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lunes, 19 de noviembre de 2012

¿Cuántas bacterias hay en tu ombligo?

Un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (EE UU) ha llegado a la conclusión de que existen 2.368 tipos de bacterias diferentes en el ombligo del ser humano, según un análisis genético publicado en la revista PLOS One. Se trata de los primeros resultados de Proyecto “Biodiversidad del ombligo” (http://www.wildlifeofyourbody.org/), dedicado a una zona del cuerpo que, según los investigadores es “el portal por el que nos conectábamos a nuestras madres, y el recordatorio físico de nuestro pasado evolutivo”. Además de ser lugares relativamente aislados donde los microbios se mantienen “a salvo”.

"Al estudiar los ombligos hemos identificado una inquietante e inmensa riqueza de vida: el ombligo medio de un ser humano hospedaba alrededor de 67 especies, y entre las 66 muestras reunidas encontramos miles de especies distintas", indicó Rob Dunn, coautor del estudio. Algunas de las bacterias identificadas resultaron ser bastante inesperadas, como una que habita también los ambientes marinos.

De todos los microbios analizados, destacaba el papel de ocho bacterias que estaban presentes en más de un 70% de las muestras tomadas, y cuya población representaba el 50% del total de las muestras.

Los autores recuerdan que, sin estos microbios, nuestro sistema inmune no funcionaría adecuadamente, por lo que su papel es fundamental para protegernos de agresiones externas.

Cortesia: muyinteresante.es

sábado, 4 de junio de 2011

E. coli: ¿bacteria amiga o enemiga?


E. coli

La bacteria E.coli forma parte de una amplia familia. Algunas cepas de esta

bacteria son más peligrosas que otras.

Es ampliamente conocida por causar brotes de diarrea infecciosa y actualmente es la responsable de varias muertes, pero algunos científicos afirman que la bacteria E. coli nos ha dado la respuesta al secreto de la vida misma.

"Nos ha ayudado a entender quiénes somos", dice Carl Zimmer, autor de una biografía de la bacteria.

Incluso antes de cumplir la primera hora de nuestras vidas, la bacteria está presente en nuestro intestino en muchos casos, desplazando organismos más peligrosos.

La bacteria vive en la mayoría de otros animales de sangre caliente y, en la mayor parte de los casos, es inofensiva.

"Pero algunos miembros de la familia E. coli le han dado mala fama al grupo", dice Zimmer.

Aunque la cepa O104 está causando una enfermedad grave y muertes con el actual brote, hay cientos de tipos de E. coli que no causan ningún problema.

E. coli fue uno de los primero organimos de los que se obtuvo la secuencia de su código genético, profundizando nuestra comprensión de cómo funciona el ADN y, a final de cuentas, incrementando nuestro conocimiento de cómo funcionan los humanos.

Así lo planteó, aparentemente, el científico Jacques Monod: "Lo que es válido para el E. coli es válido para el elefante".

Muchas de las propiedades genéticas que gobiernan a la bacteria E. coli son válidas para nosotros mismos.

"Microfábricas"

Varias formas de E. coli han sido modificadas para el beneficio de la humanidad. La bacteria se está replicando en decenas de miles de institutos científicos en todo el mundo.

Es usada como una microfábrica: con las instrucciones correctas, puede ser modificada para producir rápidamente cientos de genes de proteínas específicas. Es la "bestia de carga" ideal: es fácil de cultivar, no requiere mucha energía ni demanda condiciones de vida sofisticadas.

Y algo más es crucial para los científicos: puede ser modificada con facilidad y replicada rápidamente.

Uno de los primeros logros que atañen a la bacteria es la producción de insulina humana.

En la década de los ´70, los científicos insertaron los genes responsables para codificar la insulina humana dentro de la bacteria y fueron capaces de producir vastas cantidades de la hormona para tratar la diabetes.

"Nacimiento de la biotecnología"

Antes de esto, las personas diabéticas dependían únicamente de la insulina aislada de fuentes como la orina de caballo y el páncreas de los puercos.

