Todos los que nos dedicamos de una u otra forma a los temas científicos (sea como investigadores, divulgadores o dentro del mundo de la enseñanza) cargamos con frecuencia las tintas contra todos los elementos sociales que, desde el desconocimiento o incluso des del más mezquino de los intereses, ataca con argumentos (generalmente rocambolescos) los avances científicos. Sin embargo, no hay que olvidar la parte de culpa y responsabilidad que, en esta situación, llegamos a tener las personas de ciencia...
Por eso hoy me apetece recomendaros un libro que hace poco ha llegado a mis manos y que lleva por título "Ciencia Basura".
Que los científicos estamos en un buen lío no es ninguna novedad. La ciencia ha pasado a estar en boca de toda la población, pero en la mayoría de los casos la terminología está alterada, politizada o bien favorece los intereses comerciales de una u otra empresa (cuando no las tres cosas a la vez).
En este contexto llega el libro "Ciencia Basura", escrito por el profesor emérito de genética molecular i biología celular de la Universidad de Chicago y director de la revista Science Week, Dan Agin, en el cual no sólo encontraremos destruidso muchos de los mitos pseudocientíficos actuales (i unos cuantos del pasado que, curiosamente, ahora nos resultan ridículos) sino que también (y eso es muy necesario desde la propia comunidad científica) muchos casos emblemáticos de prostitución de la ciencia para favorecer al propio científico (fraude de Piltdown, artículos fraudulentos...), una determinada ideología (frenología i eugenesia...) o, como no, intereses comerciales (dietas, rejuvenecimiento, probióticos...).
En cualquier caso, lo que no hay que olvidar es que, como científico, Agin hace un alegato en favor de la buena ciencia, y por muy despiadado que pueda resultar leer toda esta colección de fraudes y manipulaciones (en el libro se estima que cada año se publican centenares de artículos científicos con datos "retocados" o incluso directamente inventados!) aún se critica con más virulencia a todos los colectivos que, a lo largo de la historia, se han dedicado sea a atacar a la ciencia, sea a obligarla a ponerse al servicio de sus intereses. En este sentido, encontraréis anécdotas curiosas, como la negativa de los hombres de la iglesia del s XVII a mirar el movimiento de las lunas de Júpiter a través del telescopio de Galileo (para no tener que aceptar, en consecuencia, la posibilidad que el conjunto Tierra-Luna pudiese rotar a su vez alrededor del Sol... retorcido, eh?); también descubrireis (los que no estuvieseis ya al corriente) la sobrecogedora similitud de las corrientes de partidarios de la eugenesia en Alemania y Estados Unidos (con esterilizaciones en masa en ambos países de las poblaciones con "material genético de mala calidad").
A parte de estos casos que actualmente pueden parecer más o menos alejados, el libro nos ofrece una buena visión de temas como la biotecnología y sus detractores (aprovecho la ocasión para recomendaros el libro Conviviendo con Transgénicos de David Bueno i Torrens comentado hace poco por Salva), el mundo de las dietas y los medicamentos milagrosos, los terrores científicos con qué los políticos manipulan a la sociedad y algunos mitos y errores de interpretación que actualmente estan en boca de todo el mundo. Evidentemente, no dejéis de leer los capítulos que hablan del cambio climático y del omnipresente creacionismo...
Aunque, en muchos sentidos, no leereis nada que no hayais leído en otras publicaciones, quizás en este libro vale la pena destacar el esfuerzo que se hace para señalar los problemas que amenazan a la ciencia desde dentro, y contra los cuales tambien hemos de encontrar una forma de luchar.
14/10/08
Ciencia "Basura"
12/10/08
De Nobels, GFPs, luciferasas y fluorescencia
Como ya debéis saber, este año el Premio Nobel de Química ha recaído en tres investigadores cuyos trabajos permitieron describir y aplicar la proteína verde Fluorescente.
