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martes, 26 de abril de 2011

El borrón del escribano




Suele decirse que cuando se cita la frase de un personaje famoso se hace de manera inoportuna y/o incorrecta. Algo así ha debido de pensar Craig Venter.

Hace casi un año que se publicó la "creación" de un genoma artificial por parte de la compañía de Venter. Para distinguirlo del genoma natural, Venter añadió unas "citas" en la secuencia.

Una de ellas está sacada de la obra autobiográfica de James Joyce "Retrato del artista adolescente" y es la siguiente:

To live, to err, to fall, to triumph, to recreate life out of life

Que podría traducirse por "Vivir, errar, caer, triunfar, recrear vida a partir de la vida". El pequeño problema para Venter es que no solicitó permiso de reproducción de dicha cita a los poseedores de los derechos de Joyce, así que le han demandado. Venter ha declarado a la revista Forbes que ellos pensaron que la estaban usando de manera legar (fair use).

La otra cita insertada fue una frase del físico Richard Feynman. Pero la cita es errónea. Lo que Venter y sus chicos introdujeron fue:

What I cannot build, I cannot understand. Lo que no puedo construir, no lo puedo entender.

Pero el Instituto de Tecnología de California le ha mandado una fotografía de la pizarra donde Feynman escribió la siguiente frase:


What I cannot create, I do not understand. Lo que no puedo crear, no lo entiendo.


Está claro que errar es humano. Y Venter ha dicho que corregirá el error.


Fuente original de la historia: BioTechniques

ResearchBlogging.org
Daniel G. Gibson,1 John I. Glass,1 Carole Lartigue,1 Vladimir N. Noskov,1 Ray-Yuan Chuang,1 Mikkel A., Algire,1 Gwynedd A. Benders,2 Michael G. Montague,1 Li Ma,1 Monzia M. Moodie,1 Chuck Merryman,1, Sanjay Vashee,1 Radha Krishnakumar,1 Nacyra Assad-Garcia,1 Cynthia Andrews-Pfannkoch,1 Evgeniya A., Denisova,1 Lei Young,1 Zhi-Qing Qi,1 Thomas H. Segall-Shapiro,1 Christopher H. Calvey,1 Prashanth P., & Parmar,1 Clyde A. Hutchison III,2 Hamilton O. Smith,2 J. Craig Venter (2010). Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome Science

domingo, 17 de abril de 2011

Streptomyces en las antenas, antibióticos en el capullo


La avispa "lobo de las abejas" europea Philanthus triangulum (Fuente: Wikipedia.)


Los "lobos de las abejas" son un tipo de avispas depredadoras del género Philantus cuyas presas son las abejas, de ahí su nombre. Mientras los machos marcan sus territorios depositando sus feromonas en pequeños objetos, las hembras adultas construyen nidos que son túneles bajo tierra en los que depositarán sus huevos junto con alimento para que se desarrollen las larvas. El nido es una auténtica obra de ingeniería. Lo excava en la arena y puede llegar a tener un metro de largo. Se introduce en la tierra con un ángulo de 30 grados y luego va creando cámaras de incubación a intervalos regulares.

La avispa hembra captura a una abeja y le inocula el veneno en una zona membranosa de la región ventral donde causa la paralización de los músculos voluntarios, sin matar a la víctima. Posteriormente se la lleva al tunel y depositan un huevo en las presa para que, una vez eclosione, les sirvan de alimento hasta completar el desarrollo. Una vez la larva de avispa ha consumido a la abeja, entra en estado de pupa para completar su metamorfosis en avispa adulta. Ese proceso de metamorfosis puede durar varios meses.



Avispa lobo con una presa (Fuente: Wikipedia.)


El comportamiento de este avispa es bastante llamativo, pero no es la única sorpresa que guarda. El equipo del Doctor martin Kaltenpoth del Instituto Max Planck de ecología Química ha encontrado que estas avispas, para poder sobrevivir, necesitan realizar una simbiosis con una especie de bacterias del género Streptomyces.

Las condiciones de los túneles son húmedas y en los suelos siempre hay una gran cantidad de microorganismos, sobre todo hongos. Si uno pone algo de materia orgánica bajo tierra es muy probable que una hifa de un hongo lo encuentre y lo aproveche para alimentarse y crecer. Sin embargo, esto no suele suceder en el caso de las larvas de las avispas lobo. Los hongos y bactterias no las molestan, sobre todo en el delicado estado de pupa, en la que la larva está inerte en el interior de su capullo.




