Resto’s Weblog

In this study, we use mitochondrial DNA (mtDNA) to improve our understanding of the pre-Columbian migrations to the Antilles and the processes that gave rise to the Taínos. The specific objective of this project is to compare Native American mtDNA lineages of the Dominican Republic with those described already for Puerto Rico. Our hypothesis is that  inhabitants from Hispaniola and Puerto Rico should share a common continental origin.

The mtDNA lineages are being defined by control region sequences, including hypervariable regions I and II (HVR-I and HVR-II).  The use of HVR-II is important in this study, unlike those focused on African mtDNA phylogeography, because Amerindian populations are young and a wider DNA region needs to be studied to accumulate enough information on genetic variation for proper lineage definition.

The methodology consists of DNA extraction from mouthwash samples collected at 43 localities in the Dominican Republic, DNA fragment amplification through PCR, PCR product purification, and proper band size and concentration estimated from agarose gel electrophoresis in preparation for automated DNA sequencing.

Of  90 indigenous samples amplified and purified, 52 were sequenced and compared to the Cambridge Reference Sequence, showing that 30 (58%), 2 (4%), 17 (33%), and 3 (6%) belonged to haplogroups A, B, C, and D, respectively.  Thus, the haplogroup distribution in the Dominican Republic is similar to Puerto Rico, where the haplogroup frequencies are 52%, 9%, 36% and 4%.  However, lineage identification and comparison showed distinct lineages for Puerto Rico and the Dominican Republic, suggesting independent continental origins.

These results suggest disparate origins and restricted maternally mediated gene flow between geographic regions between the islands.

El dia 21 de marzo de 2009 se realizo en el BDTC el Anual Poster Day. En el mismo dieron la bienvenida a todos los miembros del Biominds y hubo mensajes de profesores y de personas de la industria. Fui asignada a evaluar tres afiches, los cuales cumpleron con los requisitos de abstracto, introduccion, metodologia y resultados con informacion adecuada y letra legible. Entre ellos estan el de Yamilette M. Lopez con el proyecto “Growth and Biocompatibility studies of Osteoblast cells brown on Stainless Steel and Ti-6Al-4v alloys”; el de Zuleika M. Corales con el proyecto “Functional Genomic and culture independent approaches to search for protease activity in forest soils in P.R.”; y Jose G. Montoyo con el proyecto “Applying T7 Phage display as a Chemical Combinational Approach to search for specific biomakers”,  quienes demostraron conocimiento sobre el tema  y contestaron con claridad.

Yamilette uso el SEM (Scanning Electron Microscope) para poder identificar a cual se pegan los osteoblastos mejor y sobreviven: Stainless Steel y Ti-6Al-4v. Los osteoblastos se pegaron y sobrevivieron mejor en Stainless Steel. Xuleika uso metagenomica por que hay ciertos microorganismos en el ambiente que no se pueden cultivar bajo metodos estandares y proteasa por que es una enzima con varias funciones industriales coon aplicaciones a detergentes, comida, farmaceutica y procesos de bioremediacion. Jose uso el “phage display” para buscar biomarcadores por que es una tecnica simple y rapida de obtener resultados. Esta tecnica se basa en la interaccion de proteina-proteina usando fagos designados para expresar un peptido anico en su superficie. Se aislan para determinar la identidad molecular del biomarcador.

Estos afiches son muy interesantes y demuestran como avanza y sigue avanzando las ciencias medicas que gracias tanto a Bio-MINDS como a otros programas y fundaciones se hacen posible.

El progreso es mucho. La ciencia es compleja y en mi caso, como tambien el de muchos otros que trabajan con ADN u otros, las condiciones en el que el material genetico es utilizado hacen que los resultados tengan exito o no. Problemas que se han presentado durante mi investigacion es que se amplifica varias veces con el mismo primer utilizado con las otras muestras y en ninguna sale teniendo que amplificarla en partes, o sea con dos pares de primers diferentes; se amplifican y corren en gel y se expresan pero al purificarlas no, cambiando el procedimiento; se amplifican, se purifican y se corren en gel y se expresan pero no se expresan al secuenciarlas. A estos problemas presentados se le cambian los metodos para poder obtener resultados favorables.

Ya queda poco para terminar con la investigación en la que contribuyo para el Dr. Martínez Cruzado. La investigacion, como ya les habia dicho, consta de comparar los habitantes nativos-americanos de la República Dominicanacon los ya descritos en Puerto Rico. Segun los resultados ambos comparten un origen continental común aunque la relacion entre ellos es mínima.

Al final del semestre espero haber completado y logrado exitosamente las metas propuestas sobre el trabajo asignado así como tambien poder compartir el conociemiento adquirido en esta experiencia a otras personas. Las metas propuestas para la investigacion, las cuales algunas se han logrado y estan en proceso de realizarse, son las redes medianas que muestran los distintos linajes entre ambos grupos, alcanzar un estimado mas preciso sobre el tiempo de llegada de las féminas para cada isla y su continente de origen.

Yo trabajo con la región hipervariable II, provee mas información. Esto quiere decir que el trabajo es el mismo, lo que difieren son las muestras y los procedimientos han sido modificados a través del tiempo, como por ejemplo la purificación de la muestra para obtener un mejor resultado.

Debido a que somos varios estudiantes en el laboratorio, todos tenemos distintas tareas con distintas muestras. Mi trabajo es PCR y Purificar muestras que son secuenciadas y leidas por otros estudiantes. Las tecnicas que planeo desarrollar son secuencias y leer, de lo que me han enseñado un poco.