Oligodendrocito. Wikimedia commons
Científicos galardonados
Neuronas piramidales. Imagen del artículo de PLoS, de Wei-Chung Allen Lee y colaboradores. Vía Wikimedia commons
¿Tan importante es una proteína de medusa que la hace brillar en tonos verdes? Pues sí. La aplicación de esta proteína en los campos de la biomedicina ha permitido realizar estudios que antes, o bien eran caros o difíciles de realizar, o bien no podían ni soñarse. A parte de su innegable uso científico (15163 artículos a día de hoy en PubMed contienen "GFP"), el uso de estas proteínas está generando toda una serie de imágenes de una belleza difícil de creer. Por el cambio en los métodos de estudio biomédicos que ha supuesto, se ha comparado su aplicación con la creación del microscopio; por la fantástica calidad artística de algunas de las imágenes que se han obtenido, yo lo compararía con el Hubble.
Método de uso
La proteína GFP viene codificada por el gen de la GFP. Los genes son secuencias de DNA. Las técnicas de ingeniería genética permiten trabajar cada vez más fácilmente con estas secuencias de nucleótidos.
No todo el DNA está formado por genes; existen secuencias de DNA que no codifican para ninguna proteína, es decir, no se "transcriben" a RNA, ni, por tanto, se "traducen" a proteína. El DNA no codificante que se encuentra colindante al inicio de un gen suele controlar la expresión de éste. Como ya dijimos en Back to the future, estas secuencias son las regiones reguladoras, los interruptores que "dicen" cuándo, cómo, dónde y en qué cantidad se va a producir la proteína codificada por ese gen en concreto.
Raíz de Arabidopsis. Wikimedia commons
Si ponemos la GFP delante de una de estas secuencias, la proteína verde se expresará en los mismos lugares, momentos y en las mismas cantidades en los que se expresaría el gen controlado por esa región controladora. Es decir, si queremos conocer dónde se expresa una proteína, podemos generar un animal transgénico en el que hayamos introducido la GFP delante de la región reguladora del gen problema. Las células que brillen verdes serán las que lo expresen.
Otro uso. La GFP (y sus derivados), se pueden unir a anticuerpos. Recordad que los anticuerpos son proteínas que reconocen específicamente determinados antígenos. Actualmente existen varios miles de anticuerpos comerciales, cada uno de ellos capaz de reconocer una porción de proteína en concreto. Si ponemos anticuerpos con GFPs éstos se unirán a las proteínas específicas y "brillarán" señalizando su situación. Así, podemos obtener "fotos" de células con regiones intracelulares teñidas de diferentes colores (uno para cada proteína reconocida por cada anticuerpo marcado).
Estructura 3D de la GFP. A la derecha, GFP "cortada" para dejar ver el fluróforo. Wikimedia commons
¿Es posible separar poblaciones de células con estas proteínas?
Si combinamos este "marcaje" en diferentes colores, con un aparato denominado "Citómetro de flujo", podemos, incluso, separar poblaciones de células. Intentaré explicarlo. En el citómetro de flujo se coloca la muestra, formada por una suspensión de millones de células que queremos separar. Imaginad que por un lado queremos células que expresen sólo una proteína que, mediante anticuerpos, hemos marcado en verde; mientras que en la otra población queremos células que sólo expresen una proteína que hemos marcado en rojo; las células que no tienen esas proteínas, o las que tienen las dos, no nos interesan. ¿Y para qué? Pues, por ejemplo, para conseguir poblaciones aisladas de mastocitos (unos glóbulos blanco concretos) y de macrófagos (otros glóbulos blancos).
Tubo de muestras en el citómetro de flujo.Wikimedia commons
Pues bien, el citómetro tiene un capilar por donde va pasando la muestra. Este capilar es de un grosor tal que sólo puede pasar una célula por él. Sobre el capilar inciden una serie de láseres que van analizando cada una de las células. Dependiendo del color en que brillan las células se activa una palanca que va dirigiendo la gota que contiene esa célula hacia un tubo u otro. ¡Y todo esto a una velocidad pasmosa! Verlo en acción es toda una experiencia.
Usos sofisticados de la GFP
Y así, hasta llegar a los usos más sofisticados de estas proteínas. Existe una maravillosa página sobre la proteína GFP de Marc Zimmer, en la que podéis encontrar muchísima información sobre esta proteína. En esta página existe un apartado (Cool uses) en el que se muestra algunos de los usos más espectaculares:
Rana con los ojos "brillantes".Wikimedia commons
A estos usos, habría que añadir otros más "creativos", como los limoneros-farolas que comentamos en Mi limón, mi limonero, brillante me gusta más.
