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sábado, 26 de noviembre de 2016

Células vivas unen silicio y carbono por primera vez




Un nuevo estudio demuestra que los organismos vivos pueden ser persuadidos para hacer enlaces de silicio-carbono, algo que sólo los químicos habían hecho antes.   

 Los autores de este trabajo, científicos del Instituto de Tecnología de California (Caltech), en Estados Unidos, "criaron" una proteína bacteriana para que formara los enlaces hechos por el hombre, un hallazgo que tiene aplicaciones en varias industrias.

Las moléculas con compuestos de silicio-carbono, u organosilicio, se encuentran en productos farmacéuticos, así como en muchos otros, incluyendo productos químicos agrícolas, pinturas, semiconductores, y pantallas de ordenador y televisión. Actualmente, estos artículos se fabrican sintéticamente, ya que los enlaces silicio-carbono no se encuentran en la naturaleza, informa Caltech en un comunicado.


Esta nueva investigación demuestra que se puede emplear la biología para fabricar estos enlaces en formas que son más respetuosas con el medio ambiente y potencialmente mucho menos costosas. "Decidimos hacer que la naturaleza fabricada lo que sólo los químicos podían hacer, sólo que mejor", resume Frances Arnold, profesora de Ingeniería Química, Bioingeniería y Bioquímica de Caltech, e investigadora principal de este trabajo, que se detalla en 'Science'.


El estudio demuestra que la naturaleza puede adaptarse para incorporar el silicio en las moléculas basadas en el carbono, los bloques de construcción de la vida. Los investigadores se han preguntado si la vida en la Tierra podría haber evolucionado para estar basada en el silicio en lugar del carbono, y los creadores de ciencia ficción han imaginado mundos extraterrestres con vida basada en silicio, como las grumosas criaturas de Horta retratadas en un episodio de la serie de televisión de los años 60 'Star Trek'.

El carbono y el silicio son químicamente muy similares. Ambos pueden formar enlaces de cuatro átomos simultáneamente, haciéndolos bien adaptados para formar cadenas largas de moléculas encontradas en la vida, como proteínas y ADN. "Ningún organismo vivo es capaz de unir enlaces silicio-carbono, a pesar de que el silicio es tan abundante a nuestro alrededor, presente en las rocas y en toda la playa", subraya Jennifer Kan, investigadora postdoctoral del laboratorio de Arnold y autora principal del nuevo estudio. El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre.    

Los investigadores utilizaron un método llamado evolución dirigida, iniciado por Arnold en los años 90, en el cual se crean nuevas y mejores enzimas en laboratorios mediante selección artificial, similar a la manera en que los productores o criadores modifican el maíz, las vacas o los gatos.


EL PAPEL DE UNA PROTEÍNA DE UNA BACTERIA EN AGUAS TERMALES DE ISLANDIA  

  Las enzimas son una clase de proteínas que catalizan, o facilitan, las reacciones químicas. El proceso de evolución dirigida comienza con una enzima que los científicos quieren mejorar. El ADN que codifica la enzima muta de manera más o menos aleatoria y las enzimas resultantes son sometidas a pruebas sobre un rasgo deseado. La enzima de alto rendimiento es entonces mutada de nuevo y el proceso se repite hasta que se crea una enzima que funciona mucho mejor que la original.    

La evolución dirigida se ha utilizado a lo largo de años para fabircar enzimas para los productos del hogar, como detergentes; y mediante rutas sostenibles "verdes" para la fabricación de productos farmacéuticos, químicos agrícolas y combustibles. En el nuevo estudio, el objetivo no era sólo mejorar la función biológica de una enzima sino persuadirla para que hiciera algo que no había hecho antes.

El primer paso de los investigadores fue encontrar un candidato adecuado, una enzima que mostrara potencial para hacer los vínculos silicio-carbono. "Es como criar un caballo de carreras --dice Arnold, también director del Centro de Bioingeniería en Caltech--. Un buen criador reconoce la capacidad inherente de un caballo para convertirse en un corredor y tiene que llevar eso a generaciones sucesivas. Hicimos justo eso con proteínas".

