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El Proyecto Glowing Plant Crea plantas bioluminiscentes para iluminación natural


El reino animal y el entorno natural ha supuesto un inmenso banco de pruebas para la investigación biotecnologica, cuantos productos de los que utilizamos hoy en día están inspirados en cualidades especificas que muestran especies animales. Eso es lo que penso Anthony Evans bioingeniero observando a las luciérnagas, cuando en sus salidas nocturnas para aparearse iluminaban su cuerpo emitiendo luz con las que iluminaba las plantas y flores donde se posaban.

Residente en la ciudad de San Francisco Anthony ha elaborado el proyecto  de biotecnología Glowing Plant, que mediante el desarrollo de técnicas de bioingeniería pretende crear plantas, que expuestas a determinadas condiciones ambientales se enciendan literalmente emitiendo luz suficiente como para sustituir los sistemas eléctricos que se utilizan en la actualidad.

El y su equipo ha puesto en marcha una campaña de crowfunding para financiar un proyecto, en el que modificando los genes de las luciérnagas  y como vectores bacterias pretenden crear plantas fluorescente. Esto lo pretenden conseguir mediante el uso de biología sintética y un software  compilador del genoma, con el que ya han logrado modificar el genoma de una especie llamada Arabidopsis, y con el que están trabajando para conseguir rosas brillantes. 

Todos los organismos vivos contienen un conjunto de instrucciones que determinan el aspecto que tienen y sus funciones. Estas instrucciones están codificados en el ADN de los organismos - cadenas largas y complejas de moléculas incorporadas en todas las células vivas. Este es el código genético de un organismo (o "genoma"). 
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Los seres humanos han estado alterando el código genético de plantas y animales durante miles de años, de forma selectiva para críar  individuos con características especificas. Esta es la base de la ingeniería genética, y ha permitido a los investigadores acelerar el proceso de desarrollo de nuevas variedades de plantas y animales.

La transformación de la planta inicialmente se hace utilizando el método Agrobacterium. Se insertará ADN impreso en un tipo especial de bacterias que pueden modificar el ADN de la planta. Para las flores de la planta se sumergen en una solución que contiene las bacterias transformadas. Las bacterias inyectan el ADN en el núcleo celular de las flores que modificaran sus semillas,  dotándole de la cualidad lumínica.


Según las bases del proyecto, todos aquellos que participen que aporten 40$ o más recibirán semillas para cultivar una planta resplandeciente en su domicilio. Una vez que tengamos la planta, es sólo una cuestión de criar descendencia suficiente para cultivar las semillas.

Células solares fabricadas con virus modificados



Una de las características positivas que presentan las energías renovables, es que es una tecnología que ofrece múltiples posibilidades de obtener energía de forma limpia y barata, criterio que se puede trasladar al terreno de la investigación. Donde las combinaciones muestran escenarios que casi superan las tramas de los relatos mas arriesgados de ciencia ficción. 

¿Os imaginais que un día se comercialicen placas solares con elementos orgánicos?. Desarrollado por los estudiantes del  Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) Hyunjung Yi y Xiangnan Dang, coordinados por la profesora Angela Belcher han conseguido desarrollar un sistema fotovoltaico híbrido compuesto por grafeno y un virus modificado.

Los investigadores han utilizado un virus modificado genéticamente para producir estructuras que mejoran la eficacia de la célula solar en alrededor de un tercio, encontrando una manera de hacer mejoras significativas en la eficiencia de conversión de energía de las células solares utilizando un virus diminuto para realizar trabajos de montaje detallado a nivel microscópico. 


Utilizando una versión genéticamente manipulada de un virus llamado M13 han podido controlar la disposición de los nanotubos de carbono adheridos a estructuras de carbono, que conforman las células solares de modo que el transporte de electrones sea más eficiente y por tanto se produzca más electricidad 
en una superficie de nanotubos separados de carbono.

Los fotones solares golpean un material captador de luz en una célula solar, que libera electrones que pueden producir una corriente eléctrica. La investigación de este nuevo estudio se basa en los hallazgos de que los nanotubos de carbono pueden mejorar la eficiencia de captura de electrones de la superficie de una célula solar.

