NOTICIA Nº 1
Proteínas a la Carta
Noticias de la ciencia y la tecnología - 15 de Mayo de 2003.
Bioquímicos del Duke University Medical Center han desarrollado un método por ordenador que permite diseñar proteínas con funciones específicas, como la detección de una amplia variedad de sustancias, desde el TNT a las que se hallan en el cerebro e intervienen en muchos desórdenes neurológicos.
Los científicos que han participado en el trabajo creen que nos hallamos ante un importante paso hacia la “biología sintética”, donde seremos capaces de constructor organismos hechos a medida para una gran variedad de tareas. En este ámbito se encontrarían conceptos tales como los “centinelas biológicos”, que podrían utilizarse en muchas aplicaciones médicas y ambientales.
Homme Hellinga, el autor principal del artículo que describe el trabajo, publicado en la revista Nature, explica que sería posible “diseñar” una bacteria modificada que respondiera ante la presencia de TNT, un conocido explosivo. El organismo podría emitir entonces una luz fluorescente, que nos ayudaría a detectar la existencia de minas enterradas bajo tierra. También podría desarrollarse un vegetal cuyas células cambien de color en respuesta a un contaminante. Serían plantados cerca de las instalaciones químicas y ayudarían a detectar la polución de las aguas subterráneas.
Tales escenarios parecen dignos de una película de ciencia-ficción, pero en realidad son perfectamente posibles a largo plazo si se emplean las técnicas de diseño por ordenador presentadas por los científicos del Duke University Medical Center, especialmente indicadas para crear proteínas que actúen como sensores.
Hellinga ya está desarrollando una proteína que detecta glucosa. Los diabéticos podrían utilizarla para controlar su estado, y quizá, más adelante, será la base para crear un páncreas artificial. También está en marcha el proyecto de la proteína que detectará TNT. Será instalada en robots submarinos, de manera que puedan detectarse los gases procedentes de bombas que se han hundido en el mar sin explotar.
La labor de Hellinga y sus colegas Loren Looger, Mary Dwyer y James Smith, ha consistido en utilizar un ordenador para “rediseñar” una proteína normal de manera que pueda encajar en otros tipos de moléculas. Las proteínas utilizadas proceden de la bacteria E. coli. Se trata de receptores que detectan una molécula objetivo gracias a un punto “activo”, dotado de propiedades de unión y de una forma muy precisa que encaja sólo con una molécula particular, como lo hace una llave en una cerradura. Las proteínas son largas cadenas de unidades de aminoácidos que se pliegan sobre sí mismas para formar estructuras globulares muy intrincadas.
El ordenador lo que hace es reducir el enorme número de posibles mutaciones y sus correspondientes estructuras, para hacer que la proteína estudiada encaje en una molécula particular que nos interese. Se trata de un cálculo supra-astronómico, puesto que puede producir más combinaciones que partículas existen en el universo conocido. Gracias a técnicas matemáticas reductoras, se obtienen resultados adecuados en varios días, utilizando una red de ordenadores de 30 procesadores (Beowulf).
Con este equipo se están adaptando las proteínas de E. coli para detectar tres moléculas muy distintas: las ya citadas de TNT, las de lactar (un indicador del estrés metabólico en el cuerpo), y las de serotonina (un neurotransmisor). Una vez obtenido el diseño preciso, se modifica genéticamente a la E. coli para que las produzca de forma natural.
NOTICIA Nº 2:
Soya: ¿amarga cosecha?
BBCmundo.com - Viernes, 16 de abril de 2004
El cultivo de soya transgénica podría desencadenar una crisis ambiental en Argentina, según la revista de ciencia británica "New Scientist".
La soya se siembra en casi la mitad de los terrenos cultivables en Argentina.
Según el informe, la dependencia en un solo tipo de cultivo está estimulando el crecimiento de un tipo de mala hierba resistente a los pesticidas.
Los cultivadores, dice la revista, tienen que utilizar el doble de la dosis usual de pesticidas, envenenando los suelos y causando pérdidas en otros tipos de cultivo y en el ganado.
Argentina, el tercer productor de soya en el mundo después de Estados Unidos y Brasil, comenzó a cultivar soya transgénica desde finales de la década de los noventa.
Monocultivos
Los cultivadores argentinos utilizan una semilla transgénica de soya de la compañía Monsanto que fue programada para resistir al glifosato.
Algunas de las semillas crecen en lugares que no son adecuados y, como son resistentes, toca atacarlas con el doble del glifosato utilizado normalmente.
Otras organizaciones ambientalistas, como el Grupo de Reflexión Rural que se opone a los cultivos transgénicos, dicen que el uso en exceso de glifosato destruye a las bacterias necesarias para descomponer la materia vegetal, volviendo la tierra inerte.
Sin embargo, New Scientist advierte que la culpa no pesa necesariamente sobre el uso de semillas transgénicas, sino en la práctica del monocultivo.
Tras el colapso de la economía argentina, la soya se convirtió en el cultivo de preferencia y ahora se siembra en la mitad de los terrenos cultivables del país.
El fenómeno se ha bautizado como la "soyarización" de la economía, y como consecuencia el cultivo de arroz, maíz, papas, lentejas y la elaboración de productos lácteos ha caído en picada.