No es GFP todo lo que reluce
Por último quiero romper una lanza a favor de otras herramientas "fluorescentes" de los biólogos.
Luciferasa, un gen de luciérnagas, entre otros. ¡Ay! ¡Qué recuerdos! ¡Cuántos experimentos introduciendo la luciferasa clonada delante del "interruptor" de la MKP-1 (una proteína a la que acabé cogiéndole cariño, no os preocupéis) en células que luego trataba para ver los cambios en su expresión! Siento la frase enrevesada, pero uno también tiene sus recuerdos... Este es otro uso de las proteínas fluorescentes: si quieres saber cómo altera la expresión de un gen un fármaco en concreto (si, si, muchos fármacos producen cambios en la expresión de nuestros genes), puedes poner una proteína fluorescente delante del "interruptor" de este gen y añadir diferentes concentraciones del fármaco para luego medir la fluorescencia. A más fluorescencia, más se expresaría el gen.
Representación 3D de la luciferasa. Wikimedia commons
Una aclaración, la luciferasa no es fluorescente. De hecho, la luciferasa es una enzima que hace que un reactivo, la luciferina, brille.
Fluoróforos
La fluoresceína (verde), la rodamina (roja), la cianina (azul), y otros, son compuestos con brillo propio también usados en marcaje proteico.
11/10/08
Lab Basics (5): Analizando secuencias
¡Perdón por la tardanza! No os penséis que íbamos a dejar sin terminar la serie divulgativa. Habíamos dejado las muestras de ADN congeladas a -20ºC grados una temporadita, y ahora podemos continuar trabajando con ellas.
Por si no os acordáis, en nuestra entrada anterior, habíamos explicado cómo obtener muchas copias de una región concreta del ADN a partir de una muestra mucho menos concentrada, gracias a la técnica de la PCR.
Lo normal, cuando uno manipula secuencias de ADN (amplificándolas, o cortándolas, como veremos en una entrada posterior), es que le quede el resquemor de si la secuencia resultante se ha mantenido idéntica a la original, sin que se haya introducido o perdido algún nucleótido en alguna de las reacciones, o las enzimas polimerasas se hayan equivocado a la hora de copiar la cadena de origen. A veces es lo contrario: hemos amplificado una secuencia con unos cebadores que pretendían introducir cierto nucleótido mutado a nuestra conveniencia y queremos saber si realmente ese cambio deseado está en las moléculas hijas.
Para asegurarnos de que nuestra secuencia es la deseada, recurrimos a la técnica de la secuenciación.
Actualmente, esta técnica consiste en realizar una amplificación por PCR en un termociclador normal, partiendo de una cierta cantidad del ADN que se desea "leer", una polimerasa especial y una mezcla de nucleótidos modificados, algunos de los cuales están unidos marcados con fluorescencia (o terminadores): cada uno de ellos (A, T, C, G) marcados con una fluorescencia distinta. En esta reacción de amplificación, a diferencia de las habituales, no se utiliza una pareja de cebadores para seleccionar la región concreta que se desea amplificar, si no sólo uno de los cebadores (mejor si en un tubo se utiliza el cebador complementario a una de las cadenas, y en otro, el complementario a la cadena contraria, para así comprobar que los resultados de ambas son equivalentes).
El cebador se une a la región complementaria y la polimerasa empieza a amplificar esa región de interés. Cuando incorpora uno de los nucleótidos marcados, no puede seguir elongando esa cadena y l asecuencia queda truncada. De forma ideal, al final del proceso tendremos tantas cadenas de tamaño escalonado como bases nucleotídicas teníamos en la cadena que queríamos copiar.
El protocolo de tiempos y ciclos es algo diferente al de la PCR normal, pero base del proceso es la misma.
Una vez hecho eso, se precipitan y limpian las muestras obtenidas de la PCR para eliminar sales y restos de terminadoes; esto puede hacerse limpiando el ADN con etanoles a diferente concentración o filtrarlo con unas resinas especiales. Una vez limpio y resuspendido convenientemente, se hace pasar por un secuenciador.
