00;00;06;06 – 00;00;54;14
Victoria
Bienvenidos a Beyond Lab Walls, un podcast del Instituto Salk. Únanse a las presentadoras Isabella Davis y Nicole Mlynaryk en un viaje tras bambalinas del renombrado instituto de investigación en San Diego, California. Los llevaremos al interior del laboratorio para que conozcan los últimos descubrimientos en neurociencia de vanguardia, biología vegetal, cáncer, envejecimiento y más. Exploren el fascinante mundo de la ciencia mientras escuchan las historias de las mentes brillantes que lo respaldan. En Salk, desvelamos los secretos de la vida misma y los compartimos más allá de las paredes del laboratorio.
00;00;54;17 – 00;01;26;20
Isabela
Hola, oyentes, y bienvenidos de nuevo a Beyond Lab Walls. Soy su copresentadora, Isabella, y hoy conversé con el científico vegetal Joseph Swift. Joseph pasó los últimos seis años como investigador postdoctoral en el laboratorio de otro Joseph, Joe Ecker, aquí en Salk. Ha ido adaptándose poco a poco a su trabajo a tiempo completo en su propia startup, Crop Diagnostix. Joseph trabaja para comprender cómo han cambiado y cómo no han cambiado los códigos genéticos de las plantas con el tiempo, y también cómo podemos usar esos códigos para protegerlas de la sequía y otras condiciones ambientales estresantes.
00;01;26;23 – 00;01;48;21
Isabela
Su investigación tiene un impacto realmente importante e interesante en el mundo, y ahora se centra en ella al combinar sistemas de inteligencia artificial con bancos de genoma vegetal para ver cómo podemos optimizar la agricultura del futuro. Profundicemos en sus historias para conocer todo sobre su trabajo en Salk y sus próximos proyectos. Empecemos con una pregunta sencilla.
00;01;48;23 – 00;01;52;22
Isabela
¿Dónde creciste y cómo fue crecer allí?
00;01;52;24 – 00;01;59;17
Joseph
Soy de Australia y crecí en Brisbane.
00;01;59;20 – 00;02;31;24
Joseph
Es la tercera ciudad más grande de Australia. Y crecer allí fue bueno. Durante mi adolescencia, mi juventud allí, fui a una gran escuela pública, viví en un suburbio, tuve ese sueño suburbano. Una vida muy tranquila, fácil y relajada. Mis padres se mudaron al extranjero cuando tenía 15 años, así que fui a un internado en el extranjero, y eso fue un poco más de viaje, uno bueno antes de empezar la universidad en Australia.
00;02;31;27 – 00;02;35;16
Isabela
¿Cómo era tu relación con las plantas y la naturaleza mientras crecías?
00;02;35;18 – 00;03;06;11
Joseph
Acampábamos mucho. Mis padres nos llevaban a mi hermano y a mí a acampar mucho. No diría que fuéramos amantes de la naturaleza, pero al crecer en Australia, siempre estás en la playa o en el campo, como si fuera inevitable. Así que la naturaleza siempre estuvo en el centro de atención. Supongo que eso me inspiró a estudiar biología y biología vegetal, en lugar de algo como el cáncer o la neurociencia, que no son tan verdes ni, en mi opinión, tan hermosos.
00;03;06;13 – 00;03;14;22
Isabela
Sí. ¿Y había científicos en la familia? ¿Cuándo te diste cuenta de que querías dedicarte a la ciencia o de que era una opción?
00;03;14;24 – 00;03;38;22
Joseph
Sí, mi padre era científico. Era geofísico. No diría que eso me inspiró a ser científico. Diría que mis padres, en todo caso, me animaron a hacer lo que quisiera. Son bastante alocados, siempre estaban viajando y haciendo locuras. Así que esa fue una especie de lección para aceptar hacer algo inusual, interesante o un poco arriesgado.
00;03;38;25 – 00;04;02;26
Joseph
Pero la ciencia se convirtió en una opción más cuando disfruté mucho aprendiendo sobre ella en la preparatoria. Eso y literatura. Al ir a la universidad, fue como decidir entre ambas, y decidí estudiar biología, que creo que fue una buena opción. Y solo después de empezar a investigar en el laboratorio durante mi maestría, me enganché a dedicarme a esto a tiempo completo para el resto de mi vida.
