Objetivo General:

Determinar el efecto elicitor a nivel bioquímico y genético de biopartículas de Quitosano-Pectina con potencial de inducción de resistencia en plantas.

Determinación de las características fisicoquímicas y evaluación de la viabilidad económica de un prototipo de biofertilizantes a base de microalgas costarricenses (Fase II)

Resumen:

Las actividades agrícolas actuales tienen una gran importancia en la economía de Costa Rica debido a que contribuye significativamente al Producto Interno Bruto (PIB), a la generación de empleo, y en los últimos años se ha convertido en un sector exportador dinámico y competitivo. Sin embargo, las exigencias del mercado cada vez son mayores hacia el empleo de tecnologías más eficientes y con una baja huella de Carbono. Para cumplir estas exigencias principalmente en los mercados europeos, donde destina gran parte de las exportaciones se debe de buscar paquetes tecnológicos que le permitan al sector agrícola nacional aumentar el rendimiento de los cultivos, mejorar el uso de suelo, cuidar el agua y el ambiente.

Las microalgas pueden ser una solución de bajo costo para alcanzar estos objetivos, ya que, estas contienen altos niveles de micronutrientes y macronutrientes esenciales en el crecimiento de las plantas, además de fitohormonas como giberelinas, auxinas y citoquininas. Sin embargo, para hacer más eficiente la biodisponibilidad de todos estos componentes se debe de contar con una formulación apropiada que sea estable a través del tiempo. Este proyecto pretende continuar con los avances alcanzados en el desarrollo de productos del potencial biotecnológico con cepas de microalgas nativas de Costa Rica. Se requiere de un estudio de factibilidad para lograr optimizar las formulaciones que permitan generará un producto con las características necesarias para ser transferido al sector productivo agrícola, el cual está urgido de nuevas alternativas tecnológicas y económicas para una eficiente fertilización de sus cultivos.

Objetivo General:

Determinar las características fisicoquímicas y evaluar la viabilidad económica de un formulado prototipo de biofertilizante a base de microalgas costarricenses.

Resumen:

El proyecto consiste en elaborar dos prototipos de bioinsumos para ser usados en la agricultura, como biocontroladores de enfermedades y mejoradores de suelo. Estos productos estarán formados por esporas purificadas o metabolitos secundarios de tipo enzimático de Trichoderma asperellum y T. harzianum junto con ingredientes inertes. Se elaborará un prototipo en sustrato sólido y otro  como un biofiltrado. El protocolo para el biofiltrado será desarrollado por investigadores del CEPROBI (México), el cual será trasferido a investigadores del CIB, donde se procederá con la purificación de fracciones proteicas y su formulación. El protocolo y formulación del prototipo sólido será desarrollado totalmente por investigadores del ITCR. La obtención de estos formulados será un paso importante para el desarrollo del control biológico para el país, pues representará el primer bio-insumo estabilizado, lo cual acelerará la implantación de novedosas estrategias de manejo integrado de enfermedades en los cultivos de más consumo en el mercado costarricense.

Objetivo General:

Desarrollar y analizar (evaluar) dos prototipos de productos formulados a base de Trichoderma spp para su uso como mejorador de suelo en agricultura

Estudio del desplazamiento en suelo, virulencia y potencial biotecnológico de cepas de Listeria spp. ailsadas en Costa Rica.

Resumen:

Listeria monocytogenes es una bacteria que causa infecciones graves, tanto localizadas como generalizadas, en humanos, aves y en gran diversidad de mamíferos. En humanos se ha asociado a cuadros de septicemia, meningitis, encefalitis e infecciones intrauterinas que conducen a abortos espontáneos.  En proyectos anteriores, se logró descubrir una nueva especie del género denominada L. costaricensis. La presente propuesta pretende establecer un modelo para visualizar la movilidad y el transporte de L. monocytogenes en suelos, para así comprender mejor sus procesos de colonización y sobrevivencia. Los resultados obtenidos permitirán generar insumos para aumentar la inocuidad alimentaria.También se busca estudiar la presencia de genes de virulencia y genes de resistencia a antimicrobianos en las cepas patógenas de la colección del CIB, así como la presencia de genes asociados a rutas metabólicas de utilidad biotecnológica en las cepas no patógenas, como por ejemplo la nueva especie L. costaricensis. Los resultados obtenidos podrán utilizarse a futuro para justificar una red de vigilancia nacional de L. monocytogenes y para plantear nuevas aplicaciones biotecnológicas basadas en el uso de recursos biológicos autóctonos.

