Sonicando

Blog de Música y Ciencia

Posts Tagged ‘biologia molecular

Un Laboratorio crea el Primer Reloj Genético

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El hombre siempre ha tenido la necesidad de medir el paso del tiempo, quizás como una gran duda existencial o quizás porque sus propios genes se lo pedían. Y es que nadie es ajeno a los cambios que se producen en su organismo en función del tiempo, el ciclo circadiano es una realidad que nos mueve desde dentro.

Muchos son los científicos que se han preocupado en investigar cuáles son los mecanismos genéticos que hacen que nuestro cuerpo siga las agujas del reloj, y de entre la información obtenida, un grupo suizo se ha atrevido a utilizar lo conocido para generar el primer reloj genético. La biología sintética es así, obtiene información de cómo los organismos hacen determinadas cosas, para crearlas desde cero.

Y es que si siempre se ha dicho que sólo cuando se entiende un concepto se es capaz de explicarlo, sólo cuando se conocen las leyes que dominan un proceso se es capaz de diseñarlo desde cero.

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Imagen Extraída de http://www.qualifis.com.br

Se ha empezado por algo sencillo, por un oscilador, el mismo mecanismo que controla nuestros ciclos de vigilia/sueño. El oscilador consiste en un conjunto de genes que se regula cíclicamente una vez introducido en un organismo. Se había conseguido diseñar un “circuito génico” para hacer osciladores en bacterias, pero nunca uno que funcionara en una red tan compleja como una célula de mamífero.

El grupo de Martin Fussenegger del Swiss Federal Institute of Technology en Basel, Suiza, ha conseguido un oscilador que produce la proteína verde fluorescente de forma intermitente en células de ovario de Hámster y mantiene los ciclos del oscilador por más de 20 horas.

La  construcción cuenta con 3 genes, tTA, PIT y GFP (gen de la proteína verde fluorescente). Se empieza produciendo la proteína tTA que hace dos cosas, activa el gen de la GFP y el de la PIT; se produce fluorescencia. Una vez se produce PIT, dicha proteína inhibe al gen de la tTA hasta que no queda nada de dicha proteína. Sin tTA no hay producción de PIT por lo que llega un momento en el que tampoco hay PIT. En dicho momento el gen tTa dejará de estar inhibido y volverá a producir tTA que activará a PIT y GFP produciéndose fluorescencia de nuevo. (leérselo de nuevo, que es durito a la primera)

Así tenemos, desde fuera, fluorescencia intermitente, a un ritmo determinado por la distinta cantidad en el tiempo de las proteínas tTA y PIT.

Pero podemos alterar la oscilación. Si añadimos varios de estos circuitos juntos haremos más frecuente la oscilación, veremos más pulsos de fluorescencia en el mismo tiempo, si disminuímos la cantidad, lo enlenteceremos.

Obviamente el objetivo de regular una proteína como la proteína verde fluorescente no es otro sino poder seguir el proceso, y verificar que la teoría era cierta, que el oscilador funciona.

Cambiemos ahora el gen de la luciferasa y pongamos el de la insulina. Y fijemos el oscilador cada 6 horas. Cada 6 horas tendremos producción de insulina en nuestro organismo. Las aplicaciones terapéuticas para diabéticos no tendrían precio.

Ese es el futuro de los relojes genéticos, entenderlos y manipularlos para conseguir producir o liberar fármacos o proteínas terapéuticas. No interesa tener un cachivache que se mueva con el tiempo, sino un distribuidor de agentes terapéuticos regulado temporalmente.

Y aunque estamos aún lejos de poderlos usar, esta semana, el grupo de Fussenegger ha dado un buen empujón hacia el futuro de los relojes genéticos y con ello ha sumado un importante logro al interesante mundo de la biología sintética.