Según New Scientist "cuando un alimento se produce en un sistema cercano al monocultivo, con el uso de tecnología nueva y poco probada que proviene de compañías multinacionales, la vulnerabilidad del país se consolida".
NOTICIA Nº 3
Transgénicos bajo la lupa
BBCmundo.com - Jueves, 16 de octubre de 2003
El mayor estudio en el mundo sobre el impacto ambiental de semillas genéticamente modificadas ha producido resultados diversos.
El maíz transgénico resultó ser más beneficioso para la vida silvestre que el normal.
Científicos del Reino Unido analizaron durante tres años tres cultivos modificados para tolerar herbicidas y encontraron que dos de ellos -semillas de aceite de colza y remolacha- son más dañinos para la vida silvestre que los cultivos convencionales.
Pero el tercero -maíz- demostró ser mejor para el medio ambiente que el no modificado.
Los resultados de esta investigación serán utilizados por el gobierno británico para determinar si permite o no la comercialización de los productos transgénicos.
El estudio, denominado Evaluación Agrícola (FSE en sus siglas en inglés), se realizó con un costo de 6.000.000 de libras (unos US$9.000.000) en 60 lugares alrededor de Gran Bretaña.
Además de contribuir al debate sobre los transgénicos, el jefe del equipo investigador, Dr. Les Firbank, dijo que "sus resultados también nos darán nuevas pistas que podrán ayudarnos para conservar la biodiversidad dentro de sistemas agrícolas productivos".
Se espera que el gobierno británico tome una decisión sobre los productos genéticamente modificados a fines de 2003 o principios de 2004.
Comida para mariposa y abejas
El estudio muestra que algunos insectos, abejas y mariposas prefieren sobrevolar alrededor de los cultivos convencionales de semilla de colza y remolacha porque junto con ellos crecen más hierbas que les suministran comida y cobijo.
Estas hierbas, que no crecen junto a estos cultivos cuando son genéticamente modificados, son importantes para las dietas de algunos animales, particularmente cierta clase de pájaros.
Por lo contrario, estos juncos -conocidos por los granjeros como mala hierba- crecen más alrededor de maíz transgénico que del maíz tradicional, lo que provocó mayores cantidades de insectos a su alrededor.
El Dr. Firbank dejó claro que "los resultados sólo son aplicables a los tres cultivos estudiados, y sólo bajo el régimen de herbicidas que utilizamos".
El estudio fue publicado en la publicación Philosophical Transactions of the Royal Society: Biological Sciences.
NOTICIA Nº 4
Secuencian los cromosomas humanos 13 y 19 y el genoma de la rata
Biobolsa - 1 abril de 2004
Un equipo británico y otro norteamericano han conseguido retratar con precisión los cromosomas humanos 13 y 19, respectivamente. El análisis de sus datos se publica hoy en Nature y revela cómo el 13 incorpora varios genes implicados en el cáncer, la esquizofrenia y el trastorno bipolar, mientras que el 19 incluye genes asociados a enfermedades como la hipercolesterolemia o la diabetes insulinorresistente.
Las secuencias de los cromosomas humanos 13 y 19 aparecen descifradas en dos trabajos que se publican hoy en la revista Nature y aportan datos valiosos sobre enfermedades como el cáncer y la diabetes.
El cromosoma 13, secuenciado por el equipo de Andrew Dunham, del Instituto Wellcome Trust Sanger, en Hinxton (Reino Unido), es el mayor de los cromosomas acrocéntricos humanos (el resto son el 14, 15, 21 y 22). Su contenido se estructura en 95,5 megabases, que contienen 633 genes y 296 pseudogenes.
Basándose en la comparación con las secuencias genómicas de otros vertebrados, los autores estiman que el 95,4 por ciento de los genes codificadores de proteínas de este cromosoma han sido identificados en el presente trabajo. Además, se han encontrado otros 105 genes putativos no codificadores de ARN.
Una de las peculiariedades del cromosoma es que posee una de las densidades genéticas más bajas del genoma humano (6,5 genes por megabase), especialmente en su región central de 38 Mb, donde la densidad genética se reduce hasta 3,1 genes por Mb.
El 13 incorpora genes conocidos por su implicación en el cáncer, como el BRCA2 del tumor mamario y el gen del retinoblastoma (RB1), alterado en las leucemias linfocíticas crónicas de células B. Además, contiene regiones de ADN que se han asociado con patologías psiquiátricas, como el trastorno bipolar y la esquizofrenia.
La comparación del cromosoma 13 con sus homólogos en otras especies, el Mus musculus (ratón), Tetraodon nigroviridis (pez soplador), Fugu rubripes (pez globo) y Danio rerio (pez cebra), revela que el 96 por ciento de los genes del cromosoma 13 tienen exones (parte del gen que codifica la proteína) conservados en la rata y el ratón, mientras que sólo el 81 por ciento incluyen exones conservados en los tres peces.
En el mismo número de Nature se publica la secuenciación del cromosoma 19, descifrada por el equipo de Jane Grimwood, del Centro de Genoma Humano de Stanford, en Palo Alto (California), en colaboración con el Departamento estadounidense de Energía (DOE). El cromosoma 19 posee la mayor densidad genética de todos los cromosomas humanos (26 por megabase como media), más del doble de lo habitual, e incorpora redes reguladoras fundamentales de genes que controlan la reparación del daño genético causada por exposición a radiación y a otros contaminantes ambientales.