Objetivo General:

Caracterizar los mecanismos de desplazamiento en suelo, la capacidad de virulencia y el potencial biotecnológico de cepas de Listeria spp

Nanobiofertilizantes: uso de arcillas en la preparación de emulsiones de Pickering para formulados agrícolas a base de biomasa microalgal de Arthrospira máxima

La agricultura tiene una gran importancia en la economía de nuestro país debido a su contribución en la producción interna y en la generación de empleos, siendo este, el sector responsable de la seguridad alimentaria de muchos países. En los últimos años, se ha visto afectada por la reducción de las áreas agrícolas, el cambio climático y el aumento en la población. Para suplir estas demandas, se ha tenido que implementar técnicas que permitan aumentar los rendimientos de los cultivos por área productiva y esto se ha logrado por medio del uso de fertilizantes nitrogenados sintéticos, uso de moléculas de origen sintéticos para el control de plagas y generación de variedades de plantas más productivas, entre otros. Sin embargo, el uso excesivo de fertilizantes sintéticos permitió aumentar la productividad de alimentos, ocasionado grandes daños ambientales en muchas regiones del mundo.

En nuestro país, se reportan valores de consumo de fertilizantes de hasta 980 kg/ha productiva, cifra que supera a los datos reportados para el resto de países latinoamericanos y europeos. Costa Rica por muchos años se ha reconocido como un país altamente productor de piña donde genera alrededor de ¢65.000 millones de colones a nivel nacional, se estima que produce 48.000 empleos directos e indirectos y el salario promedio de los trabajadores es un 6% mayor que el salario mínimo de ley. Así mismo, este cultivo se convierte en una actividad de alto impacto social, económico y ambiental. Razón por la cual, los productores resaltan el impacto positivo del cultivo y los grupos ambientalistas enfatizan los aspectos negativos. Esta propuesta planteada pretende solventar la limitada cantidad de investigación y desarrollo de formulaciones de emulsiones de biofertilizantes estabilizadas con arcillas, así mismo, el efecto que tendría en el mejoramiento de las condiciones microbianas del suelo.

La combinación de biomasas microalgales y arcillas costarricenses en la formulación de un nanobiofertilizante pretende generar un  prototipo  de  producto  que  además  de  dar  un  aporte  nutricional  a  los  cultivos  por  medio  del contenido  de  aminoácidos,  fitohormonas,  materia  orgánica,  macro  y  micronutrientes,  también cuente  con  los  beneficios  que  aportarían  las  arcillas.  Una  vez  establecido  un  prototipo  de formulación de nanobiofertilizante, se realizarán pruebas en parcelas experimentales con plantas de piña. A pesar de que se cuenta en el mercado con diferentes insumos agrícolas con nuevas tecnologías que permiten aumentar los rendimientos de los cultivos, en la actualidad no se dispone de  un  producto a  base  de  microalgas de  tecnología  nacional,  que  además  de  contribuir  con  las mejoras en los rendimientos agrícola, contemple reducir la huella de carbono, disminuir el efecto de los pesticidas y contribuya a restablecer las comunidades microbianas del suelo.

La respuesta inmune depende en gran medida en un aumento en los flujos de calcio hacia el citosol, sin embargo, los mecanismos que controlan estos flujos aún no han sido determinados en su totalidad. Sorcin es una proteína citosólica que se trasloca al retículo endoplasmático para controlar la entrada de calcio y mantener la concentración citosólica en los niveles adecuados. Esta proteína ha sido asociada con resistencia multidroga en distintos tipos tumorales, a la vez que la manipulación genética de su expresión se ha asociado con alguna característica propia de un fenotipo cancerígeno. Estudios preliminares en ratones knock-out  para esta proteína, sugieren su participación en eventos de hiperproliferación  (una característica distintiva del cáncer) además de activación de células linfocíticas. En este estudio, se pretende evaluar el papel de la proteína sorcin en estos procesos partiendo de la hipótesis de que la misma ejerce un efecto a través de su papel regulador de las concentraciones de calcio intracelulares. Lo anterior se evaluará por medio de  curvas de proliferación, determinación de los perfiles de citoquinas y mediciones preliminares de los flujos de calcio en linfocitos obtenidos de cultivo primario tras su activación. Por medio de la manipulación genética de estas células para el silenciamiento del gen sorcin se establecerán los cambios ocurridos en los parámetros anteriormente mencionados con el fin de evidenciar la participación de la proteína en la proliferación y activación de las células en cuestión. El conjunto de estos datos brindará evidencia en cuanto el impacto de la ausencia del gen sorcin y el potencial desarrollo de fenotipos relacionados con eventos de hiperproliferación.

