Ciencia

Aquí encontrarás todo lo relacionado con la ciencia y su divulgación. Gran parte, desarrollado de la extinta web "Blog de laboratorio".

El complejo mayor de histocompatibilidad y las ranas leopardo

Durante varias décadas, el hongo patógeno Batrachochytrium dendrobatidis, ha diezmado poblaciones de ranas. Sin embargo, algunas de esas poblaciones y ciertas especies han sido capaces de resistir la enfermedad mortal, llamada quitridiomicosis.
Investigadores han identificado un mecanismo genético en las ranas leopardo que hace que algunas ranas sean resistentes a Batrachochytrium dendrobatidis. Descubrieron que la variación en un gen asociado con la capacidad de la rana para identificar agentes patógenos e iniciar una respuesta inmune puede determinar si una rana es resistente a la enfermedad. También encontraron la evidencia de que una forma (variante) del gen, que da inmunidad a la quitridiomicosis, ha sido seleccionada “positivamente” en las generaciones más recientes.
Los resultados ofrecen la esperanza de que las ranas puedan adaptarse a la enfermedad, siempre y cuando sus hábitats estén protegidos y su población crezca lo suficiente como para diversificar su herencia genética.

En este estudio, Anne Savage (el autor principal de un artículo publicado 26 de septiembre en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), y que trabaja en el laboratorio de Kelly Zamudio, profesora de Cornell de Ecología y Biología evolutiva) pudo criar en el laboratorio ranas leopardo de cinco poblaciones distintas libres de enfermedad. A continuación, las poblaciones fueron infectadas con una cepa de Batrachochytrium dendrobatidis. Todas las ranas de tres de las poblaciones murieron. En los otros casos, siete ranas de cada una las dos poblaciones restantes sobrevivieron.
Ahora un poco de investigación en crudo: Savage analizó los genes del complejo mayor de histocompatibilidad, que codifican una molécula que se une a patógenos extraños e inicia una respuesta inmune en el huésped. En concreto, Savage secuenció los genes del complejo que controlan las regiones de unión de estas moléculas a los patógenos. Si la molécula y el hongo patógeno se unen, la rana sobrevive.
Se encontraron 33 alelos distintos (o distintas variantes de este gen del complejo), mostrándose una gran variabilidad. Casi todas las ranas que disponían las dos formas del gen (heterocigotos) sobrevivieron, mientras que casi la totalidad de las ranas con una sola forma (homocigotos) terminaron pereciendo. Dado que Batrachochytrium dendrobatidis tiene muchas proteínas que podrían ser reconocidas por las diferentes moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad, con más de una variante del gen pueden haber aumentado las posibilidades de supervivencia por la unión a los patógenos. Los investigadores también encontraron que una de las 33 variantes del gen, llamada alelo Q, se encontró sólo entre los supervivientes.
Curiosa y gran investigación utilizando una de las familias de genes más interesantes, aprovechándose de su carácter codominante, un tema muy presente y que tengo la suerte de tratar en mis estudios genéticos también.

Referencias: MHC genotypes associate with resistance to a frog-killing fungus (Anna E. Savage and Kelly R. Zamudio)
Imagen obtenida de lookfordiagnosis.com
Escuchando: Podcast de Minoría simple

XXXVIII Congreso de la Sociedad Española de Genética

Tras varios años participando y asistiendo a los congresos de la SEG, este año tan sólo puedo animar a su asistencia. Ya van 38 ediciones de este evento que se celebra cada dos años y que, en esta ocasión, la ciudad anfitriona es Murcia. Se celebrará esta semana, entre los días 21 y 23 de septiembre. Os dejo el programa para que le echéis un vistazo.

Desde mi punto de vista, la asistencia a congresos es algo muy rico tanto para pasar un buen rato con conocidos y nuevos amigos como a nivel profesional. Muchos sólo asisten a estos congresos “generales” cuando les interesa. Es algo asumible y de respetar. Pero, de vez en cuando, es bueno ver qué se cuece en otros campos de la Genética.
Por último, desear toda la suerte del mundo a algunos amigos y conocidos que sé que participarán como ponentes en esta edición y que me duele no poder asistir.Bueno, dejo caer la idea de hacer un life-streaming para que podamos disfrutar del congreso, al menos, los socios de la SEG. Ya me contaréis como ha ido.

