"No solo basta con encontrar el camino correcto, sino tambien recorrerlo y llegar al destino a pesar de que no existe el limite. Biotecnología, ciencia del presente para el futuro."

19 de junio de 2013

TRATAN DE GENERAR ELECTRICIDAD A PARTIR DE VEGETALES MEDIANTE UNA MANIPULACIÓN DE SU MECANISMO FOTOSINTÉTICO

Usar masas de vegetación como centrales eléctricas es un proyecto en el que ahora mismo está trabajando un equipo de la Universidad de Georgia en Athens, Estados Unidos.
El Sol es la fuente más abundante de energía en el planeta. Sin embargo, sólo una pequeña fracción de la radiación solar que llega a la Tierra es convertida por la tecnología actual en electricidad.
Para ayudar a cambiar esta situación, el equipo de Ramaraja Ramasamy, de la citada universidad, estudió los mecanismos de la naturaleza de nuestro mundo para aprovechar la energía solar, y ha obtenido de ellos la inspiración necesaria para comenzar a desarrollar una nueva tecnología que hace posible usar vegetales para generar electricidad.
Las plantas son las campeonas indiscutibles en el aprovechamiento de la energía solar. Tras millones de años de evolución, la mayoría de ellas opera a casi el 100 por ciento de eficacia cuántica, lo que significa que por cada fotón de la luz solar que captura la planta, obtiene un número igual de electrones. Convertir incluso una fracción de esto en electricidad mejoraría la eficiencia de los paneles solares, los cuales generalmente operan en niveles de eficiencia de entre el 12 y el 17 por ciento.
Durante la fotosíntesis, las plantas usan la luz solar para dividir moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno, lo que produce electrones. Estos electrones recién liberados se utilizan para ayudar a crear azúcares que las plantas emplean como alimento para abastecer su crecimiento y reproducción.
El equipo de Ramasamy, ha desarrollado una forma de interrumpir la fotosíntesis de tal modo que los electrones puedan ser capturados antes de que la planta los utilice para formar esos azúcares.
La tecnología de Ramasamy se basa en manipular las estructuras de la célula vegetal que son responsables de capturar y almacenar energía de la luz solar. La manipulación apropiada de las proteínas contenidas en dichas estructuras permite interrumpir el flujo natural de los electrones.
Estas estructuras modificadas son inmovilizadas en un conjunto especialmente diseñado de nanotubos de carbono, estructuras cilíndricas de diámetro nanométrico. Los nanotubos actúan como un conductor eléctrico, capturando los electrones desde la planta y enviándolos a través de un cable.
En experimentos a pequeña escala, este diseño originó niveles de corriente eléctrica que, a igualdad de condiciones de alimentación de luz solar, son dos órdenes de magnitud mayores que los conseguidos previamente en sistemas similares.
Ramasamy advierte que todavía hay que realizar mucho más trabajo antes de que esta tecnología alcance la comercialización, pero él y sus colaboradores ya están trabajando en mejorar la estabilidad y la eficiencia de su dispositivo.

13 de junio de 2013

SECUENCIANDO EL GENOMA DEL OCÉANO

En el fondo marino, a 3.500 metros de profundidad el agua se encuentra muy fría, entre uno y dos grados. La oscuridad es total, pues la luz se dispersa y desaparece antes de los doscientos metros de la superficie. A pesar de este hábitat hostil, allí consiguen vivir distintas especies de virus y bacterias.  
Los trabajos de secuenciación (enmarcado en el proyecto Malaspina) se centran en los virus, bacterias y protistas que habitan el océano a 4.000 metros de profundidad. La mayor parte de la biomasa de los organismos marinos se compone de microorganismo. De éstos, un 72% habitan en el océano oscuro, de 200 metros de profundidad. Sin embargo, hasta ahora, la secuenciación de ADN o ARN había sido limitada casi exclusivamente a las aguas de la superficie del océano.

