Esos pequeños bichitos: 2007-2009

Sinopsis por Marta García-Ovalle* y Miguel Vicente

En el foro “Esos pequeños bichitos” (EPB) se resumen, de forma sencilla y en lenguaje accesible para el público no especializado, los avances de la Microbiología, sus hitos más interesantes, las opiniones sobre la investigación científica y las vidas de algunos de sus protagonistas. Presentamos ahora una panorámica de lo que se ha publicado desde el inicio del foro en diciembre de 2007 hasta el final de 2009. Utilizándola junto con la nube de etiquetas, que la nueva envoltura dada en 2010 a los foros mi+d permite mostrar, el lector podrá tener una visión general de los temas que han despertado nuestra curiosidad en este par de años.

En el Departamento de Biotecnología Microbiana del Centro Nacional de Biotecnología (CSIC) se investiga en las bacterias, desde la búsqueda de nuevas formas para combatirlas hasta cómo utilizarlas para limpiar los ambientes contaminados.

LOS ORÍGENES

Existían bacterias en la Tierra hace unos 3500 millones de años, pero no sabemos muy bien cómo eran. Algunas investigaciones nos dan pistas de cómo podrían haber sido las bacterias primitivas, cómo se las han ingeniado para ser las formas de vida más abundantes en la Tierra y si son, o no, los organismos más antiguos.

La genealogía de las bacterias.

Las semejanzas entre algunas secuencias de los ARNs de transferencia permiten aventurar hipótesis sobre la divergencia de los ancestros comunes de todas las células para originar tres dominios: arqueas, bacterias y células eucariotas.

El interior de las bacterias está a presión

Gran parte del éxito de las bacterias se debe a una macromolécula rígida llamada peptidoglicano. No solo sirve para protegerlas del exterior, sino que evita que estallen por la presión interna producida por la gran cantidad de macromoléculas que contiene el citoplasma.

Las potentes técnicas recientes de microscopía dejan ver la estructura del peptidoglicano y el interior de una bacteria como si viajásemos por su interior (Viaje alucinante y Las bacterias han preferido el tonel al corsé).

Deconstruyendo las bacterias: nueva cocina en la Microbiología

Otros estudios han conseguido producir y propagar bacterias en las que por mutación se las ha privado de esta envoltura rígida, ni que decir tienen que son seres muy frágiles que solo se mantienen en condiciones que las protegen del estallido.

El planeta de las bacterias

A lo largo de miles años y como resultado de procesos evolutivos que sobre todo generan variación, han surgido formas de vida más complejas. Que sean más complejas no implica necesariamente una mejora en ellas. Pero también persisten formas muy simples. Por eso las bacterias han sido y son la forma de vida predominante en este planeta.

Dinosaurios derrotados por microbios

No sabemos a ciencia cierta por qué ocurrió la extinción masiva de especies en la que desaparecieron los dinosaurios. Los microbios, como las cianobacterias pudieron tener un papel más importante de lo que pensábamos en la extinción que ocurrió en la Tierra hace unos 65 millones de años.

¿Están vivos los virus?

Los científicos no se ponen muy de acuerdo sobre si los virus están vivos o no.

La chatarra evoluciona

Cada vez hay más resultados que otorgan a las regiones no codificantes del genoma, las tradicionalmente conocidas como “ADN chatarra”, un papel protagonista en la generación de la diversidad de los seres vivos.

LA VIDA ÍNTIMA DE LAS BACTERIAS

El que las bacterias se encuentren entre las células más sencillas no significa que su estructura y su fisiología no sean muy complejas. Es más, todavía no las conocemos con el detalle que quisiéramos, y por eso hay descubrimeintos sobre ellas que periódicamente nos sorprenden.

Red ferroviaria bacteriana: el transporte en espiral a lo largo de una célula

Para localizar en su interior algunas de las proteínas cruciales para su división, las bacterias de forma bacilar organizan una red de distribución en espirales que se colocan de uno a otro de sus extremos.

¿Es posible reconstruir la división celular sin célula?

Se ha podido reconstruír en el tubo de ensayo dos de los procesos moleculares que inician la división de Escherichia coli, entre ellos la producción de un anillo de FtsZ, una proteína que interviene en la división de la mayoría de las bacterias, y también de muchas arqueas y orgánulos de la célula eucariota. En ésta línea se ha comprobado la presencia de FtsZ en los orgánulos de un alga unicelular (El sexo (bueno, no exactamente) y el orgánulo soltero), mientras que tal proteían no existe en un amplio grupo de arqueas, las Crenarchaeota (División se escribe sin Z).

