Microalgas, un futuro de galletas y biodiesel

Os dejo este artículo de Javier Rico publicado en El País. Javier es un periodista ambiental que escribe en El País, Quercus...

Los proyectos intentan convertir las potencialidades de algas y microalgas en procesos industriales. / AINIA CENTRO TECNOLÓGICO

Tras las recientes lluvias otoñales es posible que en muchas de las charcas creadas se multipliquen las microalgas. Mares, ríos, lagos y estanques las contienen. Son microorganismos que tienen al menos dos propiedades muy valoradas hoy en día que comparten con sus hermanas mayores, las algas: absorben gran cantidad de dióxido de carbono (CO2) para realizar su fotosíntesis y contienen compuestos (lípidos, proteínas, pigmentos, vitaminas, enzimas….) potencialmente aprovechables en múltiples usos, como alimentación, energía, cosmética y farmacia, entre otros. Incluso son capaces de transformar sustancias y aguas residuales en biomasa útil.

Esta última aseveración la daban a conocer esta semana en la actualización de los trabajos del proyecto Cenit (Consorcios Estratégicos Nacionales en Investigación Técnica) Vida, acrónimo de Valorización Integral de Algas. Trece empresas y veinticinco organismos de investigación liderados por Grupo Iberdrola intentan convertir las potencialidades de algas y microalgas en procesos industriales y comerciales de los que salgan productos y servicios. En septiembre, uno de los centros tecnológicos asociados a Cenit Vida, Ainia, daba a conocer la elaboración de prototipos de galletas y salsas que estimulan el sistema inmunológico gracias a la incorporación de sustancias extraídas de dos géneros de microalgas. Se trata de otro proyecto, denominado Inmugal, en el que también participan Azit-Tecnalia, Inbiotec y Fundación Leia.

Los prototipos de galletas y salsas  estimulan el sistema inmunológico

En España casi un centenar de iniciativas como Vida e Inmugal localizan y desarrollan las variedades de microalgas acordes (en ocasiones incluye la modificación genética) con los fines perseguidos, investigan sus múltiples propiedades, las cultivan y se afanan por lograr el salto definitivo a la escala comercial. Desde la Comisión Europea meten prisa. Recientemente dio a conocer una propuesta de modificación de directivas sobre energías renovables y carburantes en la que recorta la participación de los biocarburantes fabricados a partir de cultivos tradicionales en los objetivos de renovables en el transporte para 2020. En su lugar, propone que se utilicen otras materias primas, como residuos vegetales y algas.

Sin embargo, al menos hasta 2016 no se espera que haya biodiésel basado en algas. Así lo pronostican desde la Plataforma Tecnológica Española de la Biomasa (Bioplat), que elaboró un estudio sobre el presente y el futuro de la investigación en este sector en España. Margarita de Gregorio, coordinadora de Bioplat, afirma que “hay dos grandes grupos de actuación, el de la cosmética y la alimentación, que va más avanzado por las necesidades tecnológicas e industriales que precisa, y el de la energía, más retrasado por el gran volumen de producción de algas y de rentabilidad de los procesos al que tiene que hacer frente”. Además de biodiésel, la investigación con fines energéticos también se orienta hacia el bioetanol, la gasificación y el hidrógeno.

Europa propone utilizar residuos de vegetales y algas para fabricar biocarburantes

Por otro lado, las dos formas de cultivar algas y microalgas, en foto-biorreactores y en grandes piscinas que ocupan decenas de hectáreas, también condicionan su desarrollo. Pero no lo obstaculizan. La unión entre Exeleria, filial del Grupo Everis orientada a la gestión integral de servicios ambientales, y BTME (Biotecnología de Microalgas), ha puesto en marcha en Jérez de la Frontera (Cádiz) la segunda mayor planta de producción de microalgas de Europa y la mayor de España, según los promotores. En ella esperan cosechar treinta toneladas de estos microrganismos durante los dos próximos años y generar cien toneladas a partir de 2014. Se destinarán a la investigación y producción en campos como la alimentación de peces, la generación a escala industrial de Omega 3 y biocarburantes. Añaden que “las instalaciones combinan las ventajas de la producción en fotobiorreactores tubulares con las de la producción en raceways (piscinas de producción de microalgas), lo que asegura una gran flexibilidad para producir productos para diversas aplicaciones”.

Hace unos días, el National Research Council de Estados Unidos advirtió de que, en la situación actual de desarrollo, la producción de biocarburantes a partir de algas conlleva un consumo insostenible de agua, energía y fertilizantes que puede alargar el paso hacia los depósitos de los vehículos. A pesar de todo, Miguel García, del Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis de la Universidad de Sevilla-CSIC, enumeraba en un encuentro reciente los pros de la balanza: “crecimiento más rápido, mayor productividad, pueden usar agua residual, salobre o de mar, no compiten con la agricultura tradicional, pueden alcanzar elevados niveles de aceite y/o azúcares, mayor facilidad para manipular condiciones, menor consumo de agua y menor costo de producción/procesamiento”.

Se pretende demostrar que este método se puede aplicar en las ciudades para que sean autosuficientes

El proyecto Cenit Vida también pretende demostrar la viabilidad de estas materias primas dentro de un concepto más integrador, que en su máxima expresión se convierte en una Bio Ciudad, Autosuficiente y Sostenible (BioCAS), “aplicando al entorno urbano una nueva cultura de aprovechamiento de los recursos naturales, de los residuos y de las sustancias contaminantes, utilizando para ello algas y microalgas”. Uno de los fines más ambiciosos es colocar fotobiorreactores en las fachadas de edificios, en el pavimento y en pérgolas.