Web del XXXVIII Congreso de la Sociedad Española de Genética

Escuchando: Oído en Twitter

Mini-microscopio gratis para iPhone

Acabo de recibir un correo de la empresa Invitrogen que “me anima” a realizar un pedido superior a 550 libras en el Reino Unido (unos 640€) y de 750€ en España. Añadiendo el número de catálogo MICROSCOPE se recibirá de forma gratis el mini-microscopio que se ve en la imagen. Además, si se quiere una camiseta con la doble hélice, se puede añadir también al pedido el número de catálogo HELIXT. La oferta es sólo para pedidos entre el 12 y el 16 de septiembre. Si alguien tiene que pedir algo con esos precios a Invitrogen, no dudéis en añadir los artículos (revisando las condiciones que están en letra pequeña)…y ya me contaréis que tal el aparatito.
Por cierto, el gadget cuesta alrededor de 13€ si lo queréis sin hacer pedidos. Lo podéis encontrar en la web de mobile.brando.com o por menos de 10€ (siempre sin gastos de envío) en meritline.com. Os dejo también una review del mini-microscopio y el vídeo de meritline.com.
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=9Psey8TCFR0[/youtube]

Para terminar, os pongo un vídeo curioso de cómo hacer una lupa para un iPhone.
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=fHieORuEsnQ[/youtube]

Oferta de Invitrogen

Escuchando: Esta peli ya la he visto episodio 21

Cómo se realiza una prueba de ADN

Recuerdo que una de las primeras prácticas de Genética consistía en “jugar” con nuestro propio ADN para hacer algún análisis mediante estudios de PCR. Como veréis en el vídeo siguiente, una prueba de ADN para determinar la paternidad por ejemplo es sencilla. No es que sea un vídeo demasiado actual (tiene unos tres años) pero está desarrollado por una empresa que se dedica a realizar dichas pruebas y lo han hecho para captar clientes, así que es muy de cara al público y sin meterse en términos técnicos y sólo muestra lo que tiene que hacer el cliente para poder envíar las muestras. Además, puede ser gracioso por los términos utilizados ya que se trata de un servicio dado por una empresa estadounidense y está doblado como aquellos dibujos animados que veíamos de pequeños.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=MYrLI-J3nVs[/youtube]

Muy “atrayente” eso de “descubra el poder de la prueba de ADN hoy”. Parece más de un anuncio de detergentes.
Hay muchas empresas que se dedican a hacer este tipo de pruebas. Ésta en concreto lo hace por el “modico precio” de 169 dólares. En una de las prácticas de Bioquímica un profesor nos comentó que el presupuesto que se tenía para impartir dichas prácticas por alumno era de unos 6 euros. Sé de buena tinta que el profesor quería meternos algo de miedo porque en cursos anteriores se habían destrozado ciertos materiales y quería que tuviéramos cuidado, pero muy desencaminado no iba. He podido debatir sobre el tema con gente afín al campo de la Genética y, aunque los precios han bajado considerablemente, siguen siendo un negociazo este tipo de pruebas (a modo de ejemplo, observad estas tarifas de la empresa EasyDNA afincada en España).
¿Qué pensáis? ¿Veis razonable estas tarifas? ¿Creéis que se están favoreciendo de esa publicidad que dan las series de televisión?

Escuchando: Daboblog podcast número 30

Dentro de un laboratorio

Estuve dando un garbeo por las galerías de fotos que tenía guardadas sobre todo lo que hice a lo largo de la tesis y me encontré con un vídeo. Se trata de un recuerdo sobre cómo era el laboratorio donde trabajé en Hungría hace cuatro años. El vídeo tiene una pésima calidad, pero es lo máximo que se podía hacer con mi “flamante” Nokia N70 de aquella época. He podido añadir alguna etiqueta para que no sea muy aburrida la visita, pero sin añadir demasiadas, que sólo son 25 segundos. A ver si tengo tiempo y hago más vídeos.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=z79Xl7SicMg[/youtube]

Escuchando: this WEEK in tech

Memoria epigenética

La epigenética es uno de los campos que me apasionan y que está cobrando importancia en los últimos años. En esta ocasión, el artículo que voy a comentar puede llegar a tener un tono Lamarquista. Pero eso confirma lo complejo del diseño de la expresión génica, no vayamos a confundir ;-P. Investigadores del Centro John Innes de Norwich, en el Reino Unido, han hecho un descubrimiento que explica cómo un organismo puede crear una memoria biológica de ciertas variables tales como la calidad de la nutrición o la temperatura.

