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Joe Thornton: el hombre que refutó el Diseño Inteligente
Joe Thornton es una de esas mentes lúcidas capaces de revolucionar el campo científico que toca. Antes de dedicarse a la academia combatió desde Greenpeace el uso de contaminantes, escribiendo uno de los libros que ha marcado época. Más adelante, como profesor en la universidad de Oregón, ha conseguido demostrar que se puede alcanzar complejidad sin necesidad de un diseñador, refutando de esta forma el Diseño Inteligente (DI).
Joe Thornton es el autor del libro “Pandora’s Poison”, una obra que Thornton escribió mientras realizaba su tesis doctoral en la universidad de Columbia. En “Pandora’s Poison” vuelve a su etapa pre-doctoral en la que, trabajando para Greenpeace, desarrolló una intensa actividad de crítica al uso de compuestos organoclorados por tener éstos consecuencias negativas sobre la salud humana. Su trabajo no cayó en saco roto, la Agencia del Medio Ambiente de EEUU tuvo en cuenta esas críticas y limitó el uso de los organoclorados a nivel industrial.
Tras dicha etapa de científico-activista inició una meteórica carrera en la biología molecular. Empieza a estudiar esta disciplina con 30 años, se doctora y consigue publicar su primer Science, al describir la presencia de receptores de hormonas esteroideas en una babosa, cuando hasta entonces se pensaba que ese tipo de receptores solo se encontraba en vertebrados. Realizando una búsqueda en los genomas secuenciados de todos los genes que podían codificar receptores de esteroides, llegó a la conclusión de que tuvo que existir un ancestro común para todos ellos hace unos 600-800 millones de años. Pero en vez de parar ahí, como muchos biólogos evolutivos hacen, él reconstruyó el gen y lo introdujo en células para probar la funcionalidad de esas proteínas ancestrales, abriendo así su exitosa línea de investigación: la “resucitación” de proteínas. De esta forma consiguió demostrar que los receptores ancestrales reconocían estrógenos, pero no a otras hormonas estructurales parecidas, lo que apoya la idea de que las familias de receptores evolucionan a partir de duplicación génica, y que cada uno de las copias se especializa hacia el reconocimiento de diferentes ligandos.
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FlashBacter: construcción de memorias artificiales en sistemas biológicos
Un equipo de la Universidad Pablo de Olavide (UPO) de Sevilla va a presentar un proyecto de desarrollo de minimemorias biológicas (llamadas FlashBacter) en el marco del concurso iGEM de Biología sintética que tendrá lugar este verano en el MIT.
Desde el año 2004, el MIT (Instituto de Tecnología de Massachussets) organiza el concurso internacional iGEM (“International Genetically Engineered Machine”) con el objetivo de dar a conocer la Biología sintética. Esta competición está orientada a estudiantes universitarios, que han de trabajar durante todo el verano para desarrollar un proyecto en el que se utilicen técnicas de Biología sintética.
En el año 2010, el equipo UPO-Sevilla se convirtió en el primer equipo andaluz en formar parte de este concurso con su proyecto “Bacterial Crodwing”. El objetivo de ese proyecto fue explorar la posibilidad de dirigir una pequeña población de bacterias hacia una diana no difusible expuesta en una superficie biológica o abiótica para conseguir una interacción eficaz. El modelo experimental empleado fue Escherichia coli, la bacteria modelo por excelencia en Biología Molecular, como organismo transportador, y paredes celulares vegetales como diana. En un futuro se podría modificar el sistema para el reconocimiento de otro tipo de dianas (sustancias contaminantes, superficies de células cancerígenas, etc.). En esa primera toma de contacto se alcanzaron objetivos parciales, siendo éstos suficientes para llegar a ser presentados en el MIT. El equipo amplió el número de “biobricks” disponibles en el catálogo de partes biológicas y llegó a realizar construcciones genéticas con ellas, analizando el comportamiento quimiotáctico de las bacterias en estudio. Por otro lado, se implementó una simulación por ordenador de la evolución del sistema cuyos parámetros podían ser modificados por los usuarios para así acercarse más a las condiciones experimentales. Los modelos matemáticos que describían el proyecto fueron planteados y la mejor conclusión que se pudo sacar de ellos fue la robustez del sistema. El ocho de noviembre de 2010 en Boston, el equipo iGEM UPO-Sevilla recibió una medalla de bronce honorífica por este proyecto.
