Un lindo ejemplo de la vida imitando al arte lograron biólogos y bioingenieros de la Universidad de California San Diego al crear un letrero de neón vivo compuesto de millones de células bacterianas que periódicamente fluorescentes y parpadean al unísono como las bombillas. Verdaderos biopixeles.

Para obtener el logro, publicado en al revista Nature, produjeron una proteína fluorescente regulada por los relojes biológicos de las bacterias, luego sincronizaron los relojes de los miles de bacterias dentro de una colonia, para luego sincronizar a miles de colonias de bacterias intermitententemente, es decir, brillar mediante el encendido y apagado al mismo tiempo de las bacterias.

Este poco de arte con bioingeniería para lograr señales luminosas de bacterias no sólo es una representación visual de cómo los investigadores en el nuevo campo de la biología sintética pueden manipular las células vivas, como las máquinas, sino también probablemente llevará a algunas aplicaciones de la vida real.

Usando el mismo método para crear las señales intermitentes, los investigadores diseñaron un simple sensor de bacterias capaces de detectar los niveles bajos de arsénico. En este sensor biológico, la disminución de la frecuencia de las oscilaciones del patrón de las células parpadeando indicaban la presencia y cantidad del veneno arsénico.

Porque las bacterias son sensibles a muchos tipos de contaminantes del medio ambiente y los organismos, los científicos creen que este enfoque podría ser también utilizado para el diseño de biosensores de bajo costo de bacterias capaces de detectar una amplia gama de contaminantes de metales pesados ​​y microorganismos patógenos. Y porque el sensor se compone de microorganismos vivos, se puede responder a los cambios en la presencia o cantidad de las toxinas a través del tiempo a diferencia de muchos sensores químicos.

Este tipo de sensores vivos son interesantes, ya que pueden servir para monitorear continuamente una muestra dada durante largos períodos de tiempo, mientras que la mayoría de los kits de detección se utilizan para la medición de una sola vez.

Debido a que las bacterias responden de diferentes maneras a diferentes concentraciones, variando la frecuencia de su patrón de parpadeo, esto puede proporcionar una actualización continua sobre lo peligroso que una toxina o un patógeno puede ser en un momento dado.

Muchas especies de bacterias se saben que se comunican por un mecanismo conocido como quorum sensing, es decir, la retransmisión entre ellos de pequeñas moléculas para activar y coordinar los distintos comportamientos. Como si fuera un lenguaje químico bacteriano. Otras bacterias son conocidas por interrumpir este mecanismo de comunicación por la degradación de estas moléculas de comunicación.

Pero los investigadores encontraron que el mismo método no puede utilizarse para sincronizar instantáneamente a millones de bacterias de miles de colonias. Es decir, si usted tiene un montón de células oscilante, el tiempo de propagación de la señal es demasiado largo para sincronizar instantáneamente 60 millones de otras células a través de la detección de quórum.

Sin embargo, los científicos descubrieron que mediante la emisión de gases en las colonias, este se comparte entre los miles de otras colonias dentro de un chip de microfluidos especialmente diseñado, lo que permite  sincronizar todos los millones de bacterias en el chip. Las colonias se sincronizan a través de la señal de gas, pero las células se sincronizan a través de la detección del quórum.

Los chips de microfluidos más grandes, contienen desde 50 hasta 60 millones de células bacterianas y son del tamaño de un clip de papel o un cubreobjetos de microscopio. Los chips más pequeños de microfluidos, que contienen aproximadamente 2,5 millones de células, son alrededor de una décima parte del tamaño de los chips más grande.

Cada una de las colonias de bacterias que parpadean comprenden lo que los investigadores llamaron un “biopixel,” un punto de luz individuales al igual que los píxeles en un monitor de computadora o pantalla de televisión. Los chips de microfluidos más grandes tienen cerca de 13.000 biopixeles, mientras que los chips más pequeños contienen alrededor de 500 píxeles.

Loa autores creen que en cinco años, un pequeño sensor de mano se podría desarrollar para tomar las lecturas de las oscilaciones de las bacteria en los chips de microfluidos disponible para determinar la presencia y las concentraciones de diversas sustancias tóxicas y microorganismos patógenos en cualquier muestra.

