Biologia de tercer año
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BBC Mundo - Noticias - Bienvenidos a la era del Bi-Fi, la "internet biológica"

BBC Mundo - Noticias - Bienvenidos a la era del Bi-Fi, la "internet biológica" | Biologia de tercer año | Scoop.it
Científicos en EE.UU. desarrollan un sistema de comunicación entre células utilizando un virus como mensajero. El mecanismo podría llevar en el futuro a tejidos que se regeneran y a nuevos biocombustibles.

 

Un virus inocuo fue utilizado por científicos en Estados Unidos para enviar mensajes genéticos de una célula a otra, en un sistema de mensajería celular descrito por los investigadores como una especie de internet biológica o "Bi-Fi".

El nuevo sistema aumenta en gran medida la complejidad y cantidad de información que puede ser transmitida en la comunicación celular.
Los investigadores, la estudiante de doctorado Mónica Ortiz y el profesor de bioingeniería Drew Endy, de la Universidad de Stanford, utilizaron un virus llamado M13, que tiene dos características clave: una vez que invade a su víctima no es letal y puede envolver o "empaquetar" cadenas de ADN con grandes cantidades de información.
"En nuestro sistema, la comunicación tiene lugar cuando una bacteria libera una partícula bacteriófaga, es decir un virus que infecta una bacteria. Esa partícula envuelve una secuencia de ADN y cuando entra en una segunda bacteria esparce no su propio material genético, sino el ADN que hemos codificado", le dijo Mónica Ortiz a BBC Mundo.
"Al igual que en la internet, en la que la información va y viene entre computadoras, hemos logrado enviar paquetes de información física entre bacterias".
Los científicos señalan que el nuevo mecanismo podría ayudar en el futuro al diseño de sistemas para la regeneración de tejidos u órganos.
Mensaje y mensajero


El virus M13 empaqueta mensajes genéticos. Una vez dentro de su anfitrión se reproduce, tomando cadenas de ADN que los ingenieros pueden controlar, rodeándolas una a una y enviándolas en cápsulas dentro de proteínas producidas por el virus para infectar otras células. Una vez que ingresan a la nueva célula esas "cápsulas" liberan su mensaje de ADN.
El sistema basado en el virus M13 funciona esencialmente como una conexión de internet inalámbrica que permite a las células enviar y recibir mensajes, más allá del contenido de los mismos.
"Hemos separado al mensaje del canal de comunicación. Ahora podemos enviar cualquier mensaje de ADN que querramos a células específicas dentro de una comunidad microbiana compleja", afirmó Ortiz.
"En nuestro sistema, el mensajero o canal es la partícula bacteriófaga y el mensaje es la secuencia de ADN que hemos elegido codificar. Puesto que podemos cambiar la secuencia que deseamos enviar y mantener la misma partícula vehículo, hemos efectivamente separado al mensaje de su canal", dijo la investigadora a BBC Mundo.
Grandes cantidades de información
"Es difícil saber a donde puede llevar este trabajo, pero ciertamente dos potenciales aplicaciones serían coordinar la regeneración de tejidos y la producción de biomateriales"
Mónica Ortiz, Universidad de Stanford
Las células usan varios mecanismos para comunicarse, por ejemplo, sustancias químicas, pero estos mensajes pueden ser de complejidad limitada. Las señales químicas son al mismo tiempo mensaje y mensajero, ambas funciones no están separadas.
"Si la red de comunicación se basa en azúcar los mensajes están limitados a más azúcar, menos azúcar, o no azúcar", explicó Endy.
Los bioingenieros pueden programar células con M13 para comunicar mensajes mucho más complejos, como "comenzar a crecer", "dejar de crecer" o "producir insulina".
"M13 puede empaquetar hasta 40.000 pares de bases, aproximadamente el 1% del genoma bacteriano", dijo Ortiz. Los pares de bases funcionarían efectivamente como los unos y ceros en los sistemas informáticos.
Tejidos y biocombustibles
En el futuro, la internet biológica podría llevar a "fábricas biosintéticas", en las que grandes cantidades de microbios colaboren en la elaboración, por ejemplo, de biocombustibles.
"La internet biológica está es su infancia. Pero cuando la internet comenzó en la década del 70 era difícil imaginar la riqueza de usos que tiene hoy en día", señaló Ortiz.
La científica dijo a BBC Mundo que "es difícil saber a donde puede llevar este trabajo, pero ciertamente dos potenciales aplicaciones serían la regeneración de tejidos y la producción de biomateriales".
El estudio fue publicado en la revista científica Journal of Biological Engineering.