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¿Quieres un tema de investigación en microbiología?: una sugerencia
En un anterior artículo relaté la sensación de algunos estudiantes, los cuales al terminar la carrera no encuentran posibles temas en los que investigar. Aunque visto desde lejos esa situación parece absurda, ya que aún quedan enormes preguntas por contestar, es comprensible. Durante los años de la licenciatura los alumnos son bombardeados con una enorme cantidad de información cubriendo campos muy diversos y haciendo un barrido histórico, como si las grandes preguntas del pasado ya hubiesen sido contestadas. A eso se une el que algunos profesores transmiten la información como “casos cerrados”, sin indicar aquellas áreas en las que queda todavía mucho trabajo por hacer, sin plantear las grandes dudas que quedan pendientes y sin ayudar a los alumnos a pensar y a plantearse sus nuevos problemas que podrían desembocar en nuevas líneas de investigación.
Desde aquí, modestamente, voy a plantear una laguna de conocimientos en el campo de la microbiología, que atañe no sólo a este campo, sino también al de la biotecnología.
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¿Vivo o muerto?
Cuando uno se lanza a la exploración de otros mundos, tal y como nuestra civilización está empezando a hacer, debe de ampliar su forma de pensar. Uno de los conceptos que todo el mundo cree tener claro es la diferencia entre vivo y muerto. Pero, ¿es eso realmente así?, ¿Realmente seríamos capaces de distinguir formas de vida completamente diferentes a las que vemos en nuestro planeta? No parece tan sencillo, sobre todo si tenemos en cuenta que muchos biólogos no se han puesto de acuerdo sobre si un virus es un ente vivo, y muchos bioquímicos discrepan a la hora de imaginar el primer organismo que pobló la Tierra al cual llamar “ser vivo”. Sin ir más lejos, ¿está vivo el ente que recorre este laberinto?
La biodiversidad de un ombligo
Esta imagen corresponde a la original forma que tuvo el Museo de Ciencia Naturales de Carolina del Norte de celebrar el cumpleaños de Darwin: organizaron un taller con público en el que una serie de voluntarios tomaron con un algodón estéril una muestra del fondo de su propio ombligo que posteriormente depositaron sobre una placa de Petri que contenía medio de cultivo estéril. Las placas se cultivaron a la temperatura adecuada y, cuando los diferentes microorganismos creciendo, se tomaron fotografías de las placas.
Este pequeño experimento permitió que el público fuera consciente de la microbiota que cada individuo alberga, bacterias y hongos invisibles a simple vista, que utilizan nuestro organismo como lugar donde vivir.
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«Dedicarse a investigar en España conlleva ser un trabajador precario hasta los 40 años como mínimo»
Hace unos días os presentamos aquí el proyecto de investigación que unos estudiantes de bioquímica, biología, informática y biotecnología de la Universidad de Sevilla van a presentar en el prestigioso concurso de biología sintética iGEM del MIT. Es sobresaliente que un grupo de estudiantes que no ha terminado aún la carrera estén tan motivados, tengan iniciativa propia y quieran, literalmente, comerse el mundo mostrando sus capacidades investigadoras. Por ello hemos considerado oportuno dejar que nos expliquen con profundidad su proyecto de investigación, y ya de paso que nos cuenten como ven ellos la posibilidad de desarrollar su futura carrera investigadora en España.
1. ¿En qué consiste exactamente el concurso iGEM?
Álvaro Adame: Como bien dice su nombre iGEM (“International Genetically Engineered Machina”) es la competición Internacional de Máquinas Genéticamente Modificadas. Es el concurso de ingeniería genética por excelencia, organizado por el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) la Universidad más puntera del momento en cuanto a Biología e investigación se refiere.