Este equipamiento no suele estar disponible en los laboratorios al uso, así que es frecuente llevar las muestras a una unidad especializada que cobra por hacerlo. Allí disponen de robots secuenciadores automáticos que pueden secuenciar muchas muestras de una sola vez: separan las moléculas de ADN por tamaño tras pasarlas por un capilar y detectan la fluorescencia que emite el último nucleótido incorporado. Después registran el resultado en forma de gráfico de picos de colores (convencionalmente, T rojo, G negro, C azul y A verde), llamados cromatogramas, de manera que viendo la sucesión de picos se puede leer la secuencia que ha pasado por el capilar (existen programas informáticos específicos).
Arriba: Dos figuras esquematizando el proceso general de secuenciación automática.
Abajo: cromatograma y detalle de una secuencia de picos.
Mediante otro tipo de softwares, comparamos esa secuencia obtenida con la secuencia de referencia, que es la que queríamos obtener. Asi podemos detectar incongruencias entre ambas secuencias, detectar errores, comprobar si se han introducido los cambios que queríamos, etc.
La longitud máxima de una secuencia que se puede leer bien, sin que los picos salgan deformados, suele ser de hasta 1500 pares de bases.
Por ejemplo, queremos buscar mutaciones en cierto gen, responsables de una enfermedad hereditaria en un paciente. Obtenemos ADN genómico del paciente, amplificamos en diferentes fragmentos todo el gen por PCR y secuenciamos esos fragmentos. En uno de los cromatogramas correspondiente a uno de esos fragmentos, vemos un cambio de una A por una G respecto a la secuencia de referencia: en esa posición hay dos picos porque la mutación se encontraría en heterozigosis, es decir: en uno de los cromosomas la secuencia es correcta; en el otro, está presente esta variación. Normalmente estos cambios se traducen también en cambios a nivel de proteína. Mutación habemus.
10/10/08
En el (ADS)L: Entradas interes(ADN)tes. 10-10-08
Estos días hemos leído y os recomendamos:
- Spectacular video of zebrafish embryo developing in 24 hours, de Biosingularity. En esta entrada he podido ver este espectacular video en el que se resume, en un minuto, las primeras 24 horas del embrión de Pez Cebra. No os perdáis el cierre del tubo neuronal y la segmentación del mismo (hacia el final). Y todo esto regido por gradientes de proteínas, RNAs, genes... cuánta belleza en un minuto de vídeo. Recomiendo también el enlace que ofrece Biosingularity.
- La esfinge de la muerte, de Museo de la Ciencia. Por Carlos Lobato. Amena entrada sobre un fascinante animal, la Acherontia atropos, la Polilla de la Muerte, inmortalizada en El silencio de los corderos y en una genial foto de Dalí.
- El naixement d'un oceà (en catalán), en Nòmades. Por Asimetrich. Geología en directo. Qué efectos tiene la aparición de una falla "en medio" de un continente.
Y más:
- Dos formas de ver la Gran Ciencia, de Tall & Cute. Gran reflexión alrededor de un artículo de (3)+3+(1) páginas (¡ah! Tendréis que mirar la entrada). Lo peor es que, como dijo (creo) Woody Allen, los records están hechos para superarse. (Espero que el artículo sea un bombazo y tenga que tragarme mis ironías -al menos, éstas)
- Misterioso ADN se encuentra que sobrevivió a eones de evolución, en Ciencia Kanija. Por Clara Moskowitz. Muy buena entrada sobre un interesantísimo resultado. En principio las mutaciones se dan en cada división celular, eso provoca que aparezcan cambios en las secuencias del DNA. Si estos cambios afectan a zonas muy importantes del DNA (codificante para proteínas esenciales para la supervivencia, por ejemplo), tienden a "eliminarse" (el individuo que las iba a portar no es viable y no se desarrolla con lo que no deja descendencia). Pues bien, se han descubierto regiones que prácticamente no han cambiado en muchos millones de años... ¡y parece que no codifican para nada! Muy y muy mosqueante.
- Estas sabias reflexiones del creador de la WWW. Físico, por cierto.
8/10/08
La ciencia en los medios: Un 64% de la gente no entiende las etiquetas
Esta semana hemos leído esta esperable noticia de El País.
A mí, personalmente no me ha sorprendido el dato, conociendo la tradición "cientifica" de este país en el que es posible no estudiar nada de ciencias en la educación secundaria obligatoria desde 3º de la ESO (en 4º Biología-Geología y Física-Química son optativas). Aunque acabe teniendo un doctorado.
