Estudiante de doctorado creó un sensor para medir la producción de glucosa molecular en plantas

Por: Programa Ómicas

Sammy Alejandro Perdomo es ingeniero electrónico con maestría en Ingeniería de Control Industrial de la Universidad de Ibagué y cuenta con experiencia en el diseño electrónico, analógico y digital de sensores y procesamiento de señales e imágenes. Actualmente se encuentra terminando el Doctorado en Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Pontificia Universidad Javeriana Cali como becario del Programa ÓMICAS. Su trabajo, dirigido por el profesor Andres Jaramillo Botero, está enfocado en el diseño, la fabricación y la caracterización de nanosensores ultra-sensibles y selectivos a diferentes biomarcadores.

Los nanosensores que está desarrollando el equipo dirigido por el profesor Jaramillo, permiten identificar y cuantificar las interacciones entre las moléculas de un organismo vivo y el material del cual está hecho el nanosensor, generalmente una matriz porosa de grafeno. Dichos elementos en dimensiones nanométricas (una mil millonésima de metro) no son perceptibles al ojo humano, ni por medio de microscopía óptica.

La detección y cuantificación de marcadores moleculares en las plantas es fundamental para determinar y optimizar su capacidad para tolerar estreses, sin comprometer su productividad en diferentes entornos. Las interacciones mencionadas, se cuantifican mediante técnicas eléctricas, ópticas o químicas con un alto grado de precisión y selectividad.

Sammy trabaja en la detección electroquímica de metabolitos primarios y secundarios en plantas, entre ellos la glucosa y el ácido salicílico. La glucosa es un producto molecular directo del proceso de fotosíntesis en las plantas, y por ello tiene incidencia en su desarrollo y crecimiento.

Para poder extraer los metabolitos sin alterar la fisiología de la planta, utiliza una técnica denominada iontoforesis, que induce la apertura de los estomas plantares para permitir la extracción de los fluidos vegetales. Los dispositivos que están diseñando y fabricando en las instalaciones del Instituto iÓMICAS de Javeriana Cali, pueden ser tatuados sobre las superficies de una planta o sobre puestos con sujetadores magnéticos. Esto permite la creación de redes sensoriales para estudiar el comportamiento en tiempo real de estos metabolitos en cultivos expuestos a diferentes condiciones atmosféricas y de suelos.

Sammy, ha evaluado la generación de glucosa bajo dos escenarios de estrés: temperaturas y luminosidades bajas/altas. Los resultados demuestran que la planta logra maximizar la producción de glucosa con fuentes de luz blanca (artificial), en comparación con los rangos de color rojo y azul utilizados en ambientes con luz artificial, y que la planta es capaz de utilizar sus reservas de glucosa durante periodos de estrés para no afectar su crecimiento. Esta información, permitirá tomar decisiones de optimización de cultivos, en cuanto a su crecimiento y producción.

Sammy hizo su estancia doctoral en la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos, en el laboratorio de nanotecnología del profesor Joseph Wang, logrando complementar su estudio con los avances obtenidos por este grupo en sensores ‘wearables’ para humanos.

El aporte del trabajo de Sammy, dentro de la alianza ÓMICAS, está en permitir la determinación de factores moleculares que afectan o regulan el normal crecimiento de una planta. La identificación en tiempo real de dichos factores aportará significativamente al reto universal de incrementar la producción de alimentos para una población creciente, aún en presencia de múltiples estreses físicos y biológicos. Estas innovaciones están en proceso de transferencia hacia el sector agrario del mundo, desde el iOMICAS.