Lo que han observado los investigadores es como el virus M13 realiza una función reguladora evitando la fricción de los dos tipos de nanotubos (los semiconductores y los cables) que conforman la estructura de las celdas solares,  facilitando el ciclo semiconductor de los electrones, experimentando un aumento de la eficiencia de hasta un 30 por ciento, del 8 al 10,6 por ciento.

Los virus en realidad realizan dos funciones diferentes en este proceso. En primer lugar, poseen proteínas cortas llamadas péptidos que pueden unirse fuertemente a los nanotubos de carbono, manteniéndolas separadas entre sí. En segundo lugar cada virus controla entre cinco y diez nanotubos, usando unas 300 proteínas.

Además, el virus se ha diseñado para producir un recubrimiento de dióxido de titanio (TiO2), un ingrediente clave para el tinte de las células solares sensibilizadas, sobre cada uno de los nanotubos, poniendo el dióxido de titanio en las proximidades de los nanotubos transportando los electrones.


La investigación  financiada por la compañía italiana Eni, a través de MIT Energy Initiative’s Solar Futures Program. El equipo que utilizo anteriormente versiones modificadas del mismo virus para mejorar el rendimiento de las células, sin embargo el método utilizado para mejorar el rendimiento de la célula solar es el mismo, reduciendo los costes de fabricación y producción de energía. 

Graig Venter crea una impresora 3D capaz de imprimir vacunas y genes


Graig Venter quizás sea el genetista mas conocido por la opinión publica, controvertido como pocos, esta considerado como el primero que secuencia la totalidad de los pares de bases de un genoma humano, en concreto el suyo. Su nombre también se hizo famoso a raíz del anuncio hace poco mas de un año, de la sintetización del primer organismo artificial.

Ahora vuelve a sorprendernos con el anuncio de que esta trabajando en el desarrollo de una impresora 3D, por la que imprimir antivirus y secuencias de nucleotidos de ADN. ¿Se imaginan sustituir en los tóners la tinta por serie por secuencias de adenina, citosina,  guanina, timina y uracilo amplificadas por PCR, con los que secuenciar los aminoaciados que forman las proteínas? 

El replicador descrito por Venter o "teletransportador biológico" como el lo define, consistiría básicamente en un un archivo electrónico que expresaría el código de ADN que puede ser enviado por e-mail o móvil. Transferidos a un dispositivo receptor el repertorio de nucleótidos, azúcares y/o aminoácidos se combinarian químicamente para ser impresos en forma de vacunas.

Venter fundador y director general de Genómica Sintética Inc. , una firma genómica comercial, y de la J. Craig Venter Institute (JCVI) , una organización de investigación sin fines de lucro explorar la genómica. Realizo el anuncio del proyecto a través de videoconferencia desde su sede en New York. Su equipo está trabajando a través de escenarios en los que tienen menos de 24 horas para hacer una nueva vacuna con este gadget.

El propósito es poder actuar en situaciones de emergencia como catástrofes humanitarias o escasez de antibióticos. Podemos digitalizar biología, envíelo a la velocidad de la luz y volver a configurar la biología en el otro extremo. El dispositivo podría ser utilizado para administrar vacunas en casos de epidemial. 

Venter no es el primero que intenta imprimir cerámica biológica. Los científicos han tratado de imprimir los vasos sanguíneos, y diferentes órganos con desigual éxito. 
Obviamente, esto sería un dispositivo mucho más complejo de lo que Las impresoras 3D de hoy en día que se utilizan para reproducir piezas de plástico, pero el concepto es potencialmente transferibles a materiales biológicos. 

La bio-impresora, en teoría, podría realizar y distribuir una vacuna rápidamente a cualquier lugar del mundo, a través de un correo electrónico masivo con las especificaciones de la vacuna se podría hacer a una pandemia, o un ataque bioterrorista en cuestión de minutos. se imprimiría vacunando a la población. 

Según los escépticos de materializarse el proyecto y ponerse en practica, se enfrentaría a diferentes peligros potenciales. ¿Qué podría salir mal? por ejemplo nadie puede garantizar que las formulas caigan en manos poco seguras o envíos masivos que terminan tirados en un buen número de filtros de spam. ¿Cómo podemos garantizar el control de calidad? Peor aún, las especificaciones de la vacuna podían convertirse en un arma biológica.

