Tecno-biología: Dan un paso más en la creación de una 'computadora viva'

Detalle del 'cerebro positrónico' del sr. Data, androide de 'Star Trek". Hoy,

un pasito más cerca de convertirse en realidad. Imagen: Paramount

"Mi computadora murió" puede dejar de ser una metáfora coloquial para convertirse en una afirmación concreta. Y es que un trabajo realizado por investigadores de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) ha demostrado que, mediante múltiples combinaciones de células modificadas con ingeniería genética, se pueden conseguir sistemas biológicos con capacidad de decisión según unos criterios predefinidos.

Esto permitirá generar "computadoras vivas" mucho más complejas de los que se habían conseguido hasta ahora, capaces de tomar decisiones de manera autónoma pero basándose en instrucciones programadas.

El trabajo, que se publica en la revista Nature, supone un importante avance en el campo de la biología sintética, y se ha realizado gracias a la estrecha colaboración entre un grupo de biología teórica, el Laboratorio de Sistemas Complejos, dirigido por Ricard Solé, y un grupo de biología experimental, la Unidad de Señalización Celular, que dirige Francesc Posas.

Hasta hoy los científicos había intentado diseñar computadoras vivas a partir de los conceptos básicos de la electrónica, con la dificultad de que la conexión entre diferentes partes de un circuito no se podía conseguir mediante un cable que transmite la electricidad entre elementos separados en el espacio cuando se trata de un sistema vivo.

En este trabajo se ha resuelto el problema con una nueva teoría que permite construir circuitos sofisticados utilizando células vivas como unidades básicas y muy pocas conexiones. Así, se ha conseguido crear un conjunto de células capaces de detectar y de interpretar señales y que se pueden combinar de forma flexible entre ellas.

Como si se tratara de las piezas de un Lego, el sistema permite que las diferentes células puedan reutilizarse para formar nuevos circuitos. En otras palabras, es un sistema que permite crear muchos circuitos diferentes con un mínimo de células existentes. Además, una vez un circuito está establecido para programarlo basta añadir un determinado compuesto en el medio de cultivo en el que se encuentra.

Los resultados se podrían aplicar en la detección de moléculas y su posterior degradación dirigida, así como para para el diseño de poblaciones celulares con capacidad de comportarse como tejidos artificiales.

Información de MuyInteresante.es. Resumen y edición de Sophimanía

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Nobel de Medicina advierte del peligro de patentar la vida sintética

Craig Venter, padre del genoma y de la "vida artificial". Foto: Hopkinsmedicine.org

El británico John Sulston, Premio Nobel de Medicina 2002, advirtió hoy del peligro de patentar la vida sintética porque, a su juicio, otorgaría el monopolio de la ingeniería genética a Craig Venter, el creador de la primera célula artificial.

Durante un debate mantenido hoy en la Royal Society de Londres, en el que se cuestionó la conveniencia de patentar los descubrimientos científicos, Sulston sostuvo que las patentes impedirían a los expertos llevar a cabo importantes investigaciones a partir del hallazgo de Venter.

La sesión versó en torno al informe "Who owns Science?" ("¿Quién posee la ciencia?"), elaborado por el Institute Of Science, Ethics And Innovation de la Universidad de Manchester (norte de Inglaterra), que preside el científico británico.

Sulston y Venter ya protagonizaron un conflicto similar cuando en 2000 ambos compitieron por conseguir secuenciar el genoma humano.

Venter lideraba los esfuerzos del sector privado y defendía los derechos intelectuales del descubrimiento, mientras que Sulston, quien realizaba sus investigaciones con fondos gubernamentales y procedentes de donaciones, pretendía que la secuenciación del genoma fuera accesible a toda la comunidad científica de forma gratuita.

El enfrentamiento entre la iniciativa pública y la privada terminó hace diez años con la conclusión de que, "al tratarse del genoma humano, los datos debían ser de dominio público", explicó hoy Sulston.

Ambos científicos vuelven a enfrentarse ahora sobre la conveniencia de que la primera forma de vida creada en el laboratorio, la célula apodada "Synthia", sea patentada por sus creadores.

Según Sulston, de la Universidad de Manchester, la patente resultaría "extremadamente dañina", ya que el texto presentado para la protección intelectual de este descubrimiento "exige un precio desorbitado por el uso de los datos".

"Espero que estas patentes no sean aceptadas porque, de lo contrario, pondrían la ingeniería genética bajo el control del Instituto J. Craig Venter (JCVI). Ellos tendrían el monopolio de un amplio número de técnicas", explicó.