Estoy totalmente de acuerdo en que lengua y historia sean asignaturas obligatorias hasta no sólo 3º de la ESO sino también en todo el bachillerato. El lenguaje es necesario para comunicarse y poder estar informado y culturizado. Pero estamos en una sociedad eminentemente científica y técnica. Todo lo que hacemos, vemos, consumimos, comemos; todos los medios de transporte, de comunicación; todos los comentarios médicos, las recetas, los medicamentos tienen una base científica. Esta base forma parte de la cultura científica, tantas veces negada y olvidada. ¿Por qué tenemos que renunciar a que todos los estudiantes tengan un mínimo de esta cultura? ¿Por qué se da la posibilidad a un alumno de Enseñanza Obligatoria (el mínimo común denominador de la cultura de este país) de convertirse en un analfabeto en ciencias? ¿Os imagináis que se diera la posibilidad de no hacer lenguas o historia a los alumnos? Todo el mundo pondría el grito en el cielo. Pero si no saben de ciencia, ¿qué más da?
El analfabetismo de letras provoca que cualquiera te pueda engañar. Puedes firmar papeles sin saber qué firmas, puedes creerte lo que te cuenta alguien con labia sin tener la posibilidad de leer por tí mismo las fuentes... El analfabetismo de ciencias, lo mismo. Cualquiera te puede engañar en cuestiones no-científicas: falsas creencias, exageraciones, fenómenos paranormales, dietas "milagrosas", etc. que pueden poner en peligro tu salud. El propio artículo de El País lo advierte: "Curiosamente los más jóvenes, supuestamente la población más formada, es la más propensa a creer en muchas de estas falsas promesas saludables". Más formadas, supuestamente, en letras, porque en ciencias está claro que no lo están.
Finalmente, recomendar el libro Los secretos de las etiquetas de Claudi Mans.
Nota: El día 9 de octubre, vía Menéame, leo esta gran entrada en bottup sobre el estado actual de la educación.
7/10/08
Mejoras en la detección precoz del Síndrome de Down
He aquí el secuenciador de ADN Si se trata de un 100% de aciertos, ¿Por qué estamos hablando sólo de estudio prometedor?
El Síndrome de Down es, supongo que todo el mundo lo debe saber a estas alturas, un cuadro clínico provocado por la existencia de una tercera copia del cromosoma número 21 (todos tenemos dos cromosomas de cada tipo, y tener uno de más no es ninguna ventaja...).
Afecta aproximadamente a 1 de cada 1000 fetos en la población global, y esta proporción puede tener tendencia a aumetnar en el mundo occidental, donde se retrasa la edad de maternidad (uno de los factores que influye en la aparición de esta condición). No obstante, actualmente se aplican técnicas para la detección del Sindrome de Down que permiten a los progenitores decidir si siguen adelante con el proceso.
Eso sí, los medios de detección actuales son bastante invasivos: los obstetras se ven enfrentados con el dilema de practicar una técnica que basicamente consiste en sea pinchar y extraer líquido intrauterino (amniocentesis), sea extraer una pequeña porción de tejido placentario para su estudio. Estas técnicas, por precio e invasividad, se aplican a las mujeres con más riesgo de llevar un feto con Síndrome de Down, que son aquellas de más de 35 años (lo cual es bastante frecuente en la sociedad occidental, por otra parte).
Ahora, sin embargo, los resultados de algunas investigaciones parecen dar esperanzas para encontrar métodos menos invasivos e igualmente eficaces.
Ya durante los años 90 se desarrollaron las primeras técnicas en que, a través de la sangre de la madre, se conseguía averiguar importante información sobre el feto que ésta gestaba (grupo sanguíneo y grupo Rh, por ejemplo, que son informaciones muy importantes en casos de incompatibilidad de grupo sanguíneo madre-hijo, que imagino que os suenan a todos).
¿Cómo se puede obtener información interesante sobre el feto a través de la madre? Pues a través del ADN fetal que circula en su sangre. Es decir, la sangre de la madre transporta fragmentos de ADN de su hijo que pueden ser detectados una vez extraída la muestra de sangre de la madre.
Pero, el problema con el Síndrome de Down es que necesitamos detectar un cromosoma 21 extra, y además lo tenemos que conseguir sobre pequeñas cantidades de ADN fetal que circulan inmersas en un océano de ADN materno...