Patologías genéticas
La secuencia consta de 55,8 millones de megabases con una alta precisión, lo que representa un 99,9 por ciento del cromosoma. En total se han detectado 1.461 genes y 321 pseudogenes. El 19 posee varios genes implicados en enfermedades hereditarias, como la hipercolesterolemia familiar, la distrofia miotónica y la diabetes insulinorresistente.
El análisis comparativo ha mostrado una imagen "fascinante" de conservación y divergencia, revelando grandes bloques de ortología genética con los roedores, regiones dispersas con expansiones y deleciones recientes de familias genéticas y segmentos de conservación codificada, y sin codificar, con la especie de pez Takifugu.
(Nature 2004; 428: 522-528, 529-535).
Cinco años de revolución genómica
2004
Abril. Completados los cromosomas 13 y 19 y el genoma de la rata.
2003
Octubre. Completado el cromosoma 6.
Julio. Completado el cromosoma 7.
Junio. Completado el cromosoma Y.
Abril. Final del Proyecto Genoma Humano.
Enero. Completado el cromosoma 14.
2002
Diciembre. Completado el genoma del ratón.
Febrero. Obtienen el genoma del pez globo.
2001
Diciembre. Completado el cromosoma 20.
Febrero. Publicación del borrador inicial del Genoma Humano por Celera Genomics y Proyecto Genoma Humano en Science y Nature, respectivamente.
2000
Mayo. Publicada la secuencia del cromosoma 21.
Abril. El Departamento de Energía de Estados Unidos anuncia el borrador de la secuencia de los cromosomas 5, 16 y 19.
Marzo. Secuenciado el genoma de la mosca Drosophila melanogaster.
1999
Diciembre. Publicada la secuencia del primer cromosoma humano, el 22
NOTICIA Nº 5
Nueva prueba genética permitiría calcular recurrencia del cáncer de pecho
CNNenEspañol.com - 5 de diciembre, 2003
SAN ANTONIO, Estados Unidos (AP) -- En poco tiempo más, las mujeres que padecen cáncer de pecho dispondrán de una nueva prueba genética que les permitirá tomar una de las decisiones más importantes: si se someten o no al rigor de la quimioterapia.
Genomic Health Inc., una empresa de biotecnología con sede en Silicon Valley, dijo que identificó casi dos docenas de genes que juntos pueden predecir con un alto grado de certeza las posibilidades de que se repitan los tumores en las mujeres que comenzaron a tratar el cáncer de pecho en sus primeras etapas.
Actualmente los médicos predicen las posibilidades de una recaída de una manera bastante similar a la utilizada durante casi un siglo: analizando la edad de la paciente, el tamaño del tumor, y la agresividad de la enfermedad.
Si las posibilidades de una recaída son consideradas muy bajas de acuerdo con la prueba genética, las mujeres pueden optar por no someterse al costoso tratamiento de quimioterapia, que les provoca vómitos y pérdida del cabello.
Pero si las probabilidades de que el cáncer regrese son elevadas, las pacientes pueden considerar a la quimioterapia como una diferencia entre la vida y la muerte.
"Para las mujeres del grupo más riesgoso, facilita la decisión", dijo la doctora Melody Cobleigh, una investigadora de cáncer de mamas en el Centro Médico Rush-Presbyterian-St. Luke de Chigago. "Las mujeres del grupo de menor riesgo, aún se angustian ante la decisión", indicó.
La investigación biotecnológica fue dada a conocer el jueves en una conferencia sobre cáncer de pecho realizada en San Antonio, estado de Texas.
El presidente de la empresa, Randy Scott, dijo que planeaban lanzar la prueba para nuevos pacientes de cáncer en los primeros meses de 2004.
Se han desarrollado otras pruebas genéticas para predecir las posibilidades de una recaída, pero esta es la primera que supera el campo experimental y llega al mercado.
El examen genérico fue desarrollado analizando muestras de tumor de casi 700 mujeres que participaron en un estudio de cáncer de la década de 1980.
Genomic Health utilizó sus descubrimientos para crear un sistema que indica las posibilidades de recurrencia del cáncer en un período de 10 años.
El grupo incluyó mujeres de entre 30 y 70 años. Todas padecían cáncer de pecho que no se había expandido a otras partes del cuerpo, y habían sido tratadas durante cinco años con tamoxifen, una droga que aminora o detiene el crecimiento de nuevas células de cáncer.
NOTICIA Nº 6
Descubierto Nuevo Gen Crucial Para el Desarrollo Cerebral
Noticias de la ciencia y la tecnología - 12 de Enero de 2004.
Biólogos de la University of California, en San Diego, y de la Johns Hopkins University han encontrado un gen que juega un papel esencial a la hora de iniciar cambios en el cerebro en respuesta a la experiencia sensorial, algo que nos ofrece pistas sobre ciertos tipos de desórdenes del aprendizaje.
Después del nacimiento, el aprendizaje y la experiencia cambian la arquitectura del cerebro de una forma dramática. La estructura de las neuronas individuales se modifica mientras aprendemos, para acomodar las nuevas conexiones que se efectúan entre dichas células. Los neurocientíficos creen que estos cambios estructurales son iniciados cuando las neuronas son activadas, haciendo que iones de calcio fluyan hacia el interior de las células y alteren la actividad de los genes.