00;04;02;28 – 00;04;13;09
Isabela
Cuando comenzaste a estudiar biología, ¿se trataba principalmente de biología vegetal o de una mezcla de biología relacionada con la medicina?
00;04;13;11 – 00;04;34;29
Joseph
En la universidad a la que fui, toda la biología molecular y celular que aprendimos se impartía en el ámbito médico, lo cual es genial. A nivel molecular, todo es hermoso y similar, ¿verdad?, entre plantas y animales. Así que puedes aprender en un ámbito y luego aplicarlo a otro.
00;04;35;00 – 00;05;00;09
Joseph
Pero una vez que empecé a investigar, y luego me dediqué a la investigación médica, me di cuenta de que las preguntas que realmente quería responder se centraban más en la biología vegetal agrícola, donde pensé que, al menos para mí, había preguntas más interesantes sobre la sostenibilidad y el cambio climático que podían responderse. Además, los espacios están menos concurridos.
00;05;00;09 – 00;05;07;02
Joseph
No hay mucha gente trabajando en esa zona. Así que pensé que podría aportar más.
00;05;07;04 – 00;05;09;28
Isabela
Entonces, ¿qué es la genómica vegetal?
00;05;10;01 – 00;05;43;13
Joseph
La genómica vegetal es el estudio del genoma completo de la planta. En lugar de centrarse en un mecanismo o gen específico, lo cual es interesante en sí mismo, la genómica intenta integrar todos esos mecanismos y genes en una sola narrativa. Y al analizarla desde un enfoque descendente, donde se intenta comprender todo lo que ocurre en la célula, en el genoma a la vez, se pueden empezar a observar estos patrones.
00;05;43;13 – 00;06;12;03
Joseph
Eso no sería necesariamente obvio si se analizara poco a poco, un gen a la vez. Así que también se trata de mucha biología computacional. Es decir, hay que hacer mucha estadística y mucha investigación para encontrar esos patrones. Pero cuando lo haces, es realmente emocionante porque ves algo que quizás sea común a todos los sistemas biológicos, en lugar de un mecanismo exclusivo de uno solo.
00;06;12;06 – 00;06;19;08
Isabela
Y la genómica de las plantas era algo que te interesaba durante la escuela de posgrado, ¿verdad?
00;06;19;11 – 00;06;40;09
Joseph
Sí. Definitivamente quería dedicarme a la biología vegetal. Y la genómica también era un campo en auge en aquel entonces, sobre todo la biología de sistemas. Y me pareció genial. En retrospectiva, no sé si entendí del todo de qué se trataba. Supongo que me atrajo lo abstracto que sonaba.
00;06;40;12 – 00;06;59;04
Joseph
Y luego, una vez que me di cuenta de que, oh hombre, tengo que hacer todas las estadísticas, comencé a darme cuenta de que tal vez era un poco diferente de lo que pensaba, pero realmente tuve grandes mentores y sí, realmente me encanta.
00;06;59;06 – 00;07;07;17
Isabela
¿Cómo lograste llegar a Estados Unidos y a Salk y qué te atrajo del laboratorio de Joe Ecker?
00;07;07;19 – 00;07;40;02
Joseph
Así que el Salk siempre ha sido un lugar donde se lleva a cabo una increíble investigación innovadora y siempre ha sido uno de los mejores, si no el mejor, lugares para la genómica vegetal. Aquí está Joe Ecker y otras personas que realmente impulsaron ese campo. Así que fue un sueño venir, y fue un sueño estar aquí, ya que pudimos llevar a cabo diferentes proyectos, aunque un poco locos.
00;07;40;04 – 00;07;43;21
Isabela
Oh, ¿puedes contarme algo de algunos de esos proyectos locos?
00;07;43;24 – 00;08;14;16
Joseph
Hubo algunos, uno de ellos publicado recientemente en Nature. Queríamos comprender algunos de los mecanismos básicos de la evolución de la fotosíntesis. Sé que suena bastante complicado, pero es una pregunta muy importante para todos, ya que la fotosíntesis es el proceso mediante el cual la energía de la luz se convierte en azúcares, y estos azúcares alimentan todo.