El sutil Bacillus subtilis

Hay bacterias que pueden resistir las condiciones adversas formando esporas. La esporulación es un proceso muy complejo que es similar a la muerte celular programada que en los organimos pluricelulares eucariotas se conoce con el nombre de apoptosis y que interviene en numerosos procesos como el desarrollo y el cáncer. Uno de los mecanismos que funcionan en la formación de las esporas de Bacillus está encargado de incluír una copia completa del genoma dentro de la espora.

MICROBIOS EN EL MEDIOAMBIENTE

Los microbios andan por todas partes. Muchos conviven con nosotros y otros viven en condiciones que no podrían soportar el resto de los seres vivos. Conocer cómo viven los microbios puede ser útil para ayudar a producir energía o descontaminar el ambiente.

Respirando piedras

Shewanella oneidensis MR-1 es una bacteria que puede respirar algunas formas oxidadas de metales en vez de oxígeno. Se plantea explotar esta capacidad para producir energía eléctrica y a la vez descontaminar los residuos que contengan metales tóxicos.

Vida en el Lado Oscuro

De la mano de Ricardo Amils descubrimos cómo viven los microbios en el subsuelo, donde no llega la luz. Esto sirve entre otras cosas para ayudar a entender el escenario en el que surgió la vida o para facilitar su búsqueda en otros planetas.

ENFERMEDAD Y SALUD

Para nosotros los microbios que producen infecciones son nuestros enemigos, pero para ellos nosotros solo somos comida. Muchos microbios han afectado de forma importante a la historia de la humanidad, como relata Irwin W. Sherman en el libro “Doce enfermedades que cambiaron nuestro mundo” (Reinas de la Tierra 1ª y 2ª entrega).


BACTERIAS QUE PROVOCAN ENFERMEDADES

Las bacterias pueden provocar diversas infecciones. En algunos casos se trata de bacterias patógenas, pero otras veces se trata de organismos oportunistas, que normalmente conviven con nosotros pero que aprovechan cualquier resquicio para desarrollarse en otras partes del cuerpo donde son perjudiciales. De todas formas hay muchas bacterias y no todas son enemigas, obsesionarse para eliminarlas por completo de nuestras vidas también acarrea peligros (Dejad que los niños se acerquen a la mugre). Por otro lado se ha detectado que el deterioro del medioambiente puede a veces provocar la aparición o extensión de algunas enfermedades (El alzamiento de los microbios). En la lista de las bacterias patógenas hay unas cuantas que destacan, bien sea por la gravedad de la infección que provocan, o por su acumulación de resistencias frente a los antibióticos.

Staphylococcus aureus. Esta bacteria vive con frecuencia en las fosas nasales, a veces produce infecciones cutáneas, pero se convierte en un peligroso enemigo cuando infecta el aparato circulatorio. Las cepas multiresistentes a los antibióticos son cada día más frecuentes y peligrosas.

Malévolos perdigones dorados: el estafilococo desenmascarado

El estafilococo feroz

Cuando el deporte deja de ser saludable

Streptococcus pneumoniae. Es otro patógeno que desde las vías respiratorias superiores puede pasar a infectar los pulmones y el oído.

La cápsula de neumococo: la clave para la Genética y herramienta para vacunas

El asesino de Mozart

Mycobacterium tuberculosis. Creíamos hace una década que la tuberculosis estaba vencida, pero el bacilo de Koch sigue infectando a una de cada tres personas y causa a diario cuatro mil muertos.

Desenmascaradas: la complejidad de la cubierta de las Micobacterias se confirma

Reinas de la Tierra: Doce enfermedades que cambiaron nuestro mundo. 1ª Entrega (de 2)

Plovdiv 1878-2008: ciudad salvada por un tuberculoso acoge un congreso sobre tuberculosis

¿Un talón de Aquiles en el astuto bacilo de Koch?

Billete de ida y vuelta: cómo la tuberculosis sale y regresa a África

Regreso al infierno: el inexorable avance de la tuberculosis

Bacillus anthracis. Bacteria que ha hecho titulares en los medios de comunicación porque en la historia reciente ha sido utilizada para causar terror.

Ántrax: escrito el jueves 1 de noviembre de 2001

¿Por dónde pasa el eje del mal? ¿Seguirá sin aclararse el caso de los ataques de ántrax de 2001?

Pesadilla por unas bacterias: no todo en los EE. UU. es como CSI

Helicobacter pylori. Microbio que resiste la acidez del estómago, que produce úlceras y a veces provoca cáncer.

¿Se contagia el cáncer? Helicobacter pylori, un asesino al acecho

Las pistas del asesino: Helicobacter pylori y la muerte del emperador

Acinetobacter baumanii. Peligroso oportunista que colecciona resistencias.