Tanto en Bioplat como en Cenit Vida son conscientes del trabajo que queda para desarrollar nuevos sistemas de bioproducción más eficientes, que minimicen sus costes y posibiliten el uso y desarrollo industrial de sus múltiples aplicaciones. Se piensa incluso en su cultivo en entornos con escasa luz solar o en la recuperación y empleo del CO2 emitido en centrales térmicas o en otras industrias para alimentar a las microalgas. Una iniciativa del Grupo Iberdrola (CO2Algaefix) va en esta última línea, asociada a su central de ciclo combinado de Arcos de la Frontera, en Cádiz. Otros dos proyectos con microalgas, Extradis y Extrasuper, en los que colabora con Algae Biotech, el Instituto de la Grasa-CSIC y Ainia, colocan a la compañía eléctrica entre las punteras en el desarrollo de tecnologías que permitan el paso definitivo al nivel industrial.

La bioinformática nos muestra el camino

El genoma bacteriano es dinámico, de tal manera que puede sufrir modificaciones que lleven a que una bacteria se separe de la población a la que pertenece e inicie un nuevo camino que puede llevarle a ser tan diferente como para poder establecerse como una nueva especie. ¿Qué cambios genéticos son los que más influyen en este proceso?

En un trabajo publicado en la revista Infection Genomics and Evolution por las investigadoras Mª Jesús García y Carmen Menéndez, del Departamento de Medicina Preventiva de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), en colaboración con la Corporación CorpoGen, fueron aplicados métodos de bioinformática para conocer cómo pueden evolucionar los genomas de las bacterias.

El estudio se planteó buscar qué cambios deben ocurrir en los genomas de un grupo de bacterias (actinomycetales), para que dos bacterias se separen como especies diferentes.

Para ello los investigadores seleccionaron dos tipos de procedimientos de análisis de genomas completos, que informasen de cosas distintas. El primero de ellos analizó la frecuencia con que una determinada secuencia está en el genoma —lo que se denomina huella genética, una especie de huella dactilar—, observando que si dos bacterias tienen una huella genética muy parecida, pertenecen a la misma especie. El segundo método midió el orden en el que los genes están colocados a lo largo del genoma, ya que se ha visto que, si dos aislados tienen los genes colocados en el mismo sitio en el genoma, pertenecen a la misma especie.

De este modo, uno de los principales hallazgos del estudio fue determinar que hay bacterias relacionadas con el bacilo causante de la Tuberculosis (las que pertenecen al denominado ‘complejo tuberculoso’) que se consideraban especies diferentes, pero que son todas de la misma especie que el bacilo tuberculoso, al conservar tanto la huella como el orden de genes entre sus genomas. Este resultado puede ser importante en la identificación y diagnóstico de estas bacterias.

La aplicación de ambos métodos indica que la conservación del orden de los genes en los genomas es evolutivamente importante para ser una especie distinta. Ese orden influye más que los cambios en la secuencia de genes conservados para que dos bacterias se separen como especies diferentes.

Según los investigadores, este resultado es importante ya que la mayoría de los procedimientos de estudio de ácidos nucleicos que se emplean para identificar bacterias están basados, mayoritariamente, en la secuencia de genes conservados. Este estudio demuestra así que es importante considerar también el orden en que están colocados los genes en el genoma, además de su secuencia.

Clasificación bacteriana
Las actinomycetales forman un grupo de bacterias muy abundantes en la naturaleza. Estas bacterias tienen muchas cosas en común pero también hay muchas otras que las diferencian. La diversidad que aparece entre ellas, es consecuencia de los cambios que se han ido acumulando evolutivamente en sus genomas. Tanto las características comunes como las que las diferencian se utilizan en su clasificación. Un reto que apareció con los primeros genomas completos de bacterias era encontrar un procedimiento que permitiese utilizar la secuencia completa de los genomas en dicha clasificación, para poder determinar si dos aislados eran o no de la misma especie, mediante comparación de sus genomas.

La comparación de genomas completos aplicada a la clasificación bacteriana no es nueva. Ya desde los años 60, cuando las primeras metodologías moleculares lo permitieron, se comparaban genomas completos por hibridación de los DNAs de dos aislados (formación de moléculas de DNA en las que cada hebra es de un origen: un hibrido). Este procedimiento permitió definir las especies bacterianas como aquellas bacterias que formaban híbridos en más del 70% del genoma al comparar sus DNAs. El procedimiento fue muy utilizado hasta la aparición de los métodos de secuenciación de ácidos nucleícos.

Con el advenimiento de la secuenciación, la clasificación empezó a basarse en la comparación de secuencias de genes conservados, un procedimiento más sencillo y asequible. Un gen conservado era aquel que sufría poca variación evolutiva con el tiempo, de manera que, si existía dicha variación, era consecuencia de una acumulación de mutaciones y, por tanto, representaba cambios que serían evolutivamente relevantes y determinarían si dos aislados pertenecían o no a la misma especie.

Cuando los datos referentes a este tipo de comparación fueron acumulándose se vio, entre otros en actinomycetales, que la interpretación de los mismos resultaba muchas veces incoherente. Por ejemplo, dos bacterias con secuencias de genes diferentes, resultaban ser de la misma especie, y dos bacterias con secuencias de genes idénticas resultaban ser de distinta especie.

Por esta razón se recomendó no usar solo un gen para hacer la clasificación bacteriana, sino usar, al menos, cinco genes conservados. El procedimiento ha venido funcionando de esta manera, aunque se han acumulado ejemplos que indican que dos bacterias pueden aparecer como la misma especie por la comparación de genes conservados, y sin embargo ser de diferente especie por hibridación de sus DNAs, y viceversa.

Genomas apilados de micobacterias (actinomicetales) representados por bloques de genes, las líneas conectan bloques que comparten genes similares en los genomas.

Referencia bibliográfica:J.C. Garcia-Betancur, M. Carmen Menendez, P. Del Portillo, M.J. Garcia, Alignment of multiple complete genomes suggests that gene rearrangements may contribute towards the speciation of Mycobacteria, Infection Genomics and Evolution Volume 12, Issue 4, June 2012, Pages 819–826

Bacterias extraterrestres o cómo publicar un artículo de la nada

Vista de la superficie de Marte.

