‘Genomas’

Los mapas del cólera

La utilización de mapas como herramientas en epidemiología empezó en el siglo XIX con la llegada a Europa de la segunda pandemia de cólera. Aunque las causas de la enfermedad aún no se conocían, y se creía que la enfermedad la producían “miasmas” que se transmitían por el aire, los mapas publicados en 1831 y 1832 (como el que se muestra en la figura, o los que se muestran en (Koch, 2014)) indicaban que la epidemia no surgía aleatoriamente en uno u otro lugar, sino que progresaba siguiendo rutas precisas que coincidían con campañas militares o rutas comerciales, es decir que se transmitía de un lugar a otro siguiendo los movimientos de grupos de viajeros. En 1854 John Snow, que no creía en los “miasmas”, representaba los casos de cólera que se estaban produciendo en ese momento sobre un plano de Londres y conseguía identificar un foco local de la epidemia (comentado por Miguel aquí). Desde entonces la elaboración de mapas epidemiológicos se ha ido enriqueciendo con la recogida sistemática de datos, la informatización, y la utilización de Sistemas de Información Geográfica. La incorporación de información sobre serotipos ó genotipos añadió una nueva capa de complejidad, y permitió trazar las rutas seguidas por diferentes clones de un mismo patógeno. Ya en este siglo, la secuenciación de genomas completos abre el campo de la filogeografía genómica, que aporta un aumento importante a la resolución de los mapas en lo que se refiere a la información genética.

 

Mapa de las dos primeras pandemias de cólera por el cartógrafo añemán Carl Ferdinand Weiland, litografía coloreada a mano y publicada en hoja suelta. Los colores indican los años en los que se detecta el cólera en cada país. CHOLERA-KARTE oder Uebersicht der progressive Verbreitung der Cholera seit ihrer Erscheinung im Jahr 1817 über ASIEN, EUROPA under AFRICA. Weimar: Verlag des Geographischen Instituts, 1832. Obtenida de https://bostonraremaps.com/inventory/rare-cholera-map-weiland/

 

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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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