jueves, 7 de febrero de 2013

Un avance en biología sintética



Científicos, del Imperial College de Londres, en el Reino Unido, avanzan hacia una nueva revolución industrial gracias al desarrollo de un método que permite fabricar en masa las piezas de futuras fábricas biológicas.
Se espera que este tipo de fábricas lleguen a tener gran cantidad de aplicaciones: podrían ser usadas para mejorar los tratamientos farmacológicos, la extracción de minerales de las profundidades y la producción de biocombustibles, informa el Imperial College en un comunicado.
Las bacterias inofensivas pueden ser re-diseñado en fábricas microscópicas que podrían mejorar la salud del paciente Paul Freemont, co-director del Centre for Synthetic Biology and Innovation de dicha institución y principal investigador del estudio, publicado por Nucleic Acids Research, afirma que "antes de la revolución industrial, la mayoría de los productos se hacían a mano, lo que suponía una fabricación más lenta, más cara y numéricamente más limitada. En biología sintética, nos encontramos en una coyuntura similar: actualmente hay que probar y construir cada pieza (de las fábricas biológicas) desde cero, lo que representa un proceso largo y lento. Con nuestro trabajo, hemos demostrado la ayuda que supondría un nuevo método que permitirá expandir rápidamente la producción y las pruebas, de cada parte biológica a utilizar", informaTendencias 21.
Fabricación biológica en cadena
Estas piezas, hechas de ADN, ya habían sido rediseñadas por los científicos y añadidas a células, para construir las mencionadas fábricas biológicas. Sin embargo, un obstáculo importante en la biología sintética es la carencia de piezas para el desarrollo de nuevos tipos de fábricas.
Con el método tradicional, la creación de nuevas partes consume mucho tiempo porque los científicos tienen que rediseñar el ADN en una célula y observar cómo funciona. Si una pieza funciona en concordancia con sus especificaciones, los especialistas almacenan entonces sus características en un catálogo.
Los que han hecho los investigadores del Imperial College de Londres ha sido idear un sistema mucho más rápido que este, porque elimina la necesidad de rediseñar una célula cada vez que se quiera crear una pieza nueva.
El equipo afirma que su trabajo podría conducir a nuevos y extensos catálogos de componentes estándar, que podrían ser utilizados para construir fábricas biológicas más sofisticadas.
James Chappell, co-autor del estudio, señala por su parte que "uno de los principales objetivos de la biología sintética es encontrar la manera de industrializar nuestros procesos, para que se puedan producir estas fábricas biológicas en masa, del mismo modo que se hace en industrias como la del automóvil, en la que se producen vehículos en cadena".
Chappell considera que este nuevo método podría desbloquear el potencial de este campo y permitir el desarrollo de dispositivos mucho más complejos, que podrían ser utilizados para mejorar diversos aspectos de la sociedad. "Nuestra investigación nos lleva un paso más cerca de esta realidad, al proporcionar una fórmula rápida de desarrollo de nuevas piezas ", asegura el investigador.
Piezas celulares listas en solo seis horas
Cuando una célula es rediseñada, su ADN reprogramado codifica un mensaje que es transmitido por moléculas de ácido ribonucleico mensajero (ARNm) a las fábricas de producción de la célula, los ribosomas.
Estos ribosomas traducen la información genética para que las células realicen determinadas funciones. Por ejemplo, los científicos han rediseñado ya a algunas células para que estas detecten infecciones. Gracias a este sistema, las células rediseñadas producen una proteína que identifica las señales químicas de bacterias patógenas humanas, y cambian de color para indicar la presencia de dichas bacterias.
En su estudio, los investigadores del Imperial College de Londres han demostrado por vez primera que este mismo sistema puede desarrollarse en un tubo de ensayo, fuera de las células.
El proceso consiste en extraer de las células la mecánica productora de ARNm y proteínas, y en proporcionar a estos componentes la energía y la capacidad para que sobrevivan dentro de tubos de ensayo. El equipo añadió ADN reprogramado a la solución y observó como funcionaba.
La ventaja de este sistema es que se pueden crear litros de este medio artificial similar al de la célula, para probar en él de forma simultánea múltiples fragmentos de ADN reprogramado, lo que aceleraría el proceso de producción de piezas a utilizar en fábricas biológicas.
Los científicos calculan que esta fabricación externa a la célula permitirá desarrollar nuevas piezas para fábricas biológicas microscópicas en solo seis horas.
La siguiente etapa de la investigación será ampliar los tipos de piezas y dispositivos que se pueden desarrollar con este método. Los científicos
también planean desarrollar un sistema robótico con el que se acelerará todo el proceso, gracias a su completa automatización.
Qué es la biología sintética
Richard Kitney, co-director del Centre for Synthetic Biology and Innovation, añade que: "El Gobierno británico considera que la biología sintética tiene el potencial para crear nuevas industrias y puestos de trabajo en beneficio de la economía del Reino Unido. Este trabajo es parte de un programa más amplio de investigación dentro del Centro, que busca el desarrollo de una tecnología útil para una amplia gama de aplicaciones industriales. "
En términos generales, la biología sintética se define como la síntesis de biomoléculas o ingeniería de sistemas biológicos con funciones nuevas que no se encuentran en la naturaleza. Se trata de una disciplina que, a diferencia de otras, no se basa en el estudio de la biología de los seres vivos, sino que posee como objetivo el diseño de sistemas biológicos que no existen.
Esta rama de la ciencia busca la creación de nuevos organismos programables, es decir, la creación de microorganismos a la carta que se comporten como pequeños ordenadores.
Además de las aplicaciones ya mencionadas, las fábricas biológicas podrían servir, en medicina, para reparar o regenerar tejidos, para la reprogramación celular o para conocer mejor las enfermedades y, por tanto, para desarrollar fármacos a la carta. En lo que se refiere al medio ambiente, las investigaciones de biología sintética se están dirigiendo en este sentido hacia el diseño de sistemas complejos y el rediseño de componentes biológicos inspirados en circuitos electrónicos para destinarlos a la eliminación de compuestos tóxicos o la descontaminación de los ecosistemas. En el sector energético se plantea la producción de bioenergía mediante microorganismos sintéticos, una posibilidad que se encuentra en sus primeras etapas de desarrollo.