Os dejo abajo este artículo aparecido ayer en el periódico "Público". Es un ejemplo de como sacarse un artículo que informa de NADA eso si buscando el tirón que tiene el binomio bacterias-vida extraterrestre. Si señores, ahora que no hay viajes tripulados a Marte en lontananza tenemos que preocuparnos por la conservación del planeta rojo. ¿No es un poco precipitado?.

Un estudio elaborado por científicos del Instituto de Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre (SETI) ha señalado que las misiones tripuladas a Marte podrían amenazar la posible vida que pueda existir en el planeta. Según han explicado los expertos, los astronautas podrían portar hasta miles de millones de microbios con "consecuencias desconocidas" para el planeta rojo.

La autora principal del trabajo, Cynthia Phillips, ha señalado que los científicos tienen la "responsabilidad de cuidar Marte y descubrir vida allí, no matarla". Así, ha apuntado que "si se llevan astronautas hasta allí no habrá manera de esterilizar el lugar".

El SETI ha indicado que existen estudios de diferentes agencias espaciales que buscan la manera de minimizar los riesgos de contaminación que plantean las misiones tripuladas a Marte, a pesar de que los primeros pasos en el planeta rojo no se den, quizás, en décadas.

Actualmente existen un protocolo, elaborado en 2008 por el Comité de Investigaciones Espaciales (Cospar), que intenta proteger la Tierra de una posible contaminación desde Marte y viceversa. "Se entiende que cuando los seres humanos lleguen a Marte, habrá una liberación de los microbios de los hábitats humanos y de los seres humanos mismos, y también que los seres humanos se verán, inevitablemente expuestos a materiales de Marte", ha explicado un experto de la NASA Cassie Conley.

La agencia espacial estadounidense y la Agencia Espacial Europea (ESA), se han comprometido a seguir estas pautas de cara a las futuras misiones marcianas. El Cospar asesora a las agencias espaciales sobre aquellos lugares, como barrancos o sitios geométricos, en los que la vida en Martepodría proliferar o sobrevivir.

También las misiones robóticas deben cumplir unos requisitos. Por ejemplo, a la misión 'Curiosity' de la NASA, que aterrizó en Marte el pasado 5 de agosto, se le permitió llevar un máximo de 300.000 esporas bacterianas en cualquier superficie, una cantidad que no podría interferir en la medio ambiente del planeta. Datos como este de las esporas no existen todavía para las misiones tripuladas, ha explicado Conley.

Precisamente, el científico ha explicado que con los datos que 'Curiosity' envía sobre la superficie de Marte se podrá avanzar en el cálculo de estas cifras.

Bacterias marinas que funcionan como cables eléctricos

Recreación de las bacterias que funcionan como cables eléctricos.

Un equipo de científicos marinos ha encontrado un tipo de bacterias que funcionan como cables vivientes y transmiten corrientes eléctricas. Hace tres años, los investigadores habían detectado corrientes eléctricas en los fondos marinos sin ser capaces de explicar qué las producía. Ahora, el equipo, liderado por investigadores daneses y estadounidenses, ha analizado sedimentos del fondo marino y cree haber hallado la respuesta. Las corrientes las generaban un tipo de bacterias cuyo comportamiento no se había observado nunca antes. Se trata de seres pluricelulares de un centímetro de largo pero 100 veces más delgadas que un pelo humano. Por su interior corren filamentos que transportan electrones y que son los responsables de las enigmáticas corrientes eléctricas detectadas, según explican hoy los investigadores en la revista Nature.

“La idea antes increíble de que estas bacterias son cables eléctricos cobró realidad cuando encontramos filamentos similares a cuerdas o cables cubiertos por una membrana”, señala Nils Risgaard-Petersen, investigador de la Universidad de Aarhus (Dinamarca) y coautor del trabajo. En conjunto, estos cables biológicos compondrían una red de decenas de miles de kilómetros en un solo metro cuadrado de fondo marino.

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Imagen de las bacterias halladas. Sus cuerpos, de un centímetro, conectan varias capas del fondo marino, incluidas las más profundas donde no hay oxígeno (en negro). / Nils Risgaard-Petersen

Las corrientes eléctricas están íntimamente ligadas a la supervivencia de estas bacterias. Estos “cables vivos” se sitúan entre dos capas de fondo marino. En la superior aún queda oxígeno, pero en la inferior este elemento está totalmente ausente. Según el trabajo, codirigido por Lars Peter Nielsen, también de la Universidad de Aarhus, las bacterias usan el flujo de electrones para la subsistencia de las células de su cuerpo que están más enterradas en el sedimento.

“Esta idea desafía todo lo que sabemos sobre la transferencia de electrones en sistemas biológicos”, advierte Gemma Reguera, microbióloga de la Universidad Estatal de Michigan (EEUU) en un comentario publicado en Nature. No obstante, la investigadora reconoce que es posible que los filamentos internos en las bacterias estén actuando como cables para el transporte de electrones.

