo así beneficios potenciales en los procesos de producción de alimentos y bebidas alcohólicas. La fermentación a bajas temperaturas resulta clave en los procesos de elaboración de determinadas bebidas alcohólicas con características organolépticas que se ajusten a los perfiles de calidad sensorial y de preferencia del consumidor. La respuesta celular que se desencadena tras someter las células a bajas temperaturas no está bien caracterizada, pues aunque se sabe que tiene como consecuencia la síntesis de una serie de proteínas, éstas no están conservadas en un rango amplio de organismos. El objetivo de la presente Tesis es la identificación y caracterización de aquellos genes que por un aumento de su expresión, confieran una mayor capacidad de crecimiento a temperaturas bajas en cepas de S. cerevisiae. Así, demostramos que los efectos del frío se v / Vicent González, IE. (2009). Aislamiento e identificación de genes de saccharomyces cerevisiae implicados en la tolerancia a frío [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4504

Tesis por compendio / [ES] En el contexto actual de cambio climático, resulta urgente desarrollar nuevas tecnologías de fitomejoramiento que garanticen el suministro de alimentos a una población en rápido crecimiento. La reciente aparición de herramientas basadas en las repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas (del acrónimo CRISPR en inglés) y sus proteínas asociadas (Cas) ha revolucionado la edición genómica dirigida, resultando muy prometedora tanto para la biología vegetal básica como para la mejora de cultivos. Los sistemas CRISPR-Cas más comunes incluyen una endonucleasa Cas y un ARN guía que determina específicamente la secuencia diana a editar en el genoma. El suministro de los componentes de reacción CRISPR-Cas a una célula vegetal es un paso crucial que influye notablemente en la velocidad y la eficiencia de edición. Los enfoques convencionales se basan en el suministro de dichos componentes mediante tecnologías de transformación o la expresión transitoria en protoplastos, siendo ambos procesos laboriosos que pueden acarrear problemas legales. Alternativamente, estudios recientes han destacado el potencial de virus de ARN para ser utilizados como vectores de expresión transitoria de los componentes de reacción CRISPR-Cas en plantas, también conocido como edición genómica inducida por virus (VIGE en inglés). Puesto que la aplicabilidad de cada vector viral se encuentra limitada por sus propiedades moleculares y un rango específico de plantas huésped, esta Tesis ha tenido como objetivo principal expandir y mejorar las herramientas disponibles para el VIGE. En primer lugar, diseñamos un vector derivado del Virus X de la patata (PVX; género Potexvirus; familia Alphaflexiviridae) para suministrar múltiples ARNs guía a una línea transformada de Nicotiana benthamiana que expresaba constitutivamente la nucleasa Cas9 de Streptococcus pyogenes. Mediante el vector derivado de PVX, conseguimos editar genes endógenos de la planta huésped de manera eficiente, IV produciendo casi un 80% de modificaciones en tejidos de plantas adultas. Curiosamente, PVX permitió la expresión simultánea de matrices de ARNs guía no espaciados, lo cual resultó en la edición de múltiples genes en pocos días. Obtuvimos progenies editadas con una alta tasa de mutaciones bialélicas hereditarias tanto de plantas regeneradas a partir de tejido infectado como de semillas de plantas infectadas; en este último caso, el ARN guía fue previamente fusionado a un módulo de ARN móvil. Dado que PVX no se transmite por semillas, todas las plántulas editadas estaban libres de virus. A fin de expandir las estrategias basadas en virus de plantas para una edición genómica sin transformación, seguidamente desarrollamos un sistema de dos vectores virales compatibles para el suministro simultáneo de todos los componentes de reacción CRISPR-Cas en la planta. Modificamos el Virus del grabado del tabaco (TEV; género Potyvirus; familia Potyviridae) para que expresase una nucleasa Cas12a y, en combinación con el envío de ARN guía mediante PVX, logramos la edición sin transformación de una línea de N. benthamiana que expresaba constitutivamente la NIb del potyvirus. Además, demostramos que un único vector PVX era capaz de proporcionar la actividad de NIb, así como de suministrar el ARN guía para la edición genómica en plantas silvestres. En conjunto, el trabajo realizado en esta Tesis contribuye a la expansión de las herramientas actuales para VIGE. La amplia gama de huéspedes que poseen tanto PVX como TEV, particularmente entre solanáceas, postula a ambos virus como candidatos muy prometedores para futuras aplicaciones en genómica funcional y mejora de cultivos. / [CA] En el context actual de canvi climàtic, resulta urgent desenvolupar noves tecnologies de fitomillorament que garantisquen el subministrament d'aliments a una població en ràpid creixement. La recent aparició d'eines basades en les repeticions palindròmiques curtes agrupades i regularment interespaiades (de l'acrònim CRISPR en anglés) i les seues proteïnes associades (Cas) ha revolucionat l'edició genòmica dirigida, resultant molt prometedora tant per a la biologia vegetal bàsica com per a la millora de cultius. Els sistemes CRISPR-Cas més comuns inclouen una endonucleasa Cas i un ARN guia que determina específicament la seqüència diana a editar en el genoma. El subministrament dels components de reacció CRISPR-Cas a una cèl·lula vegetal és un pas crucial que influeix notablement en la velocitat i l'eficiència d'edició. Els enfocaments convencionals es basen en el subministrament d'aquests components mitjançant tecnologies de transformació o l'expressió transitòria en protoplasts, sent tots dos processos laboriosos que poden implicar problemes legals. Alternativament, estudis recents han destacat