Los resultados preliminares revelan una riqueza de especies desconocidas de microorganismos en el océano profundo, que se caracteriza por una intensa actividad biológica. Específicamente, 60% de las especies bacterianas de las profundidades del océano detectado por técnicas de secuenciación masiva son desconocidos.Se podría decir por tanto, que por primera vez se secuencia el "genoma del oceáno".
En el fondo del oceáno, los organismos viven alejados unos de otros, pero la soledad del entorno no es obstáculo para su supervivencia, ya que no necesitan juntarse entre ellos para reproducirse. La supervivencia de las bacterias se basa en algo tan sencillo como dividirse, para crear otra célula más parecida a un gemelo que a un hijo. Acostumbradas a sobrevivir en las peores condiciones, no les resulta difícil engañar a los científicos, haciéndose las muertas una vez que se ven atrapadas dentro de las muestras de agua. Han sido casi 200.000 las que han recogido los investigadores, obtenidas a profundidades que han llegado hasta los 4.000 metros de profundidad, en 313 puntos de los fondos marinos de los océanos Índico, Pacífico y Atlántico.
Josep Maria Gasol investigador del CSIC, afirma que nos estamos encontrando con que desconocemos la mayor parte de los genes, pues no aparece nada parecido en las bases de datos de que se dispone. Una de las mayores sorpresas ha sido toparse con bacterias capaces de degradar compuestos muy tóxicos que se han ido acumulando en el fondo marino por efecto de la actividad humana, se han encontrado bacterias con vías metabólicas que son capaces de degradar el metilmercurio, otras bacterias, los metanotrofos, utilizan los productos de degradación de los mismos compuestos tóxicos como fuente de carbono y energía. La detección de estas plantas de reciclaje en las profundidades del océano permite identificar las regiones con la mayor acumulación de sustancias tóxicas, y usar estas bacterias como biosensores del estado ecológico de un entorno tan desconocido como las profundidades del océano.
El número de especies marinas utilizadas como fuente de genes con interés comercial crece un 12 por ciento anual. El potencial biotecnológico de los organismos marinos es grande, y más aún en el océano profundo. Otros de los genes recolectados en Malaspina abren la puerta a aplicaciones biotecnológicas en el campo de la medicina. Se trata de sintetizar una nueva generación de antibióticos, ante el agotamiento previsto de los actuales para las próximas décadas, uno de los retos en el ámbito de la seguridad sanitaria a los que se enfrentará la sociedad debido a la resistencia que comienzan a mostrar algunas bacterias en la actualidad.

26 de mayo de 2013

DISEÑAN BACTERIAS PRODUCTORAS DE ELECTRICIDAD QUE SOLO NECESITAN DE HIDRÓGENO Y DIÓXIDO DE CARBONO

Investigadores de la Universidad de Massachusetts han diseñado una cepa de bacterias productoras de electricidad que pueden crecer utilizando gas de hidrógeno como su único donante de electrones y dióxido de carbono como su única fuente de carbono.
Amit Kumar, un investigador en el estudio, dijo que esto representa el primer resultado de la producción de corriente únicamente con hidrógeno.
Bajo la dirección de Derek Lovley el grupo de laboratorio ha estado estudiando las bacterias Geobacter desde que Lovley por primera vez aisló Geobacter metallireducens en los sedimentos de arena del río Potomac en 1987. Las especies Geobacter son de interés debido a su capacidad de biorremediación, el potencial de la bioenergía, nuevas capacidades de transferencia de electrones, la capacidad de transferir electrones fuera de la célula y transportar estos electrones a grandes distancias a través de filamentos conductores conocidos como nanocables microbianos.
Kumar y sus colegas estudiaron un pariente de G. metallireducens llamado Geobacter Sulfurreducens, que tiene la capacidad de producir electricidad mediante la reducción de compuestos orgánicos de carbono con un electrodo de grafito como el óxido de hierro o de oro para servir como el único aceptor de electrones. Ellos modificaron genéticamente una cepa de las bacterias que no necesitaban de carbono orgánico para crecer en una celda de combustible microbiana.
Kumar expresó que la cepa modificada produce fácilmente la corriente eléctrica en las celdas de combustible microbianas con gas de hidrógeno como el único donante de electrones y ninguna fuente de carbono orgánico. El investigador además señala que cuando el suministro de hidrógeno a la celda de combustible microbiana era detenido intermitentemente, la corriente eléctrica se reducía significativamente y las células unidas a los electrodos no generaban ninguna corriente significativa.