Republicado desde Materia
http://esmateria.com/2012/10/24/unas-bacterias-funcionan-como-cables-electricos-en-el-fondo-del-mar/#prettyPhoto

Técnica para erradicar las mutaciones en el ADN mitocondrial

Lynn Margulis es la autora de la teoría endosimbiótica del origen de las células eucarióticas. Lynn, que estuvo casada con el divulgador y astrónomo Carl Sagan, basándose en trabajos previos de botánicos rusos fue capaz de elaborar una explicación de cómo surge la célula eucariótica, es decir, la que tiene núcleo. Según Lynn, habría cinco reinos: las bacterias, los protozoos, los animales, las plantas y los hongos. Protozoos, animales, plantas y hongos tendrían células eucarióticas. Según su teoría endosimbiótica las bacterias empezarían a vivir juntas en comunidades dando a relaciones cada vez más estrechas entre esas comunidades hasta llegar a una simbiosis que con el tiempo llegaría a ser obligada. Hasta que falleció Lynn fue completando su teoría con más y más datos. Según esta teoría, una Archaebacteria semejante a Thermoplasma acidophilum se asociaría a una Eubacteria similar a Spirochaeta spp. formando un "consorcio" con relaciones de sintrofia (una especie vive de lo qu produce la otra especie), similar al actual Thiodendron. con el tiempo, individuos de este consorcio se fusionarían formando un organismo indivisible con una estructura flagelar unida al núcleo por un conector nuclear. este ser quimérico evolucionó hacia una célula nucleada estable o LECA ("Last Eukaryotic Common Ancestor"). Posteriores sucesos endosimbiónticos con otras Eubacteria darían origen  a las mitocondrias (a partir de alfa-proteobacterias) y posteriormente a los cloroplastos (a partir de cianobacterias).
Todavía se ven por ahí muchísimos árboles evolutivos (filogenéticos) que no se hacen eco de esta teoría. Yo entendí muchísimo de biología y sobre todo del sentido que creo que tiene a través de la reflexión sobre las implicaciones de esta teoría.
Las mitocondrias de nuestras células portan su propio ADN, que si bien no codifican para la totalidad de los genes que necesitan (la mayor parte de los genes que se necesitan para su formación se encuentran en el ADN del núcleo humano) portan algunos genes propios. Procesos de muerte celular programada, la famosa apoptosis, se dan gracias a que se activa un programa que ya está presente en las poblaciones bacterianas. De esta manera la célula eucariota se benefició de tener en su interior una bacteria tan especializada en las conversiones energéticas como lo era la antigua mitocondria ancestral.
Hoy en día algunas enfermedades hereditarias se encuentran en el ADN de las  mitocondrias. Las mitocondrias se heredan a través de las madres. Hoy en día es posible extraer el nucleo de un ovario de una madre que tiene mutaciones en el ADN de sus mitocondrias e introducirlo en una célula donante sin núcleo. De esta forma se garantiza que el ADN nuclear, es decir la mayor parte del ADN y el responsable de la herencia, se transmita de esa madre a sus hijos, pero sin las mutaciones en sus mitocondrias. Esto lo explica mucho mejor que yo Javier Sampedro en El País.

Desarrollan una plataforma online para crear cuentos infantiles

Este puede ser un buen recurso para hacer cuentos infantiles en los que divulgar el mundo bacteriano. Esto sería una ayuda para aquellos que necesiten un empujón con su imaginación.

Pincha aquí.

Investigadores de la Cátedra Telefónica-Deusto están desarrollando “Storify Kids”, una plataforma web en html5 para crear cuentos infantiles. El interfaz permitirá colocar un conjunto de elementos gráficos en cada página del relato, como si se tratara de pegatinas, y escribir el correspondiente texto.

“Uno de los puntos fuertes de este proyecto es la posibilidad de dar al usuario final la capacidad de editar otros cuentos, así como que sus cuentos sean editados por otros para fomentar así el trabajo colaborativo”, explican desde la Universidad de Deusto. Otro de los valores añadidos de la herramienta es el uso de licencias libres y la reutilización de otras historias previamente publicadas.

Técnicamente, se utilizan HTML5, CSS3, Javascript y PHP con el framework Symfony, lo que permite que cualquier usuario acceda desde cualquier dispositivo. No es el único proyecto de la Cátedra Telefónica-Deusto dirigido a los más pequeños. 3DU Blocks aspira a estimular el aprendizaje de niños de entre 3 y 10 años a través de un videojuego con reconocimiento visual de bloques de construcción tipo Lego.

Ciencia para la prosperidad de la Unión Europea?

He leído esta noticia en El País, es una carta de 42 premios Nobel y medallas Fields que reclaman más apoyo a la ciencia en Europa. No puedo estar más de acuerdo. Lo que no me gusta tanto es el titular. Ciencia = prosperidad y en Europa. ¿Qué pasa con África? o ¿Con América Latina? ¿Queremos más ciencia para ser más prósperos?. La ciencia es conocimiento libre y universal señores, no una ventaja competitiva.

¿Quieren que la ciencia sea un remedo de los Juegos Olímpicos y sus dioses dopados?. Esto se acentúa en el artículo cuando se resalta en negrilla "Europa no puede permitirse perder a sus mejores investigadores". Sólo nos preocupamos de los mejores, a los demás que les den. En mi opinión es un problema de educación. Llevar la capacidad de análisis y raciocinio a toda la sociedad. Invertir en educación y que sea una sociedad educada la que elija cómo construir su conocimiento. Podemos invertir en figuras y descuidar el "futbol base". Entonces tendremos países con una pobre base deportiva pero cuatro figuras con las cuales la masa se identifique y repita eso de "Ganamos" cuando en realidad el esfuerzo ha sido de otro. Pagar a mercenarios para que conquisten las gestas por nosotros. Estoy de acuerdo con los investigadores: hay que invertir más, pero también en educación y sin dejar de tener presente que la ciencia es un bien universal y no una "ventaja competitiva".

