Informes CONACYT

Redes Temáticas CONACyT de Continuidad 2017

Proyecto 280896

Red Temática Códigos de Barras de la Vida (Continuidad de Redes Temáticas).

Responsable Técnico: Dra. Patricia Cortés Calva, Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste SC.

PLAN DE TRABAJO

Descripción general de la propuesta

La Red Temática del Código de Barras de la Vida (MEXBOL), cuenta con una trayectoria de más de ocho años, por lo que es considerada una red de Continuidad. Desde su incorporación en la primera convocatoria de CONACyT para la formación de Redes Temáticas, se han fomentado estrategias que permitieran la colaboración académica entre sus integrantes. Desde entonces, y hasta ahora, la Red está conformada por más de 200 miembros, provenientes de Universidades, Centros de Investigación, Instituciones Gubernamentales e Institutos, ubicados en 25 Entidades Federativas nacionales y tres internacionales. La Red cuenta con tres nodos regionales: El Colegio de la Frontera Sur (ECOSUR) en Chetumal, el Instituto de Biología de la UNAM (IBUNAM) ubicado en la Ciudad de México y el Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste (CIBNOR), en Baja California Sur. Estos tres nodos tienen capacidad de infraestructura física y humana que permiten prestar servicio a tanto los miembros de la Red como a investigadores y usuarios externos.

El resultado de trabajo y vinculación académica, capacitación y formación de recursos humanos dentro de la Red Temática (MEXBOL), ha dado lugar a la generación de un número considerable códigos de barras de ADN de organismos distribuidos en territorio mexicano (más de 60 0000 registros, representando a más de 5000 especies www.boldsystems.org), los cuales servirán de referencia para la identificación genética de la biota del país. Entre los grupos taxonómicos más destacados en cuanto a número de registros de códigos de barras, están las aves, mamíferos, invertebrados terrestres y acuáticos, hongos y plantas. Otros de los aspectos que se han cobrado relevancia dentro de la Red es la utilización de la información genética para atender problemáticas de reconocimiento de la biodiversidad, conservación uso sustentable de recursos, principalmente pesquerías y detección de especies exóticas potencialmente invasivas. También se ha trabajado en el desarrollo tecnológico para la custodia de nuestro capital natural a través de aduanas y puertos de entrada y salida del país, en coordinación con diversas instancias como SEMARNAT, PROFEPA, SENASICA y CONABIO, de modo que esta herramienta molecular pueda ser utilidad en los diversos sectores, por ello se procura el portal digital que sirva como el repositorio de la biblioteca de los códigos de barras de las especies mexicanas y que constituya el enlace entre la información generada en el seno de la Red y la sociedad.

Para la etapa 2017 de la Red MEXBOL, se continua la consolidación de grupos de trabajo donde se incluye enfatiza la formación de jóvenes investigadores y estudiantes de licenciatura y posgrado, así como apoyo de estudios enfocados a documentar los códigos de barras de grupos taxonómicos prioritarios tales como vectores de enfermedades emergentes, especies venenosas, especies de importancia pesquera, especies amenazadas por el tráfico internacional, así como identificación de especies en Áreas Naturales Protegidas y generación de librerías con líneas base para distintas regiones del país. Esto refleja la amplia participación de la Red en temas prioritarios en el país. Tenemos el antecedente de 2016 donde estudios integradores efectuados en las dos penínsulas de México, los cuales aportaron información relevante en temas de salud como es el tema de entomofauna médica, aportando información taxonómica y geográfica de la distribución de especies de mosquitos en la Ciudad de La Paz BCS, así como de biodiversidad de taxa en ambientes de importancia ecológica. Es innegable la importancia que tendrá el portal digital como elemento básico, así como también la vinculación con otras Redes Temáticas.

Antecedentes

La conformación de la Red Temática Código de Barras de la Vida, ha permitido una activa vinculación académica y la creación de grupos de trabajo entre investigadores, estudiantes, así como la colaboración del trabajo técnico de los tres nodos Institucionales (CIBNOR, IB-UNAM y ECOSUR-Chetumal) quienes colaboran en la creación de las librerías de referencia genética desde su formación a la fecha. Esto ha contribuido a acelerar la generación de información que amplié la cobertura taxonómica de la biota Mexicana y descripción de nuevas especies. En el ámbito mundial nuestra biblioteca de códigos de barras de especies mexicanas se ubica entre las 10 más grandes (ver www.boldsystems.org).