En la fotografía de la izquierda se ve a una hembra de avispa lobo secretando S. philanti desde sus glándulas antenales. A la derecha, imágenes de S. philanti marcadas con un fluoróforo específico (Fuente: Kroiss et al.)


Y no sufre molestias porque este avispa ha hecho una alianza defensiva con los Streptomyces. Las avispas hembra presentan unas glandulas en sus antenas que están repletas de una especie de bacteria, a las que se ha bautizado como Streptomyces philanti, y que son inoculadas en el huevo y en la cámara nidal cuando realiza la puesta. Posteriormente la bacteria es inoculada por la larva en la fibra con la que construye el capullo. Pero la inoculación es en las fibras más superficiales, no en las mas profundas. De esa forma, la bacteria crece en la superficie de la pupa generando al mismo tiempo un cóctel de nueve antibióticos que se distribuyen por el capullo y evitarán que otros microorganismos invadan al insecto. Al crecer sólo en la superficie los antibióticos no penetran en el insecto y así no interfieren con su metamorfosis.



Distribución de los antibióticos en el capullo de la avispa-lobo. La imagen utiliza falso color para mostrar los resultados de la espectrometría de masas. (Fuente: Physorg.com)


Los antibióticos son una estreptoclorina y ocho tipos de piericidina. Cada uno tiene propiedades inhibitorias del crecimiento, pero en combinación su potencia se ve aumentada por un efecto sinérgico. El utilizar un cóctel antibiótico tiene una ventaja añadida. Es muy difícil que un microorganismo desarrolle una multirresistencia capaz de lidiar con los nueve antibióticos a la vez.




Antibióticos producidos por S. philanti. A la izquierda, estreptoclorina, un inductor de la apoptosis mediante activación de las caspasas. A la derecha, una de las piericidinas, la glucopiericidina A. Las piericidinas son inhibidores de las NADH Deshidrogenasas (Fuente: Kroiss et al.)


Como es lógico la investigación está siguiendo nuevos caminos. Por un lado se intenta identificar los antibióticos secretados para ver si tienen interés como antimicrobianos de uso clínico. Por otro, se está buscando en otras especies de avispas depredadoras si este tipo de simbiosis defensiva existe y si las bacterias o los antibióticos producidos por ellas son distintos y por lo tanto, puedan tener interés desde el punto de vista biotecnológico.








ResearchBlogging.org

Kroiss J, Kaltenpoth M, Schneider B, Schwinger MG, Hertweck C, Maddula RK, Strohm E, & Svatos A (2010). Symbiotic Streptomycetes provide antibiotic combination prophylaxis for wasp offspring. Nature chemical biology, 6 (4), 261-3 PMID: 20190763

martes, 12 de abril de 2011

Bichos espaciales


Hace 50 años, el astronauta Yuri Gagarin se convirtió en el primer ser humano en viajar al espacio. Junto con él viajaban unos cuantos millones de bacterias, que afortunadamente, no le causaron ningún problema. Algo que no pudieron decir alguno de sus posteriores colegas astronautas.

Por ejemplo, durante el viaje del Apolo 7, el astronauta Wally Schirra pilló un resfriado de origen viral que contagió a sus compañeros de misión. Si hubieran estado en la Tierra, el resfriado habría sido una molestia más o menos llevadera. Muchos estornudos y muchos mocos que limpiar mediante el uso de incontables kleenex para sonarse la nariz. Sin embargo en el espacio las condiciones de microgravedad provocan que el moco no sea expulsado por lo que se acumula en los senos nasales causando una dolorosa sinusitis. La enfermedad causó irritabilidad en los astronautas y más de una vez discutieron con el control de la misión. Pero lo peor estaba por llegar. Si alguien ha volado estando constipado sabrá lo mal que se pasa debido a los cambios de presión. Pues ahora imagínese lo que debió de ser la reentrada en la atmósfera. Los astronautas se negaron a ponerse el casco para así poder sonarse mientras se realizaba la reentrada. Debido a la insubordinación los tres astronautas no volvieron a viajar al espacio. Y sin embargo surgió algo bueno de tan terrible experiencia. La NASA puso dinero para investigar en una forma de aliviar los síntomas del resfriado y así se desarrollaron los anti-histamínicos basados en el clorhidrato de oximetazolina.



