Biotecnología

Control instantáneo sobre el cerebro mediante destellos de luz.

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Unos investigadores han transformado un canal celular de excitación tomado de algas, arriba a la izquierda, en un potente canal de inhibición, abajo a la derecha, que permite con gran precisión la desactivación o silenciamiento de neuronas. (Imagen: Andre Berndt, Soo Yeun Lee, Charu Ramakrishnan y Karl Deisseroth, Universidad de Stanford)
Unos investigadores han transformado un canal celular de excitación tomado de algas, arriba a la izquierda, en un potente canal de inhibición, abajo a la derecha, que permite con gran precisión la desactivación o silenciamiento de neuronas. (Imagen: Andre Berndt, Soo Yeun Lee, Charu Ramakrishnan y Karl Deisseroth, Universidad de Stanford)
Unos científicos han obtenido mediante bioingeniería aplicada a neuronas cultivadas a partir de muestras tomadas de ratas, una versión mejorada de una tecnología fascinante y a la vez un tanto inquietante que ofrece control instantáneo sobre la actividad de circuitos del cerebro mediante un destello de luz. La principal mejora de esta tecnología, conseguida por el equipo del Dr. Karl Deisseroth, de la Universidad de Stanford en California, Estados Unidos, pionero de las primeras versiones hace años, es que ahora se dispone del mismo nivel de control sobre la desactivación de neuronas que hasta ahora sólo se había tenido sobre la activación. En su día, el equipo de Deisseroth contribuyó de manera decisiva a abrir la puerta del uso de pulsos de luz para controlar circuitos cerebrales en animales modificados genéticamente para tener células controlables mediante luz, la base de la optogenética. Ciertos genes que permiten que la luz solar controle organismos primitivos sensibles a la luz como las algas, combinados con genes que producen proteínas marcadoras fluorescentes, se combinan a su vez con un virus desactivado que introduce tales genes en tipos específicos de neuronas, a las cuales dichos genes se integran, haciendo posible controlar neuronas mediante pulsos de luz. El que una neurona se active y emita un impulso depende del equilibrio de iones que fluyen a través de la membrana celular, por lo que ser capaz de controlar experimentalmente esta maquinaria celular es fundamental para conocer a fondo cómo funciona el cerebro. No obstante, hasta ahora, las herramientas optogenéticas para la desactivación de neuronas habían sido mucho menos efectivas que las usadas para activarlas.Deisseroth y sus colegas de dentro y fuera de la Universidad de Stanford descubrieron recientemente la estructura cristalina de la canalrodopsina, la proteína tomada de las algas para lograr el control optogenético de neuronas. Leer el resto de esta entrada »

Sintetizado por primera vez un cromosoma eucariota “de diseño”

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Un equipo internacional de científicos ha logrado crear un cromosoma eucariota en el laboratorio. En concreto, han sintetizado el de la levadura Saccharomyces cerevisiae, con el que se fabrica el pan, la cerveza y el vino. Este logro supone un gran paso en el campo de la biología sintética que permitirá el diseño de microorganismos para producir nuevos medicamentos, materias primas para la alimentación y biocombustibles.
Un equipo internacional de científicos ha logrado crear un cromosoma eucariota en el laboratorio. En concreto, han sintetizado el de la levadura Saccharomyces cerevisiae, con el que se fabrica el pan, la cerveza y el vino. Este logro supone un gran paso en el campo de la biología sintética que permitirá el diseño de microorganismos para producir nuevos medicamentos, materias primas para la alimentación y biocombustibles.
Desde que en 2010 el empresario científico Craig Venter anunciara que había logrado crear una bacteria artificial, las técnicas de síntesis de ADN han mejorado rápidamente. Con estos conocimientos, los científicos eran capaces de armar sencillos genomas procariotas, por ejemplo, en bacterias; pero armar un genoma eucariota –más complejo y con el ADN dentro del núcleo–, como el de la levadura, era una hazaña. En 1996 los científicos lograron trazar el mapa genético completo de la levadura. Este organismo unicelular se usa para producir cerveza, biocombustible y medicinas.Pero si además se le equipa de un conjunto completo de cromosomas sintéticos y cambiables, como el que ha diseñado un equipo científico dirigido por Jef Boeke, director del NYU Langone Medical Center, se pueden crear versiones mejoradas de estas importantes materias primas, incluidos nuevos antibióticos o biocombustibles respetuosos con el medio ambiente.“Hemos creado una versión modificada de una secuencia de cromosoma natural. Leer el resto de esta entrada »

Crean un sistema de memoria en circuitos genéticos para células bacterianas.