En los últimos 2 años, el trabajo generado en la Red MEXBOL, ha derivado en más de 50 publicaciones y formación de 15 estudiantes (licenciatura y posgrado). Destacan investigaciones en el área de conservación, descripción de especies crípticas, y de importancia en salud (i.e Jasso-Martínez et al. 2016; Aguilar Velasco et al. 2016; Méndez-López et al. 2016), las cuales pueden ser consultadas en el enlace de la página web de la Red www.mexbol.org. Como se ha mencionado en las propuestas anteriores de la Red ante el CONACyT, resulta urgente la necesidad de generar mayor conocimiento de la biodiversidad presente en los ecosistemas identificados como más biodiversos en México. Como Red tenemos el compromiso documentar la información genética de las especies mexicanas, de una manera rápida y confiable (por ejemplo Martínez-Caballero y Elías-Gutiérrez 2015; Pedraza-Lara et al. 2015; Reséndiz-Flores et al. 2014), así como las especies endémicas, lo cual ya ha despertado una preocupación social (ver http://www.eluniversal.com.mx/articulo/ciencia-y-salud/ciencia/2017/01/16/al-rescate-de-las-especies-microendemicas).

La Red MEXBOL está abordando la identificación de especies consideradas como vectores de importancia médica o parásitos, como es el caso de Paragonimus, donde al parecer existen varias especies crípticas (León-Regagnon et al. 2013). También nos hemos involucrado en el proyecto que versa sobre el tráfico de especies (proyecto Barcode of Wildlife Project, www.barcodeofwildlife.org/), invasión de especies exóticas, enfermedades emergentes y la pérdida de la biodiversidad. Internacionalmente participamos con iBOL, como Nodo Regional (ver http://ibol.org/). Con estas iniciativas se ha fomentado la formación de jóvenes científicos en campo de la taxonomía, disciplina que utiliza diferentes fuentes de información para enfrentar el reto que significa la documentación y conservación de la biodiversidad de nuestro país. En el portal electrónico www.mexbol.org se puede acceder a información generada por la Red, siendo de utilidad para la sociedad nacional e internacional. Los objetivos de la Red son: Generar códigos de barras de la biota mexicana para incrementar su representatividad geográfica y taxonómica. 2. Formar recursos humanos con la capacidad de generar conocimiento taxonómico empleando herramientas moleculares para solucionar problemas en el sistema productivo, programas de conservación y servicios ambientales. 3. Fortalecer y consolidar grupos de trabajo enfocados a generar los códigos de barras de especies de importancia médica, especies amenazadas y ambientes prioritarios de conservación, en la Red Temática MEXBOL, mediante la inclusión de nuevos integrantes a la Red Temática CONACyT, promovemos el intercambio de experiencias con los integrantes de mayor experiencia en el tema, a través del soporte técnico que brindan los Nodos (ubicados en el noroeste, centro y sureste de nuestro país). 4. Mantener y mejorar el funcionamiento de la página de la Red Temática Código de Barras de la Vida (MEXBOL).

Justificación

La presente propuesta 2017, involucran principalmente el apoyo a grupos de trabajo enfocados a documentar los códigos de barras de grupos taxonómicos diversos y prioritarios como son los vectores de enfermedades emergentes (Aedes aegypti, Aedes vexans, Culex pipiens), especies de importancia comercial pesquera (Anoploma fimbria, Dissotichus eleginoides), especies protegidas (Crotalus viridis, C. molossus, C. atrox, Cophosaurus texanus y Crotathytus collaris), las especies amenazadas por el tráfico internacional y especies de ecosistemas vulnerables en las penínsulas de Baja California y Yucatán y zonas semidesérticas, así como la generación de información de las especies presentes en áreas naturales protegidas (Cabo Pulmo, Médanos de Samalayuca, Volcán de Tacaná). Además, se contempla continuar con la formación de recursos humanos (pre grado y posgrado) en el campo de la taxonomía integrativa. En este periodo se han incorporado miembros de Instituciones de Entidades Federativas con menores capacidades científicas, pero que abordan temáticas de interés regional, por lo que se ha proyectado apoyar por parte de los nodos de nuestra Red. Se pretende continuar la difusión del trabajo de la Red tanto en foros académicos nacionales e internacionales (4a Reunión Nacional de la Red MEXBOL y 7th International Barcode of Life Conference). En nuestra reunión nacional se conformarán planes de acción que permitan la interacción con otras Redes Temáticas, así como un análisis del trabajo hasta ahora abordado, la continuidad de grupos de estudio.

Objetivo General

Generar información genética de distintos grupos taxonómicos en México, para incrementar el conocimiento de la biodiversidad en México, así como el acervo digital de la biblioteca de los códigos de barras de ADN, para emplearla en proyectos que tengan un impacto de conocimiento científico de calidad en los diferentes sectores de la sociedad mexicana.

