21 may 2010

Cèl·lules sintètiques

Un equip de científics de l'Institut J. Craig Venter de Estats Units han presentat a la revista Science el bacteri 'Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0'.



Han aconseguit que un genoma creat per ells mateixos pugui controlar les funcions d'una cèl·lula bacteriana. L'experiment s'ha basat en la substitució del genoma del bacteri Mycoplasma capricolum per un de sintètic dissenyat amb la seqüència genòmica de Mycoplasma mycoides. A partir de la substitució, han pogut veure com la cèl·lula actua, produeix proteïnes i s'autoreplica.

Anteriorment, els científics ja havien aconseguit, per una banda, sintetitzar i copiar químicament un genoma bacterià i per l'altra, trasplantar el genoma d'un bacteri a un altre; però el que han aconseguit ara és unir aquests dos mètodes en un.

El genoma sintètic és una còpia de l'original a excepció de 14 gens. D'aquests, dos es van desorganitzar durant el procés, mentre que els 12 restants es van eliminar o alterar intencionadament. 10 gens d'aquests es van alterar per formar quatre seqüències que permeten diferenciar el genoma sintètic del natural i reemplacen gens que no eren essencials per a la viabilitat de l'organisme.


De cares al futur, els científics tenen intenció de dissenyar altres genomes més originals i crear bacteris capaços de dur a terme funcions específiques per ajudar a resoldre problemes energètics o mediambientals. I també creuen que això ajudarà a comprendre millor els mecanismes bàsics que dirigeixen la vida.

Tot i això, es tracta d'un experiment que comporta implicacions ètiques i socials importants, en relació a la síntesi de vida. En aquest sentit, els autors creuen que el descobriment, tot i les repercussions, té un gran potencial per al bé de la societat si s'utilitza amb prudència.

Per a més informació: Science Research Article.

16 may 2010

Extincions massives i situació actual

En un article publicat el passat 26 d'abril en la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences', investigadors de la universitat d'Stanford comenten noves evidències sobre la gran extinció massiva que va tenir lloc a la Terra fa 250 milions d'anys, al final del Pèrmic.

L'anàlisi del calci incrustat en roca calcària suggereix que les erupcions volcàniques que hi van tenir lloc, van expulsar grans quantitats de diòxid de carboni a l'atmosfera causant l'acidificació dels oceans amb la conseqüent aniquilació del 90% de la biodiversitat marina i gran part de la terrestre. Abans de les erupcions, l'oceà contenia diverses espècies de coralls, algues, cloïsses i cargols; però després, el món aquàtic va passar a estar dominat per bacteris.



Jonathan Payne, professor de la Universitat d'Stanford, comenta que el calci trobat a la província de Guizhou al sud-est de Xina, ajuda a respondre la gran pregunta que els científics s'han fet durant dècades: 'Què va causar l'extinció en massa?'; ja que al llarg del temps s'han proposat possibles raons que inclouen asteroides, volcans i nivells d'oxigen baixos en l'aigua.

En un principi, Payne i els seus investigadors creien que els isòtops de carboni ja estudiats indicaven als volcans com a causa principal, però no es podia distingir clarament de les altres possibilitats.
Fa dos anys, es van adonar que el calci de la roca podria donar la resposta ja que aquest seria diferent abans i després de l'extinció. Així, a partir de l'observació de canvis en la proporció d'isòtops de calci de pesats a lleugers en fòssils de diferents períodes de temps, han pogut deduir els canvis químics que van tenir lloc en el medi. D'aquesta manera, han trobat que els canvis de proporció en el calci encaixen amb la senyal predita per a l'acidificació dels oceans i que la senyal de diòxid de carboni procedeix de les erupcions volcàniques de les Trampes Siberianes.

Es tracta d'un descobriment que pot tenir paral·lelismes amb el canvi climàtic i l'acidificació actual.

En l'extinció, l'equip ha calculat que es van alliberar entre 13.000 i 43.000 gigatonelades de carboni a l'atmosfera i en comparació, els científics estimen que actualment s'alliberarien 5.000 gigatonelades de carboni si s'utilitzessin tots els combustibles fòssils de la Terra.

A simple vista, Payne comenta que pot ser que no estiguem alliberant tanta quantitat de carboni com les Trampes Siberianes, però si que ho estem fent a un ritme més ràpid. A més, el Consell de Recursos Nacionals ha informat de que la química dels oceans està canviant ràpidament degut al diòxid de carboni alliberat a l'atmosfera i diversos estudis han mostrat que una major acidesa en els oceans redueix la fotosíntesi, l'adsorció de nutrients, el creixement i la reproducció dels organismes marins.
Per aquest motiu, cal ser conscients de la necessitat de regular les emissions, ja que tot i que la situació no seria tan extrema com fa 250 milions d'anys ens podríem trobar amb greus problemes.

14 may 2010

Desxifrant els codis d'unió del genoma

Investigadors de la Universitat de Toronto han publicat, el passat 6 de maig, a la revista Nature l'article 'Deciphering the Splicing Code', on l'equip descriu com el codi ocult dins el DNA explica com un nombre limitat de gens humans poden produir missatges genètics i generar òrgans de gran complexitat.
L'any 2004, la seqüenciació del genoma humà va permetre trobar aproximadament 20.000 gens; però també es va descobrir que aquests consten de milers de missatges genètics que són utilitzats per les cèl·lules vives per generar instruccions sobre l'activitat cel·lular. El nou coneixement d'aquests missatges ha estat possible gràcies a la utilització d'un nou mètode d'anàlisi biològic assistit per ordinador que troba contrasenyes ocultes en el genoma, les quals s'anomenen 'codis d'unió'.
Fins ara els investigadors no podien predir la reordenació o unió dels missatges genètics dins una cèl·lula viva, però a partir d'aquest l'estudi s'han pogut realitzar prediccions precises.