• Subárea asociada: Biotecnología de la Salud

La conservación del patrimonio es una necesidad para cualquier país, dada su relevancia en el fortalecimiento del sentido de pertenencia e identidad nacional. En un período de crisis como el actual, donde la situación económica amenaza con restringir presupuestos para el patrimonio cultural, es fundamental gestionar eficientemente los recursos para su conservación e invertirlos desde un criterio científico.

Al finalizar el proyecto los principales productos serán al menos un artículo científico para publicar en una revista indexada, una guía para el análisis patológico de edificaciones patrimoniales mediante la aplicación de técnicas no invasivas; una exposición conjunta TEC - Museo Nacional de Costa Rica, centrada en la perspectiva arquitectónica, histórica y patológica del inmueble, y el uso de técnicas no invasivas al servicio del análisis patológico de edificaciones patrimoniales; además del expediente digital (base de datos) del Museo Nacional y la memoria técnica del estudio histórico y arquitectónico del complejo edificatorio del Museo Nacional. Estos productos servirán de insumo a los profesionales para la correcta toma de decisiones a la hora de establecer los procesos de conservación y restauración de edificios patrimoniales costarricenses.

El diseño del paisaje urbano desde la diversidad social, cultural y ambiental del Conjunto del Paseo de las Damas en Costa Rica: Caso de los Parques Nacional, España y Morazán.

El diseño del espacio público latinoamericano ha estado condicionado con tendencias globalizantes de tradición eurocéntrica y antropocéntrica inscritos en paradigmas de la modernidad/colonialidad, que invisibilizan la diversidad que habita nuestro territorio. Los planteamientos geométricos y arquitectónicos, la inserción de especies exóticas y el diseño para una hegemonía social, han sido criterios a seguir en el diseño. No fue hasta mitad de siglo XX, que el arquitecto del paisaje Roberto Burle Marx, incorpora un nuevo planteamiento para el diseño, aprovechando la diversidad florística de nuestros trópicos. El Paseo de las Damas, conforma una senda que une los parques Morazán, España y Nacional, generando un conjunto urbano artístico, patrimonial y cultural de transcendental relevancia. El diseño de estos sitios ha pasado por un largo proceso de transformaciones ambientales, sociales y culturales poco estudiados, en donde resalta la composición de diseño orgánico del Parque España y la conformación más formal de los otros dos parques. Es así como el problema a resolver en esta investigación se resume en las siguientes preguntas: ¿Cuál ha sido la evolución del diseño de estos parques, sus influencias conceptuales e ideológicas y su relación con la promoción de las diversidades socio-ecológicas y la gestión del turismo sostenible? ¿Qué recomendaciones pueden proponerse para el diseño del espacio público, el fomento de la diversidad sociocultural, ambiental y turística y la descarbonización del distrito el Carmen? Se plantea un trabajo de equipo interdisciplinario que incorpora profesionales de tres Escuelas del Instituto Tecnológico de Costa Rica, del Departamento de Historia Natural del Museo Nacional de Costa Rica, de la Municipalidad de San José y de la Universidad Central de Venezuela. Por medio de fotos aéreas, planos históricos y fotografías, se realizará un estudio de la evolución de los parques, analizando los cambios en cuanto a vegetación y obras artísticas, así como los procesos de patrimonialización y concepción. La metodología incluirá trabajo de campo para el mapeo y levantamiento de las especies y de elementos arquitectónicos. Se realizarán talleres participativos y entrevistas para identificar el grado de sentido de pertenencia de los usuarios, así como una evaluación comparativa de los parques, de acuerdo a su diversidad biológica y con base metodológica de “Las Claves para el éxito del espacio público” de ONU HABITAT; de Gehl y Svarre, entre otros. Gracias a la síntesis de los resultados, la discusión del equipo multidisciplinario y la consulta de información bibliográfica, se propondrán estrategias para realizar acciones en los parques que puedan  onvertirse en una guía para elaborar propuestas en el distrito. Con este trabajo se espera obtener un análisis comparativo y evolutivo de los tres parques, así como fichas de análisis de especies y de componentes arquitectónicos y artísticos, planos de vegetación, y de diversidad social según temporalidad, y estudio de identidad y patrimonialización de los parques y grupos sociales asociados. Se concluirá con recomendaciones para el diseño del espacio público y del paisaje para incrementar la diversidad biológica, social y cultural en la ciudad, fortaleciendo el patrimonio cultural y ambiental del paisaje urbano.