Acinetobacter baumannii: cómo se gesta un patógeno

ANTIBIÓTICOS: ARMAS CONTRA LAS INFECCIONES

El siglo veinte vió aumentar de manera significativa la esperanza de vida en los países más avanzados, pasando de ser 50 años a principios del siglo a rondar los 80 en la actualidad (Vida confortable, enfermedad y medicinas: la historia del siglo veinte en un gráfico). Tal mejora se debe en parte a la utilización de antibióticos como medicina para frenar a los agentes infecciosos. En las tres últimas décadas su eficacia ha disminuído debido a la progresión de patógenos resistentes que amenazan con devolvernos a la situación vulnerable anterior a su descubrimiento.

Producción de la penicilina.

La domesticación de Penicillium: lectura del genoma del moho productor de penicilina

La resitencia frente a los antibióticos.

La amenaza fantasma: ¿Por qué necesitamos nuevos antibióticos? (EPISODIO I)

El ataque de los clones: Expansión de las resistencias a los antibióticos (EPISODIO II)

La venganza de los Sith: ¿Lograremos tener nuevos antibióticos a tiempo? (EPISODIO III)

Día Europeo de la Concienciación sobre los Antibióticos

Plentisilina y penicilina: una parodia de los antibióticos y una tragedia

Descubrir nuevos medicamentos.

La búsqueda de nuevos antibióticos en los proyectos europeos

Descubrir nuevas medicinas para combatir las infecciones: una tarea urgente pero difícil

Enfermedades infecciosas: por qué es necesaria la alianza academia, empresa y administración

El ribosoma: Nobel de Química 2009

Diestros aminoácidos confunden a las bacterias

¿Dónde están las curas?

LOS “OMAS” ESTÁN DE MODA

En estos dos años se han producido avances científicos que hace solo unos años hubieran parecido pura ficción. El análisis masivo de la información ha generado una nueva colección de palabras acabadas en “oma”, al genoma se le han unido términos como el microbioma, que persigue identificar las secuencias de todos los microbios que habitan en el cuerpo

La carrera del genoma: desde el fago Qbeta al genoma de Watson en menos de 40 años

El genoma de 80 estirpes distintas de una bacteria, Francisella tularensis se ha podido secuenciar en tan solo seis semanas. Y en solo dos meses se pudo secuenciar por completo el genoma de James Watson, uno de los codescubridores de la doble hélice. Pronto será posible incluir la secuencia del genoma de cada persona en el documento de identidad.

Microbioma

En nuestro cuerpo nueve de cada diez células son microbios. Para estudiarlos se ha iniciado el proyecto Microbioma, su objetivo es identificar los microbios que habitan en el ser humano mediante la secuenciación de sus ADNs.

Parvoma

Siguiendo con la moda de inventarse palabras acabadas en “oma” el “parvoma” se refiere al conjunto de pequeñas moléculas que podrían constituir una forma diferente de señalización entre bacterias

Trasplante de un genoma

A finales del año 2007 un equipo liderado por Craig Venter trasplantó el genoma completo de una especie de bacteria llamada Mycoplasma mycoides a células de otra bacteria, Mycoplasma capricolum.

Síntesis de un genoma

Poco después de trasplantar el genoma de una bacteria a otra, el grupo de Venter sintetizó de manera artificial el genoma de una bacteria llamada Mycoplasma genitalium. No podemos afirmar que se haya creado vida artificial, pero es un paso para quizás hacerlo en el futuro.

MICROBIÓLOGOS Y OTROS CIENTÍFICOS

Muchos científicos han contribuido a que entendamos un poco mejor el mundo que nos rodea. Sus descubrimientos son importantes pero algunos detalles de sus vidas también nos los presentan como personas.

Anthony van Leeuwenhoek

Un comerciante de telas que vivió en Delft en el siglo XVII fue la primera persona que vió microbios. Utilizó un microscopio construido por él mismo y bautizó con el nombre de “animálculos” a los minúsculos seres que procedían del agua y de su propia boca (Leeuwenhoek: el nacimiento de la Microbiología). Una de sus ilustraciones ha servido de base para el diseño del logo de la Academia Europea de Microbiología.

Charles Darwin

La teoría de la selección natural del inglés Charles Darwin fue en su momento revolucionaria. Ciento cincuenta años después los resultados de una encuesta realizada en varios países muestran que sus ideas sobre el origen de nuestra especie no son compartidas por muchas personas (¿Quién fue más importante Lincoln o Darwin?).

Échale un vistazo a las recetas que cocinaba Emma Darwin, esposa de Charles Darwin (Hoy cenamos con los Darwin). En algunas de ellas describe los métodos que utilizaba para evitar el deterioro de los alimentos por microbios (mermeladas, encurtidos, salazones, etc.)

Alfred Russell Wallace

La misma teoría de la selección natural también fue propuesta por otro naturalista británico que ha recibido mucho menos reconocimiento, Alfred Russell Wallace. Pero, ¿quién la propuso primero y cómo llegaron a publicar sus propuestas al mismo tiempo? (Wallace y Darwin: el ceda el paso de un científico).