Erewhon, la ciencia ficción nos muestra el futuro

Esta novela me impresionó cuando la leí. Debía tener veinte años. Es un libro escrito por Samuel Butler en el siglo XIX. La acción transcurre en un país alejado y aislado sin contacto con el exterior. En este país el robo se considera una enfermedad, un alejamiento patológico de la norma que debe de ser tratado, sin embargo, la enfermedad misma está considerada un crimen. Por lo tanto los habitantes de Erewhon tienen miedo a la enfermedad, hablar de ella es casi tabú. Todos son sospechosos de estar enfermos y el que enferma se le considera como un criminal.
Actualmente en el que el acceso a los mínimos materiales es algo relativamente fácil en las sociedades avanzadas es el acceso a la sanidad, a el tratamiento de calidad, lo que empieza a ser un factor de discriminación. En EEUU hay 40 millones de ciudadanos sin acceso a un seguro médico. Si a estar personas se les produce un tumor pasarán de ser trabajadores a ser indigentes al no poder trabajar y no poder costearse el tratamiento. Este drama se puede observar en la serie de televisión "Breaking bad".
El mantenimiento de un sistema nacional de salud de calidad es fundamental para garantizar la existencia de una clase media estable. Sin acceso a la sanidad todos seremos esclavos por que estar sanos es un requerimiento para ser aceptados en esta sociedad de culto a la juventud, en la que una persona de 45 años ya es viejo y empieza a ser considerada un desechable.

Nueva estrategia anti-Vibrio cholera: virus inoculadores de antibióticos

He leído esta noticia que me parece interesante. Dado que los genes que confieren la virulencia a Vibrio cholera fueron inoculados por un virus, investigadores de la Fraser University han descifrado la estructura atómica de la jeringa que utiliza el virus para penetrar en la célula bacteriana. Este pilli CTX-phi permitirá inocular antibiótico específicamente a bacterias de Vibrio cholera respetando a las demás bacterias intestinales que son beneficiosas para nuestro cuerpo. Hay que recordar que en Haití, Vibrio cholera, ha matado 7500 personas en el brote infeccioso ocurrido después del último terremoto que asoló la isla.

"Asquerosología" y "Esas mortíferas enfermedades"

Dos libros de divulgación muy recomendables. Se ve el papel de las bacterias en su relación con el cuerpo humano en toda su extensión.

El ópalo es producto de bacterias joyeras

El ópalo es una piedra semipreciosa como hemos visto anteriormente, se trata de una variedad del cuarzo (compuesto por sílice) de forma redondeada y de color blanquecino translúcido con irisaciones de todo tipo de colores, por lo que se utiliza en joyería. Se sabe que se forma en zonas húmedas y tranquilas, con capas de agua rica en sílice y sobre capas de arcilla, donde se va depositando lentamente las sílice.
Lo que no se sabía hasta ahora es que en este proceso intervienen de forma significativa algunas bacterias.
Científicos australianos han observado cómo estas bacterias atacan granos de feldespato, disolviéndolos, y cómo en el extremo opuesto de dichas bacterias se va formando una minúscula capa de sílice que, al acumularse por la acción continuada de muchas bacterias durante mucho tiempo, da lugar, muy lentamente, a un ópalo. Han confirmado su descubrimiento al comprobar, en un yacimiento de ópalos de 100 millones de años de antigüedad, que estas piedrecillas encierran muchos fósiles de bacterias y hongos.

El encuentro del código genético con el código informático

Aunque el próximo libro de George Church no llegará a las tiendas hasta el 2 de octubre, ya tiene en su haber una referencia envidiable: 70 mil millones de copias, aproximadamente el triple de la suma de los 100 mejores libros de todos los tiempos.

Y cabe en la uña de un pulgar

Esto se debe a que Church, profesor de Genética en laHarvard Medical School y fundador principal del Instituto Wyss de Ingeniería Biomédica en la Universidad de Harvard, y su equipo, han codificado un libro, "Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves" [Regenesis: Cómo la biología sintética reinventa la naturaleza y a nosotros mismos], en el ADN, que luego leen y copian.

En el banco de datos de la biología, el ADN siempre ha tentado a los investigadores por su potencial como medio de almacenamiento: fantásticamente denso, estable, energéticamente eficiente y probado que funciona durante un intervalo de tiempo de unos 3,5 mil millones de años. Aunque no es el primer proyecto que pretende demostrar el potencial de almacenamiento del ADN, el equipo de Church conjugó la última generación de la tecnología de secuenciación con la nueva estrategia para codificar 1.000 veces más cantidad de datos de lo que antes se había almacenado en el ADN. El equipo informa de sus resultados en la edición 17 de agosto de la revista Science. Enlace a Bitnavegantes y Enlace a Prueba y Error.

Ahí donde algunos medios experimentales, como la holografía cuántica, requieren de temperaturas muy frías y tremenda energía, el ADN es estable a temperatura ambiente. "Puedes dejarlo donde quieras, en el desierto o en tu patio trasero, y estará ahí 400.000 años después", señaló Church.

La lectura y escritura del ADN es más lenta que en otros medios, lo que hace que sea más adecuado para el almacenamiento de cantidades masivas de datos, en vez de para una recuperación rápida o el procesamiento de datos.

Cuatro gramos de ADN podrían almacenar la información digital creada en un año 

Aunque otros proyectos hayan codificado los datos en el ADN de las bacterias vivas, el equipo de Church utilizó microchips comerciales de ADN para crear un ADN independiente. "Hemos evitado deliberadamente las células vivas", apuntó Church. "En un organismo, tu mensaje es una pequeña fracción de toda la célula, por lo que hay una gran cantidad de espacio desperdiciado. Pero lo más importante, casi tan pronto como el ADN entra en una célula, si el ADN si no sirve para sobrevivir, si no es evolutivamente ventajoso, la célula comenzará a mutarlo, y puede que lo elimine completamente.

"Por otra parte, el equipo ha rechazado la llamada "shotgun sequencing", que vuelve a ensamblar las secuencias largas de ADN identificando las superposiciones de hebras cortas. En vez de eso, siguieron el ejemplo de la tecnología de la información, y codificaron el libro en bloques de datos de 96 bits, cada uno con una dirección de 19 bit para guiar el montaje. Incluyendo imágenes JPEG y el formato HTML, el código para el libro requería 54.898 de estos bloques de datos, cada uno en una secuencia única de ADN. "Hemos querido ilustrar cómo el mundo moderno está realmente lleno de ceros y unos", dijo Kosuri.