Oximetazolina (Fuente: Wikipedia.)


Desde entonces se han dado otros casos de enfermedades infecciosas leves en viajes espaciales. Suelen ser conjuntivitis, infecciones respiratorias y dentales. También suelen darse algunas infecciones cutáneas, sobre todo debido a la permanencia de sensores médicos pegados a la piel. Rara es la misión en la que no hay algún problema, y a pesar de que se llevan antibióticos en los botiquines espaciales se ha observado que los microorganismos son más resistentes de lo normal a la acción de los mismos. Para colmo, también se ha comprobado que la microbiota residente presenta cambios, observándose un aumento de las poblaciones de patógenos oportunistas como Staphylococcus aureus.

Los mayores cambios se observan en la microbiota intestinal. A las dos semanas de un viaje espacial se observa que el número de especies bacterianas intestinales se reduce, entre ellas los lactobacilos y las bifidobacterias. También se observa que hay un intercambio bacteriano entre la tripulación. Gracias a experimentos realizados en la Tierra con voluntarios mantenidos en condiciones de aislamiento se sabe que esos cambios son debidos a la ingestión continuada de comida estéril deshidratada. Por ello se suministran bacterias probióticas a los tripulantes de las naves espaciales.




Aunque el astronauta que peor lo pasó debido a una infección bacteriana fue Fred Haise. Es probable que los lectores hayan visto la película "Apolo 13", que narra la odisea que sufrió la tripulación de dicha nave en su fallido viaje a la Luna en el año 1970. Los actores Tom Hanks, Kevin Bacon y Bill Paxton interpretaban a los astronautas Jim Lovell, Jack Swigert y Fred Haise. Recordarán que uno de los astronautas se pone enfermo durante la accidentada travesía, presentando síntomas de letargia y fiebre. Cuando regresaron a la Tierra, a Fred Haise se le diagnosticó una infección urinaria por la bacteria Pseudomonas aeruginosa. El motivo de la misma fue que durante las 87 horas que duró la odisea, los astronautas sufrieron frío, deshidratación y no pudieron cambiarse sus catéteres urinarios.



Tratamiento antibiótico recibido por Fred Haise para combatir su infección. La tetraciclina fue suministrada durante la misión. La furadantina es un imidazol que se usa para tratar infecciones urinarias. Coly-Mycin es la colistina, un antibiótico peptídico del grupo de la polimixina muy efectivo contra P. aeruginosa(Fuente: Biomedical Results of Apollo.)


¿Por qué las infecciones son comunes en el espacio? Por varias causas. Además de las indicadas antes hay que añadir que el sistema inmune no funciona muy bien allí arriba. Se ha comprobado que el número de linfocitos decrece y que la concentración de anticuerpos en suero disminuye. Pero es que además, en condiciones de microgravedad la concentración de partículas aéreas en suspensión se incrementa enormemente. En condiciones de gravedad muchas de esas partículas caerían al suelo. En microgravedad flotan causando irritaciones de las mucosas, los ojos y aumentando la probabilidad de que lleguen al interior de los pulmones.

Así que si por un casual algún lector se apunta a un viaje espacial turístico, ya sabe que tiene que tener un poco de cuidado.








ResearchBlogging.org

Decelle JG, & Taylor GR (1976). Autoflora in the upper respiratory tract of Apollo astronauts. Applied and environmental microbiology, 32 (5), 659-65 PMID: 984836

Taylor PW, & Sommer AP (2005). Towards rational treatment of bacterial infections during extended space travel. International journal of antimicrobial agents, 26 (3), 183-7 PMID: 16118047

jueves, 7 de abril de 2011

Si no actuamos hoy, no habrá cura mañana

Día Mundial de la Salud


Ese es el lema que ha utilizado la OMS para el Día Mundial de la Salud que se ha dedicado al problema de las resistencias a los antimicrobianos.

En dicha página podemos encontrar una lista con las recomendaciones de la OMS para una lucha efectiva:

  • Formular y poner en práctica un plan nacional integral y con financiación suficiente
  • Fortalecer la capacidad en materia de vigilancia de enfermedades y laboratorio clínico
  • Procurar el acceso constante a medicamentos esenciales de buena calidad
  • Regular y promover el uso correcto de los medicamentos
  • Mejorar las actividades de prevención y control de las infecciones
  • Fomentar la innovación y la investigación y el desarrollo de nuevas herramientas.