Ahora, los especialistas de la UCSD y de la Johns Hopkins University han descubierto el primer gen, llamado CREST, que se sabe interviene en estos cambios en la estructura de las neuronas en respuesta al calcio.
Anirvan Ghosh y sus colegas han realizado sus estudios sobre ratones, a los que han mutado para que carezcan del gen CREST. Sin él, dichos ratones parecen normales tras su nacimiento, pero después no se desarrollarán correctamente en respuesta a sus experiencias sensoriales. Esta situación nos recuerda a la de algunos niños que parecen normales inicialmente, pero que a los dos o tres años de edad presentan claros fallos en la adquisición de nuevos conocimientos.
Las neuronas de un ratón normal desarrollan una estructura parecida a la de las ramas de un árbol, con gran cantidad de ellas. De hecho, buena parte del crecimiento del cerebro que ocurre poco después del nacimiento corresponde al desarrollo de las dendritas, la parte de la célula nerviosa que recibe los impulsos procedentes de otras neuronas. Este proceso de bifurcación permite a las neuronas formar innumerables sinapsis o conexiones con muchas compañeras, que así pueden comunicarse entre sí. Las neuronas de ratones que carecen del gen CREST, en cambio, son más lineales.
Si mantenemos vivas neuronas individuales en placas de Petri y las estimulamos con iones de calcio, responderán desarrollando dendritas. Si las neuronas no tienen el gen CREST, no se bifurcarán frente al calcio. La proteína producida por el gen CREST sería pues un factor de transcripción, una proteína que activa y desactiva otros genes, necesaria específicamente para el desarrollo de las neuronas cerebrales después del nacimiento. Los científicos están ahora investigando qué gen o genes se ven afectados por CREST, aunque se sospecha que éste podría estar activando la producción de factores de crecimiento, sustancias que tienen un efecto de estimulación sobre el desarrollo de la célula.
La proteína CREST se produce en varias regiones del cerebro inmediatamente después del nacimiento. En los adultos, se fabrica en el hipocampo, que juega un papel esencial en el aprendizaje y la memoria. CREST podría ser necesaria para el almacenamiento de nuevas memorias y para la habilidad de aprender.
NOTICIA Nº 7
Bacteria Secuenciada
Noticias de la ciencia y la tecnología - 18 de Diciembre de 2003.
Los científicos del Institute for Genomic Research y de otras organizaciones asociadas han descifrado el genoma de una bacteria que es capaz de remediar la contaminación por uranio y que también genera electricidad. El análisis de los genes de la llamada Geobacter sulfurreducens servirá para delimitar sus sorprendentes capacidades.
La citada bacteria es miembro de una familia de organismos que puede eliminar uranio disuelto de las aguas subterráneas. Según el estudio realizado, tiene una habilidad extraordinaria para transportar electrones y “reducir” los iones metálicos, lo que sirve a su metabolismo para generar la energía necesaria para sobrevivir. Gracias a ello, la Geobacter podría tener un potencial interesante en aplicaciones tales como la producción de electricidad o la descontaminación de metales radiactivos.
La reducción es un proceso químico durante el cual se añaden electrones a los iones metálicos. Como resultado, los metales se vuelven menos solubles en el agua y se precipitan en forma de sólidos, lo que hace que sea más fácil eliminarlos. Durante el proceso de reducción se crean también pequeñas cargas de electricidad.
La capacidad de la Geobacter para la reducción química se muestra incrementada gracias a la actividad de más de un centenar de sus genes, los cuales parecen codificar para varias formas de citocromos de tipo c, proteínas que facilitan las transferencias de electrones y la reducción de metales durante el metabolismo energético del organismo. La presencia de tantos y tan variados genes de citocromos de tipo c le proporcionan una gran flexibilidad.
Analizando el genoma, los científicos han descubierto que el microbio posee genes que le dan la capacidad de moverse hacia compuestos metálicos. Además, y en contra de lo que se creía, tiene algunos que le permiten funcionar en presencia de oxígeno bajo ciertas condiciones.
La primera especie de Geobacter, la G. metallireducens, fue aislada en los sedimentos del río Potomac en 1987. La G. sulfurreducens, por su parte, fue aislada en una muestra de suelo de Oklahoma contaminado por hidrocarburos.
Los estudios sugieren que la bacteria es capaz, en 50 días, de eliminar el 70 por ciento del uranio de un acuífero subterráneo contaminado. Además, los investigadores trabajan con ella para avanzar en el objetivo de generar electricidad útil a partir de fuentes biológicas. Quizá algún día las utilizaremos para proporcionar energía a pequeños dispositivos electrónicos en lugares remotos como el fondo del océano, o para convertir las aguas residuales y la biomasa renovable en electricidad.
NOTICIA Nº 8
Nace el primer mamífero partenogénico
Biobolsa - 22 abril de 2004
'Nature' publica en su último número un estudio que explica cómo se ha conseguido el primer mamífero por partenogénesis. Esta forma de reproducción solo se daba en especies inferiores, pero ahora han logrado un adulto que tiene capacidad para reproducirse. El nuevo animal huérfano de padre ha llegado a término modificando el gen materno H19 para que hiciera las funciones de la impronta genética propia del padre. Los resultados abren una vía para la obtención de clones de una forma más sencilla que la transferencia nuclear.