La información digital se guarda en ceros y unos, es decir código binario. O es apagado y 1 es encendido, por que el soporte es electrónico. La información biológica se guarda en cuatro "bases nitrogenadas": adenina; timina; citosina y guanina. La unidad de información informática es el octeto, conocido como byte, es decir, una combinación de ocho elementos, ceros y unos. La unidad biológica es el triplete, es decir, combinaciones de tres bases nitrogenadas. Si hacéis un poco de cálculo os daréis cuenta que un byte tiene 256 combinaciones posibles (2x2x2x2x2x2x2x2 = 256). Es decir, que 256 octetos nos sirven para tener el alfabeto latino, todos los signos de puntuación e incluso comandos como podéis ver en las tablas de arriba.

El código genético tiene 64 combinaciones posibles (4x4x4 = 64). El código genético codifica para 20 aminoácidos que son los elementos con los que se construyen las proteínas, las proteínas son cadenas de aminoácidos. Además el código tiene un triplete para comenzar la lectura y tres tripletes para finalizar la lectura. Si como dice George Church podemos escribir un texto en código genético entonces necesitaremos que algunos de los tripletes codifiquen para signos de puntuación. Esto habría que hacerlo dedicando algunos de los tripletes redundantes, hay aminoácidos que tienen hasta cuatro codificaciones, ver por ejemplo los casos de los aminoácidos serina, prolina o leucina (ser, pro o leu en la tabla del código genético más arriba). En todo caso 64 combinaciones son suficientes para sustituir el alfabeto y los signos de puntuación.

Pero... ¿Qué es lo realmente relevante de este trabajo?, pues bien, que un soporte estable saca un contenido del mercado. Este concepto no es mío. Pertenece a el filósofo y profesor de la Universidad Autónoma de Madrid Enrique Alonso. El tema no es baladí. Si no que se lo pregunten a Mel Gibson que ha demandado a Apple por que ha descubierto que no puede dejar en herencia a su hijo las canciones que él ha comprado en itunes. Sin un soporte estable siempre necesitaremos de una empresa que actualice los formatos y que guarde la información. Esto va en contra de la democratización del acceso a la cultura por que de esta manera sólo quien pague va a poder tener acceso a la misma. La popularización y democratización de la cultura que se logró con la imprenta corre peligro de desaparecer, al menos hasta que la sociedad tome cartas en el asunto. Utilizar ADN para darle un soporte a la información digital puede ser un primer paso.

El Ártico es una auténtica selva de microorganismos

A pesar de tener en común los cambios extremos en la radiación solar, las bajas temperaturas y la formación de hielo en invierno, los microorganismos marinos del Ártico y de la Antártida presentan profundas diferencias. Esta es una de las principales conclusiones de un estudio internacional con participación de científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) que también evidencia el carácter único de las comunidades bacterianas que pueblan el Océano Ártico, no sólo en comparación con la Antártida, sino también con el resto de océanos.

Un consorcio de investigadores de Francia, Nueva Zelanda, Estados Unidos, Canadá, Suecia y España ha analizado 800.000 secuencias genéticas procedentes de 90 muestras de microorganismos. En concreto, los científicos, que publican los resultados en la revista recogidas en la superficie y en las profundidades. Además, han incluido 48 muestras adicionales de latitudes más bajas para analizar la huella polar en la biogeografía bacteriana marina del océano global.

Los científicos han comparado específicamente muestras de las regiones costeras y de mar abierto, así como muestras recogidas en invierno y en verano

Los científicos han comparado específicamente muestras de las regiones costeras y de mar abierto, así como muestras recogidas en invierno y en verano. Los resultados señalan que los microorganismos que viven en las profundidades de los océanos polares comparten el 40% de las similitudes taxonómicas, mientras que sólo el 25% de los grupos taxonómicos identificados en la superficie es común.

“Las bacterias que forman el plancton de la superficie están sometidas a condiciones más variables que se desencadenan a corto plazo, mientras que las de las profundidades están estructuradas en función de la conectividad de la circulación oceánica”, explica uno de los autores del trabajo, el investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar Carlos Pedrós.

Aporte de agua dulce

Las mayores diferencias tienen que ver con el aporte de agua dulce a estos ecosistemas. Aunque los polos reciben agua procedente del deshielo glacial, el agua dulce que recibe el Ártico llega, sobre todo, de las grandes cuencas continentales de los sistemas fluviales. Esta circunstancia es probablemente la explicación para las grandes diferencias entre los polos observadas en los microorganismos que viven en las regiones costeras.

Las mayores diferencias tienen que ver con el aporte de agua dulce a estos ecosistemas

“Hemos comparado las comunidades microbianas del Ártico y de la Antártida y hemos visto que son muy diferentes. Este resultado indica que las bacterias no tienen tanta capacidad para dispersarse con facilidad de una zona polar a otra como suponíamos. El aislamiento hace posible la especiación y, como consecuencia, la biogeografía”, destaca el investigador del CSIC.

El estudio es resultado de diferentes trabajos realizados en el marco del Año Polar Internacional 2007 de Vida Marina de la Fundación Sloan, que promovió los esfuerzos en ambos extremos del planeta y la realización de un programa separado dirigido a los microbios marinos. ‐2009. Los científicos también han contado con el apoyo del Censo  de Vida Marina de la Fundación Sloan, que promovió los esfuerzos en ambos extremos del planeta y la realización de un programa separado dirigido a los microbios marinos.

Referencia bibliográfica:

Jean Kevin Bakker, Stefan Bertilson, David L. Kirchman, Connie Lovejoy, Patricia L. Yager, and Alison E. Murray. ‐François Ghiglione, Pierre E. Galand, Thomas Pommier, Carlos Pedrós‐Alió, Elizabeth W. Maas, Pole‐to‐pole biogeography of surface and deep marine bacterial communities. PNAS. DOI: 10.1073/pnas.1208160109.