Todo esto esta aun por dilucidar, según Venter los beneficios de la bio-impresora están por encima de los inconvenientes. Si los reguladores permiten que se aplique este enfoque futurista, la salud pública se transformaría pudiendo proporcionar soluciones virales in situ. Sus aplicaciones en la atención sanitaria se podría extender a muchas otras disciplinas sanitarias acelerando la curación de los enfermos y sus diagnostico.

Revierten el envejeciemiento de células cardiacas humanas, activando la telomerasa



El descubrimiento de la relación que existe entre el acortamiento de los   telómeros en la división celular, y el envejecimiento por el efecto de la enzima de la telomerasa. Ha supuesto que se abran nuevas expectativas en el desarrollo de terapias genicas, para el tratamiento de enfermedades consecuencias del envejecimiento celular.

El departamento  de investigación perteneciente al Instituto del Corazon de la Universidad de San Diego, ha conseguido rejuvenecer tejido cardiaco, en pacientes mayores que presentaban insuficiente cardiaca. Utilizando células madres a las que se había practicado una biopsia, con el fin de evaluar su idoneidad.

Las células madre modificadas ayudó a la señalización de la estructura de las células del corazón facilitando la actividad de la telomerasa en la regeneración de los telomeros. Los investigadores modificaron las células madre en el laboratorio añadiendo PIM-1, una proteína que promueve la supervivencia celular y el crecimiento. El estudio firmado por Sadia Mohsin, Ph.D. fue presentado en Basic Cardiovascular de la American Heart Association Ciencias Sesiones Científicas 2012 y publicado en Journal of the American College of Cardiology.

Las células rejuvenecen cuando la actividad de las células madre modificadas mejoran debido a la actividad de la enzima  telomerasa, que evita el desgaste del telómero cromosomico. Los tolmerasa situados en los extremos de los cromosomas facilitan la replicación celular. El envejecimiento y la enfermedad se produce cuando los telómeros se acortan debido a la reducción de presencia de telomerasa. 

Las células humanas que se utilizaron en la investigación fueron probadas unicamente invitro, limitandose al ámbito del laboratorio por razones de seguridad. Los investigadores   entonces ensayaron la técnica en ratones y cerdos, y encontraron que los telómeros crecieron alargamiento, regenerando d-e tejido cardiaco en tan sólo cuatro semanas. 

Hasta ahora las investigaciones realizadas con telomeros habían conseguido ralentizar el proceso de envejecimiento celular, pero gracias a la señalización de PIM-1, se ha conseguido que se incremente la cantidad de telomerasa, revertiendo el proceso de envejecimiento celular orgánico. En este momento sólo existen soluciones farmacologicas, trasplante de corazón o de terapias con células madre con potencial regenerativo limitado, pero PIM-1 la modificación supone un avance significativo para el tratamiento clínico.

Alivian el dolor crónico con el trasplante de células madre embrionarias


El dolor crónico, por definición, es difícil de tratar terapeuticamente, pero un nuevo estudio realizado por científicos de UCSF muestra cómo una terapia con células podrían algún día ser utilizado no sólo para calmar algunos tipos comunes de dolor persistente, sino también para curar las condiciones que dan lugar a ellos. Los investigadores dirigidos por  Allan Basbaum, en su trabajo con ratones, se centró en el tratamiento del dolor crónico que se deriva de la lesión del nervio, que produce el llamado dolor neuropático. 


En su estudio, publicado en la edición del 24 de mayo 2012 en Neuron, los científicos trasplantaron las células nerviosas embrionarias inmaduras que surgen en el cerebro durante el desarrollo y las utilizaron para compensar la pérdida de la función de las neuronas específicas en la médula espinal que normalmente amortiguan las señales producidas por el dolor. Una pequeña fracción de las células trasplantadas sobrevivieron madurando hasta convertirse en neuronas funcionales. 