El descubrimiento explica el mecanismo de esta memoria – una especie de interruptor biológico – y la forma en que también pueden ser heredadas por la descendencia. El trabajo fue dirigido por el doctores Martin Howard y Caroline Dean recibiendo financiación del Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC).
La doctora Dean comentó que: “Hay muchos ejemplos que ahora sabemos donde la actividad de los genes pueden ser afectados a largo plazo por factores ambientales. Y en algunos casos, el medio ambiente en el que habita un individuo en realidad puede afectar a la biología o la fisiología de sus hijos, pero sin alterar la secuencia del genoma”.
Por ejemplo, algunos estudios han demostrado que en las familias donde había una grave escasez de alimentos en la generación de los abuelos, los hijos y nietos tienen un mayor riesgo de enfermedad cardiovascular y diabetes, lo que podría explicarse por la memoria epigenética. Pero hasta ahora no ha habido un mecanismo claro para explicar cómo los individuos pueden desarrollar esa “memoria” de un factor variable, como la nutrición.
El equipo utilizó el ejemplo de cómo las plantas “recuerdan” la duración del período de invierno para que la polinización, el desarrollo, la dispersión de semillas y la germinación ocurra en el momento adecuado. Como casi siempre, Arabidopsis thaliana fue la especie vegetal elegida para indagar en este tema.
El doctor Howard advierte que: “Ya sabíamos mucho acerca de los genes implicados en la floración y estaba claro que algo pasa en el invierno que afecta al tiempo de floración, de acuerdo con la duración del período de frío”.
Usando una combinación de modelos matemáticos y el análisis experimental, el equipo de investigación ha descubierto el sistema por el cual un gen clave llamado FLC esté desactivado o activado en cualquiera de sus células y, también, en su progenie. Encontraron que cuanto mayor sea el período de frío, mayor es la proporción de células que poseen el gen FLC estable y desactivado. Esto provoca un retraso la floración y se debe a un fenómeno conocido como memoria epigenética.
La memoria epigenética proviene de concretas modificaciones y una de las más importantes ocurre en las histonas (las proteínas alrededor de los cuales el ADN se envuelve). Ciertas modificaciones químicas que están en las histonas pueden afectar a la expresión de los genes cercanos, activándolos o desactivándolos (Aclaración no imprescindible que sirve de repaso: la cromatina está conformada por una unidad básica, el nucleosoma, conformado por histonas (H2A, H2B, H3 y H4) unidas a proteínas no histónicas. En el nucleosoma se enrolla el ADN. Por modificaciones post-traduccionales se puede modificar la configuración de las histonas. Las histonas sufren modificaciones por medio de procesos de acetilación, fosforilación, metilación, desaminación, isomerización de prolinas y ubiquitinización. Combinaciones específicas en la modificación de las histonas sirven como una especie de código que determina si el gen ha de ser silenciado o expresado y esta es otra forma de cómo se puede dar la regulación génica). Estas modificaciones pueden ser heredadas por las células hijas, cuando las células se dividen, y si se producen en las células que forman los gametos (por ejemplo, espermatozoides en mamíferos o el polen en las plantas), entonces también puede pasar a la descendencia.
Basándose en que cada nucleosoma abarca aproximadamente 175bp y que la longitud del gen FLC es de aproximadamente 6000bp del gen el número de nucleosomas es de unos 35. Cada uno de estos nucleosomas tiene dos copias de cada uno de los las histonas H2A, H2B, H3 y H4. Las modificaciones de las histonas que se cree que son clave en la memoria epigenética de vernalización están en la cola de la histona H3. De todas formas, existen 70 sitios diferentes que son capaces de aceptar las modificaciones.

Tipos de cambios epigenéticos — Imagen en la que se muestran los dos principales modificaciones epigenéticas. (Imagen: Nature 441, 143-145 (11 May 2006)).

El modelo matemático predijo que dentro de cada célula individual, el gen FLC debe estar completamente activado o silenciado, siendo mayor la proporción de células que pueden cambiar al estado “silenciado” cuanto más tiempo de frío.
Para evidenciar este hecho, se utilizó una técnica mediante la cual cualquier célula que tuviera el gen FLC activado aparecía de color azul bajo un microscopio. Según ellos, a partir de estas observaciones estaba claro que las células se encontraban activadas o desactivadas (en relación al gen FLC) en su totalidad, de acuerdo con la teoría. También se mostró que las histonas cercanas al gen FLC se encontraban modificadas durante el período de frío.
Para los que no conocíais este mundo epigenético, podéis observar lo complejos que somos los seres vivos. Os animo a que leais los otros artículos sobre este tema que fueron publicados aquí anteriormente y también el artículo “recién sacado del horno” en el blog Locos por la biología.

Este post participa en la V Edición del Carnaval de Biología, Primera Edición del Biocarnaval de Verano, que organiza @Tiwnacu en su blog Marimaru’s blog y también en el VI Carnaval de Química organizado en el blog “Divagaciones de una investigadora en apuros”.

Fuente: BBSRC
Referencia: A Polycomb-based switch underlying quantitative epigenetic memory. Andrew Angel, Jie Song, Caroline Dean, Martin Howard. Nature (2011) vol. advance online publication http://dx.doi.org/10.1038/nature10241