Los antibióticos disparan las alergias?

"Las enfermedades alérgicas han alcanzado niveles de pandemia", de esta forma comienza el nuevo trabajo de David Artis en la revista Nature Medicine. Artis viene a decir que, mientras todo el mundo sabe que las alergias son causadas por una combinación de factores que involucran tanto la naturaleza y la crianza, el conocimiento no nos ayuda a identificar lo que es culpable, no es del todo claro exactamente de qué se trata, o cómo los ciertos factores relevantes desencadenan respuestas alérgicas.

Hay evidencia de que una de las causas se encuentra dentro de nuestras entrañas. Los estudios epidemiológicos han relacionado los cambios en los billones de microorganismos presentes de bacterias comensales que residen en nuestro colon para el desarrollo de enfermedades alérgicas. (Por lo general, entre 1,000 y 15,000 especies diferentes de bacterias viven en nuestros intestinos.) E inmunólogos saben que las moléculas de señalización producidas por algunas células del sistema inmune intervienen en la inflamación alérgica.

Los estudios en animales han proporcionado la relación entre estos dos, que muestra que las bacterias comensales promueven la inflamación alérgica. Sin embargo, estos investigadores querían saber más acerca de cómo hacerlo.

Para averiguarlo, Artis y sus colegas en la escuela de Penn estudiaron ratones tratados con Medicina Veterinaria usando una amplia gama de antibióticos por vía oral para disminuir o agotar sus bacterias comensales y luego examinaban diferentes parámetros inmunológicos. Se utilizó una combinación de cinco antibióticos distintos, que van desde la ampicilina a la vancomicina.

Ellos encontraron que los ratones tratados con antibióticos tenían niveles elevados de anticuerpos importantes en las alergias y el asma (clase de antibióticos IgE). Los anticuerpos elevados a su vez aumentaron los niveles de los basófilos, células inmunes que juegan un papel en la inflamación, tanto alérgicas como de otro tipo.

Esta conexión no sólo se aplica a ratones sino también a los seres humanos que tienen altos niveles de IgE por razones genéticas. Las personas con niveles genéticamente elevados de IgE son hipersusceptibles de eccma y las infecciones, en tanto los anticuerpos que neutralizan la IgE se utilizan para tratar el asma.

Los tratamientos con antibióticos y de IgE no actuan mediante la promoción de la supervivencia de los basófilos maduros, sino más bien mediante la promoción de la proliferación de células precursoras de los basófilos en la médula ósea. Las bacterias comensales limitan esta capacidad proliferativa.

Este descubrimiento es la visión real aportada por este trabajo. Se ha sabido durante algún tiempo lo que medía las alergias IgE. Pero nadie sabía que las bacterias que viven en el intestino se pueden utilizar para controlar el crecimiento de las células precursoras inmunes de la médula ósea. El hallazgo podría tener implicaciones amplias que ayudarían a dar sentido a otros estados de enfermedades crónicas inflamatorias que también han sido asociadas con cambios en esta población bacteriana. Las bacterias comensales podrían afectar estas condiciones inflamatorias, incluyendo otros tipos de cáncer, infección y trastornos autoinmunes a través de este mecanismo, también.

Los expertos se han preguntado por la enorme explosión de asma y alergias en los últimos años y han sido incapaces de identificar la causa. Este artículo sugiere que tal vez el uso excesivo de productos antibacterianos podría ser el culpable.

Referencia:

• “Commensal bacteria–derived signals regulate basophil hematopoiesis and allergic inflammation.” David A Hill, Mark C Siracusa, Michael C Abt, Brian S Kim, Dmytro Kobuley, Masato Kubo, Taku Kambayashi, David F LaRosa, Ellen D Renner, Jordan S Orange, Frederic D Bushman and David Artis. Nature Medicine, published online March 25, 2012. DOI: 10.1038/nm.2657

Allergic diseases have reached pandemic levels,” begins David Artis’s new paper in Nature Medicine. Artis goes on to say that, while everyone knows allergies are caused by a combination of factors involving both nature and nurture, that knowledge doesn’t help us identify what is culpable — it is not at all clear exactly what is involved, or how the relevant players promote allergic responses.

There is some evidence that one of the causes lies within our guts. Epidemiological studies have linked changes in the species present in commensal bacteria — the trillions of microorganisms that reside in our colon — to the development of allergic diseases. (Typically, somewhere between 1,000 and 15,000 different bacterial species inhabit our guts.) And immunologists know that signaling molecules produced by some immune cells mediate allergic inflammation.

Animal studies have provided the link between these two, showing that commensal bacteria promote allergic inflammation. But these researchers wanted to know more about how.

To figure it out, Artis and his colleagues at Penn’s School of Veterinary Medicine treated mice with a broad range of oral antibiotics to diminish or deplete their commensal bacteria and then examined different immunological parameters. They used a combination of five different antibiotics, ranging from ampicillin, which is fairly run of the mill, to vancomycin, which is kind of a nasty one.

They found that mice treated with antibiotics had elevated levels of antibodies known to be important in allergies and asthma (IgE class antibodies). The elevated antibodies in turn increased the levels of basophils, immune cells that play a role in inflammation, both allergic and otherwise.

This connection doesn’t only apply to mice but also to humans who have high levels of IgE for genetic reasons. People with genetically elevated levels of IgE are hypersusceptible to eczema and infections, and antibodies that neutralize IgE are used to treat asthma.

The antibiotic treatments and IgE did not act by promoting the survival of mature basophils, but rather by promoting the proliferation of basophil precursor cells in the bone marrow. Commensal bacteria limit this proliferative capacity.

That discovery is the real insight contributed by this paper. It has been well known for some time that IgE mediates allergies. But no one knew that bacteria living in the gut may use it to check the growth of immune precursor cells in the bone marrow. The finding might have wide-ranging implications and help us make sense of other chronic inflammatory disease states that have also been associated with changes in this bacterial populations. Commensal bacteria might impact these other inflammatory conditions — including cancer, infection, and autoimmune disorders — through this mechanism, as well.

