‘Genomas’

LTEE: un experimento brillante

Hace casi 30 años Richard Lenski empezó un experimento que aún no ha terminado. El experimento de evolución a largo plazo (LTEE, por sus siglas en inglés) con la bacteria Escherichia coli. Se trata de un experimento simple, pero brillante, que aprovecha el potencial de los cultivos microbiológicos (poblaciones muy grandes, tiempos de generación muy cortos) para observar la evolución en acción, casi en directo.

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Microbionautas

La misión Mars500 fue un simulacro de viaje tripulado de ida y vuelta a Marte. El viaje tenía tres partes, 250 días de ida, 30 días de permanencia en Marte, y 240 días de vuelta. La instalación estaba ubicada en Moscú y la misión organizada por el Instituto para el Estudio de Problemas Biomédicos de la Academia Rusa de Ciencias con la participación de diversas agencias y empresas privadas, incluyendo la Agencia Espacial Europea. Desde el 3 de junio de 2010 hasta el 5 de noviembre de 2011 la tripulación, compuesta por seis hombres, permaneció confinada en un espacio que simulaba el interior de una nave espacial y una pequeña área de superficie marciana. Durante 520 días los seis hombres siguieron la misma rutina que llevarían los tripulantes de la nave durante el viaje, incluyendo maniobras de navegación, diversos experimentos científicos, controles médicos, actividades domésticas, ejercicio físico y ocio, e incluso un “descenso” a Marte. Una de las tareas que llevaron a cabo fue la recogida de muestras de aire y de diversas superficies para estudiar el microbioma ambiental de la nave y su evolución en el tiempo… ¿y por qué preocuparse por los microbios cuando estás volando a Marte?…puede preguntarse cualquier joven aspirante a astronauta (o martenauta en este caso).

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Si quieres mejorar una levadura, acelera la evolución

Como suele decirse, primero se hace en procariotas y después en eucariotas. En el año 2014 se consiguió hacer un cromosoma artificial de levadura. Fue un proyecto que involucró desde estudiantes de grado a laboratorios punteros en Biología Molecular. La Facultad de Medicina de la Universidad John Hopkins organizó un cursillo llamado “Build-A-Genome” en el que los estudiantes fueron creando y uniendo secuencias cortas de 70 nucleótidos para formar bloques de 750 pares de bases que luego fueron unidos por investigadores de otros laboratorios para ser ensamblados en grandes pedazos que una vez introducidos en una levadura, fueron ensamblados en un único cromosoma.

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No me toques las narices: la síntesis de los cromosomas de la levadura

Ya es posible sustituir los cromosomas naturales de la levadura por copias sintéticas producidas en un laboratorio, y esas copias pueden ser diferentes a las naturales sin que la levadura resultante se entere. Pero no todas las diferencias son iguales, como diría Orwell, unas son más iguales que otras: cambiar de sitio algunas regiones específicas del cromosoma no da igual. La levadura a la que se le reforma la cocina, los genes que codifican los ARNs ribosomales (los genes rDNA), no recompone de forma correcta la disposición en el espacio de sus cromosomas.

Estructura tridimensional de los cromosomas de la estirpe parental (en el centro) y de dos estirpes de levaduras en las que en su cromosoma III se alteró la posición de los genes rDNA (a ambos lados). Fuente: Referencia

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El microbioma sano

El microbioma está de moda. Durante los últimos años la investigación acerca del microbioma, y sobre todo del microbioma humano y la enfermedad, se ha convertido en tema estrella, con multitud de proyectos financiados, artículos publicados e incluso ha aparecido ya alguna revista especializada. Y por supuesto hay también gurús del microbioma, dietas para restablecer el microbioma, etc.

 

El microbioma humano definido según su composición, su función, su ecología o su dinámica. De Lloyd-Price et al., 2016. Reproducido con licencia Creative Commons (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

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¿Dando el sorpasso a Escherichia coli? Vibrio natriegens como nuevo modelo.