Pues, en este panorama, parece que alguien ha conseguido una primera aproximación exitosa al problema. Se trata del bioingeniero Stephen Quake i el seu equip, a la Universitat de Stanford, a Califòrnia i que apareix publicat a Science Now.
El procedimiento que han seguido ha sido el de introducir muestras de sangre de la madre en un secuenciador de ADN. Aunque sólo se secuenció un 2% del ADN del ADN de la madre, se consiguió detectar un 100% de casos de Síndrome de Down. Además, también se consiguieron detectar tres casos de otras anomalías de tipo genético.
Pues, básicamente, porque el 100% consistió en detectar 9 casos de Síndrome de Down frante a 6 casos "normales". A partir de ahora, es cuando toca continuar aplicando la técnica, y si llegamos a predecir con un porcentaje cercano al 100% todos los casos de Síndrome de Down sobre un conjunto de un millar o unos cuantos millares de casos, entonces probablemente nos encontraremos ante una técnica que ahorrará a las embarazadas "de riesgo" lo que hasta ahora había sido una incómoda prueba.
Otra cuestión que queda pendiente es la de la optimización del precio de la prueba. Aunque la secuenciación ya es más barata que la amniocentesis (que ronda los 1000$), su precio (alrededor de los 700$) continúa siendo alto. No obstante, tal y como señala Quake, el precio se verá probablemente reducido con la mejora y el refinamiento de los procedimientos de secuenciación.
5/10/08
Back to the future: Reprogramando células adultas a células beta
En muchos de estos relatos el viaje es reversible: el protagonista de la novela de H.G. Wells es capaz de regresar del futuro apocalíptico al que ha viajado; Marty y sus compañeros de Regreso al Futuro van y vienen al y desde el pasado y el futuro, intentando arreglar paradojas temporales; los errores llevan a Bruce Willis a dar tumbos como un loco (literalmente) por la linea temporal.
Otros viajes son irreversibles, sólo se pueden realizar en una dirección. Algunos solamente hacia el pasado, como en el relato corto ganador de un premio Nébula He aquí el hombre, de Michael Moorcock (incluído en el fantástico libro Lo mejor de los Premios Nébula publicado por NOVA SF); en otros el viaje es hacia el futuro (atención spoiler!), como en la película clásica El Planeta de los simios.
En otras la dirección del viaje sólo queda clara después de leerse el libro. No os los pienso estropear. Hablo de dos increíbles libros de ciencia ficción, también publicados por NOVA: El Libro del día del juicio final, de Connie Willis; y Cronopaisaje, de Gregory Benford.
Nosotros, pobres mortales atrapados en la ficción no literaria tenemos que conformarnos con avanzar junto a la flecha del tiempo a una velocidad de 60 minutos cada hora. Siempre hacia adelante, célula a célula, desde que fuimos fecundados.
Desde la fecundación el cigoto, la célula resultante de la unión del espermatozoide y el óvulo, tiene un plan: irse dividiendo de dos en dos hasta formar el centenar de billones de células que conforman un ser humano. Del cigoto derivan todas las demás células. O dicho de otra manera, un cigoto es una célula totipotente, puede dar lugar a todo tipo de células y formar un organismo entero ella solita. El cigoto es la madre de todas las células madres.
A medida que la flecha del tiempo avanza inexorablemente, el cigoto va desarrollándose a embrión, y a cada división las células van perdiendo "potencia". Las células madres embrionarias son células pluripotentes, pueden dar lugar a cualquier tipo celular, pero no pueden dar lugar a un individuo entero.
En estados más avanzados de desarrollo (siguiendo nuestro particular viaje en el tiempo), muchas células van perdiendo casi toda su potencialidad. Al final, en la vida fetal y adulta, algunas células continúan teniendo cierta potencialidad de generar otras células, pero siempre de un único tipo de células. Son células madre unipotentes. La inmensa mayoría de nuestras células, sin embargo, se han especializado tanto (en neuronas, células constructoras de hueso, linfocitos, etc.) que han perdido su capacidad para dividirse en nuevas células. Son las famosas células diferenciadas.
Células embrionarias de ratón marcadas con la proteína verde fluorescente (GFP)
En nuestro particular viaje en el tiempo, pues, las células pasan por los diferentes estadíos totipotentes --> pluripotentes --> unipotentes --> diferenciadas, y no pueden dar marcha atrás. Es un camino en una sola dirección.