Objetivos específicos

  • Generar códigos de barras (ADN) de la biota mexicana para incrementar su representatividad geográfica y taxonómica.
  • Formar recursos humanos con la capacidad de generar conocimiento taxonómico empleando herramientas moleculares para solucionar problemas en el sistema productivo, programas de conservación y servicios ambientales.
  • Fortalecer y consolidar grupos de trabajo enfocados a generar información genética de las especies de importancia médica, especies amenazadas y ambientes prioritarios de conservación, en la Red Temática MEXBOL, mediante la inclusión de nuevos integrantes a la Red Temática CONACyT, promovemos el intercambio de experiencias con los integrantes de mayor experiencia en el tema, a través del soporte técnico que brindan los Nodos (ubicados en el noroeste, centro y sureste de nuestro país).
  • Mantener y mejorar el funcionamiento de la página de la Red Temática Código de Barras de la Vida (MEXBOL).

Metas cuantificables

  • Obtención de 4,000 códigos de barras de diversos grupos taxonómicos, principalmente en grupos de importancia médica (mosquitos vectores y triatominos), económica pesquera (Anoploma fimbria, Dissotichus eleginoides) y de especies distribuidas en áreas naturales protegidas: Cabo Pulmo, Médanos de Samalayuca, Volcán de Tacaná).
  • Capacitación y formación de al menos 10 recursos humanos a través del apoyo en trabajo de campo y laboratorio relacionado con de tesis de licenciatura y posgrado. Se financiará la asistencia a talleres, estancias internacionales y en los laboratorios de los nodos.
  • Generar una mayor vinculación con instituciones y organizaciones que se pueden beneficiar con el uso de los códigos de barras para la identificación de los organismos, como PROFEPA, SEMARNAT, CONABIO, CONAFOR, CONANP etc
  • Publicación de los resultados de los diversos trabajos de investigación generada por los integrantes de la Red, que permitan la difusión de la información.
  • Actualizar el directorio de quienes conforman la Red MEXBOL.
  • Efectuar reuniones de trabajo, que permitan la evaluación del trabajo de los dos años anteriores en la Red MEXBOL y se plantearán metas para los próximos dos años. Se buscará potenciar el abordaje de temáticas de interés nacional, estableciendo planes de largo plazo entre nuestros integrantes y con otras Redes temáticas
  • Actualizar el estado del arte del Código de Barras en México, identificando los avances en tecnología y métodos de análisis alrededor de esta iniciativa.
  • Renovar el portal digital de la Red actualizado para tener una mayor difusión de los proyectos y del trabajo de los nodos.

Entregables

  • Alrededor de 4,446 ejemplares procesados para integrar al menos 4,000 secuencias en el sistema BOLD.
  • Se han considerado al menos 15 estancias de capacitación, ya sea como parte de trabajo de investigación o como formación profesional de estudiantes e investigadores.
  • Tres convenios o acuerdos académicos o de vinculación con sectores gubernamentales.
  • 10 trabajos científicos enviados a revistas indizadas. Las temáticas de estudio son acerca de biodiversidad genética e identificación taxonómica mediante el uso de código de barras en distintos taxa.
  • Una base de datos que incluya el listado de los miembros que conforman la Red MEXBOL en 2017. Así como, la estructura de colaboración de los ochos grupos de trabajo hasta ahora formados en la Red.
  • Organización de la 4a Reunión Nacional de MEXBOL, y representación internacional en la 7a Conferencia Internacional de Códigos de Barras, Sudáfrica.
  • Un informe técnico de los seis proyectos grupales, destacando los resultados generados en la Red MEXBOL durante 2017; y un Informe financiero final auditado o validado por un despacho externo.
  • Un portal digital de la Red MEXBOL [www. mexbol.org].

Metodología

Una vez firmado el convenio de asignación de recursos se procedió a informar a los miembros de la Red acerca del presupuesto con el que se contó en la Red. La mecánica de trabajo consiste en la dispersión de recurso la coordinación y compra de consumibles en cada uno de los nodos. Se asignó la lista de participantes y su trabajo con cada nodo (Figura 1).

En cada Nodo se procedió a trabajar de acuerdo con el calendario y ajustes de cada investigador.

El ajuste de presupuesto permitió que se comprometieran abordar el tema de 4,462 ejemplares de las especies vertebradas, invertebradas (terrestres y marinas) las cuales se obtendrían reacciones para la extracción y amplificación de DNA.

Se incluye en este reporte la integración de los resultados de cada investigador, de manera detallada.

Figura 1 Muestra la participación de los integrantes e la red y los Nodos a los cuales se les asigno su análisis para obtención de información genética.