Las células integradas en los circuitos de los nervios de la médula espinal, la formación de sinapsis y las vías de señalización con las neuronas vecinas. Dieron como resultado, que la hipersensibilidad  causada por el dolor asociado con la lesión del nervio fuera eliminada casi por completo, los investigadores están trabajando en la posibilidad de crear tratamientos potenciales que podrían eliminar la fuente del dolor neuropático, y que puede ser mucho más eficaz que los fármacos que tienen como objetivo únicamente para tratar los síntomas del dolor.

Aunque el dolor y la hipersensibilidad después de una lesión generalmente se resuelven, en algunos casos, persisten tras la lesión, creándose la condición de dolor crónico. Existen muchos tipos de dolor crónico son inducidos por estímulos que son esencialmente inofensivos. El dolor crónico debido a este tipo de hipersensibilidad es a menudo una condición médica debilitante. Muchas personas sufren de dolor crónico neuropático después de un ataque de herpes, años o décadas después de que el virus que causa la varicela haya remitido. 

Actualmente el actual arsenal farmacologico para tratar el dolor crónico se reduce a la gabapentina, un anticonvulsivo utilizado por primera vez para tratar la epilepsia, que ahora es considerado como el tratamiento más eficaz para el dolor neuropático. Sin embargo, es efectivo para sólo aproximadamente el 30 por ciento de los pacientes. 

Los efectos de la gabapentina contribuyen a un estado de hiperexcitabilidad, mejorando la transmisión de mensajes de dolor al cerebro y causan estímulos normalmente inocuos. Las neuronas inhibidoras que están dañadas en la médula espinal provocan la liberación del dolor a traves de una molécula que normalmente transmite señales inhibitorias el neurotransmisor GABA. Una pérdida de la inhibición GABA también está implicada en la epilepsia y puede jugar un papel en la enfermedad de Parkinson. 

La gabapentina no imita el GABA, sino que ayuda a compensar la pérdida de la inhibición que el GABA normalmente proporciona. Colegas  de Basbaum de la UCSF, habían ya  experimentando con el trasplante neuronas inmaduras que hacen que GABA, usen las neuronas trasplantadas para reforzar la señal inhibitoria en modelos de ratón para prevenir ataques de epilepsia y para combatir una enfermedad similar al Parkinson. 

Sin embargo, en aquellos experimentos con las células que se originan en una región del cerebro anterior, denominada colmo eminencia ganglionar medial (MGE) fueron trasplantadas en el cerebro en sí, que es su lugar habitual. Al enterarse de la investigación, Basbaum se interesó en el trasplante de las mismas células en la médula espinal como tratamiento potencial para la pérdida de la inhibición GABA-impulsado en el dolor neuropático. El éxito no estaba asegurado, ya que las células que normalmente no sobreviven fuera de sus entornos naturales dentro de un organismo tan complejo. 

Otro co-autor del estudio de Neuron, UCSF el investigador John Rubenstein, ha logrado importantes avances en la identificación de moléculas que pueden ser manipuladas para dirigir una célula madre embrionaria que tras pasar por las etapas de desarrollo adquieran las propiedades de las neuronas GABA que se derivan de la eminencia ganglionar medial. Esta investigación se encuentra en una fase muy temprana, y aun se esta muy lejos de pensar en ella en ensayos con humanos, pero si representa un método para desarrollar  células similares a las GABA, a partir de células madre embrionarias humanas. 

Como un paso hacia las terapias posibles, el equipo de la UCSF tiene previsto injertar células fetales humanas de la eminencia ganglionar medial, o células derivadas de células madre embrionarias humanas, en un modelo animal de dolor neuropático, para ver si las células humanas también aliviará neuropático crónico dolor. A diferencia de las drogas, las células trasplantadas pueden tener efectos muy especifico, dependiendo de donde se trasplantan. 

De acuerdo con Alvarez-Buylla, un destacado científico, entre los que trabajan para definir las potencialidades de varias células en el cerebro en desarrollo en las diferentes etapas: "Una de las sorprendentes propiedades de estas células de la eminencia ganglionar medial es su capacidad sin precedentes migratorio, lo que les permite para navegar a través de terrenos múltiples dentro del sistema nervioso central, y para luego convertirse funcionalmente integrados con otras células. 

