Sonicando

Blog de Música y Ciencia

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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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enero 21, 2009 at 11:18 pm

Jefes y Ordenadores

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Otra situación cotidiana sacada de la manga de Jorge Cham, en PHDcomics

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diciembre 5, 2008 at 2:57 pm

Publicado en Ciencia, viñetas

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¿Como se Cuentan los Virus?

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Hoy me he pegao todo el día titulando muestras de virus. Estaba ahí, en la cabina de cultivos y , dentro de la rutina, me ha parecido algo curioso para las personas ajenas al mundillo. Y he decidido hacer una entrada sobre ello.

Como quiero meterle también algo audiovisual (que le dará un toquecito especial) necesito algo más de tiempo. Y como soy de naturaleza curioso, me apetecía preguntaros cómo se os ocurre que nos las apañamos para hacerlo.

Que sepáis que me refiero a estimar la cantidad de virus que hay en una muestra, es decir, a su concentración.

Así que hoy, un poquito de feedback con el foro, venga esos comentarios ¡¡¡

PD: A los más entendidos no me vale lo de siempre, quiero alternativas ¡¡¡

Written by sonicando

diciembre 3, 2008 at 12:31 am

Publicado en Ciencia

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La Pizarra del Laboratorio

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Si hay algo realmente curioso en un laboratorio es su pizarra. Me río yo de los Twitters y cosas similares para ver lo que opinan otros, o para curiosear un rato…

Y para añadir morbillo al asunto y adjuntar pruebas de que esto es posible, prometo actualizar esta entrada con una fotillo de la nuestra, dejadme que me haga con una cámara de afotos…

Ah y como siempre, la genialidad es de Jorge Cham, de PHDCOMICS

Written by sonicando

noviembre 7, 2008 at 12:11 am

Gracias por Eliminarlo de mi Memoria

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Podemos imaginar a un ex-combatiente despertándose repentinamente en la noche, con la frente sudada y la respiración entrecortada. También podemos imaginar lo cuesta arriba que se le hace la vida, con millones de desgracias tatuadas en lo más profundo de su corteza cerebral. Y los miedos, que decir de esos sustos provocados por sonidos de lo más inofensivo, o por fogonazos de luz, o por el crujir de una rama en el jardín.

Los mismos miedos y pesadillas que tiene una persona que ha sido maltratada o violada. Estigmas en forma de trauma que condicionan y angustian a vidas enteras…sin marcha atrás. Miles de horas de terapia para “tolerar” situaciones pasadas que nunca cambiarán.

¿Que ocurriría si estas personas pudieran cambiar su sino? Si pudieran olvidar ese año, o ese día, o esos 15 horribles minutos en el callejón de la esquina. Sin duda algo propio de la ciencia ficción, de lo imposible, de la nada.

Pues la ficción la quitamos de enmedio para decir que es algo que está en manos de la ciencia a secas.

LEJOS DE SU APLICACIÓN EN HUMANOS, en ensayos preliminares en ratón, se ha conseguido eliminar selectivamente ciertos “eventos” almacenados en la memoria.

Que se trabajaba en ello no es algo nuevo, hace tiempo que salieron estudios de ciertas drogas que pueden eliminar o debilitar recuerdos pasados. Un importante truco se desveló en estas investigaciones, y es que parece ser que la memoria se vuelve mucho más vulnerable a esas drogas si se la estimula. Es decir, si queremos eliminar un recuerdo, lo mejor, recordarlo bajo tratamiento.