Producción de insulina con E. coli
Estas muestras de E. coli han sido modificadas para producir insulina.

Con este descubrimiento nació la industria de la biotecnología moderna.

La bacteria E. coli ha sido usada en la producción de antibióticos, vacunas y muchas otras terapias.

Y es aún usada en la investigación y en fases de desarrollo de la mayoría de las drogas, de acuerdo con Stephen Smith, del Trinity College, en Dublín.

Christopher Voigt, profesor asociado en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, siglas en inglés), ha trabajado con E. coli para atacar células cancerosas.

"Puedes considerar esta bacteria como un vehículo para transportar droga", dijo.

"Creamos una cepa de E. coli que puede unirse específicamente a una molécula que está presente en la mayoría de las células con cáncer maligno y es capaz de llevar un agente terapéutico a la célula específica".

Este trabajo lo continúan investigadores en Berkeley, quienes están probando el procedimiento en ratones modelos.

"Carburante verde"

Christopher Voigt afirma que la investigación médica con la bacteria E. coli se está moviendo a una nueva fase y pasa de la producción de antibióticos que matan a las bacterias, a la modificación de la bacteria para que pueda interactuar con microbios benéficos que ya están presentes dentro del cuerpo humano.

Y el atractivo de la bacteria E. coli se ha ampliado: ingenieros y científicos de la computación están trabajando con ella también.

El profesor James Liao, de la Universidad de California, en Los Angeles (UCLA) y su equipo desarrollaron recientemente una manera de producir alcohol butílico con esta bacteria.

Algunos consideran al alcohol butílico como una alternativa ecológica a la gasolina y otros carburantes usados extensamente.

"Fuimos capaces de demostrar que la bacteria E. coli puede producir alcohol butílico de forma muy eficiente", dijo.

Su siguiente paso será incrementar el tamaño del proceso para ver cómo se comportan los organismos en tanques grandes, para probar más su viabilidad comercial.

"Computadoras vivientes"

Varios científicos están intentando sacar ventaja de la naturaleza digital del ADN en la bacteria E. coli. Die Karmella Haynes, de la Escuela Médica de Harvard.

"Tiene un código genético muy estricto, es casi como una computadora", dijo Haynes.

En la investigación, publicada en 2008, su equipo usó E. coli para ayudar a resolver un problema similar a los clásicos juegos matemáticos.

Basados en su diseño, pues cada bacteria E. coli funciona como una microcomputadora, ciertas bacterias fueron capaces de resolver el problema con rapidez, señaló Haynes.

Las aplicaciones de E. coli se amplían cada vez más, al insertarles genes que producen luz, las bacterias se han usado para hacer cámaras primitivas.

"Lado siniestro"

"Es un microbio increíble logrado, dentro y fuera del laboratorio", afirma Zimmer, autor de Microcosmos: E coli y la Nueva Ciencia de la Vida.

Es esta naturaleza versátil –su habilidad para sobrevivir en muchos ambientes, para tomar partes de código genético de otras fuentes y para replicarse rápidamente- lo que también le da un lado más siniestro.

Se afirma que es el organismo más estudiado de nuestro planeta. Algunos científicos dicen que sabemos más de la bacteria E. coli que de nosotros mismos.

Pero conforme emergen nuevas formas de E. coli infecciosas y que cobran vidas, hay varios experimentos cruciales que aún se necesita realizar.

Cortesia: BBCmundo.com

sábado, 4 de diciembre de 2010

Hallan extraña forma de vida en la Tierra

La bacteria logró vivir y desarrollarse enteramente a base de arsénico.

Científicos en Estados Unidos descubrieron un microorganismo que se desarrolla y mantiene vivo a base de arsénico, una sustancia altamente tóxica.

El hallazgo, una bacteria descubierta en un lago en California, podría cambiar la concepción de cómo y dónde puede haber vida, afirman los científicos en la revista Science.

Hasta ahora se ha sabido que todas las formas de vida en la Tierra dependen de seis elementos esenciales para crecer y sobrevivir: oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y azufre.