El equipo de la doctora Blasco logra prolongar la vida de ratones hasta en un 24% con un solo tratamiento


Diversos estudios han demostrado que es posible alargar la vida media de organismos de numerosas especies, incluidos mamíferos, actuando sobre distintos genes. Hasta ahora eso ha implicado modificar permanentemente los genes de los animales desde la fase embrionaria, algo que no se plantea en humanos. Investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), liderados por su directora, Maria A. Blasco, han probado ahora que es posible alargar la vida de ratones con un tratamiento que actúa directamente sobre los genes, pero que se aplica a animales adultos, y una única vez. Lo han hecho mediante terapia génica, una estrategia nunca antes empleada para combatir el envejecimiento.   

Es la primera terapia antienvejecimiento en teoría susceptible de ser aplicable en humanos que actúa directamente sobre los genes

La terapia ha demostrado ser segura y efectiva en ratones. Los resultados se hacen públicos hoy en la revista EMBO Molecular Medicine. Los investigadores del CNIO, en colaboración con Eduard Ayuso y Fátima Bosch, del Centro de Biotecnología Animal y Terapia Génica de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), trataron a ratones adultos, de un año de edad; y viejos, de dos años. En ambos casos la terapia génica tuvo un efecto “rejuvenecedor”, escriben los autores. Los ratones que fueron tratados al cumplir el año vivieron, de media, un 24% más; los de dos años, un 13% más. Además, la terapia mejoró sensiblemente la salud de los animales, retrasando la aparición de enfermedades asociadas a la edad - ‐como la osteoporosis y la resistencia a la insulina- ‐ y mejorando los valores de indicadores de envejecimiento, como la coordinación neuromuscular.


En ambos casos la terapia génica tuvo un efecto “rejuvenecedor”, escriben los autores. Los ratones que fueron tratados al cumplir el año vivieron, de media, un 24% más; los de dos años, un 13% más.  


La terapia génica aplicada se basa en tratar al animal con un virus cuyo ADN ha sido modificado; los genes virales han sido sustituidos por uno de los genes más importantes para el envejecimiento: el de la enzima telomerasa. La telomerasa repara los extremos de los cromosomas, los llamados telómeros, y al hacerlo frena el reloj biológico de la célula y por ende del organismo. El virus, al infectar al animal, actúa como un vehículo que deposita el gen de la telomerasa en las células. Este trabajo “demuestra que es posible desarrollar una terapia génica antienvejecimiento con telomerasa sin aumentar por ello la incidencia de cáncer”, escriben los autores. “Los organismos adultos acumulan daños en el ADN resultado del acortamiento de los telómeros, este trabajo muestra que una terapia génica basada en la producción de telomerasa es capaz de reparar o retrasar este tipo de daño”, añaden. 'Resetear' el reloj biológico.


La telomerasa repara los extremos de los cromosomas, los llamados telómeros, y al hacerlo frena el reloj biológico de la célula y por ende del organismo. El virus, al infectar al animal, actúa como un vehículo que deposita el gen de la telomerasa en las células.  

Los telómeros son estructuras que protegen los extremos de los cromosomas, pero de forma limitada en el tiempo: con cada división de la célula, los telómeros se acortan, hasta que se reducen demasiado y ya no pueden desempeñar su función. Como resultado, la célula deja de dividirse y envejece, o muere. Esto se evita con la telomerasa, que frena el acortamiento de los telómeros o incluso los reconstruye de nuevo. La telomerasa, en esencia, para o resetea el reloj biológico de la célula. El gen de la telomerasa, no obstante, sólo está activo en la mayoría de las células antes del nacimiento; las células del organismo adulto, salvo excepciones, no tienen telomerasa.


La excepción son las células madres adultas y las cancerígenas, que se dividen sin límite y son por tanto inmortales - ‐varios estudios han demostrado, de hecho, que la expresión de telomerasa es clave para la inmortalidad de las células tumorales- ‐. Por esta razón, el riesgo de promover el desarrollo de tumores siempre había supuesto un obstáculo a la hora de plantear terapias antienvejecimiento basadas en la telomerasa. En 2007, el grupo de Blasco demostró que es posible prolongar la vida de ratones transgénicos - ‐cuyo genoma ha sido modificado de forma permanente en la fase embrionaria- ‐ haciendo que sus células expresen telomerasa y, además, genes extra de resistencia al cáncer. Estos animales viven un 40% más de lo habitual y no tienen cáncer. Resultados sin generar cáncer Los ratones tratados con la terapia génica ahora ensayada tampoco tienen cáncer.