00;08;14;18 – 00;08;47;07
Joseph
La fotosíntesis es el mecanismo clave que nos proporciona energía. Y lo curioso de la fotosíntesis es que, bueno, tiene diferentes fases. La principal se llama fotosíntesis C3. Y ahí es donde el proceso ocurre en una sola célula, la célula del mesófilo. Así que, cuando observas una hoja y la ves verde, es la célula del mesófilo la que le da ese color verde.
00;08;47;07 – 00;08;54;11
Joseph
Y él es el que realiza esa conversión de luz en azúcar.
00;08;54;13 – 00;09;28;19
Joseph
Pero ciertas plantas, como el maíz y el sorgo, han evolucionado o se han adaptado a ambientes más secos y cálidos, como la sabana. En ese entorno, la fotosíntesis no funciona tan bien. Es demasiado caluroso y demasiado seco. Por eso, estas especies desarrollaron una mejor forma de fotosíntesis llamada fotosíntesis C4. En esencia, la fotosíntesis se realiza en dos tipos de células en lugar de una.
00;09;28;22 – 00;10;07;03
Joseph
Y lo interesante es que ha evolucionado más de 60 veces. Así que, en cierto modo, sigue ocurriendo en estas diferentes especies de plantas. Y no se trata de la evolución de nuevos genes. En realidad, simplemente se trata de reorganizar el esquema existente para crear algo nuevo. Y ha sido un misterio cómo se produce esa reorganización. Y si lo entendiéramos, tal vez podríamos incorporar esas propiedades fotosintéticas mejoradas en cultivos como el arroz o el trigo, que podrían verse afectados por el cambio climático.
00;10;07;05 – 00;10;26;16
Joseph
Gracias a esta investigación, descubrimos uno de los cambios clave en ese modelo que permite la fotosíntesis C4. Nos entusiasma mucho descubrirlo. Nuestros colaboradores, así como otros socios, están investigando si esta ingeniería puede implementarse.
00;10;26;18 – 00;10;49;21
Isabela
Sí, me alegra mucho que hables de ese artículo porque me pareció muy interesante, sobre todo desde la perspectiva de pensar en la ciencia, en cosas que damos por sentado, como la fotosíntesis, que es una de esas palabras que mucha gente conoce. Y como la aprendemos en primaria, uno piensa: «Hay que entenderlo todo». Pero no es cierto.
00;10;49;21 – 00;11;02;05
Isabela
Y aún quedan muchas preguntas interesantes por responder sobre estos procesos aparentemente básicos. Me pregunto si existen otros tipos de preguntas realmente interesantes en la biología vegetal en este momento.
00;11;02;07 – 00;11;28;18
Joseph
Como decías sobre las cosas que damos por sentado, pero que, al menos a nivel molecular, aún desconocemos qué sucede con las plantas, otra pregunta que Joe Ecker y yo abordamos fue comprender la plasticidad vegetal. En otras palabras, si tienes una planta de interior en casa, si no la riegas, no crece.
00;11;28;22 – 00;12;00;07
Joseph
Pero si le das mucha agua y fertilizante, crecerá muchísimo. Eso es plástico, ¿verdad? Comparado con otros sistemas, como los humanos o los ratones, las plantas pueden tomar decisiones de desarrollo cuando el entorno les conviene. Los humanos. Crecemos como cuando pasamos de niños a adultos. Es una trayectoria fija. Las plantas pueden cambiar ese ritmo según sus recursos.
00;12;00;10 – 00;12;35;10
Joseph
Así que Joe y yo continuamos con esa hipótesis al observar cómo las hojas de las plantas eligen su ritmo de crecimiento en respuesta al entorno. Encontramos ciertas características genómicas que sugerían que, cuando no se riega la planta y se mantiene relativamente pequeña, lo que la planta en realidad hace es iniciar respuestas de envejecimiento, envejeciendo y desarrollándose más rápido para detener su crecimiento, lo cual es un poco contradictorio, pero realmente interesante.
00;12;35;13 – 00;12;54;12
Joseph
Eso también puede alimentar el cambio climático y la investigación, porque en la agricultura, si los agricultores no reciben suficiente riego, se produce ese mismo tipo de pausa en el crecimiento, y eso en última instancia afecta a los rendimientos y a lo que vemos en el supermercado.