Escherichia coli no solo habita normalmente en nuestro intestino, la descripción de sus propiedades ocupa multitud de páginas de trabajos científicos, y su estudio ha servido para que se concedieran una docena de premios Nobel. Avances tan importantes como la manipulación genética en el tubo de ensayo no se podrían haber realizado sin su participación. Un descubrimiento por el que se merecería se le dedicase una plaza en cada aldea. ¿Le ha llegado a E. coli, como se abrevia su nombre, la hora de jubilarse? Esto es lo que aventura un grupo de investigadores de Boston. En su lugar abogan por encumbrar a la cima del Olimpo de la Microbiología Molecular a Vibrio natriegens, casi una desconocida.

 

Una imagen artística de Vibrio natriegens. Fuente: enlace.

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Regreso al futuro: la rebelión del Mycoplasma cautivo

La vida se resiste a que los investigadores eliminen lo que todavía ignoran. Es lo que se deduce de que el equipo de Craig Venter no haya podido eliminar un centenar de genes que no se sabe lo que hacen, pero que son imprescindibles para que Mycoplasma pueda vivir. Esto pasa porque a veces creemos que ya lo sabemos todo cuando en la realidad es bastante lo que ignoramos. En tiempos recientes hay científicos empeñados en diseñar organismos a la carta según los postulados de la llamada Biología Sintética. Organismos que sobre el papel pueden ser más sencillos o más fáciles de manipular, y que podrían utilizarse para novedosas aplicaciones: iluminar las calles, degradar los vertidos, producir nuevos materiales y todo lo que podamos imaginar.

Regreso al futuro, reconstrucción con piezas de LEGO. Fuente: enlace.

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Aux microscopes, citoyens!

 

Se define como “Ciencia Ciudadana” al compromiso del público general en actividades de investigación científica; cuando los ciudadanos contribuyen activamente a la ciencia con su esfuerzo intelectual o dando soporte al conocimiento con sus herramientas o recursos (1). Resumiendo, es la participación de personas que no son científicos profesionales, en proyectos de investigación científica (2).

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Yo soy yo y mi úlcera: Helicobacter y el cáncer de estómago

¿Por qué el cáncer de estómago afecta a 150 de cada 100.000 habitantes de la ciudad de Túquerres en la Colombia andina, mientras que doscientos kilómetros más al oeste en la población costera de Tumaco la frecuencia de la misma enfermedad es de 6 casos por cada 100.000 habitantes, o sea 25 veces más baja? Acaba de publicarse en la revista de la Academia de Ciencias de los Estados Unidos (edición previa en la red) un trabajo en el que se correlaciona la capacidad de distintas variantes de la bacteria Helicobacter pylori para producir cáncer de estómago según sea tanto su procedencia como el linaje de los pacientes que lo sufren. Podría decirse que cuanto más han convivido los ancestros del patógeno y del paciente la convivencia resulta menos dañina. Los habitantes de las dos poblaciones de Colombia son de distintas procedencias y las bacterias de sus estómagos también.

 

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Imagen artística de la bacteria Helicobacter pylori. Sciepro/Science Photo Library/Corbis.

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Aprender a leer el genoma: Fred Sanger

Fred Sanger falleció a los 95 años el pasado martes 19 de noviembre. Sus obituarios destacan que obtuvo dos premios Nobel. Prefiero decir que es sin duda una de las personas que más ha hecho por la salud y el bienestar de la humanidad. Sanger diseñó primero procedimientos para obtener la secuencia de los aminoácidos que componen las proteínas y los utilizó para definir la estructura de la insulina, por ello, a los cuarenta años, obtuvo el Nobel en Química en 1958. Conocer en detalle la estructura de la insulina permitió, antes de que se extendiesen las técnicas de Ingeniería Genética, que la empresa Novo modificase la insulina porcina para inyectarla en los enfermos de diabetes sin que produjese efectos adversos. Para ello fue crucial el saber que solo se diferenciaban en un aminoácido.

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Fred Sanger. A su izquierda está montado un gel de secuenciación de ADN como los usados para secuenciar en la década de los 80.

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