Referencia

Arthur Prindle, Phillip Samayoa, Ivan Razinkov, Tal Danino, Lev S. Tsimring, Jeff Hasty. A sensing array of radically coupled genetic ‘biopixels’. Nature, 2011; DOI:10.1038/nature10722

Una colaboración entre investigadores de la Universidad Johns Hopkins y la Universidad Nacional de Taiwan ha conseguido manipular con éxito el ciclo de vida de un microorganismo unicelular como la levadura. Esto gracias a que encontraron la manera de eliminar y restaurar las funciones de las proteínas relacionadas con el envejecimiento de levadura.

En el artículo publicado en la revista Cell , los científicos identificaron un nuevo nivel de regulación de esta variante de la proteína relacionada con la edad, demostrando que cuando se elimina, la duración de la vida del organismo se corta y cuando es restaurada, la esperanza de vida es considerablemente mayor.

En el caso de la levadura, el descubrimiento revela los componentes moleculares del envejecimiento de una vía está presente en los humanos y por lo tanto pudiera estar relacionado con la regulación de la longevidad y la esperanza de vida en los seres humanos.

Lo interesante es que este control de la longevidad es independiente del tipo descrito anteriormente en la levadura que tenía que ver con la restricción calórica. Es decir, por primera vez, tenemos una ruta bioquímica de la juventud y del envejecimiento que no tiene nada que ver con la dieta.

La acetilación es un proceso químico que le añade un grupo acetilo a una molécula existente principalmente proteínas. Es como una especie de “decoración” que enciende y apaga las proteína Sip2 en este caso. Al igual que un ornamento puede ser puesto y quitado de un árbol de Navidad. Es decir, la acetilación puede cambiar profundamente la función de proteínas con el fin de ayudar a un organismo o sistema de adaptarse rápidamente a su entorno. Hasta ahora, la acetilación no habían estado directamente implicada en la vía de envejecimiento, por lo que este es un papel completamente nuevo y un blanco potencial para las estrategias de prevención o de tratamiento.

Los investigadores fueron capaces de manipular la vida de levadura mediante la mutación de determinados residuos químicos que imitan las formas acetilada y desacetilada de las proteínas Sip2. Logrando aumentar la “esperanza de vida” de la levadura en un 50%. Es equivalente a que los humanos pudiéramos vivir 38 años más, es decir, una verdadera terapia de enti-envejecimiento en la levadura.

Por supuesto que el siguiente paso será demostrar que este fenómeno también ocurre en las células de mamíferos.

Referencia

Jin-Ying Lu, Yu-Yi Lin, Jin-Chuan Sheu, June-Tai Wu, Fang-Jen Lee, Yue Chen, Min-I Lin, Fu-Tien Chiang, Tong-Yuan Tai, Shelley L. Berger, Yingming Zhao, Keh-Sung Tsai, Heng Zhu, Lee-Ming Chuang, Jef D. Boeke.Acetylation of Yeast AMPK Controls Intrinsic Aging Independently of Caloric Restriction. Cell, 2011; 146 (6): 969 DOI: 10.1016/j.cell.2011.07.044

Los investigadores han creado por primera vez células de mamíferos que contienen un solo juego de cromosomas. La técnica debe permitir a los científicos establecer mejor las relaciones entre los genes y su función.

Las células de mamíferos por lo general contienen dos juegos de cromosomas, un conjunto heredado de la madre y el otro del padre. La información genética contenida en estos juegos de cromosomas ayuda a determinar cómo nuestros cuerpos se desarrollan. Los cambios en el código genético pueden provocar o aumentar el riesgo de desarrollar las enfermedades.

Para entender cómo funcionan nuestros genes, los científicos manipulamos los genes en diferentes modelos animales, tales como la mosca de la fruta, el pez cebra y los ratones, y observamos los efectos de estos cambios. Sin embargo, como cada célula contiene dos copias de cada cromosoma, la determinación de la relación entre un cambio genético y sus efectos físicos – o “fenotipo” – es inmensamente complejo.

