Ampliando el lenguaje de Dios

Los científicos acaban de ampliar el lenguaje de Dios. El código genético natural está compuesto de solo dos pares de bases (el par A-T y el par G-C). Floyd Romesberg y sus colegas del Instituto Scripps en La Jolla, en California, han añadido ahora el par artificial d5SICSTP-dNaMPT. Ese tercer par de bases (o de letras) puede replicarse e incorporarse en el ADN de una bacteria sin ser reconocido como una anomalía, lo que demuestra que un organismo puede propagar establemente un alfabeto genético expandido, con tres pares de bases en lugar de los dos naturales.

La creación de vida artificial se acerca así un paso más, después de la creación de los genomas completos de una bacteria y de un cromosoma de la levadura, en ambos casos a partir de productos químicos de bote. Pero el nuevo avance plantea cuestiones inéditas, y no solo para los ingenieros. Por ejemplo, como el alfabeto ampliado permite construir genes y proteínas con componentes nunca vistos en la naturaleza

Desde la más humilde bacteria hasta el lector de este artículo, todos los seres vivos del planeta Tierra utilizan para ese propósito la doble hélice del ADN y un código genético de cuatro ‘letras’ (a, g, t, c), las cuatro bases o nucleótidos con que se escribe todo texto biológico.

La bacteria creada por Romesberg y sus colegas parece funcionar igual de bien con seis letras que con las cuatro naturales. Animados por este hecho, los científicos ya están pensando en añadir aún más bases artificiales al código genético de sus criaturas. 

El trabajo de Romesberg, que se presenta en Nature, es una prueba de principio, pero tanto él como otros expertos en la emergente disciplina de la biología sintética, el diseño de organismos a partir de principios básicos,  lo consideran un gran paso adelante. Creen que facilitará mucho los objetivos a corto plazo de esta tecnología, que son la síntesis de medicamentos, la producción de biocombustibles, la alimentación y la regeneración de los entornos dañados por toda clase de vertidos.

La biología sintética pretende crear desde cero sistemas biológicos, como circuitos genéticos, bacterias y células superiores, que no existen en la naturaleza, y que están diseñados para algún propósito práctico concreto.

FUENTE: EL PAÍS.

Crema con nanopartículas de ácidos nucleicos para tratamientos genéticos cutáneos

Consiste en utilizar fármacos basados en novedosas estructuras con forma esférica de ácidos nucleicos. Estas estructuras, mil veces más pequeña que el diámetro de un cabello humano, tienen la singular capacidad de atraer ciertas proteínas naturales y unirse a ellas, lo cual permite a dichas estructuras atravesar la piel y entrar en las células. El fármaco penetra en todas las capas de la piel y puede actuar selectivamente sobre genes que causan enfermedades sin afectar a los genes normales. 
Los objetivos iniciales de esta innovadora clase de tratamiento son el melanoma y el carcinoma de células escamosas (dos de los tipos más comunes de cáncer de piel), la psoriasis, la cicatrización de heridas diabéticas (llagas que tienden a permanecer abiertas) y un raro trastorno genético de la piel que no tiene tratamiento efectivo (ictiosis epidermolítica). Otros objetivos podrían incluir incluso a las arrugas. 
La forma esférica de las nanoestructuras y la densidad de los ácidos nucleicos son la clave del innovador tratamiento. Los ácidos nucleicos esféricos pueden penetrar en las células. La secuencia de ARN está programada para que el blanco sea el gen causante de una enfermedad.
Gracias al Proyecto Genoma Humano y a toda la investigación genómica realizada durante las últimas dos décadas, ahora es viable lanzarse a buscar tratamientos para diversas enfermedades difíciles. Los blancos sobre los que actuar están identificados en bastantes casos, y con la tecnología del equipo de Paller la misma herramienta, el ácido nucleico esférico, sirve, en principio, para todos los casos. Sólo basta con cambiar la secuencia para incorporar como blanco al gen sobre el que se desea actuar.
Las nanoestructuras se desarrollaron en el laboratorio de Chad Mirkin y luego se combinaron con una crema hidratante comercial. A continuación, en el laboratorio de Paller, los investigadores aplicaron el ungüento terapéutico a la piel de ratones y a muestras de epidermis humana. Las nanoestructuras fueron diseñadas para actuar específicamente sobre un receptor de factor de crecimiento que es un biomarcador asociado con diversos cánceres. En ambos casos, el fármaco atravesó la capa epidérmica y penetró muy profundamente en la piel, llegando las células alcanzadas a absorber el 100 por ciento de las nanoestructuras. De forma selectiva, se desactivó el gen del EGFR, con la consiguiente caída en la producción de las proteínas problemáticas.
Tras un mes de aplicación continuada de la crema, no hubo evidencia de efectos secundarios, ni de activación inapropiada del sistema inmunitario ni de acumulación de las partículas en órganos. El tratamiento actúa exclusivamente en la piel y no interfiere con otras células.