¿Por qué los insectos se peinan las antenas?



  • Los artrópodos se cepillan las antenas para evitar la acumulación de grasa
  • Usan las antenas para capturar moléculas, es decir, para leer palabras
Hormiga cepillándose las antenas
Muchos insectos parecen coquetos porque están constantemente peinándose las antenas. Pasan sus patitas decenas de veces por encima de los apéndices cada pocos segundos durante todo el día. Científicos del departamento de entomología de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han descubierto por qué lo hacen. 


Los insectos se atusan las antenas para eliminar suciedad y el exceso de grasa que les impediría percibir el mundo químico que les rodea. Ellas se comunican con sustancias químicas. Para ellas una molécula es como una palabra para nosotros. La revista de la Academia de Ciencias América (PNAS) acaba de hacer público el hallazgo.

Para averiguarlo eligieron como objeto de estudio cucarachas rojas americanas macho. Observaron el estado de la superficie de las antenas de tres grupos de estos insectos con microscopía electrónica. Los integrantes del primer grupo se limpiaban las antenas tanto como querían, al segundo grupo no les permitían peinárselas y al tercero se las lavaron con hexano, un disolvente que eliminó la capa protectora habitual que recubre las antenas. 

Han averiguado que precisamente esta capa protectora es la que tratan de mantener a raya las cucas con sus constantes cepillados. Está compuesta por un conjunto de lípidos que ellas mismas producen por toda la superficie de su cuerpo. Sirve para evitar la deshidratación. Los científicos han observado que si no se las limpian se acumula hasta cuatro veces más grasa de lo adecuado.

Los artrópodos usan las antenas para capturar moléculas, es decir, para leer palabras. Entran por los poros y llegan a las células sensitivas que las identifican e interpretan. Pueden distinguir detalles que nosotros solo podríamos detectar usando aparatos de un laboratorio de análisis químico. Por ejemplo, distinguen dos moléculas exactamente iguales excepto por la orientación de una de sus ramificaciones. 

Las antenas con demasiada grasa no funcionan bien porque se taponan los poros. Así las cucarachas no pueden leer el mundo químico. Los investigadores han observado este mismo efecto en tres especies más de insectos: la cucaracha alemana, la hormiga maderera y la mosca común