Sin embargo, en una investigación publicada en la revista Nature , los doctores Anton Wutz y Leeb Martin, del Centro Wellcome Trust para la Investigación de Células Madre de la Universidad de Cambridge reportaron una técnica que les permite crear células madre que contiene sólo un único conjunto de cromosomas a partir de un óvulo de de ratón sin fertilizar. Las células madre se pueden utilizar para identificar las mutaciones en los genes que afectan el comportamiento de las células en el cultivo. En un paso adicional, las células potencialmente pueden ser implantadas en el ratón para estudiar el cambio que ocurre en los órganos y tejidos.

La técnica se ha utilizado anteriormente en el pez cebra, pero esta es la primera vez que se ha utilizado con éxito para generar este tipo de células madre en los mamíferos.

Estas células madre embrionarias son mucho más simples las células madre embrionarias normales de los mamíferos. Cualquier cambio genético se introduce en el conjunto de cromosomas tendrá un efecto fácil de determinar. Esto puede ser muy útil para explorar en forma sistemática los mecanismos de señalización dentro de las redes celulares y de cómo los genes regulan el desarrollo y otros procesos celulares.

Los investigadores esperan que esta técnica ayudará a la genética de mamíferos y avanzar en nuestra comprensión de la relación gen-función de la misma manera que una técnica similar ha ayudado a los genetistas de entender el modelo de pez cebra en animales más simples.

La comprensión de cómo funciona nuestra estructura genética y cómo este conocimiento se puede aplicar para mejorar nuestra salud es uno de los principales retos estratégicos establecidos en la biología.

Sin dudas que esta técnica ayudará a los científicos a superar algunas de las importantes barreras que hasta ahora han hecho tan difícil el estudio de las funciones de los genes. Esto es a menudo el primer paso hacia la comprensión de por qué las mutaciones conducen a la enfermedad y, en última instancia, al desarrollo de tratamientos con nuevos fármacos.

Referencia

Martin Leeb, Anton Wutz. Derivation of haploid embryonic stem cells from mouse embryos. Nature, 2011; DOI: 10.1038/nature10448

A partir de células adultas de la piel, los científicos del Instituto de Investigaciones Scripps han producido las primeras células madre a partir de especies en peligro de extinción. Esas células podrían eventualmente permitir mejorar la reproducción y la diversidad genética de algunas especies, posiblemente salvandolas de la extinción, o para fortalecer la salud en cautiverio de los animales en peligro de extinción.

Por todos es conocido que células adultas pueden ser reprogramadas a células con un potencial de convertirse en numerosos tipos celulares (puripotenciales). Eso motivó a un grupo de científicos a trabajar con dos especies en vías de extinción para iniciar los trabajos de producir células madre en dichas especies. El primero fue un primate en peligro de extinción llamado mandril que se eligió por su estrecha relación genética con los seres humanos y adicionalmente porque estos animales en cautiverio sufren a menudo de diabetes, una enfermedades que en humanos se están trabajando para tratar con terapias con células madre.

El otro escogido fue el rinoceronte blanco del norte. Este animal lo eligieron ya que es genéticamente muy lejos de los primates, y porque es una de las especies más amenazadas del planeta. Hay solamente siete animales en la actualidad, dos de los cuales residen en el San Diego Zoo Safari Park.

Inicialmente los miembros del equipo pensaron que tendrían que aislar y utilizar los genes de los animales estrechamente relacionados con las especies en peligro para inducir la pluripotencialidad con éxito. Pero esa línea de experimentación no funcionó. En cambio, para su sorpresa, después de un año de prueba y error, los investigadores encontraron que los mismos genes que inducen la pluripotencialidad en los seres humanos también funcionaron en el mandril y el rinoceronte blanco. Aunque el proceso es ineficiente, es decir, sólo una pocas células madre se producen estas son suficiente para numerosas terapias.

Los científicos ven este éxito como un primer paso hacia un mayor avance. Además de la posibilidad de utilizar las células madre como base para la diabetes u otros tratamientos, hay un gran potencial en las nuevas tecnologías reproductivas mediante el uso de las células madre.