Ante ese argumento, un portavoz del JCVI, con sede en Maryland (EEUU), replicó que "hay muchas compañías y laboratorios académicos trabajando en distintos aspectos de la genómica o de la biología sintética". "Muchos de ellos -continuó- protegen bajo patente algún aspecto de su trabajo, por lo que ninguna compañía ni centro académico va a tener el monopolio de nada".

El portavoz de Venter reiteró la idea que ya transmitió el científico estadounidense en una entrevista concedida este mes al diario británico "The Independent", en la que defendió la necesidad de una mayor regulación al respecto. Según el informe "Who owns Science?" debatido hoy, se está produciendo un importante incremento del uso de patentes entre los investigadores.

Para Sulston, esta tendencia estaría impidiendo el desarrollo de investigaciones a partir de los nuevos descubrimientos que podrían redundar en beneficio de la salud de los más pobres.

"El problema ha empeorado desde que yo lo denunciara hace ya diez años", dijo Sulston, para quien, aunque es comúnmente aceptado que la propiedad intelectual de los descubrimientos promueve la innovación, "no hay pruebas de que esto sea así".

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Información de EFE. Resumen de Sophimanía

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Descubren mecanismo de defensa de tumores a quimioterapia

Esta es la "culpable" de que la quimioterapia no sea siempre

efectiva. Foto: Bcam.co.jp

Un equipo de científicos británicos ha identificado el "arma secreta" que utilizan las células cancerígenas para combatir y sobrevivir a los tratamientos con quimioterapia. El hallazgo, realizado por expertos de la ONG Cancer Research, tiene que ver con la estructura de una proteína que se encuentra en el corazón del sistema de defensa de los tumores cancerígenos.

Identificada como FANCL, esta proteína ayuda a las células malignas a reparar el daño que sufre su ADN a consecuencia del tratamiento del enfermo con quimioterapia. "Hemos averiguado la estructura del motor del sistema de funcionamiento de la célula", dijo la máxima responsable del estudio, Helen Walden, quien explicó que "si conseguimos detenerlo conseguiríamos células mucho más receptivas a la quimioterapia".

"Hemos logrado la primera fotografía atómica completa de una proteína implicada en el sendero de la reparación de una célula, justo en el mismo corazón de la ruta por la cual la células cancerígenas se defienden de tratamientos que tienen como objetivo destruirlas", señaló esta experta.

Walden añadió que "bloqueando este interruptor de ignición de la reparación de la célula, es posible mejorar los tratamientos tradicionales" y subrayó que este hallazgo puede convertirse en una línea investigadora para la creación de un fármaco específico.

La conclusión principal de este estudio, que se publica en la revista Nature Structural and Molecular Biology es que un acertado tratamiento contra la FANCL puede ayudar a combatir el cáncer. La doctora Lesley Walker, del Cancer Research UK, subrayó que se trata "de una investigación muy importante", porque "llega hasta el corazón de la táctica tras la que se protegen las células del cáncer frente al tratamiento de quimioterapia".

"Este hallazgo nos da un objetivo prometedor para potenciales fármacos que ayuden a debilitar la resistencia de las células cancerígenas mientras se administra la quimioterapia, para hacer que este tratamiento sea lo más eficaz posible", manifestó.

Sin embargo, el tiempo entre este hallazgo y la producción de un fármaco específico puede tomar hasta diez años.

Información de 20minutos.es. Resumen de Sophimanía

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La "cruel" verdad: Llevamos más células bacterianas que células humanas

Serán desagradables, pero son nuestras aliadas para tener buena salud. Foto: Taringa

Nos lavamos las manos compulsivamente. Desinfectamos con alcohol las superficies que consideramos tóxicas. Andamos de puntillas por áreas que consideramos contaminadas. Todo para minimizar nuestro encuentro diario con los gérmenes.

La realidad es que vivimos en un plato de Petri, literalmente rodeados y hundidos en colonias de gérmenes que habitan desde la superficie de nuestra piel hasta nuestras más profundas vísceras.

Todas las bacterias que viven en nuestro cuerpo llenarían sin problemas una botella de medio galón. De hecho por cada una de nuestras células "humanas" llevamos diez "células bacterianas". ¿Te parece que las cifras no cuadran? Eso es porque las células bacterianas son muchísimo más pequeñas que las células humanas.