Fuente:http://noticiasdelaciencia.com

Cuádruple hélice de ADN

En 1953,  Watson y  Crick, de la Universidad de Cambridge, pasaron a formar parte de  la historia de la ciencia tras publicar un artículo describiendo la estructura en doble hélice del ADN, el código químico universal común a todas las formas de vida en la Tierra. Sesenta años después, científicos de la misma universidad acaban de identificar estructuras en cuádruple hélice en el genoma humano. Según publican los investigadores en la revista Nature Chemistry, se trata de estructuras formadas en regiones especialmente ricas en uno de los "ladrillos" del material genético, la base nitrogenada guanina (G).

 
El hallazgo de esta estructura es fruto de diez años de investigación, y apunta a que las cadenas cuádruples son imprescindibles para el proceso de replicación del ADN y para la división celular. Según ha explicado Shankar Balasubramanian , coautor del trabajo, las nuevas estructuras son especialmente abundantes "en los genes de las células que se dividen rápidamente, como las células cancerosas". De ahí que Balasubramanian y sus colegas no descarten que la estructura de la cuádruple hélice pueda conducir a nuevas estrategias terapéuticas para detener la proliferación celular descontrolada que caracteriza al cáncer.

Un gen que ayudó a sobrevivir a los esquimales ahora empeora su salud

 Investigadores de la Universidad de Cambridge  han analizado una variante genética, conocida como CPT1A –exclusiva de ciertos esquimales de Siberia que hace miles de años permitió sobrevivir a estas poblaciones del Ártico. Dicha enzima les servía para procesar mejor las dietas altas en grasas y poder sobrevivir en climas fríos.

Según los resultados de un  estudio, CPT1A favorece en la actualidad la aparición de hipoglucemia –bajos niveles de azúcar en sangre– y al aumento de la mortalidad infantil en estos individuos.

“Este caso ilustra la importancia médica de tener una comprensión evolutiva de nuestro pasado. Los impactos de la evolución en la salud deberían tenerse en cuenta más", indica Florian Clemente, de la División de Antropología biológica de la Universidad de Cambridge y coautor del estudio.

Para comprobarlo, los científicos analizaron los genomas de 25 individuos del norte de Siberia y compararon sus secuencias con otros 25 de Europa y 11 del este de Asia. Los investigadores destacan que la variante CPT1A está presente en el 68% de los esquimales de Siberia, y ausente en otras poblaciones con el mismo genoma.

CPT1A forma parte del proceso de digestión de los ácidos con alto contenido en grasas, como los de la carne. Esto explicaría su influencia en estas poblaciones debido a la insostenibilidad de la agricultura en las regiones del Ártico, que se alimentan de mamíferos marinos. 

Estudian el almidón como vehículo para administrar vacunas orales y proteínas terapéuticas

El sistema, patentado en México, permite unir prácticamente cualquier proteína, antígenos, enzimas y anticuerpos a los gránulos de almidón. Con esta unión específica se exploran varias aplicaciones.

Una de las más interesantes es la utilización del almidón como vehículo de vacunas orales. Con el sistema desarrollado se inmovilizaron sobre los gránulos proteínas de tuberculosis y tétanos; con ello, se logró que las proteínas atravesaran el tracto gastrointestinal sin degradarse, siendo entonces capaces de producir una respuesta inmune en los ratones que recibieron los gránulos con la proteína antigénica por vía oral.