Al final del semestre expondre los resultados finales del trabajo y para que conozcan de donde provienen  y la relacion entre habitantes de la Republica Dominicana y esta isla de Puerto Rico.

During this semester, of 60 indigenous samples amplified and purified, 48 were sequenced and compared to the Cambridge Reference Sequence, showing that 27 (57%), 1 (2%), 17 (35%), and 3 (6%) belonged to haplogroups A, B, C, and D, respectively. Thus, the haplogroup distribution in the Dominican Republic is similar to Puerto Rico, where the haplogroup frequencies are 52%, 9%, 36% and 4%. However, median network analyses of the main haplogroups (A and C) show distinct lineages for Puerto Rico and the Dominican Republic, suggesting different origins. Furthermore, a geographic partition can be described for the Dominican Republic, separating the Cibao region from the southwest-to-southeast regions. These results suggest disparate origins and restricted maternally mediated gene flow between geographic regions in small parts of these Antillean islands.

Based on mtDNA data, we have found very little relationship between pre-Columbian Amerindians of Puerto Rico and Hispaniola. Our goal now will be to reach a more precise estimate of the time of arrival of founder females for each island and their continental origin. This will require a bigger sample from each island and collaborations with colleagues in the American continent to identify mtDNAs closely related to the lineages found in the Antilles. I’ve achieved as much as I wanted in the research experience for this semester.

La investigación en la que contribuyo para el Dr. Martínez Cruzado tiene como objetivo comparar los habitantes nativos-americanos de la República Dominicana con los ya descritos de Puerto Rico. Como hipótesis se dice que los habitantes de La Española y Puerto Rico deben compartir un origen continental común. Mejorar el entendimiento de migraciones pre-Colombinas a las Antillas dando a los tainos. El trabajo de este semestre es una continuación del trabajo del semestre pasado, realizando amplificación, purificación y secuenciación de las muestras de enjuague bucal de habitantes de la República Dominicana. Sigo trabajando con la región hipervariable II del mtDNA de las poblaciones amerindias por ser más jóvenes, ya que provee suficiente información y variaciones genéticas para mejor definición. De 65 muestras totales 46 han sido amplificadas y purificadas, 21 han sido secuenciadas y el restante están por secuenciar. La distribución de haplogrupos en la República Dominicana es similar a la de Puerto Rico pero análisis de los principales haplogrupos muestran diferentes linajes, sugiriendo diferentes orígenes. La contribución científica de este proyecto es que por medio del material genético, específicamente el mtDNA que es invariable, se puede determinar la migración poblacional desde tiempos antiguos. He logrado mucho progreso desde que estoy trabajando en esta investigación.

Hasta el momento sigo analizando muestras de indios encontrados este verano en Republica Dominicana. Tecnicas que utilizado y que he mencionado anteriormente son PCR, electroforesis y purificacion, entre otros. Aunque, para las muestras que se mostraron en PCR y en un tipo de purificacion comun usado en el laboratorio para muestras de DNA, no quieren salir, se utiliza una tecnica de precipitacion o re-purificacion con suspencion en etanol. Al menos he logrado llegar aproximadamente a un 50% del progreso realizado a mis metas. Al principio estaba haciendo el PCR con los tubos no apropiados y luego de intentarlos par de veces con el mismo tubo y no salian, me di cuenta que el tubo era mas grueso y lo mas probable que no absorbiera o perdiera el calor necesario para romper las moleculas de DNA. Cambie el tubo y salieron algunas muestras, aunque otras no quieren salir y hay que probar otra tecnica. Para atender estas dificultades tratare de estar mas pendiente.

       My Summer Research Project is about the Structure and Function of a protein called JIL-1 and its Interaction with lamin. Lamin is a component of the nucleus of the cell that gives its structure and support. I’m working with two projects. In the first project we want to determine the structure or part of the protein. In the second project we want to test what does the protein do to the component of the nucleus in S2 cells.      

     In the first project, the protein will be examined by a technique that requires a large amount of quantity so I’ll be producing and purificating protein. In the second project I repeat Xiaomin’s project who determined their interaction with two kinds of fruit flies: the wild-type, that has the protein, and the mutated, that doesn’t have the protein. She observed that in a technique with electric charge the one that has the protein travel slower, because it is heavier, than the one that doesn’t. What I’m trying to test is if it does the same using the protein extract from the S2 cells, but instead of mutation we use another technique to remove the protein. This can provide a vision in how a structure of the nucleus can be regulated by the protein.

In this study, we use Mitochondrial DNA (mtDNA) to improve our understanding of the pre-Columbian migrations to the Antilles that gave rise to the Taínos, the first settlers of Puerto Rico. The purpose of this project is to compare the haplogroup between Puerto Rico and Dominican Republic, through mutations. The majority of the indigenous mtDNAs belonged to the Amerindian haplogroups A,B,C, and D. Haplogroups A and C constitutes 88% of the indigenous samples originated from local tribe, the Taínos. A hypothesis developed from the first approach is proved based in the analysis of ancestral DNA (aDNA) from remains of the Caribbean

I had the opportunity to share not only ideas but also moments with my laboratory fellows. Like every one, because no one is perfect, I made a mistake once with the purification procedure in which I add Buffer 2 without ethanol that retains the DNA in the filter during its purification. The professor met the team work to explain these mistakes for not to be repeated. Thanks to the theory and practice, I learn how to identify the origin of a person (Indian, African, and Caucasian) and to obtain more information (HVRII) from the sequences obtained in the HVRI. I analyzed the Indians’ samples with HVRII, which provides more information, for them to be the “most recent”, instead of Africans that are ancient and only HVRI is enough.