El concurso consiste en presentar un proyecto a realizar por un grupo de estudiantes y un par de profesores que investigarán durante los meses de verano. El trabajo se lleva a cabo con material facilitado por el iGEM, los BioBricks, que son pequeñas herramientas de ADN prediseñadas con funciones concretas y ya conocidas. A su vez, el compromiso por parte de los equipos investigadores es contribuir al iGEM desarrollando y cediendo nuevos BioBricks.
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Estudiantes de la Universidad de Sevilla pretenden desarrollar un computador biológico
Un grupo de estudiantes de Bioquímica de Sevilla, los cuales aún no han terminado la carrera, van a presentar un proyecto científico al iGEM (“Internacional Genetically Engineered Machines”) una dura competición de Biología Sintética del MIT. En este concurso, grupos de estudiantes de todo el mundo se encierran durante el verano para construir máquinas biológicas combinando distintos componentes o «piezas», los llamados “Biobricks”, cogidos de la gran biblioteca que se pone a disposición de todos los grupos o creados por el grupo para la ocasión. Luego cada grupo presentará su proyecto en una convención mundial en Boston.
El proyecto que estos estudiantes van a presentar parece extremadamente ambicioso, ya que pretende construir circuitos basados en conjuntos de distintas estirpes de bacterias, donde cada estirpe cumpla la función de una puerta lógica (los componentes básicos de un circuito electrónico, como AND, OR o XOR). Combinando las estirpes adecuadas, y usando determinadas sustancias químicas como “inputs”, se puede conseguir que una comunidad bacteriana sume números en binario. No sólo eso, sino que se pretende definir un estándar de programación de circuitos biológicos modularizados: una comunidad de bacterias (varias estirpes interrelacionas) forman un módulo físicamente independiente. La combinación de varios módulos combinados permite realizar operaciones mucho más complejas de las que jamás se podrían conseguir en un medio continuo, ya que la modularización permite el reciclaje de estirpes y de “biobits”. Leer más…
Imágenes de la ciencia y la naturaleza: bacterias que ven la luz
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Esta imagen podría parecer en un principio no muy impresionante. Aparentemente, muestra una impresión del nombre de la revista «Nature» en una película fotográfica. Pero ¿y si os digo que la película está hecha de bacterias? Entonces la cosa cambia. Realmente, lo que podemos apreciar en esta imagen es una sección de una placa petri donde ha crecido una cepa un tanto especial de la famosa bacteria Escherichia coli, la cual es capaz de «ver» la luz.
¿Y cómo han hecho esto? Trataré de explicarlo brevemente…
Conviene empezar diciendo que E. coli no tiene proteínas fotorreceptoras propias, por lo que los científicos que llevaron a cabo el proyecto, crearon una proteína quimérica donde fusionaron un fotorreceptor de otra bacteria (Synechocystis) con una proteína capaz de regular la transcripción del gen lacZ, el cual sintetiza la enzima beta-galactosidasa. Además, las bacterias son crecidas en presencia de un compuesto denominado S-gal, el cual es transformado en un precipitado negro por acción de la enzima beta-galactosidasa. De este modo, sucede lo siguiente:
1.- En ausencia de luz, la proteína quimérica se une al promotor del gen lacZ, promueve su transcripción, se expresa la enzima beta-galactosidasa y el S-gal precipita dando un aspecto negro a las bacterias.
2.- En presencia de luz, la proteína quimérica sufre un cambio de conformación que le impide unirse al promotor del gen lacZ, con lo que el S-gal no precipita y las bacterias se mantienen del típico color blanquecino.
Y ya puesto a punto el sistema, como cabe imaginar, no había más que crecer las bacterias en una placa, mantenerla en oscuridad y proyectar con luz la imagen de «Nature» sobre dicha placa, para obtener un resultado tan espectacular como el que se puede observar en la imagen. Ni que decir tiene que, obviamente, este artículo está publicado en «Nature»…
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REFERENCIAS.
- Levskaya A, Chevalier AA, Tabor JJ, Simpson ZB, Lavery LA, Levy M, Davidson EA, Scouras A, Ellington AD, Marcotte EM, Voigt CA. Synthetic biology: engineering Escherichia coli to see light. Nature. 2005 Nov 24;438(7067):441-2.
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