Una de las preocupaciones más grandes con las poblaciones pequeñas, como el rinoceronte blanco del norte es que incluso si se reproducían, lo cual no ha sucedido en muchos años, su diversidad genética es inevitable y peligrosamente baja, y la endogamia da lugar a animales enfermos.

Con las investigaciones en ratones donde se ha logrado la inducción de células madre para diferenciarse en espermas u óvulos funcionales es posible que los científicos puedan tomar células de la piel en el zoológico de animales congelados para ​​luego combinar estos con los huevos de un animal vivo a través de la fertilización in vitro. De lo contrario la diversidad genética perdida sería reintroducida en la población, por lo que las crías serían más sanas, más grande y más robustas.

También, los huevos y el esperma puede ser producidos a partir de las células madre y con los embriones resultantes implantados en animales vivos, un proceso que la investigación actual sugiere que podría ser mucho más confiable que las técnicas de clonación actuales.

Los científicos ya están estudiando la posibilidad de producir óvulos y espermatozoides de células madre como posible solución a los problemas de infertilidad humana. Es perfectamente posible que se pueda considerar el desarrollo de esta técnica con células madre para especies en peligro de extinción.

Aunque la mejor manera de gestionar la extinción es poder preservar las especies y sus hábitats. Eso sin dudas es válido en el tiempo pero para especies tan escasas como los rinocerontes blancos, la tecnología de células madre ofrece un cierto nivel de esperanza de que no se han extinguido a pesar de que han sido completamente eliminados de su hábitat. Si la humanidad quiere salvar a esta especie, vamos a tener que desarrollar nuevas metodologías.

Referencia

Inbar Friedrich Ben-Nun, Susanne C Montague, Marlys L Houck, Ha T Tran, Ibon Garitaonandia, Trevor R Leonardo, Yu-Chieh Wang, Suellen J Charter, Louise C Laurent, Oliver A Ryder, Jeanne F Loring. Induced pluripotent stem cells from highly endangered species. Nature Methods, 2011; DOI: 10.1038/nmeth.1706

Investigadores de la Universidad de Yale han identificado un engranaje genética clave que mantiene el reloj circadiano de las plantas “dando la hora”, un hallazgo que podría tener amplias implicaciones para la agricultura mundial. La investigación aparece el 02 de septiembre en la prestigiosa revista Molecular Cell.

Los agricultores se ven limitados por las estaciones del año, así que la comprensión del ritmo circadiano de las plantas, que controla las funciones básicas tales como la fotosíntesis y la floración, podría modificarse para ser capaz de diseñar plantas que pueden crecer en las diferentes lugares y estaciones del año.

El reloj circadiano es el reloj interno que se encuentra en casi todos los organismos y que ayuda a sincronizar los procesos biológicos con el día y la noche. En las plantas, este reloj es crucial para la regulación del crecimiento en dependencia del tiempo, el día y las estaciones del año.

El reloj funciona a través de la relación de cooperación entre los genes de la ”mañana” y los genes de la “tarde”. Las proteínas codificadas por los genes de la mañana suprimen los genes de la noche al amanecer, cuando los niveles de estas proteínas caen durante el atardecer los genes son nocturnos activados. Curiosamente, estos genes son necesarios de noche para activar los genes de la mañana y completar el ciclo de 24 horas.

La investigación de Yale ha resuelto uno de los últimos misterios que quedan en este proceso cuando se identificó el gen DET1 como crucial para ayudar a reprimir la expresión de los genes de la tarde en el ciclo circadiano.

Las plantas que producen menos DET1 tener un reloj más rápido y necesitan menos tiempo para la floración. Conocer los componentes del reloj circadiano de la planta y sus funciones se apoyará en la selección o la generación de características valiosas en los cultivos y plantas ornamentales.