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Written by sonicando

enero 21, 2009 at 11:18 pm

Plantilla para Abstracts

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Sonicando gracias a PHDcomics, os ayuda a escribir el abstract de vuestro nuevo artículo:

… las gracias se las dáis a Jorge Cham, yo soy sólo un mandao…

Written by sonicando

enero 16, 2009 at 12:17 am

Poneos la Bata…

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Hace tiempo que tengo ganas de empezar una serie/sección llamada Poneos la Bata… para explicaros  como es el trabajo día a día de un bioquímico, así veis lo maravilloso/asqueroso que es nuestro trabajo. Resulta que hoy justo estaba escribiendo un artículo sobre otras cosas para el Lunes, pero me he tropezado con un artículo genial en una página amiga.

Seguro que alguna vez os habéis preguntado cómo vemos el ADN. Por eso os dejo este link, porque creo que en ADSADN lo han explicado realmente genial. Ya añadiré /añadiremos más cosillas, y a ver que tal os sienta la bata…

Written by sonicando

octubre 31, 2008 at 9:57 pm

Los 9 tipos de investigador principal (el comic)

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Extraído de ScienceBlogs

Written by sonicando

octubre 13, 2008 at 10:39 pm

Apoptosis (La viñeta)

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Quizás sea el cómic más freak de todos los que he colgado por aquí, pero después de haberos contado el fenómeno, y haberos puesto un buen vídeo, sólo me quedaba la viñeta:

(Sacado de NearingZero.Net)

Written by sonicando

septiembre 30, 2008 at 12:23 am

¿Y que tiene que ver eso con mi tesis?

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Y aunque se os queden los ojos como platos, es nuestro pan de cada día…

Written by sonicando

septiembre 26, 2008 at 10:33 pm

Las Vacunas del Futuro

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(Como avisé la entrada de hoy es especial, ya que será la primera que podrá leerse también en el Museo de la Ciencia, donde me estreno como colaborador…)

Algo ocurría a las recolectoras de leche infectadas por la viruela vacuna, que les libraba de padecer la letal viruela humana. Esta simple observación llevó al médico rural Edward Jenner a establecer los primeros experimentos vacunales en 1796, cuando una ola de viruela asolaba Europa.

Imagen Extraída de debiogeo.blogspot.com

Tomó viruela de la granjera Sarah Nelmes (cuya infección era de origen vacuno) y la introdujo en el pequeño James Phipps de tan sólo 8 años. Como era de esperar, el pequeño mostró síntomas propios de la infección por la viruela vacuna. Lo sorprendente estaba por llegar, cuando, una vez recuperado de la enfermedad, el médico inglés le inyectó muestras infectadas de viruela humana, sin observar síntoma alguno.

Aunque hoy día se considere a Jenner el padre de las vacunas, las primeras evidencias escritas de prácticas de vacunación datan del siglo XI en China. Dichas prácticas cosistían en sacar pus de las heridas de viruela de enfermos e introducirlo en individuos sanos.

El mismo protocolo fue introducido en Gran Bretaña por Lady Mary Wortley Montagu, y en el siglo XIII la “variolización” se extendió a toda Europa. Los problemas higiénicos de la época unidos al riesgo que acompaña al protocolo, hicieron que tras grandes fracasos, se fuera abandonando la práctica.

Tras el éxito de Jenner la carrera por conseguir la profilaxis de numerosas enfermedades ha sido impresionante. Para múltiples enfermedades se adoptaron protocolos similares, o se buscaron otros más seguros.

Así, las vacunas vivas (con bajas dosis de patógenos vivos) dieron paso a las vacunas con parásitos atenuados (cuya capacidad de causar patología está muy reducida o es nula) o directamente muertos, para aumentar su seguridad, manteniendo los resultados de protección.

Para algunas enfermedades este tipo de vacunas sencillas era suficiente y gracias a ello hoy en día contamos con varias vacunas que ya llevan varios años con nosotros.

¿Pero qué ocurre con las enfermedades en las que inocular el parásito vivo, atenuado o muerto no es suficiente? ¿Cuales son las estrategias que se siguen actualmente?