el potencial de virus d'ARN per a ser utilitzats com a vectors d'expressió transitòria dels components de reacció CRISPR-Cas en plantes, també conegut com a edició genòmica induïda per virus (VIGE en anglés). Com que l'aplicabilitat de cada vector viral es troba limitada per les seues propietats mol·leculars i un rang específic de plantes hoste, aquesta Tesi ha tingut com a objectiu principal expandir i millorar les eines disponibles per al VIGE. En primer lloc, dissenyem un vector derivat del Virus X de la creïlla (PVX; gènere Potexvirus; família Alphaflexiviridae) per a subministrar múltiples ARNs guia a una línia transformada de Nicotiana benthamiana que expressava constitutivament la nucleasa Cas9 de Streptococcus pyogenes. Mitjançant el vector derivat de PVX, aconseguim editar gens endògens de la planta hoste de manera eficient, produint quasi un 80% de modificacions en teixits de plantes adultes. Curiosament, PVX va permetre l'expressió VI simultània de matrius d'ARNs guia no espaiats, la qual cosa va resultar en l'edició de múltiples gens en pocs dies. Vam obtindre progènies editades amb una alta taxa de mutacions bial·lèliques hereditàries tant de plantes regenerades a partir de teixit infectat com de llavors de plantes infectades; en aquest últim cas, l'ARN guia va ser prèviament fusionat a un mòdul d'ARN mòbil. Atés que PVX no es transmet per llavors, totes les plàntules editades estaven lliures de virus. A fi d'expandir les estratègies basades en virus de plantes per a una edició genòmica sense transformació, seguidament desenvolupem un sistema de dos vectors virals compatibles per al subministrament simultani de tots els components de reacció CRISPR-Cas en la planta. Modifiquem el Virus del gravat del tabac (TEV; gènere Potyvirus; família Potyviridae) perquè expressara una nucleasa Cas12a i, en combinació amb l'enviament d'ARN guia mitjançant PVX, aconseguim l'edició sense transformació d'una línia de N. benthamiana que expressava constitutivament la NIb del potyvirus. A més, vam demostrar que un únic vector PVX era capaç de proporcionar l'activitat de NIb, així com de subministrar l'ARN guia per a l'edició genòmica en plantes silvestres. En conjunt, el treball realitzat en aquesta Tesi contribueix a l'expansió de les eines actuals per a VIGE. L'àmplia gamma d'hostes que posseeixen tant PVX com TEV, particularment entre solanàcies, postula a tots dos virus com a candidats molt prometedors per a futures aplicacions en genòmica funcional i millora de cultius. / [EN] Innovative breeding technologies are urgently needed to ensure food supply to a rapidly growing population in the face of climate change. The recent emergence of tools based on the clustered, regularly interspaced, short palindromic repeats (CRISPR) and CRISPR-associated (Cas) proteins has revolutionized targeted genome editing, thus holding great promise to both basic plant science and precision crop breeding. Most common CRISPR-Cas arrangements include a Cas endonuclease and a single guide RNA (sgRNA) that determines the specific target sequence to edit in the genome. The delivery of CRISPR-Cas reaction components within a plant cell is a crucial step that greatly influences editing speed and efficiency. Conventional approaches rely on supplying editing reaction components by transformation technologies or transient delivery to protoplasts, both of which are laborious processes that can raise legal concerns. Alternatively, recent studies have highlighted the potential of plant RNA viruses as transient delivery vectors of CRISPR-Cas reaction components, following the so-called virus-induced genome editing (VIGE). Since the applicability of each viral vector is limited to its molecular biology properties and a specific host range, the main objective of this Thesis has been to expand and improve the available toolbox for VIGE. First, we engineered a vector derived from Potato virus X (PVX; genus Potexvirus; family Alphaflexiviridae) to deliver multiple sgRNAs in a Nicotiana benthamiana transformed line constitutively expressing Streptococcus pyogenes Cas9. Using the PVX derived vector, host endogenous genes were efficiently targeted, producing nearly 80% indels in the tissues of adult plants. Interestingly, PVX allowed the simultaneous expression of unspaced sgRNA arrays, achieving highly efficient multiplex editing in a few days. We obtained edited progeny with a high rate of heritable bi-allelic mutations either from plants regenerated from infected tissue or infected plant seeds; in the latter II case, the sgRNA was previously fused to a mobile RNA module. Hence, since PVX is not seed-transmitted, all edited seedlings were virus-free. Aiming to expand the virus-based toolbox for transformation-free editing, we next developed a two-compatible virus vector system for the simultaneous delivery of all CRISPR-Cas reaction components in the plant. Tobacco etch virus (TEV; genus Potyvirus; family Potyviridae) was engineered to express a Cas12a nuclease, and in combination with PVX-assisted sgRNA delivery, we achieved successful transformation-free genome editing in a N. benthamiana line constitutively expressing potyviral NIb. Moreover, we demonstrated that a single PVX vector can supply the potyviral NIb activity as well as perform sgRNA delivery for genome editing in wild-type plants. Altogether, the work performed in this Thesis contributes to the enrichment of the current VIGE toolbox. The wide host range that both PVX and TEV possess, particularly among solanaceous species, postulates them as promising candidates for future applications in VIGE-mediated functional genomics and precision breeding. / Uranga Ruiz De Eguino, M. (2022). Engineering Viral Vectors for CRISPR-Cas Mediated Genome Editing in Plants [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/183374 / Compendio