El candidato ideal resultó ser una proteína de una bacteria que crece en aguas termales en Islandia. Esta proteína, llamada citocromo c, normalmente transporta electrones a otras proteínas, pero los investigadores descubrieron que también actúa como una enzima para crear enlaces silicio-carbono a niveles bajos. Los científicos luego mutaron el ADN que codifica esa proteína dentro de una región que especifica una porción que contiene hierro de la proteína que se cree que es responsable de su actividad de formación de enlaces silicio-carbono. A continuación, probaron la capacidad de estas enzimas mutantes para fabricar compuestos de organosilicio mejor que la original.    

Después de sólo tres rondas, se había creado una enzima que puede fabricar selectivamente enlaces de silicio-carbono 15 veces más eficientemente que el mejor catalizador inventado por los químicos. Además, la enzima es altamente selectiva, lo que significa que hace menos subproductos no deseados que tienen que ser químicamente separados.   

 "Este catalizador basado en hierro y genéticamente codificado no es tóxico y es más barato y más fácil de modificar en comparación con otros catalizadores utilizados en la síntesis química --dice Kan--. La nueva reacción también se puede hacer a temperatura ambiente y en agua". El proceso sintético para la fabricación de enlaces silicio-carbono a menudo utiliza metales preciosos y disolventes tóxicos, y requiere un procesamiento adicional para eliminar subproductos no deseados, elevando todo ello el costo de fabricación de estos compuestos.

sábado, 7 de noviembre de 2015

Una vitamina común es capaz de destruir células cancerosas 'invencibles'



Científicos estadounidenses han descubierto que el ácido ascórbico, o vitamina C, puede matar las células cancerosas con mutaciones que las hacen casi invencibles, así como detener el crecimiento de tumores cancerosos en general, informa la revista 'Science'.

Un equipo de la Universidad Johns Hopkins, EE.UU., inyectó en el estómago de ratones sustancias cancerígenas para que aparecieran pólipos y otros tipos de tumores malignos. Luego trataron de eliminarlos con altas dosis de vitamina C, correspondientes a la cantidad de ácido ascórbico que se puede obtener en 200 naranjas.

El experimento demostró que el tamaño del tumor disminuyó significativamente en todos los animales, mientras que en algunos incluso desapareció por completo. De ese modo, se ha confirmado la hipótesis de que la vitamina C es capaz de destruir de forma independiente las células cancerosas, incluso con las mutaciones que las hacen casi invulnerables a la quimioterapia y a las células del sistema inmunológico.

Según el estudio, este efecto de la vitamina C se debe a que el ácido ascórbico produce en el líquido que rodea el tumor una gran cantidad de peróxido de hidrógeno que es capaz de matar las células cancerosas. Ambas mutaciones que causan el cáncer de colón ―BRAF y KRAS― se encuentran también en otros tipos de cáncer como, por ejemplo, de páncreas. Los científicos esperan que las inyecciones de vitamina C puedan ayudar en el futuro próximo a salvar a los pacientes con estos tipos de cáncer, o al menos mejorar su estado. 

lunes, 28 de septiembre de 2015

Científico ruso se inyecta 'células eternas' halladas en Siberia



El permanente congelamiento de Siberia permite la vida de unos sorprendentes microorganismos, que se destacan por su increíble vitalidad y alta resistencia a los factores ambientales. Durante pruebas en animales, estos aumentaron su actividad física y fortalecieron el sistema inmunológico. El científico ruso que descubrió estas 'células eternas' las está probando actualmente en su propio organismo.
"Probar las células en mí mismo no es algo terrible ni sorprendente. Creo que al hacerlo empecé a cansarme menos, desarrollé la capacidad de trabajar más tiempo y ya hace varios años que no me resfrío", explica a RT el científico Anatoli Brushkov, argumentando su decisión de inyectarse las 'células eternas'.   

"Sin embargo, me parece más interesante la oportunidad de explorar el mecanismo de la resistencia de estos organismos. ¿Y si realmente descubrimos por qué la célula no envejece? Entonces podríamos utilizar estos recursos de manera orientada y prolongar la vida no solo en un 20%, sino en lo que queramos", agregó.  