Resultados

Con base a los resultados señalados en los proyectos individuales de los participantes e la Red y a el ejercicio de compra para entregarse en los Nodos y que en ellos e trabajara durante 2017 Cabe señalar que se recibieron en los nodos las muestras de las que se obtendrán secuencias. El proceso de extracción y Amplificación se está concluyendo en este periodo no en todos los casos se ha obtenido un éxito, por lo que se ha venido trabajando los grupos de mayor dificultad son los de los invertebrados, los parásitos de los invertebrados y los ácaros. Con relación al número de secuencias obtenidas a la fecha se cuenta con tan solo el 35 de las muestras hasta ahora están secuenciadas, las demás aún se obtiene información, en parte de este retraso ha sido la decisión enviar a secuenciar al extranjero, por instrucciones de la Directora de redes se buscó la forma de que el recurso financiero se utilizara en algún laboratorio nacional, pero esto no fue posible debido a que nos e lograba competir con los costos en USA, por tal razón fue hasta después del 14 de noviembre de este año que se nos autorizó ejerces, como s de suponer este proceso nos afectó en la generación, de información en tiempo, más se ha programado para que a más tardar se esté enviando en fecha próxima (diciembre 2017) para la obtención de las secuencias.

De las capacitaciones efectuadas en los nodos se hicieron en total nueve de estudiantes de licenciatura en los nodos CIBNOR e IBUNAM, la mayoría de ellos fue para trabajar especies de invertebrados terrestres, insectos y reptiles. Como parte de los compromisos adquiridos se efectuó la 4 Reunión Nacional de Código de Barras en donde participamos más de 80 integrantes de la Red siendo el 50% de los integrantes totales, se aprovechó también para emitir una segunda convocatoria de ingreso a la red donde existió un incremento en número de integrantes de (164 a 208 miembros). Se confirmó la estrategia de trabajar en proyectos donde involucre a grupos de trabajo que atiendan una problemática nacional. Esta estrategia se sigue desde 2016. Se presentaron los cinco trabajos que fueron aceptados en Sudáfrica, debido al recorte presupuestal se acordó que solo se apoyaría de manera parcial a los investigadores y totalmente a los estudiantes. Aunque fueron aprobados tres trabajos más (fecha posterior a la asignación de recursos) solo se apoya a 5 integrantes.

Con relación a los convenios comprometidos se tienen los gestionados con Policía Federal (Dr. Salazar IBUNAM) y uno internacional (Dra. Arcos CIBNOR) con y el Centro Científico Regional CEQUA de Punta Arenas, en Chile, donde nuestros participantes están colaborando de manera individual.

Uno de los análisis con relación a la funcionalidad de esta red y sus mecanismos de trabajo, a los largo de ocho años, nos permite reflexionar acerca de cómo se ha ido restructurando nuestra Red Temática, además de que como se muestra en el IT de CONACYT se han efectuado actividades en distintas Instancias Académicas Nacionales e Internacionales (DiagMuktd_Red). Ser un referente en un proyecto Internacional por la importancia de la biota mexicana y sobre todo cuando se ha participado en esa generación de información es de llamar la atención y permitirnos hacer una análisis de nuestro papel en el ámbito nacional el proyecto iBol es de importancia Internacional, sin embargo en estos ochos años creciendo con CONACYT podemos señalar la dinámica de cambio de la Red.

Figura 2. Muestra la estructura de la red en 2015, los nodos significa el grado de colaboración entre los integrantes de la Red MEXBOL, las aristas el número de colaboraciones

Figura 3. Esquema de colaboración de la Red Mexbol en 2016

Figura 4 Comportamiento de la red en 2017 bajo el esquema de trabajos de grupo y colaboración.

Estos gráficos sintetizan de manera clara como ha sido la evolución de nuestra Red y como estamos vinculándonos para generar la información de la biota mexicana y su identificación de especies. Finalmente como logro de crecimiento y de interés hacia esta Red temática es que se ha gestionado en este periodo de 2017 es la incorporación de otra Institución Nacional como es el de genómica del IPN en Reynosa Tamaulipas con esto se cubriría la región Noreste de México, además de encontrar una estrategia para hacer más eficiente el proceso de secuenciación y dar oportunidad a que el presupuesto se quede en México y seguir colaborando entre nosotros para generar más publicaciones en este periodo habíamos considerado 10 publicaciones y con agrado visualizamos el doble de ellas claro está que estas son el producto e otros años de apoyo CONACYT. En esta gestión se apoyaron a más de 10 trabajos de investigación por lo que esperamos que esto se vea reflejado en dos años más o menos.