TOMATES PÚRPURAS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS CON MAYOR CANTIDAD DE ANTIOXIDANTES

Científicos del Centro John Innes en Norfolk crearon un tomate modificado genéticamente al introducir dos genes de la planta boca de dragón, este nuevo tomate posee un mejor sabor, y cuenta con una mayor cantidad de antioxidantes, adquiriendo así un llamativo color púrpura.
Uno de los problemas más serios que enfrenta la industria del tomate aparece a la hora de retirar el fruto de la planta. Los tomates son recolectados mientras están verdes, lo que hace más sencillo su transporte y almacenamiento debido a que son más duros y resistentes, pero esto provoca que pierdan sabor y textura, ya que el fruto no alcanza la madurez necesaria en la planta. Esto va directamente en contra de las necesidades del consumidor y de las grandes cadenas de distribución, que esperan un tomate sabroso y firme. En mayo del año pasado se completó la secuencia del genoma del tomate, instalando la posibilidad de recuperar su sabor a través de la ingeniería genética.
Sin embargo, lo que tenemos hoy aquí va más allá del sabor. Se trata de un tomate púrpura, modificado genéticamente por científicos del Centro John Innes en Norfolk. Este tomate incorpora dos genes de la planta conocida como “boca de dragón”. Estos genes activan a otros que permanecían dormidos en el tomate, provocando un aumento en la producción de antocianina. Las antocianinas se pueden encontrar naturalmente en una gran cantidad de frutas y verduras, y es responsable por algunos de los tonos más reconocibles, como el rojo de la zarzamora y el azul en el arándano. Sin embargo, el rol más importante de las antocianinas es el de antioxidantes con propiedades anticancerígenas.
Otro punto a favor del tomate púrpura modificado genéticamente está en su duración una vez que es cosechado. Las pruebas realizadas por los científicos revelan que pasan unos 48 días hasta que el tomate púrpura se echa a perder tras su cosecha, contra las tres semanas del tomate convencional. Esto permitiría a la industria dejar que el tomate se desarrolle por mucho más tiempo en la planta, ganando olor y sabor, pero conservando su resistencia para el transporte. Ahora, tal vez el tomate púrpura sea un poco chocante a la vista, en especial sabiendo que fue modificado genéticamente, pero lo cierto es que el rojo no tiene ninguna exclusividad sobre los tomates.
Existen tomates que son púrpura en forma natural, como el cherokee púrpura, pero también los hay en verde, amarillo, naranja, y hasta rosa. Las pruebas que establecerán los beneficios del tomate modificado llevarán doce meses, pero serán necesarios dos años adicionales para que las autoridades den el visto bueno (o no) a su venta en forma de zumo.

22 de mayo de 2013

REPROGRAMAN CÉLULAS DE LA PIEL EN CÉLULAS MADRE EMBRIONARIAS PARA TERAPIA


Los científicos de la Oregon Health & Science University y el Centro de Investigación Nacional de Primates de Oregon (ONPRC) han reprogramado con éxito células de piel humana en células madre embrionarias capaces de transformarse en cualquier otro tipo de célula en el cuerpo. Se cree que las terapias de células madre mantienen la promesa de la sustitución de las células dañadas por una lesión o enfermedad. Enfermedades o condiciones que pueden ser tratadas a través de esta terapia incluyen la enfermedad de Parkinson, la esclerosis múltiple, enfermedades cardiacas y lesiones de la médula espinal.
La técnica utilizada por los investigadores es una variación de un método de uso común llamada transferencia nuclear de células somáticas, o SCNT. Se trata de trasplantar el núcleo de una célula, que contiene el ADN de un individuo, en un óvulo cuyo material genético ha sido eliminado. El óvulo fertilizado se desarrolla y finalmente produce células madre.
El doctor Mitalipov, miembro del equipo de investigación, explicó que un examen completo de las células madre obtenidas a través de esta técnica demostró la capacidad de éstas para convertirse, al igual que las células madre embrionarias normales, en diferentes tipos de células. Además, debido a que estas células reprogramadas pueden ser generadas con el material genético nuclear de un paciente, no hay que preocuparse de rechazo en un trasplante. 
Si bien hay mucho trabajo por hacer en el desarrollo de tratamientos con células madre seguras y efectivas, los investigadores creen que este es un importante paso hacia adelante en el desarrollo de células que podrían ser utilizadas en la medicina regenerativa.
Otro aspecto destacable de este estudio es que no se trata de la utilización de embriones fertilizados, un tema que ha sido la fuente de un debate ético significativo.
El éxito del equipo de Mitalipov en la reprogramación de células de piel humana llegó a través de una serie de estudios tanto en células humanas y de mono. Intentos fallidos previos realizados por varios laboratorios mostraron que los óvulos humanos parecen ser más frágiles que los huevos de otras especies. Por lo tanto, los métodos de reprogramación conocidos estuvieron estancados antes que las células madre sean producidas.
Para resolver este problema, los investigadores estudiaron diversos enfoques alternativos desarrollados primero en células de mono y después aplicados a las células humanas. A través de los hallazgos entre células de mono y células humanas, los investigadores fueron capaces de desarrollar un método exitoso.
La clave de este éxito fue encontrar una manera de estimular los óvulos para permanecer en un estado llamado metafase durante el proceso de transferencia nuclear. El equipo de investigación encontró que mantener químicamente la metafase durante todo el proceso de transferencia impidió que el proceso no se estanque y permitió además que las células se desarrollen y produzcan las células madre.
Una distinción importante es que mientras que el método podría ser considerado como una técnica para la clonación de células madre, comúnmente llamado clonación terapéutica, el mismo método probablemente no tenga éxito en la producción de clones humanos conocidos de otra manera como la clonación reproductiva. Varios años de estudios en monos de la transferencia nuclear de células somáticas no han logrado producir clones de mono. Se piensa que este es también el caso con los seres humanos.