Pero no te preocupes. De hecho es algo bueno. La "invasión" de las bacterias comienza apenas nacemos. Millones de ellas entran en los sistemas de los bebes a cada momento, por la boca, al contacto con la piel de la madre y por supuesto por la leche. De hecho, la madre es la principal fuente de "contaminación" bacterial para un bebe, una contaminación que abarca toda nuestra vida.

Sea cual sea su puerta de entrada a nuestro cuerpo, los microbios viajan por el esófago hasta el estómago y los intestinos, donde se instalan en colonias. Se estima que unas 500 especies viven todo el tiempo en el intestino de los adultos, bacterias como estreptococos, estafilococos, flavobacterias, etc.

Por bastante tiempo los científicos estaban indecisos sobre si esto era bueno o malo para la salud. Ahora todos coinciden en que es bueno. Las bacterias producen químicos que nos ayudan a obtener energía y nutrientes de los alimentos. Si no las tuviéramos, tendríamos que comer un tercio más de alimentos para mantener nuestro peso.

Y no solo eso, las bacterias nos ayudan a mantener sano nuestro sistema autoinmune, también combaten algunas enfermedades (son algo así como "antibióticos naturales") y -según informan los del proyecto genoma humano- tenemos al menos 40 genes de origen "bacteriano".

¿Cómo diablos y cuándo llegaron estos genes a formar parte de nuestro código? No se sabe. Lo que se sabe es que están ahí. Una cosa sí es segura: los humanos le debemos mucho más a las bacterias de lo que en un inicio pensamos. Las funciones que cumplen en nuestro cuerpo para mantenernos sanos recién comienzan a ser develadas.

Una razón más para, primero, no abusar de los antibióticos (que destrozan nuestras floras intestinales sin discriminar "buenas bacterias" de las "malas") y segundo, pensar dos veces antes de usar la palabra "bacteria" como insulto.

Información de Scientific American. Versión, edición y traducción de Sophimanía

Artículo original y completo (en inglés) aquí

Científicos usan joysticks para mover células a voluntad

"En sus marcas... Listas...". De acuerdo, no luce tan divertido como jugar con

Wii, pero esta técnica podría revolucionar las biopsias y el estudio de las

células, nuestro "repuesto" más indispensable. Foto: Sooryakumar Group

¿Están jugando o están haciendo investigación biomédica? Difícil de decir. Una nueva tecnología les ha permitido a los científicos usar un joystick para manipular células. Un grupo de físicos e ingenieros de la Universidad de Ohio desarrolló un dispositivo que consiste en un minúsculo cuadrado de silicio embutido con cables magnetizados zigzagueantes.

Alternando los campos magnéticos en los alambres, los científicos consiguen dirigir las células a través de los alambres e incluso hacer que "salten" de un alambre a otro. Para manipular con más facilidad las alteraciones en los campos magnéticos, los científicos conectaron un joystick al dispositivo. Hasta el momento han conseguido mover las células a razón de la quinta parte de un cabello (20 micrones) por segundo.

Jeffrey Chalmers, el ingeniero químico que eligió las células para el experimento, dijo que esta tecnología podría servir para hacer biopsias sin necesidad de usar enzimas, separando con más facilidad y precisión las células sanas de las cancerosas, lo que permite un mejor análisis.

Esta tecnología no solo es prometedora, también es rentable. El investigador principal del proyecto, el físico Ratnasingham Sooryakumar, dijo que fabricar el dispositivo les costó menos de 200 dólares.

Mira con qué "juegan" los bioinvestigadores. Video: Sooryakumar Group

Dijo también que la tecnología era fácilmente "escalable", lo que permitiría a los investigadores analizar -de forma rápida, precisa y económica- el comportamiento de grandes grupos de células y llegar a conclusiones estadísticas que antes eran muy difíciles de estimar "al ojo" (como es el método habitual).

La tecnología también permitirá ubicar más rápido células cancerosas en el flujo sanguíneo, lo que hará más efectivas las tareas de prevención y diagnóstico.

Pero no todas las células responden tan bien a los campos magnéticos. Las neuronas y las células musculares no son tan dóciles como las que vemos en el video. En una cosa sí están todos de acuerdo: esta tecnología es un gran avance y tiene mucho potencial para hacer y lograr cosas todavía inimaginables en el campo de la medicina y la investigación.