Aunque esta terapia no sea aplicada a humanos contra el envejecimiento, al menos a corto plazo, sí puede abrir una nueva vía al tratamiento de enfermedades relacionadas con la presencia en los tejidos de telómeros anómalamente cortos, como algunos casos de fibrosis pulmonar humana.

Los investigadores lo atribuyen a que la terapia comienza cuando los animales ya son adultos, y por tanto no tienen tiempo de acumular el número de multiplicaciones aberrantes necesarias para la aparición de tumores. También es importante el tipo de virus empleado para llevar el gen de la telomerasa a las células. Los autores usaron virus muy seguros, ampliamente usados en terapia génica con un gran éxito en el tratamiento de la hemofilia y enfermedades oculares. Son virus que derivan de otros no patógenos en humanos y que no tienen capacidad para replicarse.

Aunque esta terapia no sea aplicada a humanos contra el envejecimiento, al menos a corto plazo, sí puede abrir una nueva vía al tratamiento de enfermedades relacionadas con la presencia en los tejidos de telómeros anómalamente cortos, como algunos casos de fibrosis pulmonar humana. Más años de vida saludable “El envejecimiento hoy no se considera una enfermedad, pero cada vez más los investigadores tendemos a verlo como la causa común de enfermedades como la resistencia a la insulina o las cardiovasculares, cuya incidencia aumenta con la edad. Si tratáramos el envejecimiento de las células, prevendríamos esas enfermedades”, explica Blasco.

Sobre la terapia ensayada en este trabajo, Bosch señala: “Usamos un vector que expresa el gen de interés [telomerasa] durante un largo periodo de tiempo, y por tanto se realizó un tratamiento único. Esto podría ser imprescindible para una terapia antienvejecimiento, ya que cualquier otra estrategia requeriría de una administración constante del fármaco durante toda la vida del paciente, aumentando el riesgo de efectos adversos”.

Our Dwindling Food Variety



Desde que se logro sintetizar la doble hélice de ADN, se han abierto un sin fin de posibilidades en muy diversos campos de la actividad humana, aparte de en la medicina, la molificación genética de semillas destinadas al cultivo, ha sido uno de los campos donde mas se avanzado en todo este tiempo y donde mas resultados prácticos se han obtenido, teniendo implicaciones directas en la alimentación del ser humano y en la alteración de sus habitos de consumo. Lo que ha supuesto que paralelamente se establezcan posiciones opuestas, en relación a su conveniencia como tecnología aplicable a los alimentación que conforman nuestra dieta.

En la infografía realizada por un experto como es John Tomanio, para la publicación National Geographic, bajo el titulo Our Dwindling Food Variety (La disminución de la variedad de nuestros alimentos), nos muestra el vinculo que hay entre la disminución de la variedad genética de las semillas de diferentes especies vegetales cultivables en los Estados Unidos y la proliferación por otra parte de semillas modificadas por ingeniería genética. 

Así podemos observar como en poco mas de  cien años, se pasa de cerca de 500 variedades de lechuga, a los solo 36 existentes en la actualidad, esta constante que se puede aplicar a la totalidad de las especies que componen la cadena alimentaria de los Estadounidenses. Un ejemplo paradigmático lo representa el cultivo del tomate, muy popular entre los consumidores americanos, y que ha perdido alrededor del 80% de su diversidad de semillas. Pero lo más preocupante es que los monocultivos han desprovisto a la tierra de los nutrientes: reduciendo los ciclos de cosecha. John se ha basado en estudios realizado por agencias de control y estadística alimentaria, tanto gubernamentales como del ámbito privado como Rural Advancement Foundation International, o la USDA U.S. National Seed Storage Laboratory, que incluyó 66 cultivos, encontrando que alrededor del 93 por ciento de las variedades se había extinguido. Más arriba al día se necesitan estudios.