00;12;54;14 – 00;13;23;02
Isabela
Sí, es muy interesante pensar en cómo las plantas tienen que desarrollar mecanismos completamente diferentes para adaptarse a su crecimiento y al entorno, porque, a diferencia de nosotros, no pueden desplazarse. Así, con estudios como tu artículo sobre la fotosíntesis, estamos aprendiendo sobre estas propiedades básicas evolutivas que podríamos usar para que las plantas sean más eficientes y los cultivos mejores en el futuro.
00;13;23;04 – 00;13;48;27
Joseph
Es una tarea realmente complicada, pues sabemos que las plantas tienen esa propiedad casi mágica de desarrollar raíces más profundas, buscar agua o desarrollar brotes más largos para evitar la sombra y buscar la luz solar; son capaces de hacer todas estas cosas asombrosas. Y la próxima frontera es intentar comprender cómo podemos cultivar o modificar genéticamente esas características.
00;13;48;29 – 00;14;11;20
Joseph
Y es complicado porque tenemos un grupo de biólogos moleculares de plantas en el mundo intentando abordar estas grandes preguntas, y tenemos que resolverlas en las próximas dos décadas. De lo contrario, nuestros sistemas alimentarios podrían volverse mucho más vulnerables e impredecibles, además de que existe una alta demanda de los sistemas alimentarios a medida que la población sigue creciendo.
00;14;11;20 – 00;14;16;19
Joseph
Así que va a ser un momento realmente, realmente interesante.
00;14;16;21 – 00;14;33;18
Isabela
Sí. Y hablando de plantear grandes preguntas y abordar estos problemas del mundo real, me gustaría saber si puedes hablar un poco sobre tu reciente transición al mundo de las startups y qué te ha inspirado a hacerlo.
00;14;33;20 – 00;15;13;27
Joseph
Sí, hace poco dejé Salk y cofundé la empresa con algunos colegas, uno de ellos en Cambridge y otro en Denver. Nos unimos por casualidad y nos dimos cuenta de que teníamos la experiencia necesaria para desarrollar tecnología de biomarcadores para plantas. Esta tecnología, en cierto modo, se ha tomado prestada del ámbito médico. Así que, si alguna vez se han sometido a una biopsia, una biopsia precancerosa para ver si este tejido acabará convirtiéndose en cáncer.
00;15;14;00 – 00;15;41;07
Joseph
A menudo, analizan la expresión génica o el comportamiento de los genes, lo que constituye una señal temprana de una patología futura. Y se puede aplicar esa misma tecnología a las plantas para ver si, por ejemplo, su expresión génica predice cómo crecerán bajo condiciones, por ejemplo, si reciben suficiente fertilizante nitrogenado, si reciben suficiente agua o si existe un patógeno de aparición temprana.
00;15;41;09 – 00;16;12;18
Joseph
Ese tipo de preguntas que los agricultores realmente quieren comprender y conocer para poder tomar decisiones en el campo sobre si aplicar más fertilizante o pesticida, actualmente no se conocen. Por eso, fundamos una empresa llamada Crop Diagnostix que desarrolla estos biomarcadores de expresión genética y los implementa para los agricultores, ayudándolos no solo con sus resultados financieros, sino también con una agricultura más sostenible.
00;16;12;20 – 00;16;52;24
Joseph
La transición ha sido realmente extraña, en un sentido genial. Salk brinda este tipo de espacio y oportunidad para responder preguntas fundamentales muy importantes. Y, desde los acantilados, el océano es majestuoso. Y ahora, conduciendo hacia Arizona, a los campos de papa cerca de la frontera, hablando con los agricultores, tratando de comprender sus problemas, y luego regresando con un montón de muestras en la parte trasera de mi auto para secuenciarlas lo más rápido posible, básicamente.
00;16;52;24 – 00;16;59;20
Joseph
Y toda la motivación es muy urgente y diferente en comparación con la investigación académica.
00;16;59;23 – 00;17;12;22
Isabela
Todos los viajes deben ser un gran cambio comparado con ir al laboratorio todos los días. ¿Hay algo importante o inesperado que hayas aprendido en los primeros meses de este trabajo en la startup?