Y aquí os dejo el vídeo que se ha realizado por parte de Margaret Chan, la Directora general de la OMS, en la que nos advierte que si perdemos los antibióticos tendríamos una crisis global, (clickear en la imagen)

viernes, 1 de abril de 2011

Algas para limpiar un desastre



Dedicado a Sato, Hiroko, Kyori y Masato. Espero que vuestro país se recupere pronto.


El accidente nuclear de Fukushima va a suponer uno de los mayores retos para las tecnologías dedicadas a la descontaminación. Y las técnicas biológicas o técnicas de biorremediación también van a tener su parte.

Hay veces que el destino te hace un guiño. Hace un tiempo se planeó una reunión de la American Chemical Society en la que se iba a discutir de los procesos de biomineralización. Uno de los trabajos que se ha presentado ha despertado un gran interés debido a los acontecimientos actuales. El trabajo ha sido realizado por el grupo liderado por Minna Krejci, una científica de materiales de la Northwestern University en Evanston, Illinois, sobre la capacidad del alga Closterium moniliferum, de secuestrar selectívamente el estroncio del agua y acumularlo en sus vacuolas.

Eso podría significar que este alga podría biorremediar vertidos contaminados con el isótopo radioactivo estroncio 90 (90Sr). El 90Sr supone un problema para los seres vivos porque, en su forma de catión divalente (Sr2+) es muy similar al catión del calcio (Ca2+). Así que ese isótopo radioactivo puede acabar formando parte de los huesos, la leche, la médula ósea, etc, y como es lógico, la radiación que emite puede inducir la aparición de tumores. El 90Sr se genera como un subproducto de los procesos de fisión nuclear y tiene una vida media de 30 años.

¿Y por qué le gusta a Closterium moniliferum acumular estroncio? En realidad lo que le gusta a C. moniliferum es captar bario. Y si uno se mira la tabla periódica verá que el orden de estos tres elementos de arriba a abajo es Calcio, Estroncio y Bario. Así que aunque el calcio sea muy abundante, los transportadores de C. moniliferum no lo transportan al interior, ya que es bastante diferente del bario. Pero no ocurre lo mismo con el estroncio que al estar en la posición intermedia también se parece al bario. El resultado es que C. moniliferum acumula cristales de bario muy enriquecidos con estroncio.



El alga Closterium moniliferum. La imagen (a) es un fotografía realizada con microscopio confocal; los clorosplastos están en color rojo y la membrana en color verde. La imagen (b) es una microfotografía en contraste de fases en la que se ve la vacuola terminal con cristales de sulfato de bario en su interior. En la microfotografía (c) se observan esos cristales usando microscopía electrónica de barrido después de haber incinerado a la célula (Fuente: Krejci et al.)


¿Por qué cristalizan estos elementos en el interior de C. moniliferum? Al parecer las vacuolas de dicho alga presentan altas concentraciones del anión sulfato. Y en esas condiciones, tanto el estroncio como el bario son muy insolubles, por lo que precipitan formando cristales. Es lo que en Microbiología conocemos como biomineralización. Lo que no se sabe es porqué C. moniliferum tiene tanto sulfato en el interior de dichas vacuolas. ¿Una fuente de reserva de azufre? ¿una forma de eliminar cationes divalentes nocivos?

Minna Krejci ha encontrado que variando las concentraciones de sulfato y bario en un determinado medio, puede estimular la captación de estroncio. Y el proceso es muy rápido. En una hora acumulan una gran cantidad de estroncio. Así que este alga podría ser utilizada como un bioacumulador del residuo radioactivo. Imaginemos que tenemos en un deposito 500 litros de agua contaminada con 90Sr. Se añadiría el alga y la mayor parte del catión se acumularía en ella. Posteriormente separamos las células del agua. La contaminación ahora ocuparía mucho menos volumen y sería mucho más barata de almacenar y procesar. Sin embargo, aún no se ha realizado ningún experimento en el que se compruebe que estas algas puedan realizar esta bioacumulación en condiciones en las que hay altas dosis de radioactividad.




ResearchBlogging.org

Lovett, R. (2011). Algae holds promise for nuclear clean-up Nature DOI: 10.1038/news.2011.195

Krejci, M., Finney , L., Vogt, S., & Joester, D. (2011). Selective Sequestration of Strontium in Desmid Green Algae by Biogenic Co-precipitation with Barite ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.201000448