¿O quizás no?
Uno de los campos más fascinantes de la biología celular actual es precisamente el estudio de los mecanismos moleculares que rigen "la flecha del tiempo celular". Las células funcionan y se dividen gracias a las proteínas, los "trabajadores" celulares. Las instrucciones para fabricar proteínas se encuentran en el DNA, son los famosísimos genes. Pero no todas las proteínas se fabrican a la vez. Hay proteínas altamente especializadas que sólo se producen en neuronas; otras, en células sanguíneas. Otras proteínas se expresan en todos lados. Y otras más no son específicas de ciertos "lugares", sino que son específicas de ciertos "momentos".
Entre las muchísimas cosas que hacen las proteínas encontramos la función de controlar dónde, cuándo, cómo y en qué cantidad se construyen las proteínas. Menudo bucle. Como ya sabéis no todo el DNA "codifica" para proteínas. Hay enormes trozos de DNA que no son el patrón de ningun "obrero". Algunos de estos trozos son las llamadas regiones reguladoras, a las que se unen las proteínas llamadas Factores de transcripción. Las regiones reguladoras serían como los interruptores de los genes y los factores e transcripción los dedos que los activan. (esta analogía no es mía, la he copiado del libro Conviviendo con transgénicos, de David Bueno).
Proteína (azul) reconociendo la secuencia del DNA (rosado) a la que se une
En el camino hacia la diferenciación (en el viaje en el tiempo hacia el futuro) muchos de estos interruptores se van encendiendo y apagando en una secuencia preprogramada por el propio DNA del cigoto y por las proteínas contenidas en el óvulo de la madre. Los científicos que estudian este campo, mediante experimentos realmente impresionantes, mayoritariamente sobre huevos de Xenopus, han empezado a entender las primeras secuencias de este juego de "luces y sonidos" que encierran la construcción de un ser vivo. Pero, como en la escena final de Encuentros en la Tercera Fase, aún nos queda mucho para entenderlo todo. Os aseguro que la embriología es uno de los campos de estudio más fascinantes que os podáis imaginar.
Si logramos saber qué interruptores se han modificado en el camino hacia una célula en concreto quizás seamos capaces de coger otro tipo celular adulto (diferenciado) y hacerle "Back to the Unipotent" para transformarla luego en otro tipo celular. Es como si fueramos Marty y viajáramos al pasado para "hacer algo" que cambiara el cuerso de la historia de esa célula en particular. A este proceso se le ha llamado reprogramación (quién pudiera aplicarlo a la televisión pública). Esta reprogramació es de especial utilidad en aquellos pacientes de alteraciones que afectan a un determinado tipo celular. En la diabetes de tipo I las células afectadas son las células beta del páncreas, las productoras de insulina (teñidas de verde en la imagen).
Porción del páncreas endocrino (Islote de Langerhans). En azul, los núcleos; en verde, las células beta (productoras de insulina); en rojo, las alfa (productoras de glucagón). Recordad la belleza del marcaje celular
El páncreas es un órgano dual, con dos tipos principales de células: las exocrinas que vierten sus productos "fuera", hacia el tubo digestivo (exo significa fuera, como en éxodo); y las endocrinas que vierten sus productos "dentro", al torrente sanguíneo (endo significa dentro, como en -¡au!- endoscopia). Las células beta pertenecen a este segundo grupo.
En un reciente artículo de Nature, Qiao Zhou y otro miembros de su equipo en Harvard, han conseguido reprogramar células exocrinas de ratón generando células beta "de nueva generación" (evidentemente también de ratón), que parecen comportarse como tales llegando a controlar los niveles de glucosa mediante secreción de insulina. Y lo más impresionante es que lo han conseguido tocando "sólo" (fácil no es) tres dedos de los que accionan interruptores (aka factores de transcripción): Ngn3 (también llamado Neurog3), Pdx1 y Mafa. Los nuevos Delorean con sus condesadores de "fluzo" (mala traducción del original).
Para las células "exocrinas" el libro de H.G. Wells y las películas de Robert Zemeckis ha dejado de ser ciencia ficción.
Imágenes:
Delorean. Fabien1309, Wikimedia commons.