Via sonia ramos
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14 nuevos biomarcadores para la diabetes tipo 2

14 nuevos biomarcadores para la diabetes tipo 2 | Biologia de tercer año | Scoop.it

Un equipo de investigación dirigido por Anna Floegel del Instituto Alemán de Nutrición Humana (DIfE) y Tobias Pischon del Centro Max Delbrueck de Medicina Molecular (MDC) ha identificado 14 nuevos biomarcadores para la diabetes tipo 2. 

Pueden servir como base para el desarrollo de nuevos métodos de tratamiento y prevención de esta enfermedad metabólica. Los biomarcadores también se puede utilizar para determinar el riesgo de diabetes en un punto muy temprano en el tiempo. Al mismo tiempo, los marcadores permiten comprender los complejos mecanismos de la enfermedad, que aún no han sido completamente dilucidados.

Los investigadores estudiaron la sangre de los participantes en el estudio de tres estudios diferentes con respecto a sus metabolitos (metabolómica). El estudio se basó en datos y muestras de sangre de la futura EPIC-Potsdam estudio con más de 27.500 participantes en el estudio, el estudio familiar Tuebingen y el estudio KORA. El estudio se realizó en colaboración con el Centro Alemán para la Investigación de la Diabetes (DZD) y financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF).

La metabolómica es aún un campo de investigación joven y sirve a la comprensión de los sistemas biológicos. Se estudia la dinámica de la red de metabolitos de un organismo y por lo tanto da una idea de los actuales procesos bioquímicos. Los metabolitos tienen funciones muy diversas. Por ejemplo, desempeñan un papel en la comunicación celular y la regulación, de transporte de energía o son material de construcción para las células. Los cambios en las concentraciones de metabolitos por lo tanto pueden reflejar directamente las alteraciones en el metabolismo y, por tanto, arrojar luz sobre la patogenia o la presencia de la enfermedad.

 


Via C8 MediSensors ES
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Group of Federico Sánchez @ Instituto de Biotecnología, UNAM, Mexico

Group of Federico Sánchez @ Instituto de Biotecnología, UNAM, Mexico | Biologia de tercer año | Scoop.it

En nuestro grupo estudiamos los mecanismos de señalización durante la organogénesis de los nódulos fijadores de nitrógeno en las raíces de leguminosas. La nodulación es un modelo fascinante de diferenciación celular y del desarrollo en plantas y de la interacción de las leguminosas con microorganismos simbiontes. Asimismo, pensamos que el citoesqueleto es una ventana valiosa para estudiar este proceso porque está involucrado en diversas funciones celulares tales como división y expansión celular, la endocitósis y la comunicación célula-célula. Además, el citoesqueleto sufre rearreglos muy importantes tanto en las células animales como vegetales cuando interaccionan con microorganismos o con algunos de sus metabolitos (factores Nod, elicitores y patrones moleculares asociados a patógenos (PAMPs). La plasticidad y dinamismo del citoesqueleto de actina está mediada en gran parte por la acción y expresión diferencial de diferentes isoformas de actina y de sus proteínas asociadas. Estas proteínas controlan la organización espacial y temporal de los microfilamentos, el tráfico vesicular, el crecimiento polar y el movimiento de organelos, entre muchas otras funciones. Por esta razón, hemos clonado el gen que codifica una proteína de interacciona con actina, la profilina de Phaseolus vulgaris . Además, la profilina también interactúa con fosfoinosítidos (PIP2) y con muchas otras proteínas con dominios ricos en prolinas. Hemos reportado que la profilina en fríjol (la raíz y el nódulo) se encuentra fosforilada en varios residuos de tirosina. En eucariotes, dichas modificaciones están generalmente involucradas en las rutas de transducción de señales. Publicamos hace un tiempo que la fosforilación de la profilina en residuos de tirosina impide, tanto in vivo como in vitro, la interacción con la fosfatidil inositol 3-cinasa (PI3K), una enzima clave en la transducción de señales.


Via Kamoun Lab @ TSL
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