Un grupo de investigadores de las universidades de Tokio y de Seúl ha conseguido por primera vez un mamífero por partenogénesis; un ratón sólo con células germinales maternas. Este proceso de reproducción sólo se había visto en insectos y reptiles, en los que los huevos sin fertilizar conservan dos conjuntos de cromosomas y se empiezan a desarrollar como fertilizados. En los mamíferos el proceso de partenogénesis se planteaba como algo materialmente imposible, imaginado ya en la mitología griega -Hera dio a luz a Tifón y Hefesto sin concurso masculino- y contemplado en algunos relatos y película de ciencia ficción, como en La Guerra de las Galaxias, en la que el protagonista Anakin Skywalker era el resultado de una partenogénesis. En el mundo real hasta este ratón no se había conseguido un mamífero sin participación de carga genética masculina.
El equipo de Tomihiro Kono, del Departamento de Ciencia Aplicada de la Universidad de Tokio, ha logrado el desarrollo de un ratón partenogénico de un oocito reconstruido que contiene dos conjuntos haploides de genoma materno; es decir, la mitad de su carga genética derivada de un oocito de crecimiento completo y la otra de no crecimiento. Se ha conseguido el desarrollo del ratón con una expresión correcta de los genes Igf2 y H19 con otros genes de impronta genética, utilizando un ratón mutado con una deleción de 13 kilobases en el gen H19 como oocito del donante de no crecimiento.
El desarrollo a largo plazo se asocia con una reducción marcada de los genes aberrantes expresados. El partenote llegó hasta la edad adulta con capacidad para reproducirse. Los resultados del trabajo indican que la impronta parental previene la partenogénesis, asegurando que la contribución paterna es obligatoria para la descendencia.
Natalia López Moratalla, catedrática de Bioquímica de la Universidad de Navarra, cree que se trata de un estudio de gran interés, puesto que se ha conseguido un ratón sin padre por partenogénesis con reprogramación de un óvulo que se ha manipulado para modificar la expresión de los genes en el inicio del desarrollo. El equipo de Kono ha mezclado la dotación materna de un óvulo normal en el que la dotación genética que aporta tiene la impronta materna con los cromosomas provenientes de otro óvulo que carece de dos regiones de un cromosoma, con lo que consiguen mimetizar la función de las copias paternas ausentes.
Según López Moratalla, "reprogramar un partenote para que sea un individuo de una determinada especie significa borrar las marcas o eliminar zonas de los cromosomas femeninos para que se pueda sustituir la copia paterna ausente".De forma similar a la partenogénesis, la clonación de un adulto requiere saltarse las barrenas naturales mediante la reprogramación, "que es más compleja de conseguir según la especie y la célula que dona el núcleo, que debe ser indiferenciada o poco ------". Es más fácil la reprogramación de un material genético que esté en inicio que el que está ya avanzado.
La constitución de un nuevo individuo, su desarrollo, y la formación de las diferentes células que forman los distintos órganos y tejidos, así como la formación de los gametos, requiere un cambio continuo y muy ordenado de metilación de citosinas, que ocupan lugares precisos en el ADN de cada uno de los cromosomas. Cuanto más complejo es un organismo, más cambios se necesitan en la expresión de los genes y, por tanto, los procesos de cambio del patrón de metilación de citosinas son más complejos y regulados.
Impronta genética
Por ello, el patrón de metilación de citosinas es característico, propio y diferente en el cigoto de cada especie, en el gameto paterno o en el materno, y en cualquiera de los diferentes tipos de células, tanto in------s como ------s del organismo. El cambio en las huellas de los genes es lo que permite que cada tipo celular y en cada momento de la vida se mantenga el programa de desarrollo del individuo, que es irreversible. Y así, "manipular una célula o un gameto para que se constituya en un nuevo individuo clónico exige cambiar el programa, reprogramar, revertir, rejuvenecer la información genética que corresponde a la célula o células por ser de un tipo específico, de una edad determinada y en una situación concreta, que se utilizarán como material de partida".
El patrón de metilación de los distintos cromosomas cambia a lo largo de la vida en cada línea celular que se encuentra en proceso de diferenciación, lo que contribuye a que cada célula del organismo adquiera la identidad biológica como célula específica de un órgano concreto.
Generalmente las dos copias de cada gen han perdido para entonces las marcas de la impronta parental que les correspondía por estar en el cromosoma de origen paterno o en el de origen materno de uno de los pares de cromosomas. Sólo algunos genes guardan la memoria de su origen y son los denominados improntados. Por lo tanto, expresan la copia materno o la paterna en cada una de las líneas celulares.
Genes necesarios
Los genes de impronta genética claves para que se inicie el desarrollo embrionario son el H19 y el Igf2, que en el ratón se encuentran en el mismo cromosoma y con una impronta genética opuesta: el H19 sólo expresa la copia materna y el Igf2 la paterna.
En el ratón que se desarrolla de forma natural, la proteína reguladora CTCF se enlaza en el cromosoma materno a una zona específicamente no metilada y reprime la expresión del H19. En condiciones normales, la proteína reguladora no reconoce la secuencia con impronta específica en el cromosoma paterno y no se une, por lo que no se puede expresar la copia paterna de Igf2 y se bloquea la del H19.