00;17;12;25 – 00;17;43;20
Joseph
Lo interesante es que, al fundar una startup, es necesario conversar mucho con todos los actores involucrados. En nuestro caso, hablamos con agricultores, fabricantes de insumos y empresas de semillas, y comprendimos la situación de los diferentes actores en la agricultura sostenible. Y creo que el ambiente fue muy positivo.
00;17;43;20 – 00;18;12;24
Joseph
Todos queremos usar menos nitrógeno y menos pesticidas. Todos queremos cosechas predecibles y estables. Nadie quiere perder sus aguas subterráneas. Por eso, todos seguimos esta misma trayectoria. Hay empresas y personas que, básicamente, intentan ayudar a que esas necesidades se hagan realidad a tiempo, especialmente ante los desafíos que enfrentaremos en las próximas décadas.
00;18;12;26 – 00;18;20;25
Joseph
Así que fue agradable ver ese panorama más amplio y darme cuenta de que todos estamos en el mismo equipo.
00;18;20;27 – 00;18;53;05
Isabela
Bueno, corrígeme si me equivoco, pero la inteligencia artificial (IA) parece ser una herramienta fundamental que utilizas en Crop Diagnostix. Me interesa saber cómo ha sido esa integración de la IA como biólogo vegetal, viéndola en tiempo real. Parece que ha ocurrido muy rápido, especialmente al analizar genomas y grandes bases de datos como esas, y usar la IA para analizar datos mucho más rápido que manualmente. ¿Cuánto has podido observar y aprovechar de esto?
00;18;53;07 – 00;19;27;01
Joseph
Sí, cuando se estudian genomas, hay muchísimos factores en juego, y como un solo cerebro científico, es muy fácil perderse entre los datos. Y la inteligencia artificial ha demostrado ser capaz de decodificar esas fisiologías, conjuntos de datos o perspectivas tan complejas en una variedad de problemas. Así que hace cinco años, lo que intentamos lograr con Crop Diagnostix no habría sido posible porque no existía la tecnología.
00;19;27;03 – 00;20;08;25
Joseph
Y, de hecho, la tecnología genómica tampoco existía, porque ahora el costo de la secuenciación ómica se ha abaratado considerablemente. Así que nos encontramos en una especie de punto de encuentro ideal: la secuenciación es lo suficientemente económica, los algoritmos de aprendizaje automático y la IA son lo suficientemente sofisticados como para que podamos empezar a decodificar estos complejos conjuntos de datos genómicos y, idealmente, brindar un beneficio directo a los agricultores que podrían utilizar esa información con mayor facilidad.
00;20;08;27 – 00;20;21;02
Isabela
Volviendo a lo que decías sobre ir al campo y reunirte con las partes interesadas y los agricultores, ¿podrías explicar cómo comunicas el trabajo que estás haciendo en esos contextos?
00;20;21;04 – 00;21;06;15
Joseph
No existe una fórmula mágica en la agricultura. Por lo tanto, necesitamos diferentes regulaciones, tecnologías y comportamientos en todos los ámbitos que nos permitan alcanzar los objetivos de sostenibilidad, así como los de rendimiento que nos hemos fijado. Por ello, la ingeniería de plantas es un mecanismo que sin duda nos ayudará en ese camino. Y, en particular, con características como la sequía, que son inherentemente complejas, diseñar líneas más resistentes a la sequía será necesario, pero no suficiente, para alcanzar nuestros objetivos de rendimiento.
00;21;06;18 – 00;21;31;15
Joseph
Creo que debemos mejorar, por ejemplo, al explicar por qué estas tecnologías son beneficiosas en primer lugar. Y, siendo honestos, la mayor forma de modificación genética de plantas en este país es el maíz o la soja transgénicos. Y esos son productos que no están destinados a los consumidores. Son productos para los agricultores.
00;21;31;15 – 00;21;48;13
Joseph
Así que, si bien los agricultores ven el beneficio inmediato de estas variedades tolerantes a pesticidas, esto no representa un beneficio real para el consumidor. Por lo tanto, no podemos esperar que los consumidores estén entusiasmados con esto. De hecho, se muestran bastante neutrales al respecto, lo cual creo que tiene mucho sentido.