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Unos ingenieros en el MIT han desarrollado circuitos genéticos en células bacterianas que no sólo realizan funciones lógicas, sino que también recuerdan los resultados. (Recreación artística: Liang Zong y Yan Liang)
Unos ingenieros en el MIT han desarrollado circuitos genéticos en células bacterianas que no sólo realizan funciones lógicas, sino que también recuerdan los resultados. (Recreación artística: Liang Zong y Yan Liang)
Un nuevo y fascinante desarrollo en el campo de la biología sintética permite combinar memoria y funciones lógicas en circuitos genéticos. Un equipo de especialistas del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, ha creado circuitos genéticos en células bacterianas que no sólo realizan funciones lógicas, sino que también recuerdan los resultados, los cuales son codificados en el ADN de la célula y transmitidos a lo largo de decenas de generaciones. Buena parte del trabajo previo en la biología sintética se ha enfocado hacia componentes lógicos o hacia módulos de memoria que sólo codifican memoria. El equipo de Timothy Lu, Piro Siuti y John Yazbek piensa que para lograr una capacidad de computación lo bastante sofisticada se necesitará combinar lógica y memoria, y por eso ha escogido el nuevo enfoque de diseño utilizado en el desarrollo de estos circuitos genéticos. Los biólogos sintéticos utilizan piezas genéticas intercambiables para diseñar circuitos que realicen una función específica, como por ejemplo detectar una sustancia química en el entorno.
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Logran convertir células de piel en células sanas de músculo cardiaco.

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El objetivo de la investigación es el desarrollo de una terapia de células madre para tratar a enfermos con fallo cardiaco.

Científicos israelíes han logrado convertir células de la piel de enfermos del corazón en células sanas de músculo cardiaco en laboratorio. Los resultados de la investigación se han publicado esta semana en la revista European Heart Journal.
El objetivo final de esta investigación es el desarrollo de una terapia de células madre para tratar a enfermos que hayan sufrido un fallo cardiaco.
Según señala Lior Gepstein, del Sohnis Research Laboratory israelí, que lidera la investigación, el avance evitaría el rechazo de tejidos ya que las células trasplantadas proceden del propio paciente.
En este estudio se obtuvieron células cutáneas de dos hombres de 51 y 61 años con fallo cardiaco, las reprogramaron en células cardiacas y consiguieron unirlas a una muestra de tejido cardiaco dañado en un plazo de 48 horas.Las células creadas eran idénticas a células sanas de músculo cardiaco. Cuando esas células fueron trasplantadas a un ratón, comenzaron a hacer conexiones con el tejido del corazón, explica Gepstein.

“Lo que es realmente novedoso de nuestra investigación es que hemos demostrado que es posible coger células de la piel de un paciente de edad avanzada con un fallo cardiaco grave y lograr células cardiacas que laten y son jóvenes y sanas, similares a las que tenía cuando nació” Lior Gepstein.

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Desarrollan nuevo tipo de trigo, vital para la seguridad alimentaria.

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El avance es significativo porque, según los autores del estudio, la tolerancia a la salinidad será fundamental en el futuro debido al cambio climático. El trigo duro (Triticum durum), también conocido como trigo moruno, tiene un alto contenido de gluten y es utilizado fundamentalmente en la elaboración de pasta y cuscús. Y los investigadores introdujeron en una variedad comercial de trigo duro un gen que permite a la planta crecer en suelos altamente salinos.

“Las predicciones indican que muchas regiones agrícolas en el mundo se volverán más calientes y secas. Esto aumentará la evapotranspiración y por lo tanto el contenido de sal en los suelos”, dijo a BBC Mundo el Dr. Mathew Gilliham, investigador de la Universidad de Adelaide y uno de los autores del estudio.
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