Una vez establecida la teoría, solo hay que buscar las dianas que mantienen la memoria. Esos intermediarios moleculares (genes, proteínas) que debemos derribar para olvidar algo. Estimular el pasado,eliminar esas dianas y borrón y cuenta nueva (suena hasta fácil, y a saber lo que falta por conocer para llegar cerca de hacer algo similar)

El grupo de Joe Tsien, del Medical College of Georgia en Augusta ha usado tanto la ingeniería genética, como el uso de drogas para interferir con su diana, la enzima alfa-CaMKII (aCaMKII) en ratones. ¿Y porque la aCaMKII? Porque pertenece a una familia de enzimas con un papel importantísimo en la señalización neuronal. Para los menos entendidos, es una proteína con una función determinada, que es de radical importancia en la comunicación entre neuronas. Si la memoria está almacenada y mantenida por comunicación neuronal, puede ser una buena diana a derribar, si queremos hacer daño a la memoria.

Su laboratorio generó ratones que sobreexpresaban aCaMKII, pero consiguieron mantener la enzima en concentraciones normales mediante el uso de drogas (que inoculaban o la añadían a la bebida). Eso se consigue a menudo introduciendo varias copias del gen que produce la aCaMKII. Si de normal tenemos un gen, que genera una cantidad X de proteína, con 3 copias tendremos mucha más (no necesariamente justo 3X, pero dejemoslo en 3X para que lo entendáis). Si ahora usamos una droga que bloquea a una determinada concentración la cantidad extra de CaMKII, tenemos un ratón genéticamente modificado, “normal” si usamos las drogas que lo mantienen a raya.

En concentraciones normales los ratones aprendían a no acercarse a una verja que les daba una pequeña descarga, o que un tono que les avisaba de que otra descarguita les esperaba. Como en cualquier experimento de sensibilización ( o era habituación, corregirme en los comentarios anda) los ratones sabían que no debían acercarse a la reja y se mostraban asustadizos si oían el sonido que predecía una descarga. Tenían una memoria normal.

Pero eliminaron la droga que mantenía el aCaMKII en condiciones normales y la enzima aumentó drásticamente en el cerebro. Dos semanas después, a pesar de volver a estar tratados para estar en niveles normales, algunos ratones se rozaban con la reja,  o no se asustaban al oir el tono de aviso. Pero había ratones que habían olvidado el tono pero no que las rejas les dañaban, y viceversa. Esto junto con otros indicios hizo suponer al grupo de Tsien que sólo se habían eliminado de la memoria los recuerdos estimulados durante la “inundación” de aCaMKII.  Si durante dicha inundación un ratón no se acercó a la verja, pero sí oyó el tono de aviso, sólo olvidará el tono, pero seguirá manteniéndose lejos de la verja.

Es un artículo curioso (mañana en el labo os cuelgo el link) de los que hay que tener mucho cuidado al escribir. Queda genial la parte del principio (sino me lo digo yo 😉 …) y es lo que aparecería en cualquier periódico. La diferencia es que en sonicando aparece también esto otro:

La bioquímica de los procesos fisiológicos rara vez depende de un solo factor. Normalmente, (y sobre todo en cosas complejas como la memoria) además de ser múltiples los factores que colaboran, existe mucha redundancia (por decirlo fácil, “sustitutos” que hacen lo mismo). Un artículo como este señala uno de los factores importantes, pero por supuesto se necesita mucha más investigación básica para señalar el resto de las dianas y realmente llegar a entender como funciona la memoria a largo plazo. Obviamente a nadie le van a meter un chute de CaMKII mientras recuerda una paliza en el recreo para ver si la olvida, porque igual lo olvida todo.

Pero tampoco hay que quitarle importancia a estudios como este, porque abren el camino al conocimiento, y sobre todo una esperanza de que en el futuro sea posible. Y adornarlos con historias y con su aplicación hace más cómoda su lectura, pero no por ello uno puede distanciarse de la realidad.

Editado para añadir explicaciones sugeridas por Héctor, muchas gracias ¡¡

Written by sonicando

noviembre 3, 2008 at 2:53 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

Hablando con Jefes

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Que bonitos malos tragos…de fuera hasta parecen entrañables…

(Sacado, por si no lo pone claro, de phdcomics)

Written by sonicando

octubre 29, 2008 at 1:32 am