Por eso, los dos genes son necesarios para el desarrollo inicial embrionario y están activos en el normal.
Para clonar un individuo es necesario devolver en cada cromosoma un patrón de metilación parecido al que tienen en la fase de cigoto; devolver el patrón es rejuvenecerlo. El proceso es menos complicado cuanto más sencillo es el organismo, ya que los cambios de patrones de metilación son más sencillos. Por eso, la célula de la que se toma el genoma se suele encontrar muy indiferenciada y, por tanto, es más joven y más parecida a las juveniles del inicio del desarrollo embrionario.
Así, la obtención de un clon que ha resultado más fácil es cuando se ha tomado como célula donante de núcleo una célula tumoral, puesto que ha perdido el control del crecimiento por convertirse en una célula indiferenciada, in------, sin memoria de su pertenencia unitaria a un organismo. Si este núcleo se transfiere a un óvulo y se le da las instrucciones de arranque, se convierte en un individuo que puede completar su desarrollo si se transfiere al útero de una hembra.
Moratalla ha recordado que la modificación del patrón de metilación de las citosinas no es el único sistema de regulación del desarrollo. La estructuración de los cromosomas cambia y supone una variación de la información genética o epigenética. Por tanto, en organismos complejos la reprogramación implica cambios en la ordenación espacial de los cromosomas que permitan regular la información genética con el estilo de inicio del programa.
Fuente:
(Nature 2004; 428: 809-811) y Diario Médico.
NOTICIA Nº 9
Revolución en la busqueda de genes de las enfermedades más comunes.
Biobolsa - 16 abril de 2004
Científicos de Case Western Reserve University School of Medicine, Whitehead Institute for Biomedical Research, y Baylor College of Medicine (todos en EE.UU.), han desarrollado un nuevo método que posiblemente revolucionará la búsqueda de genes de las principales enfermedades humanas.
Sus conclusiones se publican ahora en la última edición de la revista Science. La mayoría de las enfermedades más comunes del ser humano, como la hipertensión y la diabetes, poseen un gran componente genético. Muchos genes, que interactúan con el medio ambiente, contribuyen a estas enfermedades.
El hallazgo de todos los genes involucrados en una particular enfermedad es, por ello, un importante desafío para los investigadores.
Los autores del nuevo trabajo informan que, cambiando uno por uno los cromosomas en animales de laboratorio, pueden detectar de forma más sencilla pero también eficaz, las ubicaciones de los genes involucrados en complicadas enfermedades médicas.
En los experimentos realizados con animales, se criaron dos cepas, llamadas AJ y B6. Los científicos sustituyeron cada cromosoma de B6 con uno de AJ y realizaron un seguimiento de estos cambios con etiquetas moleculares que marcaban los extremos de cada cromosoma. Las cepas resultantes fueron llamadas Chromosome Substitution Strains (CCSs).
Se desarrollaron así 22 CSSs de animales de laboratorio, uno por cada uno de los 21 cromosomas, además de una cepa con la mitocondria cambiada. Posteriormente se realizó una búsqueda de los animales con factores genéticos involucrados en 53 afecciones complejas que tenían relación con los niveles de lípidos, la obesidad inducida por la dieta, la ansiedad y los aminoácidos.
Manteniendo todas las constantes excepto un cromosoma, los investigadores pudieron entonces identificar lo que había en ese cromosoma que causaba un cambio en el animal. Si algo cambiaba, esto permitía a los investigadores conocer que al menos un gen relacionado con la enfermedad se encontraba en dicho cromosoma.
Para la obesidad inducida por la dieta, los autores del nuevo trabajo encontraron 17 ubicaciones, comparadas con estudios anteriores en los que tan solo se habían llegado a identificar entre dos y cuatro genes; se hallaron también 20 ubicaciones de genes de los lípidos, en contraste con estudios anteriores que tan solo apuntaban a tres ubicaciones genéticas. En cuanto al colesterol, se detectaron ocho ubicaciones de genes involucrados, comparadas con entre una y cuatro encontradas en tres estudios anteriores realizados por otros científicos.
NOTICIA Nº 10
Descubren como activar células "comegrasas" para tratamientos contra la obesidad
Biobolsa - 12 febrero de 2004
La leptina es un péptido que regula el balance energético, el control del apetito y del peso corporal, y el metabolismo de las grasas y glúcidos. Es, en resumen, un poderoso «marcador» de las reservas energéticas del organismo. Por eso, desde su descubrimiento, varios equipos de investigación buscan definir su comportamiento para aplicarlo contra la obesidad.
Uno de esos equipos, del Centro Médico Southwestern de Texas (EE.UU.), acaba de descubrir uno de sus sutiles mecanismos de intervención. Según reflejan en el último número de «Proceedings of the National Academy of Sciences», la leptina cambia su función mediante un aumento de actividad de la mitocondria, la principal fuente de energía de la célula. Empleando cobayas, los investigadores estudiaron su reacción a inyecciones intravenosas del gen de la leptina, que llegó a reproducirse en su hígado. Los roedores tuvieron una rápida pérdida de peso, reduciendo su peso corporal en tan sólo dos semanas un 26%, sin que afectase a su actividad física pero sí a una disminución del apetito. Es decir, a más leptina más actividad de la mitocondria y así mayor reducción de las células que almacenan grasa.