Metodología para el reconocimiento automático de patrones del pensamiento computacional en estudiantes de la educación general básica para mejorar los procesos de gestión

El desarrollo del Pensamiento Computacional es indispensable para mejorar las condiciones sociales y de empleabilidad de las personas. Este tipo de pensamiento incentiva el uso de la abstracción, planificación, la descomposición de los problemas en las partes que los constituyen, el aprendizaje de habilidades para la especificación, análisis y la solución de problemas. Además de contribuir con la formación del pensamiento crítico, la creatividad y la cooperación entre los alumnos. Sin embargo, en la actualidad no se cuentan con metodologías robustas y escalables que permitan estudiar las enormes bases de código fuente existentes, producto de ejercicios, exámenes y tareas para reconocer los patrones de aprendizaje predominantes y determinar el cumplimiento de objetivos, competencias y metas planteadas.

Como consecuencia, se requiere efectuar el análisis exhaustivo de habilidades, conocimientos, resultados y niveles de aprendizaje de alumnos para identificar los puntos de mejora de los objetivos de aprendizaje, planes de estudio, ejercicios y el desarrollo de las habilidades de los estudiantes.  Como consecuencia, esta investigación tiene por fin definir una metodología de análisis avanzado del código fuente generado por los estudiantes con el fin de correlacionar los objetivos de aprendizaje con las habilidades de Pensamiento Computacional desarrolladas los alumnos de forma automática.

Periodo del proyecto: del 1 de enero de 2020 al 31 de diciembre de 2022.

El estudio de los organismos se ha beneficiado de técnicas de generación de imágenes que revelan detalles no aparentes al ojo humano. Un tipo clásico de imágenes médicas se obtiene, por ejemplo, a través del uso de rayos X, generando imágenes que revelan detalles de tejidos internos. Tecnologías más contemporáneas, como la resonancia magnética, permitieron explorar tejidos y moléculas internas a los organismos en tres dimensiones.

Adicionalmente, microscopios que utilizan electrones para revelar detalles a escalas pequeñas nos permiten estudiar moléculas de bajo nivel que conforman los organismos. En general, los campos relacionados con ciencias de la vida poseen herramientas para explorar los detalles estructurales de los organismos a diferentes niveles de detalle, dependiendo del objeto de estudio, aunque no todas han sido depuradas al mismo nivel.

Las tecnologías para explorar tejidos de gran tamaño han sido maduradas por mucho más tiempo que sus contrapartes microscópicas. No fue sino hasta tiempos relativamente recientes que se ha enfocado el desarrollo de las mismas. Las imágenes generadas por estos nuevos microscopios empezaron a consolidarse al inicio de la década en una base de datos pública llamada EMDB (Electron Microscopy Data Bank). Existe, en este momento, una necesidad de herramientas de búsqueda avanzadas sobre este tipo de base de datos de imágenes. Muchas de las herramientas de búsqueda dependen de la anuencia que tengan los autores de las imágenes de agregar anotaciones textuales a la base de datos. De esta forma, otros investigadores pueden realizar búsquedas por "palabras clave" que correspondan a las anotaciones. Sin embargo, una manera más robusta de búsqueda debería basarse en las características estructurales de las imágenes.

La presente propuesta busca crear algoritmos de búsqueda utilizando características estructurales, enfocados en características locales (i.e. detalles en regiones pequeñas de una imagen completa). Si bien es cierto, comparar la estructura completa de dos imágenes es una manera válida de abordar el problema, las imágenes pueden contener decenas de biomoléculas juntas, que pueden aparecer individualmente en otras imágenes en la base de datos. Adicionalmente, esto permitiría a los usuarios de un sistema de búsqueda de este tipo proveer una imagen correspondiente a una sola biomolécula y encontrar ocurrencias de ésta en diferentes imágenes en la base de datos, independientemente si aparece en su totalidad o como un segmento de la misma.
Si bien es cierto la primera área de aplicación para un motor de búsqueda de este tipo es a nivel de biomoléculas con algunas decenas de proteínas, esto puede evolucionar a imágenes de mayor tamaño como, por ejemplo, tomografías de electrones. Los mismos principios de identificación y búsqueda descritos pueden aplicarse a búsqueda de secciones de tejidos. Al llegar a este nivel de análisis, nos acercamos mucho más a lo que en este momento se conoce como "análisis de imágenes médicas". Por ejemplo, el sistema podría ser entrenado para identificar cúmulos de células degeneradas (relacionado cáncer) en lugar de identificar pequeñas proteínas.

Periodo del proyecto: del 1 de enero de 2019 al 31 de diciembre de 2022