Referencia

On Sun Lau, Xi Huang, Jean-Benoit Charron, Jae-Hoon Lee, Gang Li, Xing Wang Deng. Interaction of Arabidopsis DET1 with CCA1 and LHY in Mediating Transcriptional Repression in the Plant Circadian Clock. Molecular Cell, 2011; 43 (5): 703-712 DOI:10.1016/j.molcel.2011.07.013

Los investigadores de la División de Ciencias de la Salud y Tecnología del MIT-Harvard han descubierto una nueva manera de superar este reto, al encapsular las células vivas en cubos y colocarlos en las estructuras 3-D, al igual que lo haría un niño para la construcción de edificios de bloques en los Legos.

La nueva técnica fue publicada en la revista Advanced Materials y emplea un material gelatinoso que actúa como el cemento, al unir a las células (“ladrillos”) cuando se endurece.

Los “ladrillos” de células pequeñas tienen un potencial para la creación de tejidos artificiales u otros tipos de dispositivos médicosy además son muy elegantes y tienen una gran flexibilidad en la manera de crecer”, dicen los autores.

Para la obtención de las células para la ingeniería de tejidos, los investigadores tienen que romper el tejido primero mediante el uso de enzimas que digieren el material extracelular que normalmente mantiene las células juntas. Sin embargo, una vez que las células son libres, es difícil reunirlos en las estructuras que imitan la microarquitectura del tejido natural.

Algunos científicos han construido con éxito los tejidos simples, tales como la piel, el cartílago o la vejiga en andamios de espuma biodegradable. “Eso funciona, pero a menudo carece de una microarquitectura controlada”, es decir no se consiguen los tejidos con la misma complejidad que los tejidos normales.”

Los investigadores construyeron sus “Legos biológicos” al encapsular las células dentro de un polímero llamado polietilenglicol (PEG), que tiene muchos usos médicos. Su versión del polímero es un líquido que se convierte en un gel cuando se ilumina, así que cuando las células revestidas con el polímero son expuestos a la luz, el polímero se endurece y que retiene a las células en los cubos con longitudes que van desde las 100 hasta las 500 millonésimas de un metro.

Una vez que las células están en forma de cubo pueden ser dispuestos en formas específicas mediante el uso de plantillas hechas de PDMS, un polímero basado en el silicio y utilizado en muchos productos sanitarios. Tanto la plantilla y los cubos están recubiertos de células nuevas con el polímero PEG, que actúa como un pegamento que mantiene los cubos juntos formando un paquete firmemente como una superficie de andamio.

Después los cubos se disponen adecuadamente, se iluminan de nuevo, y el líquido de la unión de los cubos se solidifica. Cuando la plantilla se elimina, los cubos adquieren su nueva estructura.

Este método podría utilizarse para construir tubos que podrían funcionar como vasos capilares, lo que podría ayudar a superar uno de los problemas más persistentes en los órganos de ingeniería – la ausencia de un suministro de sangre inmediata. “Si usted construye un órgano, pero no puede proporcionar los nutrientes, este finalmente se va a morir”, dicen los autores. que esperan que su trabajo también pueda conducir a una nueva forma de hacer un hígado o un tejido cardíaco artificial.

Otros investigadores han desarrollado otras técnica denominadas de impresión de órganos para crear complejos tejidos en 3-D, pero ese proceso requiere decuna máquina robotizada que no tiene un uso generalizado. Esta nueva técnica no requiere ningún equipo especial y se puede reproducir esto en cualquier laboratorio”.

Referencia

Javier G. Fernandez, Ali Khademhosseini. Micro-Masonry: Construction of 3D Structures by Microscale Self-Assembly. Advanced Materials, 2010; DOI: 10.1002/adma.200903893

Mientras los líderes mundiales se reunen en la XV Conferencia Internacional sobre el Cambio Climático que se celebra en Copenhague los científicos hacen un gran esfuerzo por constribuir con la reducción de los gases invernaderos.

La investigación, que aparece en la edición del 9 de diciembre de la revista Nature Biotechnology, tiene dos ventajas en el objetivo a escala mundial de alcanzar una economía de energía más limpia y más verde. En primer lugar, se recicla el dióxido de carbono, lo que reduciría los niveles de los gases de efecto invernadero resultantes de la quema de os combustibles fósiles. Y en segundo lugar, utiliza energía solar para convertir el dióxido de carbono en un combustible líquido que puede ser utilizado en la infraestructura energética existente, inclusive en la mayoría de los automóviles.