Tras los fracasos en los protocolos básicos, se empezó a hilar un poco más fino. Y es que de lo que se trata es de “enseñarle” al sistema inmunológico frente a que tiene que combatir, para que esté preparado. Y para ello, muchas veces, un patógeno entero es demasiada información.

Empezó la carrera por buscar antígenos (subunidades del patógeno que despiertan la atención del sistema inmune) para dirigir frente a ellos una respuesta bien definida, para que quede recuerdo durante mucho tiempo de dicho antígeno.

Prácticamente la totalidad de los antígenos son proteínas. Puesto que aislarlas de los patógenos no da buenos rendimientos, lo mejor es, gracias a la tecnología del ADN recombinante, obtener el gen que produce la proteína y producirla en grandes cantidades en bacterias o levaduras.

Algunas barreras se salvaron gracias a esta tecnología, y ya hay vacunas de este tipo en el mercado, como la reciente vacuna para luchar contra el cáncer de útero, Gardasil.

En ocasiones las proteínas por si solas no son suficientemente inmunogénicas, por lo que se les acompaña de compuestos que ayudan a redirigir o aumentar la respuesta inmunológica llamados adyuvantes. Existen numerosos tipos de adyuvantes y la elección radica en la respuesta inmunológica concreta que se pretende estimular.

El problema de las proteínas es que son muy suyas, su estabilidad puede ser limitada y muchas veces las bacterias y las levaduras no daban resultados satisfactorios. Entonces se pensó en dar otro paso adelante, y meter directamente el gen que produce la proteína en grandes cantidades, y dejar que las células de nuestro propio organismo produzcan el antígeno.

Llegó el turno de las vacunas de ADN.

Las bacterias tienen un tipo de ADN circular muy pequeño y estable, denominado plásmido que se ha convertido en la estrella de la ingeniería genética, y que de normal es usado por las bacterias para acumular genes destinados a resistir antibióticos, entre otras cosas.

Imagen Extraída de Wikipedia

Quitando todos esos genes y poniendo nuestro gen de interés mediante ingeniería genética, tenemos “un anillo” con la información necesaria para que, una vez introducido en nuestras células, se produzca el antígeno deseado.

Al ser ADN bacteriano, no necesitamos usar adjuvantes (en la mayoría de los casos), ya que el sistema inmune lo detecta como extraño (al fin y al cabo es parte de una bacteria) y se ve estimulado por su propia naturaleza. Además es barato de producir, y altamente estable.

Actualmente las vacunas de ADN inundan los ensayos clínicos de las vacunas del futuro, las que hoy en día protagonizan las publicaciones científicas específicas, y con las que contamos para inducir profilaxis en múltiples enfermedades.

Pero también podemos introducir los genes de los antígenos en virus atenuados, que entran en nuestras células de forma controlada e introduzcen y expresan los genes de los antígenos en nuestro interior, sin producir ninguna patología. Actualmente los virus más utilizados son el virus vaccinia (además de otros poxvirus), y adenovirus.

La secuenciación de los genomas de múltiples patógenos, y la cada vez más desarrollada ingeniería genética nos van dotando de estas nuevas herramientas para intentar conseguir algo tan complicado como la profilaxis. Como siempre, constantemente salen cosas nuevas, porque cada vez podemos hacer las cosas a un nivel de detalle mayor. Por eso al principio se inoculaba el bicho vivo, luego muerto, luego pedacitos, luego los genes que producían los pedacitos…

Así que si en poco tiempo véis que las vacunas de ADN, o las basadas en virus inundan las noticias de biomedicina, ya estábais avisados de antemano. Y los investigadores estaremos ya metidos en algo más pequeñito, porque habrá enfermedades que tampoco se consigan curar con lo que hoy en día sabemos, y por supuesto, no vamos a tirar la toalla.

Written by sonicando

septiembre 25, 2008 at 12:52 am