El científico descubrió esta sorprendente bacteria viva ―cuya edad es de varios millones de años― en los sedimentos geológicos del permafrost siberiano. Brushkov cree que sus genes le proporcionan una esperanza de vida muy alta y la protegen de posibles daños.

"Resulta que estas bacterias están aisladas del mundo exterior, no tienen la capacidad de crecer, y sus células son similares químicamente y bioquímicamente a las células de otros organismos. Y pese a que tendrían que haber perecido, han sobrevivido. ¿Qué es lo que tienen estas increíbles células? Es un misterio", sostiene el especialista.

Actualmente los investigadores no saben exactamente cómo funcionan los mencionados microorganismos, pero insisten en que su impacto es evidente. Por ejemplo, los ratones en los que se experimenta viven más tiempo e incluso al envejecer continúan produciendo una numerosa prole. En ese sentido, se estima que la bacteria tiene la capacidad de mejorar el sistema inmunológico

domingo, 27 de septiembre de 2015

Identifican células que rigen un reloj estacional en los animales


   Científicos han descubierto las células que impulsan el reloj biológico anual de los animales, y que adapta su cuerpo a los cambios de estación.

   El equipo de las universidades de Manchester y Edimburgo revela que entre las células en una estructura llamada la 'pars tuberalis'- que está situado en la glándula pituitaria - hay células especializadas que responden según la cantidad de luz del día, proporcionando un calendario genético interno para el animal.

   La actividad de estas células "calendario" cambia drásticamente durante el año, con diferentes proteínas producidas en los meses de invierno o verano. La conmutación entre las proteínas en las células del calendario es lo que impulsa el ciclo estacional de ovejas y otros mamíferos.

   Los resultados, publicados en la revista Current Biology, avanzan en nuestra comprensión de cómo el ambiente afecta a los animales - pero también podría ser relevante para los humanos.

   El autor principal, el profesor Andrew Loudon de la Universidad de Manchester, dijo: "Los científicos se han preguntado mucho sobre cuántos animales parecen cambiar su fisiología según las estaciones. Los animales tienen que cambiar su fisiología para predecir los cambios del entorno y aumentar sus posibilidades de supervivencia".

   "Por ejemplo, algunos animales hibernan durante el invierno y otros, incluyendo ovejas, centran el tiempo de apareamiento en el invierno para que puedan dar a luz en la primavera, cuando hay más alimento disponible. Ahora tenemos una comprensión mucho más fuerte sobre cómo el denominado reloj circanual del cuerpo regula este proceso".

   El estudio tomó tres años para completar el análisis de cómo ovejas involucradas respondían a los cambios estacionales en la duración del día. Shona Wood,  investigadora asociada de la Universidad de Manchester, dijo: "Una estructura similar se puede encontrar en la mayoría de los animales - incluyendo los seres humanos".

   "Los científicos creyeron una vez que los seres humanos no mostraron adaptaciones estacionales, pero la investigación más reciente ha encontrado que este puede no ser el caso y, de hecho, hay variación estacional en la protección contra las enfermedades infecciosas. Nuestro estudio aumenta la comprensión de cómo esto puede funcionar".

   Dave Burt, de la Universidad de Edimburgo, dijo: "El reloj estacional encontrado en ovejas es probable que sea el mismo en todos los vertebrados, o al menos, contiene la misma lista de piezas El siguiente paso es entender cómo nuestras células".



viernes, 24 de abril de 2015

¿Ya es posible curar las células cancerosas?


Científicos estadounidenses han descubierto que una proteína es capaz de sanar las células cancerosas del páncreas. Según ellos, las células "reprogramadas" pierden su capacidad de formar tumores.

Científicos del Instituto de investigación médica Sanford-Burnham, de EE.UU. afirman que la proteína E47 se une a secuencias específicas de ADN y controla el trabajo de los genes implicados en los procesos de crecimiento y diferenciación celular, informa Medical Press.