Mientras que otras alternativas a la gasolina incluyen los biocombustibles derivados de las plantas o algas, todos estos procesos requieren de varios pasos intermedios antes del refinamiento en los combustibles utilizables.

“Este nuevo enfoque evita la necesidad de la deconstrucción de la biomasa, ya sea en el caso de la biomasa de lacelulosa o la biomasa de las algas, lo que constitiye una barrera económica para la producción de los biocombustibles”, dijo el líder del equipo de James C. Liao, profesor de UCLA. “Por lo tanto, esto es potencialmente mucho más eficiente y menos costoso que el enfoque actual”.

Mediante el uso de la cianobacteria Synechoccus elongatus, los investigadores primero lograron genéticamente aumentar la fijación del dióxido de carbono, mediante el aumento de la enzima RuBisCO. Luego empalmaron los genes de otros microorganismos para diseñar una cepa que mediante la “ingesta” de dióxido de carbono y la luz solar produce gas isobutiraldehído. El bajo punto de ebullición y alta presión de vapor de este gas le permite fácilmente ser despojado del sistema.

Un lugar ideal para este sistema serían las centrales existentes que emiten dióxido de carbono, permitiendo potencialmente a los gases de efecto invernadero ser capturado y reciclados directamente en combustible líquido.

“Vamos a continuar para mejorar la velocidad y el rendimiento de la producción”, dijo Liao. “Otros obstáculos son la eficiencia de la distribución de la luz y la reducción de los costos del biorreactor. Estamos trabajando en las soluciones a estos problemas”.

Referencia

Shota Atsumi, Wendy Higashide, James C Liao. Nature Biotechnology 27, 1177 – 1180 (2009) Published online: 15 November 2009 | doi:10.1038/nbt.1586

El protagonista de este estudio es sin dudas un árbol único en el mundo. El ginkgo (Ginkgo biloba) también conocido como el árbol de los cuarenta escudos, no tiene parientes vivos y constituye uno de los mejores ejemplos de relicto o fósil viviente conocido. No es de extrañar con estos antecedentes y siendo oriundo de China se le hayan encontrado numerosas propiedades medicinales y curativas. Los investigadores Instituto Coreano de Radiología y Ciencias Médicas se interesaron en los efectos protectores de los extractos de sus hojas que contienen compuestos antioxidantes, como los glucósidos y terpenoides coménmente conocidos como ginkgolides y bilobalides.

Estos compuestos se piensan que protegen a las células del daño de los radicales libres y de otras especies reactivas oxidantes encontrados en el cuerpo. Estas especies son generados continuamente por el metabolismo normal del cuerpo, y su exceso se aprecia en algunas enfermedades o después de la exposición a la contaminación o la radiación. Los daños en las proteínas, ADN y otras biomoléculas, si no se controla, pueden matar a las células.

Como tal, los extractos de ciertas plantas que contienen antioxidantes, incluyendo Ginkgo, han atraído el interés por su actividad farmacológica. G. biloba es actualmente vendida como un suplemento a base de plantas y hay numerosas doumentaciones de sus beneficios para la salud, incluida la posibilidad de prevenir la aparición de la demencia o la enfermedad de Alzheimer.

Kang y sus colegas utilizaron de los glóbulos blancos de la sangre los linfocitos de donantes sanos de 18 a 50 años. La mitad de estas células se trataron con el extracto de G. biloba comercialmente disponible en el laboratorio y le rociaron la otra mitad con una solución salina como control experimental. A continuación, se compararon los efectos de la radiación gamma del Cesio radiactivo en los glóbulos blancos en comparación con las muestras del control sin tratar.

El equipo utilizó un microscopio de luz en busca de los linfocitos sometidos a la muerte celular programada o apoptosis, como resultado de la exposición a la radiación. Ellos encontraron que había un aumento significativo de la apoptosis en las células no tratadas en comparación con aquellos tratados con el extracto de Ginkgo. Casi un tercio de las células tratadas se sometieron a apoptosis en comparación con aproximadamente uno de cada veinte de las células tratadas. En estudios paralelos con los ratones de laboratorio también demostraron un efecto protector similar contra el envenenamiento por radiación.