Experts have puzzled over the enormous explosion of asthma and allergies in recent years, and been unable to pinpoint the cause. This paper suggests that perhaps the overuse of antibacterial products could be to blame.

Image: Janice Haney Carr/CDC

Inyecciones de esteroides contaminadas propagan la meningitis en EEUU

Sede donde se produjeron las inyecciones

Menuda chapuza. Para que veáis que las chapuzas no sólo ocurren en países latinos:

Las autoridades federales han iniciado una investigación en New England Compounding Center, el centro farmacéutico de Massachusetts que fabricó y distribuyó los productos que supuestamente están en el origen del brote de meningitis que ha provocado la muerte de 15 personas en Estados Unidos, ha dejado 200 pacientes más y amenaza a otras 14.000 personas.

La fiscal Carmen Ortiz ha confirmado que "nuestra oficina está investigando las acusaciones relacionadas con New England Compounding Center".

A lo largo de la tarde del martes, agentes del departamento de Drogas y Alimentación de Massachusetts están registrando las instalaciones de la compañía, con el apoyo de la policía local, según han explicado fuentes policiales.

La fiscal Ortiz, sin embargo, ha hecho una llamada a la cautela y ha asegurado que es "prematuro" aventurar las conclusiones de la investigación.

El brote de meningitis se ha convertido en un auténtico escándalo en Estados Unidos, donde se han confirmado casos en un total de 11 estados.

Desde que se diera la voz de alerta, los legisladores han estado bajo presión para cerrar lo que muchas voces críticas ven como una laguna grave en la supervisión de las inyecciones de esteroides que podrían estar en el origen de la epidemia. Alegan que no se regulan las mezclas que hacen las farmacéuticas, en este caso concreto la compañía NECC, que ya anunció la suspensión de sus operaciones.

Las farmacias son propiedad de Gregory Conigliaro, un ingeniero, y su hermano Cadden Barry, un farmacéutico que estaba a cargo de las operaciones de la farmacia.

Single cell genomics: an individual look at microbes

Current Opinion in Microbiology

Available online 29 September 2012

Single cell genomics: an individual look at microbes

Open Access Article 

• Ramunas Stepanauskas 

• Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, 60 Bigelow Drive, P.O. Box 380, East Boothbay, ME 04544, United States

• http://dx.doi.org/10.1016/j.mib.2012.09.001, How to Cite or Link Using DOI

Single cell genomics (SCG) uncovers hereditary information at the most basic level of biological organization. It is emerging as a powerful complement to cultivation-based and microbial community-focused research approaches. SCG has been instrumental in identifying metabolic features, evolutionary histories and inter-organismal interactions of the uncultured microbial groups that dominate many environments and biogeochemical cycles. The SCG approach also holds great promise in microbial microevolution studies and industrial bioprospecting. Methods for SCG consist of a series of integrated processes, beginning with the collection and preservation of environmental samples, followed by physical separation, lysis and whole genome amplification of individual cells, and culminating in genomic sequencing and the inference of encoded biological features.

El Ártico y la Antártida tienes poblaciones microbianas diferentes

A pesar de tener en común los cambios extremos en la radiación solar, las bajas temperaturas y la formación de hielo en invierno, los microorganismos marinos del Ártico y de la Antártida resultan ser muy diferentes, según un estudio internacional de secuencias genéticas. El estudio, en el que han participado científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), también pone en evidencia el carácter único de las comunidades bacterianas que pueblan el océano Ártico, no solo en comparación con las aguas antárticas, sino también con el resto de océanos.

El consorcio de investigadores, de Francia, Nueva Zelanda, EE UU, Canadá, Suecia y España, ha analizado 800.000 secuencias genéticas procedentes de 90 muestras de microorganismos. En concreto, los científicos, que publican los resultados en la revista PNAS, han comparado 20 muestras del océano Antártico con 24 del Ártico recogidas en la superficie y en las profundidades. Además, han incluido 48 muestras adicionales de latitudes más bajas para analizar la huella polar en la biogeografía bacteriana marina del océano global.

Los científicos han comparado específicamente muestras de las regiones costeras y de mar abierto, así como muestras recogidas en invierno y en verano. Los resultados señalan que las similitudes taxonómicas son mayores entre microorganismos que viven en las profundidades del océano, ya que el 40% de las especies son comunes, mientras solo el 25% de los grupos taxonómicos de microorganismos identificados en la superficie de los océanos polares es común.

“Las bacterias que forman el plancton de la superficie están sometidas a condiciones más variables que se desencadenan a corto plazo, mientras que las de las profundidades están estructuradas en función de la conectividad de la circulación oceánica”, explica Carlos Pedrós‐Alió, uno de los autores del trabajo, del Instituto de Ciencias del Mar.

Las mayores diferencias tienen que ver con el aporte de agua dulce a estos ecosistemas. Aunque los dos polos reciben agua procedente del deshielo glacial, el agua dulce que recibe el Ártico llega, sobre todo, de las grandes cuencas continentales de los sistemas fluviales. Esta circunstancia es probablemente la explicación para las grandes diferencias entre los polos observadas en los microorganismos que viven en las regiones costeras.

“Hemos comparado las comunidades microbianas del Ártico y de la Antártida y hemos visto que son muy diferentes. Este resultado indica que las bacterias no tienen tanta capacidad para dispersarse con facilidad de una zona polar a otra como suponíamos”, destaca el investigador del CSIC.

El estudio es resultado de diferentes trabajos realizados en el marco del Año Polar Internacional 2007‐2009. Los científicos también han contado con el apoyo del Censo de la Vida Marina de la Fundación Sloan, que promovió los esfuerzos en ambos polos del planeta y la realización de un programa separado dirigido a los microbios marinos.