00;21;48;16 – 00;22;03;21
Isabela
¿Trabajar en el campo ha cambiado de alguna manera tu perspectiva sobre lo que hacías antes en el laboratorio?
00;22;03;23 – 00;22;27;17
Joseph
Creo que lo que más he disfrutado aprendiendo hasta ahora es que realmente me ha hecho reflexionar sobre la estacionalidad. Durante mi doctorado y mi posdoctorado en San Diego, no percibimos tanto las estaciones, pero ahora soy plenamente consciente de cuándo se siembran los cultivos, en qué etapa estarán las papas al mes o dos y en qué etapa estará el maíz.
00;22;27;20 – 00;23;01;27
Joseph
Aprender sobre cómo este ciclo se repite cada año en este país: cultivar, plantar, cosechar, todo el esfuerzo que se requiere para producir alimentos, toda la energía. Y en su interior, es una enorme tarea que ocurre cada año desde los albores de la invención humana. Y, sin querer ser demasiado poético, nuestra interacción con las plantas es una de las relaciones más importantes y fundamentales que tenemos con cualquier organismo.
00;23;01;29 – 00;23;41;00
Joseph
No entiendo cómo alguien no disfrutaría viendo crecer las plantas e imaginaría trabajar en eso como cultivador, agricultor o biólogo vegetal. Es decir, estás tan conectado con el funcionamiento de ese sistema y cómo te proporciona no solo los alimentos que comes, sino también el aire que respiras y el gas que consumes, como si todo estuviera ahí.
00;23;41;02 – 00;23;47;07
Isabela
Ahora, hablando de cosas humanas alegres, ¿cómo te mantienes ocupado cuando no estás trabajando?
00;23;47;10 – 00;24;15;04
Joseph
Bueno, intento ir a la playa al menos una vez a la semana. Es preciosa. Y el agua se está calentando, lo cual es genial. Y, obviamente, hago muchas caminatas. He empezado a escalar. No se me da muy bien, pero me gusta. Y sí, intento leer un montón de libros y normalmente consigo hacerlo.
00;24;15;06 – 00;24;20;11
Isabela
¿Qué tipo de libros te gusta leer? ¿Ficción? ¿No ficción? ¿Más sobre ciencia?
00;24;20;14 – 00;24;39;18
Joseph
No. Siempre ficción. Al fin y al cabo, me encanta una buena historia, aprender de las experiencias ficticias de la gente. Y puedes leer a todos estos autores geniales que puedes apreciar y amar sin necesidad de ir más allá.
00;24;39;21 – 00;24;47;24
Isabela
Joseph, muchas gracias por hablar conmigo hoy. Mucha suerte con Crop Diagnostix. Tengo muchas ganas de ver qué te depara el futuro.
00;24;47;26 – 00;24;58;00
Joseph
Está bien, me encanta. Muchas gracias, Isabella.
00;24;58;02 – 00;25;22;04
Isabela
Desde proyectos alocados con Joe Ecker hasta forjar el futuro de la papa y la agricultura sostenible con sus amigos de Crop Diagnostix, Joseph está dejando huella en la biología vegetal, al igual que los grandes científicos que lo atrajeron a Salk. Lo que creo que Joseph deja muy claro es que la biología vegetal no se trata solo de plantas. Se trata de personas. Se trata de los científicos que trabajan con plantas modelo en el laboratorio.
00;25;22;07 – 00;25;55;05
Isabela
Se trata de agricultores que planifican y trabajan en los campos para cultivar todo tipo de cultivos. Y se trata de cada persona en la Tierra cuya vida depende de esos cultivos. Con tecnologías modernas como la inteligencia artificial y nuestro catálogo cada vez mayor de genes vegetales, nos encontramos en un momento realmente emocionante en la biología vegetal y la historia de la humanidad. Me entusiasma ver qué más aprende Joseph al finalizar sus estudios en Salk, y qué logra en este nuevo capítulo en Crop Diagnostix, y cómo su continua trayectoria científica puede impactar el futuro de nuestro planeta.
00;25;55;06 – 00;26;40;18
Victoria
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