Los resultados sugieren que los extractos pueden neutralizar los radicales libres y agentes oxidantes producidos en las células por la radiación y así evitar que sufran apoptosis.

Por cierto se me había olvidado decirles que este árbol crece principalmente en China y Corea, en el sur y el este de Estados Unidos, el sur de Francia, y en ciudades de Uruguay, Argentina y Chile. Plantemos árboles de Gingko para futuras generaciones.

Referencia

Shin et al. Protective effect of Gingko biloba against radiation-induced cellular damage in human peripheral lymphocytes and murine spleen cells. International Journal of Low Radiation, 2009; 6 (3): 209 DOI: 10.1504/IJLR.2009.028889

Las enzimas de los fagos llamadas endolisinas atacan a las bacterias al romper la pared celular. A diferencia de los antibióticos, que tienden a tener una amplia gama, las endolisinas son relativamente específicas, dirigidas a los lugares únicos en las paredes celulares de sus anfitriones. Esto es importante porque significa que las bacterias que no son objetivo del fago no mueren lo que hace que sean  menos propensos a desarrollar resistencia a las endolisinas como ocurre con los antibioticos.

Los investigadores en Ciencias de la Vida Animal y Biotecnología del ARS en Beltsville, Maryland, en colaboración con las universidades federales, y científicos del sector, han desarrollado y están patentando la tecnología para crear poderosos antimicrobianos mediante la fusión del material genético de múltiples endolisinas degradantes de paredes de patógenos. Ahora los investigadores están colaborando con las compañías farmacéuticas de evaluar y desarrollar la tecnología.

Estudios realizados por ARS biólogo David M. Donovan muestran que las enzimas de fagos podría utilizarse para eliminar a varios agentes patógenos resistentes a los fármacos que afectan tanto a animales y humanos, tales como Staphylococcus aureus resistente a meticilina, también conocida como MRSA.

Los científicos demostraron que las enzimas pueden eliminar a los agentes patógenos en las biopelículas, que son matrices que le permite a los microorganismos adherirse a una variedad de superficies. Muchas biopelículas son resistentes a los antibióticos y muchos patógenos humanos y animales utilizan esta forma de vida durante las infecciones.

En un estudio relacionado, los científicos demostraron que el uso de la endolisinas lisostafina y LysK en concierto inhibieron el crecimiento de las cepas de estafilococos que causan la mastitis en el ganado y las infecciones de estafilococos en los seres humanos.

Esta investigación fue publicada recientemente en la revista Internacional de Biotecnología.

Referencia

Peptidoglycan hydrolase enzyme fusions for treating multi-drug resistant pathogens. http://www.biotech-online.com/index.php?id=2373

Christopher Voigt y sus colegas notaron en nuevo estudio que el uso de los residuos de cultivos para producir halogenuros de metilo es una de las formas más atractivas  para transformar la biomasa en combustibles líquidos y materias primas químicas derivados del petróleo. Las plantas y los microbios producen metil haloideos naturalmente, pero en cantidades demasiado pequeñas para su uso comercial.

Mediante el uso de una base de datos de 89 genes de plantas, hongos y bacterias conocidas para producir halogenuros de metilo, los investigadores identificaron los genes que son los más susceptibles de producir los más altos niveles de estas sustancias. Los científicos entonces introdujeron estos genes en la levadura de la cerveza (Saccharomyces cerevisiae) – utilizada también en la elaboración de la cerveza y el vino – de modo que la células de la levadura producen los haluros de metilo en lugar de alcohol.

En los estudios de laboratorio, los dos microbios genéticamente modificados estimulan la producción de haluros de metilo desde mijo, cáscaras de mazorca de maíz, residuos de caña de azúcar y madera de álamo a altos niveles con potencial comercial.

Referencia:

Bayer et al. Synthesis of Methyl Halides from Biomass Using Engineered Microbes. Journal of the American Chemical Society, 2009; 131 (18): 6508 DOI: 10.1021/ja809461u