Robert Koch

Robert Koch es uno de los padres de la Microbiología. Descubrió los microbios que producen el carbunco y la tuberculosis, y definió los postulados que deben probarse para saber si un microbio es el causante de una determinada enfermedad. Enamorado de una joven, su amor no fue bien entendido por sus colegas (Robert Koch: científico, viajero y enamorado).

Oswald Avery

Oswald Avery realizó un descubrimiento clave: la herencia genética está contenida en el ADN. Sus resultados fueron recibidos con un gran escepticismo, y nunca recibió el premio Nobel (Oswald Avery – 1944, la herencia reside en el ADN).

Barbara McClintock

Barbara McClintock explicó por qué los granos de una mazorca de maíz tienen diferentes colores. Sus resultados quedaron ignorarados durante más de treinta años. Pero en 1983 recibió el premio Nobel de Fisiología y Medicina, había descubierto los trasposones, unos segmentos de ADN que “saltan” cambiando de lugar en el genoma (Barbara McClintock, un descubrimiento en el maíz que vale para las bacterias).

Joshua Lederberg

Joshua Lederberg descubrió “el sexo” en las bacterias y le otorgaron un Nobel. En realidad lo que averiguó es que las bacterias son capaces de transmitirse información genética por contacto directo. Mucho más tarde se ha conseguido pillar a las bacterias en acción viendo en tiempo real cómo una bacteria transfiere material genético a otra (Joshua Lederberg, quien descubrió el “sexo” de las bacterias nos deja).

Alexander Fleming

Alexander Fleming encontró la penicilina, el primer antibiótico que se utilizó como medicina para curar muchas enfermedades infecciosas. El descubrimiento fue fruto de su observación de hechos fortuitos (Alexander Fleming: la penicilina como medicamento). Tuvo bastante suerte, pero como decía Pasteur: “El azar no favorece más que a los espíritus preparados”.

Rosalind Franklin

La investigadora Rosalind Franklin hizo la foto que permitió descubrir la estructura del ADN, incluso llegó a vislumbrar que era una doble hélice pero nunca fue premiada por ello (La dama ausente: Rosalind Franklin y la doble hélice). La historia de los avances científicos no siempre trascurre por los caminos de la ética (Jaque a la dama: Rosalind Franklin en King’s College).

Craig Venter

Venter ha participado además en el Proyecto Genoma Humano que ha permitido obtener la secuencia de los tres mil millones de bases que componen el genoma humano. En su libro autobiográfico titulado “A life decoded: my life, my genome” relata cómo vivió esta aventura (El lector de “la doble hélice”).

Los diez magníficos

Hablamos de los diez biólogos más importantes del siglo XXI según el criterio de la revista Newsweek. Nos llaman la atención dos cosas: ninguno de ellos es español y sólo dos de ellos son microbiólogos (10 empollones que están de moda).

SONRISAS Y LÁGRIMAS DE LA INVESTIGACIÓN Y LA DIFUSIÓN CIENTÍFICA

La investigación, con luces y sombras, es una herramienta para satisfacer la necesidad de conocer el mundo (Desperdiciar la mitad del cerebro es algo horrible). Por eso es necesario, promoverla (Un regalo de Forges) y difundir sus hallazgos. Esto no es fácil, en especial cuando cesa la bonanza económica (De la sorpresa al farinato pasando por el estupor: investigación y presupuestos).

La difusión científica es una tarea estimulante y enriquecedora para todos, que en principio todo el mundo parece apoyar de manera oficial, sin embargo está llena de obstáculos. No nos engañemos, hay veces en las que el objetivo no es la eficacia, sino la imagen. (Los microbios “me ponen”: motivos para escribir un foro; ¿Es Madrid ciencia?: no son estos buenos tiempos para la difusión científica; La difusión científica, una tarea mileurista).

La difusión de la Microbiología ha de servir para acercarnos al mundo de los microbios. El proyecto Micromundos, puesto en marcha por profesores y alumnos del IES Alpajés de Aranjuez (Ciencia en y por la escuela: Micromundos), es un proyecto realizado en el mundo docente, con recursos limitados pero con gran entusiasmo, tanto en sus protagonistas como en su audiencia. En otra dimensión, por los medios empleados, la audiencia a a la que se dirigía y la profesionalidad de los realizadores, se encuentra la exposición “Infeccioso: no se acerque”, en la que el público de Dublín tuvo la oportunidad de aprender entre otras cosas cómo se propaga una epidemia (Infeccioso, ciencia recreativa y formativa).

*Marta García-Ovalle está contratada en Biomol Informatics con fondos de la Fundación Jorge Juan para trabajar en difusión científica.

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