«La estructura de las células cambió la apariencia de una célula grasa normal a la de una nunca vista», relató Roger Unger, director del centro médico. «La capacidad para convertir células grasas en células que queman esa grasa puede sugerir estrategias muy novedosas en la lucha contra la obesidad», dijo Unger. La investigación se inició en 1996 pero sólo hasta descubrirse el aumento en la actividad de la mitocondria pudo razonarse la desaparición de las células que almacenaban grasa.
NOTICIA Nº 11
Desarrollan un biochip capaz de detectar la hipercolesterolemia familiar
Biobolsa - 29 enero de 2004
Expertos españoles, encabezados por el doctor Pedro Maza, responsable de la Unidad de Lípidos de la Fundación Jiménez Díaz, y presidente de la Fundación Española de Hipercolesterolemia Familiar, han desarrollado el primer biochip en el mundo capaz de detectar la hipercolesterolemia familiar, una patología que afecta a cerca de 100.000 personas en nuestro país. El “lipochip”, como así se le ha denominado a este nuevo método, permitirá, entre otras cosas, detectar esta patología de forma precoz en aquellos pacientes que, en principio, no muestran síntomas y que se ven afectados por un evento cardiovascular de forma inesperada”.
Tal como ha explicado el doctor Mata, quien también coordina la Red de Investigación Temática sobre hiperlipemias genéticas en España “desde que se publicó el genoma humano, los diagnósticos genéticos son imparables. En este sentido, la novedad que aporta esta herramienta diagnóstica es que facilita el análisis de miles de secuencias del ADN de forma diferencial, rápida y fiable, en contraposición al uso de técnicas tradicionales de análisis independiente de cada secuencia de interés, que, de otra forma, podría llevar meses.
En la actualidad, tal como se ha expuesto durante la presentación de este método, la mayoría de los pacientes con hipercolesterolemia familiar no están diagnosticados. Además, se calcula que menos del 30 por ciento de los afectados han recibido un diagnóstico correcto y que a la mayoría de ellos se les ha prescrito un tratamiento inadecuado. A ello hay que añadir que, en muchas ocasiones, la enfermedad se diagnostica cuando ya es demasiado tarde porque el paciente ha sufrido un evento cardiovascular prematuro que puede acabar con su vida.
Por otra parte, entre las personas con edades entre 20 y 39 años que sufren hipercolesterolemia familiar, la mortalidad causada por una patología coronaria es 100 veces mayor que entre los que no la padecen.
De esta forma, el “lipochip”, que ha sido desarrollado en nuestro país con tecnología propia, con la contribución de los laboratorios Lacer, va a permitir realizar un diagnóstico genético de la hipercolesterolemia familiar con “gran certeza”, según se ha expuesto durante su presentación a la prensa.
El principio en el que se basa este biochip es la capacidad que tiene el ADN para reconocer su secuencia complementaria. “Se trata de una superficie de vidrio modificada químicamente en la que está depositado un gran número de secuencias génicas complementarias a cada una de las mutaciones. Sobre esta base se aplica la muestra del paciente marcada con una molécula fluorescente”. “La posterior iluminación con un láser –prosiguen sus inventores- permitirá identificar a cuál de las sondas se ha unido con mayor intensidad la muestra del enfermo. De esta forma, se logra la discriminación específica de una persona sana de otra con hipercolesterolemia familiar”.
Esta herramienta permite, en definitiva, “conocer si el paciente es portador de alguna de las mutaciones responsables de la hipercolesterolemia familiar a partir de una pequeña muestra de sangre en unos pocos días”, en palabras de sus responsables.
NOTICIA Nº 12 (dos versiones de la misma noticia)
Investigadores desarrollan un virus artificial con genes sintéticos
Biobolsa - 17 noviembre de 2004
Investigadores norteamericanos han logrado desarrollar todas las partes de un virus artificial, a partir de genes sintéticos, con idéntico funcionamiento a un virus simple en estado natural. Concretamente, han reproducido en 14 horas el virus denominado Phi-X174.
La técnica utilizada en estos trabajos dirigidos por el investigador Craig Venter, que encabezo uno de los proyectos del estudio del genoma humano, abre la vía a la manipulación de genes en el interior de organismos o virus más complejos, subrayan estos científicos.
Para alcanzar tan rápido este resultado, adaptaron la técnica de amplificación en cadena por polimerasa utilizada en la decodificación del ADN. Su nuevo método permite introducir pieza a pieza diversas secciones del genoma del virus a partir de oligonucleótidos (moléculas constituidas de cortas secuencias de ADN).
Posteriormente, construyeron los dos esbozos de la doble hélice que forma el genoma del virus, explican en sus trabajos publicados en los diarios de la Academia de Ciencias Americanas. También lograron recrear sintéticamente un virus bacteriófago.
Científicos de EE.UU. crean un virus artificial que podría ser clave en la lucha contra la contaminación
Consumer.es - 14 de noviembre de 2003
Aseguran que este microorganismo sintético, creado mediante ADN, infecta y elimina células bacterianas
Un grupo de investigadores del Instituto de Alternativas Energéticas Biológicas de Maryland, en Estados Unidos, ha creado un virus artificial que elimina bacterias y que, en su opinión, podría ser crucial en la lucha contra la contaminación.