Y los científicos también han sabido que cualquier cambio en estos elementos conduce a una alteración en los complejos compuestos químicos necesarios para la vida, como las proteínas, lípidos y ácidos nucleicos.

Ahora, sin embargo, todo esto podría cambiar con el descubrimiento llevado a cabo por la doctora Felisa Wolfe-Simon, geomicrobióloga de la Agencia de Inspección Geológica de Estados Unidos (USGS), en California.

Forma rara de vida

La científica y su equipo descubrieron una bacteria capaz de intercambiar completamente arsénico por fósforo e incluso incorporar ese arsénico en su ADN.

El microorganismo, miembro de la familia de proteobacterias Halomonadaceae, fue descubierto en el Lago Mono, California, un lago de aguas saladas y altamente tóxicas.

La doctora Wolfe-Simon creía que los antiguos sistemas de vida pudieron haberse compuesto de arsénico en lugar de fósforo.

La doctora Felisa Wolfe-Simon en el Lago Mono (Imagen: H. Bortman/Science)
Los científicos tomaron muestras del Lago
Mono en California.

El fósforo, en forma de fosfato, forma parte esencial de las moléculas de ADN y ARN, que son clave para almacenar y transportar energía en las células.

El arsénico, por otra parte, aunque tiene propiedades químicas similares y se comporta igual al fósforo, es altamente tóxico para la mayoría de las formas de vida porque altera los procesos metabólicos.

De hecho, explica la investigadora, su toxicidad surge cuando las células intentan utilizar arsénico en lugar de fósforo.

Para probar su teoría de que algunos microorganismos pueden adaptarse y usar arsénico en lugar de fósforo, la científica recogió muestras del lago californiano y cultivó microbios procedentes de esas muestras en el laboratorio con concentraciones cada vez más altas de arsénico.

En el proceso, en lugar de añadir algún compuesto que normalmente se agregaría para mantener vivos a los microbios sino cada vez fue reduciendo más la concentración de fósforo original de los organismos para lograr que éstos comenzaran a producir ADN con arsénico para poder sobrevivir.

Tal como explica la investigadora, inicialmente no esperaban encontrar sobrevivientes en el experimento. Pero su sorpresa fue enorme cuando descubrió bacteria viva y moviéndose aceleradamente.

Y como habían utilizado marcadores para seguir el rastro del arsénico en las bacterias pudieron comprobar que cada una lo había incorporado en sus componentes celulares, incluso hasta su ADN.

Lago Mono (Imagen: H. Bortman/Science)
El lago en California es un depósito desértico
de aguas saladas y tóxicas.

"Cada vez que analizaba a una bacteria contenía la respiración" expresó Wolfe-Simon.

Aunque el hallazgo ha sido recibido con mucho interés, otros investigadores afirman que es necesario llevar a cabo más estudios para confirmar si realmente el arsénico logró incorporarse en los componentes químicos de la bacteria.

"Éste es un descubrimiento impresionante y muy emocionante" dice en la revista Science el doctor Barry Rosen, bioquímico de la Universidad Internacional de la Florida, en Miami.

Pero agrega que aunque es "creíble", todavía queda la duda de si el arsénico quedó simplemente concentrado en las múltiples vacuolas celulares de la bacteria y no se incorporó en su bioquímica.

La doctora Wolfe-Simon y su equipo planean ahora recoger muestras de microorganismos de sitios con alto contenido de arsénico pero bajas concentraciones de fósforo con el fin de encontrar microbios que dependan únicamente del tóxico.

De esta forma intentarán entender mejor los mecanismos con los cuales el arsénico puede introducirse en las estructuras moleculares y cómo es que el ADN puede funcionar con este elemento incorporado.

El hallazgo, sin embargo, podría cambiar la forma como hasta ahora hemos concebido a la vida y la posibilidad de que ésta pueda existir más allá de la Tierra, en lugares que carecen de los elementos esenciales para la vida.

Cortesia: BBC Mundo