Información de LiveScience. Versión, edición y traducción de Sophimanía

Artículo original y completo (en inglés) aquí

Experimento respalda la idea de que la vida surgió espontáneamente

Aparición de los ribonucleótidos. Otro misterio resuelto en el proceso que dio

origen a la vida. Para tristeza de los "creacionistas" la ciencia no tiene necesidad

de plantear la hipótesis de un "diseñador inteligente". Imagen: TheGuardian

Hace unos 3,500 millones de años los primeros seres vivos comenzaban a cubrir la Tierra. Eran simples células aisladas y rudimentarias, similares a las actuales bacterias, pero el paso fundamental ya estaba salvado; a partir de aquellos primeros seres, la aparición posterior de organismos más complejos se explica cómodamente aplicando los mecanismos evolutivos que Darwin y Wallace detallaron hace siglo y medio.

En cambio, a la ciencia aún se le resiste la comprensión de cómo las biomoléculas pudieron organizarse en un primer momento para formar células primigenias dotadas de una revolucionaria innovación: la capacidad de perpetuarse.

La información genética en la mayoría de los organismos se almacena en cadenas de ADN. Para traducir este código a la producción de las proteínas, los ladrillos y engranajes de los seres vivos, los datos del ADN se copian en forma de ARN, un análogo más sencillo que sirve como copia desechable. A esto se une que algunos de los organismos más simples, como ciertos virus, utilizan sólo ARN en su genoma, por lo que los científicos creen que esta molécula precedió al ADN en la cronología de la vida terrestre.

Hasta ahora, los intentos de explicar cómo surgieron los primeros ARN habían sido infructuosos. Cada eslabón del ARN, llamado ribonucleótido, se compone de tres elementos: una base nitrogenada, un azúcar llamado ribosa y un grupo fosfato. Nadie había logrado simular la formación espontánea del complejo triple en condiciones de laboratorio equivalentes a las de la Tierra previa a la vida o prebiótica.

Pero por fin, tres químicos de la Universidad de Manchester (Reino Unido) lo han logrado. Según publicó la revista Nature hace unas semanas, el secreto de su éxito consiste en dar un rodeo bioquímico; en lugar de forzar la unión de los tres componentes ya prefabricados, el equipo dirigido por John Sutherland planteó la posibilidad de una ruta alternativa que partiendo de los mismos ingredientes iniciales no forme los ladrillos básicos separados, sino un bloque completo sin terminar que se transforma en la estructura final, todo de una pieza. El estudio destaca que "las condiciones de la síntesis son consistentes con modelos geoquímicos de la Tierra temprana".

En el mismo número de Nature, el experto en vida artificial Jack Szostak, de la Universidad de Harvard, califica el trabajo como "una solución muy eficiente" y "uno de los grandes avances en química prebiótica".

Información de Publico.es y de Sciencenews. Versión de Sophimanía

Artículos originales y completos (en inglés) aquí y (en castellano) aquí

Identifican células responsables que alertan al cerebro para que ordene al cuerpo "rascarse"

"Más abajito, ahí ahí ahí ahí". (Foto: El Mundo.es)

Científicos de la Universidad de Washington, Estados Unidos, identificaron en ratones un grupo de células cuya misión es enviar alertas al cerebro para que el cuerpo se “rasque” cierta zona.

El tema, que para muchos no pasaría de una anécdota que se soluciona rascándose o consumiendo algunos antihistamínicos, reviste importancia en la medida en que algunas personas, que padecen de algún tipo de cáncer, fallas crónicas del riñón o por el consumo de ciertos calmantes narcóticos contra el dolor, se dañan sin reparar en el mal que le producen a sus cuerpos.

El hallazgo abre un nuevo campo para la creación de mejores calmantes de la “picazón”.
Hasta el momento había sido difícil separar las células y conductos que causan el dolor y el escozor. En algunos senderos del nervio parecen hallarse juntas. Sin embargo, en el estudio presentado se logró identificar a las células específicas causantes de la picazón en la médula espinal.

En el 2007, el investigador Zhou-Feng Chen de la Universidad de Washington logró identificar en ratones un gen relacionado a la picazón, al que se denominó GRPR. Pero no precisó que las células de la médula espinal que albergaban el gen eran específicas de la picazón.

La supresión de las células encargadas de enviar este mensaje, según el experimento hecho en ratones, no inhibe a las que se encargan de transmitir al cerebro la alerta que causa el dolor. Además, la función motora permanece normal y la reacción al dolor y la temperatura cambiante permaneció intacta.

Aunque no se puede afirmar que el hallazgo pueda replicarse con la misma claridad en el cuerpo humano, sí se trata de un claro avance en la búsqueda por comprender el tema y encontrar una solución (para quienes es un problema) el asunto de “rascarse”.

Traducción y Edición de Sophimanía. Información de AP.
Artículo original (en inglés) aquí.