El descobriment científic permetrà entendre millor processos complexes dins les cèl·lules, ajudant a prevenir malalties de gran importància en l'actualitat com el càncer o desordres neurodegeneratius.

9 may 2010

Sensors bioquímics en cèl·lules vives

Un grup d'investigadors del Centre Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) ha fabricat xips de silici que incorporen diacetat de fluoresceïna, el qual pot interactuar amb substàncies intracel·lulars i les converteix en sensors.

En la investigació, els xips han estat introduïts en cèl·lules humanes i també de Dictyostelium discoideum, una ameba unicel·lular, on han pogut comprovar com aquestes es mantenien vives durant set dies després de la introducció.

A més, l'equip de l'experiment ha demostrat que els xips poden estar formats per diversos materials, així com incorporar estructures nanomètriques mecanitzades. Un dels investigadors, José Antonio Plaza, ha comentat que seria possible incorporar sensors mecànics, tèrmics o magnètics, i fins i tot combinar un sensor i un actuador permetent detectar si la cèl·lula es troba en condicions òptimes.

Aquesta nova tecnologia es podria començar a aplicar en estudis de biologia cel·lular per conèixer paràmetres intracel·lulars en viu i en temps real i conèixer l'actuació en una determinada part de la cèl·lula. Fins i tot, en un futur, es podria arribar a aplicar en la biomedicina.

8 may 2010

Pluja artificial amb làser

Un equip de físics de Berlín (Alemanya) ha induït al laboratori la formació de núvols amb la posterior caiguda de gotes de pluja. L'experiment, publicat a Nature Photonics, s'ha dut a terme per mitjà de l'emissió de pols breus de llum làser infraroja en una càmera d'aire amb aigua saturada a -24ºC.

El làser permet generar núvols per l'extracció d'electrons dels àtoms en l'aire que afavoreixen la formació de radicals d'hidroxil. Aquests converteixen el diòxid de sulfur i el nitrogen de l'aire en partícules que donaran lloc a les gotes de pluja.

A més, els científics han volgut anar més enllà i s'ha provat el làser a l'exterior. En aquest cas al cel de Berlín, durant diferents nits i amb condicions atmosfèriques diferents. Els investigadors han pogut comprovar la formació de les gotes de pluja, però no encara la formació directa de núvols.

S'han acabat els càntics populars i els balls rituals per atraure els núvols en època de sequera, d'aqui poc arriba la pluja artificial!

2 may 2010

Beneficiats de l'escalfament global

Com ja es coneix, l'escalfament que esta patint la terra causa greus problemes, però també hi ha beneficiaris d'aquest, com per exemple:

- Les meduses, en contrast amb els temps difícils que estan passant la majoria dels organismes marins, estan augmentant la seva mida mitjana i es troben en temps favorables amb les condicions que s'estan experimentant als oceans (acidificació i increment de la temperatura). A més, es veuen beneficiades per la sobrepesca ja que disposen de més plàncton i menys competència per l'aliment.


- Groenlàndia (Greenland), fent honor al seu nom, s'està convertint en una terra més verda. El gel està desapareixent i dóna lloc a més terres per al cultiu, de les quals s'estan beneficiant els agricultors.

- La verola, que va ser declarada com eradicada l'any 1979, ara sembla ser que amb l'escalfament i el desglaç del gel de la tundra, podria reaparèixer a conseqüència del possible alliberament del virus atrapat en les bombolles d'aire, ja que té la capacitat de viure durant dècades sota el gel.

- Les muntanyes també s'estan beneficiant, ja que el desglaç dels glacials estan alliberant els pics més alts de la terra i sense aquest pes, poden créixer més fàcilment. És el cas dels Alps, on les muntanyes creixen 0,088cm per any.
- I a més, els satèl·lits estan girant més ràpid a causa de l'augment del CO2 a l'atmosfera. Això afecta a la termosfera i la fa menys densa, permetent accelerar la velocitat dels satèl·lits i allargant la seva vida operativa.

1 may 2010

Investigant els gens de la mitosi

El procés de divisió cel·lular, anomenat mitosi, és un mecanisme molt conegut, però encara no se sap molt sobre els gens que intervenen exactament en aquest. Motiu pel que es crea el consorci d'investigació europeu anomenat MitoCheck.

Aquest té l'objectiu de conèixer en profunditat el mecanisme, estudiant les cèl·lules en divisió per saber el paper que té cada gen per separat en la mitosi.

Recentment han aconseguit obtenir vídeos que capten seqüències de la divisió formades per 190.000 fotografies, fent servir la tècnica Time-lapse (incrementant la velocitat). Gràcies a això, s'ha fotografiat la desactivació d'aproximadament 21.000 gens i s'ha pogut conèixer l'efecte d'aquests en la divisió cel·lular.



Segons Jan Ellenberg, biòleg del Laboratori Biològic Molecular Europeu (EMBL) i coordinador de MitoCheck, es tracta d'una investigació molt important que ha permès obtenir informació clau per entendre millor el procés, el qual es troba estretament relacionat amb la proliferació massiva de cèl·lules, el càncer.

Per a més informació visitar la web del consorci on es pot accedir a la base de dades pel nom dels gens, el nom del RNA o el fenotip mitòtic.