Estos científicos, cuyo trabajo publica la revista "Proceedings of the National Academy of Sciences", indican que mediante un ADN artificial crearon en pocos días un virus que infecta y elimina células bacterianas.
La creación de virus sintéticos no es una novedad y los científicos ya han sintetizado diversos tipos de virus, como el de la polio, a partir de enzimas en un proceso que dura varios años y, en muchos casos, termina con virus defectuosos. En esta ocasión, sin embargo, los expertos de Maryland destacan que lo más importante del estudio fue la rapidez con que se logró crear el microorganismo.
"El nuevo virus demostró la capacidad de sintetizar con rapidez y precisión largos segmentos de ADN que pueden servir como base para la manipulación de organismos más complejos", afirma Craig Venter, uno de los científicos participantes en la investigación.
La creación del virus sintético es un acontecimiento que acelerará "nuestra capacidad para desarrollar soluciones biológicas para algunos de nuestros desafíos ambientales y energéticos más acuciantes", dijo Spencer Abraham, secretario estadounidense de Energía.
Abraham auguró que "en pocos años habrá una colonia de microbios especialmente diseñados que vivirán en un sistema de control de emisiones de una planta energética, los cuales consumirán su contaminación y el dióxido de carbono". "También es posible que se puedan crear microbios para reducir de manera radical la contaminación de las aguas o los efectos tóxicos de aguas radiactivas", añadió.
luis carmona pasten
19-08-2011 22:17
conflicto social entorno a la biotecnología
la biotecnología ha sido utilizada por el hombre desde los comienzos de la historia en actividades tales como la preparación del pan y de bebidas alcohólicas o el mejoramiento de cultivos y de animales domésticos. Históricamente, biotecnología implicaba el uso de organismos para realizar una tarea o función. Si se acepta esta definición, la biotecnología ha estado presente por mucho tiempo. Procesos como la producción de cerveza, vino, queso y yogurt implican el uso de bacterias o levaduras con el fin de convertir un producto natural como leche o jugo de uvas, en un producto de fermentación más apetecible como el yogurt o el vino Tradicionalmente la biotecnología tiene muchas aplicaciones. Un ejemplo sencillo es el compostaje, el cual aumenta la fertilidad del suelo permitiendo que microorganismos del suelo descompongan residuos orgánicos. Otras aplicaciones incluyen la producción y uso de vacunas para prevenir enfermedades humanas y animales. En la industria alimenticia, la producción de vino y de cerveza se encuentra entre los muchos usos prácticos de la biotecnología.
La biotecnología moderna está compuesta por una variedad de técnicas derivadas de la investigación en biología celular y molecular, las cuales pueden ser utilizadas en cualquier industria que utilice microorganismos o células vegetales y animales. Esta tecnología permite la transformación de la agricultura. También tiene importancia para otras industrias basadas en el carbono, como energía, productos químicos y farmacéuticos y manejo de residuos o desechos. Tiene un enorme impacto potencial, porque la investigación en ciencias biológicas está efectuando avances vertiginosos y los resultados no solamente afectan una amplitud de sectores sino que también facilitan enlace entre ellos. Por ejemplo, resultados exitosos en fermentaciones de desechos agrícolas, podrían afectar tanto la economía del sector energético como la de agroindustria y adicionalmente ejercer un efecto ambiental favorable.
Una definición más exacta y específica de la biotecnología "moderna" es "la aplicación comercial de organismos vivos o sus productos, la cual involucra la manipulación deliberada de sus moléculas de DNA. Esta definición implica una serie de desarrollos en técnicas de laboratorio que, durante las últimas décadas, han sido responsables del tremendo interés científico y comercial en biotecnología, la creación de nuevas empresas y la reorientación de investigaciones y de inversiones en compañías ya establecidas y en Universidades.
luis carmona pasten
19-08-2011 21:51
noticia nº2
Las compañías biotecnológicas frecuentemente afirman que los organismos modificados genéticamente específicamente las semillas transformadas genéticamente son descubrimientos científicos indispensables necesarios para alimentar el mundo, proteger el ambiente y reducir la pobreza en países en desarrollo. Esta opinión se apoya en dos suposiciones críticas las cuales cuestionamos. La primera es que el hambre se debe a una brecha entre la producción de alimentos y la densidad de la población humana o tasa de crecimiento. La segunda es que la ingeniería genética es la única o mejor forma de incrementar la producción agrícola y, por tanto, enfrentar las necesidades alimentarias futuras.
Pero que son los alimentos transgénicos son todos aquellos que contienen ingredientes o que fueron producidos a partir de un Organismo modificado genéticamente. Provienen en su mayor parte de plantas transgénicas como el maíz o la soya.
El maíz y la soya se están usando ya como ingredientes para los alimentos industriales como los chocolates, conservas, pan, margarinas, aceites vegetales, leches, helados, alimentos infantiles, mayonesas, harinas, etc. La soya transgénica está presente en más del 60% de los productos elaborados con soya como grasas vegetales, aceites, harinas, lecitinas, etcétera.
Muchos científicos explican que la incorporación de alimentos construidos por modificaciones genética no es
dañina. Sin embargo, la evidencia reciente muestra que existen riesgos potenciales al comer tales
alimentos, ya que las nuevas proteínas producidas en dichos alimentos pueden: actuar ellas mismas como toxinas