 La investigadora universitaria señaló que una ventaja del polisacárido es que se presenta naturalmente ‘microparticulado’. Actualmente, existe interés en utilizar micro o nanopartículas para una gran variedad de aplicaciones; sin embargo, producirlas requiere cierta tecnología y puede resultar caro. Además, mucho del trabajo que se realiza es para demostrar que las micro o nanopartículas producidas no son dañinas para el ser humano.

 Todo indicaba que funcionaría, “pero había que probarlo en ratones”. Se tomaron dos antígenos: el fragmento C de la toxina tetánica, que es un fragmento de la toxina que despierta respuesta inmune sin producir el tétanos, y una proteína de Mycobacterium tuberculosis, la bacteria que produce la tuberculosis. Obtuvimos respuesta inmune en ambos casos.

 El objetivo del grupo era demostrar que este sistema, que permite unir proteínas al almidón, es útil como un vehículo de administración, ya sea de antígenos, para desarrollar una vacuna o de proteínas terapéuticas para una enfermedad, “y es lo que hicimos”.

 Los resultados de esta investigación ya han sido dados a conocer en publicaciones recientes del International Journal of Pharmaceutics, Carbohydrates polymers y en Applied Microbiology and Biotechnology y han permitido la formación de recursos humanos de licenciatura y posgrado.

Las grasas afectan de manera diferente a los cerebros masculino y femenino.

Un grupo interdisciplinar de científicos de instituciones estadounidenses ha estudiado las diferentes respuestas cerebrales de ratones y ratonas al comer grasas.

El hallazgo, publicado esta semana en la revista Cell Reports, indica que los cerebros de machos y hembras responden de modos muy diferentes a este tipo de dietas. Los machos sufren una mayor inflamación de la región, incrementando el riesgo de diabetes y enfermedades cardiovasculares, en comparación con las hembras.

“Nuestros datos mostraron que los ratones que tenían inflamación cerebral sufrían prediabetes, además de alteraciones en la función cardiovascular”, explica a Sinc Deborah Clegg, del Instituto de Investigación en Diabetes y Obesidad de Los Ángeles. “Esto solo ocurría en los ratones macho; no había inflamación en las hembras”.

“Vimos que no estaba del todo mal que las hembras tuvieran, de vez en cuando, una dieta alta en grasas. Sin embargo, fue altamente perjudicial en hombres”, señala Clegg.

Cuando los ratones macho entraron en un estado de inflamación después de comer dietas altas en grasas, se observó que también sufrieron una reducción de la función cardiaca, mientras que las ratonas no.  

“Es como si el cerebro de las hembras fuera ‘inmune’ al desafío de la dieta alta en grasas”, señala Clegg. “El hecho de que estos procesos de los nutrientes se presenten de manera distinta en los dos sexos con la misma dieta es una novedad”, enfatiza.

Clegg y su equipo están trabajando ahora en una estrategia para confirmar si los hallazgos en ratones también podrían aplicarse a las personas. Las conclusiones podrían explicar las diferencias observadas entre mujeres y hombres en las consecuencias de la obesidad; por ejemplo, por qué las premenopáusicas con sobrepeso tienen mejor salud que los hombres. De ser confirmadas en humanos, estas conclusiones obligarían a adaptar las recomendaciones dietéticas en función del sexo.

FUENTE: noticiasdelaciencia.com 

Las proteinas y el autismo

Los científicos han descubierto cómo las mutaciones en dos proteínas pueden provocar autismo.
Han demostrado una proteína aumenta la excitabilidad de las células nerviosas, mientras que el otro tipo de proteína inhibe la actividad celular. El equipo de la Universidad de Texas encontró que en circunstancias normales, las proteínas se contrapesan.
Los resultados sugieren una nueva teoría de que el autismo implica un desequilibrio entre la excitación y conexiones inhibitorias entre las células nerviosas. Las proteínas, que sirven para vincular físicamente las células nerviosas entre sí, fueron descubiertas por el equipo de la Universidad Southwestern Medical Center hace más de una década.

                                        

Las personas con autismo pueden tener dificultades relacionadas con la comprensión de los sentimientos de los demás. Para algunos, esto puede hacer que sea difícil de desarrollar amistades, y tener sentido del mundo en general.