"Hemos demostrado que las células tumorales en el páncreas disponen de una memoria genética, y al ser expuestas al E47 pueden sanar", explica la autora principal del estudio, Pamela Itkin-Ansari.

Ahora los científicos planean encontrar las sustancias que trabajan para aumentar la cantidad de proteína E47. Si se encuentran, podrían ser utilizadas en nuevos medicamentos contra el cáncer.


domingo, 19 de abril de 2015

Descubren una proteína que mata las células cancerosas


Científicos de la Universidad Escuela Imperial de Londres (Reino Unido) han descubierto una proteína que podría ayudar al sistema inmunitario de los enfermos a combatir el cáncer y vencer esa enfermedad para siempre.

la proteína, llamada 'Lymphocyte Expansion Molecule' (LEM), permite proliferar por el organismo los linfocitos T citotóxicos que neutralizan las células infectadas por el cáncer y algunos virus, informa el portal de la universidad. 


Actualmente los científicos están desarrollando una terapia génica que podría en tres años contribuir a que el sistema inmunitario de los enfermos venciese al tumor, haciendo que ese mal nunca regrese. 


lunes, 29 de septiembre de 2014

Descubren el 'interruptor' de encendido y apagado del envejecimiento de células

Científicos del Instituto Salk de Estudios Biológicos (California, EE.UU.) indican que este mecanismo se activa incluso en edades avanzadas, lo que podría ser importante para procurar un envejecimiento saludable.

La división constante de la células rejuvenecen los órganos como pulmones o la piel. No obstante, la mayoría de la células humanas no pueden continuar esa división constantemente, porque en cada división cada telómero (cronómetro natural celular en el extremo de cada cromosona) se hace más corto. 

Cuando el cronómetro se hace demasiado corto, las células ya no pueden subdividirse y causan la degeneración de los órganos y tejidos, lo que se conoce como proceso de envejecimiento.

Sin embargo, existe un modo de revertir este proceso, ya que algunas células producen una enzima llamada telómerasa, que reconstruye los telómeros y permite a las células subdividirse. 

Los investigadores estadounidenses demostraron que la telómerasa, incluso cuando está presente, puede apagarse. "Estudios previos mostraban que, una vez ensamblada, la telómerasa está disponible cada vez que se requiera. Nos sorprendimos al encontrar que la telómerasa tiene, en esencia, lo que conocemos como un interruptor, a través del cual puede desensamblarse”, dijo Vicki Lundblad, uno de los dirigentes del estudio, que ha sido publicado en la revista 'Genes and Development'. 

El mecanismo de apagado puede ser manipulado para hacer más lento el proceso de acortamiento de los telómeros, lo que podría contribuir a elaborar tratamientos de enfermedades propias de la vejez o regenerar algunos órganos en la edad avanzada.  



lunes, 15 de septiembre de 2014

'Reinician' células madre para estudiar los primeros pasos del desarrollo humano

Los científicos consiguen 'reiniciar' células madre para poder estudiar el desarrollo del organismo humano desde las etapas más tempranas.

Científicos británicos y japoneses han conseguido 'reiniciar' células madre desde su estado más temprano, abriendo así un nuevo campo de investigación sobre el inicio del desarrollo humano y medicamentos regenerativos que podrían salvar vidas, comunica Reuters. 

En su estudio, los científicos dijeron que habían reiniciado con éxito células madre pluripotentes de tal manera que eran equivalentes a las de un embrión de entre 7 y 10 días, antes de que se implante en el útero. Los investigadores esperan ahora poder estudiar el desarrollo del embrión, así como los problemas que puedan surgir y causar un aborto espontáneo o trastornos del desarrollo.

"Estas células pueden representar el punto inicial en el desarrollo de los tejidos en el embrión humano", dijo Austin Smith, director del Instituto de Células Madre de Cambridge (Reino Unido) y codirector de la investigación, cuyos resultados se publicaron en la revista 'Cell' el jueves.

Según los expertos, la ciencia de las células madre podría ofrecer nuevos métodos para tratar condiciones que actualmente son incurables, incluidas enfermedades del corazón, enfermedades oculares, la enfermedad de Parkinson y el derrame cerebral.