Mouse embryonic stem cells. National Science Fundation. Wikimedia commons.
Pancreatic islet. Masur, Wikimedia commons.
TATA binding protein. Giac83, Wikimedia commons.
3/10/08
La ciencia en los medios. ¿Física gastronómica?
¿Cómo tratan los medios las noticias científicas? El ejemplo de hoy: El Periódico.
Sección: "Cosas de la vida"
Titular: "El Gran Colisionador se inaugurará de forma oficial sin estar arreglado".
Hasta aquí todo "normal"... descontando el nombre de la sección. Ahora viene lo bueno.
Foto que acompaña el artículo: ¡¡¡Ferran Adrià!!! (?)
Subtítulo-1: "Ferran Adrià desmiente al CERN y niega que vaya a preparar el bufet".
Subtítulo-2: "La instalación científica de Ginebra no volverá a funcionar hasta la primavera"
Esto es buen periodismo. Remarcar lo verdaderamente importante de la noticia. ¡Sí señor! Espeluznante. ¿Qué le está pasando a la imagen de la ciencia en los medios?
Noticia aquí, en versión web, y en pdf, aquí
En el (ADS)L: Entradas interes(ADN)tes. 03-10-2008
Estos días hemos leído y os recomendamos:
- DNA d'espècies extingides, en Vallve's blog (En catalán). Genial, absolutamente fantástica entrada de Vallvé en la que nos muestra como utilizar una muy buena anécdota para explicar ciencia de la mejor manera posible. Felicidades, Vallvé. Os la recomiendo encarecidamente
- La partícula de Dios, y la mano del hombre, de El Erizo y el Zorro. Por José Antonio Garrido Explicación sobre el bosón de Higgs cuya existencia se pretende demostrar (o no) en el acelerador de partículas, ese famoso aparatejo del que ya hemos hablado (en el artículo Acelerada me tienen, de Cris)
- Humanimales de Michael Kutsche, de La Ciencia de la Vida. Por Carlos Lobato. Impresionantes imágenes realizadas por este artista en las que humaniza a animales o animaliza a personas. En mi línea de ver cosas donde no las hay, encuentro que el cruce chimpancé-humano viene a reforzar el origen neoténico-pedomórfico de los humanos. Pero ya sabéis que soy más que un poco friki
Más entradas interesantes:
- La poligamia dejó marcas en el genoma humano, en Neofronteras. Explicación del artículo aparecido en PLoS en la que se concluye, mediante el análisis de marcadores genéticos del cromosoma X que la poligamia (más concretamente la poliginia) ha tenido un papel relevante en la historia de los humanos.
- La dirección del tiempo se vuelve confusa a escala de una sola molécula, en Tendencias21. Por Yaiza Martínez. Curiosa referencia a un artículo en el que se estudia la entropía a nivel molecular.
- Fruslerías, en La ciencia de tu vida. Por Miguel Ángel Sabadell. Buena entrada para tratar en clave de humor el tema del creacionismo que tanto debate (en castellano y catalán, ¡gracias a todos!) está generando en nuestro blog.
- Apoptosis (la viñeta), en Sonicando. Y seguimos con humor, con una buenísima tira cómica sobre la apoptosis (proceso importantísimo del que hemos hablado en Huelga a la japonesa o suicidio colectivo, Biotolkien II: Desarrollo Evo-Devo, Entrada freshquita III: Alcohol y grasas, cóctel explosivo, y La doble negación: histonas y osos polares).
- Primer y último concurso de citas/frases célebres para mi tesis doctoral, en Tall & Cute. Original concurso ya cerrado (con tongo incluído) sobre la frase a poner en la tesis doctoral. ¡Suerte en la tesis! Aunque seguro que no la necesitarás.
1/10/08
Esta semana en… Science
Una charla en la se apoyaba la enseñanza del creacionismo le ha costado a Michael Reiss su puesto en la Royal Society (ver aquí y aquí).
Solo nueve días después de su puesta en marcha, el Gran Colisionador de Hadrones ha sufrido una avería que lo dejará inactivo hasta la próxima primavera (ver aquí).
Células mamarias no transformadas de ratón portadoras de oncogenes inducibles son capaces de provocar cánceres metastásicos en el pulmón (ver aquí).
Entradas
