miércoles, 12 de junio de 2019

Biomateriales: bacterias y seda de arañas


Uno de los materiales más resistentes que existe

Te lo cuento en este vídeo de la serie “Los microbios en el museo” #microBIOscope:


Después de varios cientos de millones de años de evolución, la naturaleza cuenta con uno de los materiales más resistentes del mundo: la seda de arañas.


La seda de araña es una fibra proteica, rica en aminoácidos como la glicina y la alanina, fabricada de forma natural por las arañas. Se conocen más de 46.000 especies distintas de arañas, el 50% de ellas emplean la seda para capturar presas. Pero hay muchos tipos distintos de seda, según su función. Algunas se emplean para desarrollar redes de caza (telarañas), nidos, protecciones para sus huevos o incluso para transportarse por el aire a modo de parapente.

La seda se produce a través de glándulas, algunas arañas puede tener hasta siete glándulas productoras de seda. Las glándulas producen un fluido (una disolución concentrada de proteínas) que se solidifica al contacto con el aire y se transforme en seda.


La seda de arañas es uno de los materiales más fascinantes de la naturaleza: estéril, ligero y casi invisible, cinco veces más resistente que el acero (por unidad de masa), más resistente que el kevlar (una poliamina sintética que se utiliza en los chalecos anti-bala) y con una elasticidad muy superior al nylon y a la mayoría de los materiales plásticos actuales (puede estirarse hasta un 140% de su longitud sin romperse). Además de ser un material biocompatible.

Actualmente existe un gran interés en estudiar la relación que hay entre la composición y la estructura química de la seda de araña, con el fin de desarrollar materiales que posean propiedades mecánicas similares. El potencial de las fibras de seda de araña en diversos campos es muy importante: podrían emplearse en campos como la ingeniería de tejidos para la regeneración de órganos, tendones o ligamentos, para fabricar suturas, implantes médicos o compresas protectoras, con fines defensivos (chalecos antibalas, materiales antideflagrantes), o elementos de protección o de seguridad vial (vallas, parachoques, …), además de tejidos resistentes e incluso cosméticos.

Desgraciadamente durante décadas los científicos han sido incapaces de producir seda de arañas en grandes cantidades; las propias arañas la producen en pequeñas cantidad y todavía no hemos sido capaces de crear “granjas” de arañas (las arañas son animales solitarios, muy territoriales y caníbales, se comen unas a otras). Hace unos años se crearon cabras transgénicas capaces de segregar seda de araña a través de la leche.

Pero, recientemente, un bioquímico alemán, Thomas Scheibel, ha patentado un proceso por el cual modifica genéticamente la bacteria Escherichia coli para que sintetice proteínas de la seda de araña, un sistema que además tiene la ventaja de no emplear animales. Para ello, ha desarrollado un nuevo sistema de clonaje que le ha permitido introducir los genes arácnidos responsables de la síntesis de la seda en la bacteria, y esta sea capaz de sintetizar la seda mediante la fermentación de azúcares de remolacha o caña. De esta forma ha sido capaz de sintetizar seda de araña artificial, que ha denominado Biosteel.

Este es un ejemplo más de cómo podemos aprender de la naturaleza en este caso para fabricar biomateriales con unas propiedades fascinantes, … y, por supuesto, empleando bacterias, no nos olvidamos de los microbios.

Thomas Scheibel es profesor de biomateriales en la Universidad de Bayreuth (Alemania) y co-fundador de la empresa de biotecnología AMSilk. Ha sido finalista del European Inventor Award 2018.

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martes, 28 de mayo de 2019

Los microbios de los Neandertales


Lo que da de sí una caries, te lo cuento en este vídeo de la serie “Los microbios en el museo” #microBIOscope:




Los Neandertales son nuestros parientes homínidos más próximos, con los que convivimos durante unos miles de años. Habitaron Europa y Asia occidental desde hace aproximadamente 230.000 años hasta su extinción definitiva hace unos 40.000 años. Eran principalmente cazadores y solían vivir en pequeños grupos de unos 15-30 individuos. Convivieron con los Homo sapiens durante el Pleistoceno y según los últimos datos genómicos en nuestro genoma actual hay “restos” de ADN Neandertal lo que demuestra que nos cruzamos, en el sentido sexual de la palabra, en algún momento de la pre-historia. Pero los Neandertales se extinguieron y solo nos ha llegado hasta nuestros días unos pocos huesos. El registro fósil de los Neandertales está representado por unos 400 individuos. Obviamente de sus microbios no sabemos nada, … o casi nada.


Al estudiar algunos huesos de la dentadura de los Neandertales los científicos comprobaron que algunos dientes tenían caries y las caries ¡están causadas por bacterias! Así que se les ocurrió extraer el ADN y secuenciarlo, por si el ADN preservado en la caries tenía restos microbianos. Emplearon muestras de caries de cinco Neandertales, dos de la cueva de El Sidrón (Asturias) en España, dos belgas y un italiano. Los resultados demostraron que en las caries dentales queda preservado el ADN microbiano y su análisis puede darnos mucha información sobre cómo era la microbiota de nuestros antepasados.

Comprobaron que el 93% de las secuencias eran bacterianas, el 6% de arqueas, y el resto de microorganismos eucariotas y virus. Fueron capaces de caracterizar hasta 222 especies de bacterias y los grupos bacterianos más frecuentes eran similares a los que nos podemos encontrar en la placa dental de humanos modernos: Actinobacterias, Firmicutes, Bacteroidetes, Fusobacterias, Proteobacterias y Espiroquetas. Obviamente también encontraron secuencias de bacterias que producen caries y otras enfermedades dentales, como Streptococcus mutans.

Un dato interesante es que fueron incluso capaces de secuenciar el genoma casi completo de una de las bacterias del Neandertal, que han denominado Methanobrevibacter oralis subsp. neandertalensis, o sea una arquea simbionte que produce metano encontrada en la boca de un Neandertal. Han podido incluso estimar su antigüedad en unos 48.000 años. Es, por tanto, el genoma microbiano más antiguo hasta ahora secuenciado.

Methanobrevibacter oralis subsp. neandertalensis (Ref: 1).


No se si te das cuenta de que las técnicas de amplificación, secuenciación y análisis del ADN hoy en día son una herramienta tan potente que podemos conocer hasta la composición bacteriana de la microbiota de la boca de un homínido prehistórico ya extinguido. No solo eso, sino que también podemos incluso llegar a saber qué comían, y eso es un dato importante porque como ya sabemos la dieta influye en la microbiota.

Con los datos del ADN preservado en sus dientes, los científicos fueron capaces de determinar la dieta de los Neandertales: los belgas era a base de carne de rinocerontes lanudos y muflones (un tipo de cabra salvaje europea), mientras que la de los españoles era vegetariana a base de champiñones, musgos y piñones (todavía no habían inventado ni la cerveza belga ni la paella). En los dientes de los Neandertales de El Sidrón también han encontrado secuencias de ADN del hongo Penicillium, que produce antibióticos. Los autores lo han interpretado como que ya nuestros antepasado se medicaban miles de años antes del descubrimiento de los antibióticos, pero teniendo en cuenta que la cueva de El Sidrón está en Asturias, bien pudiera ser que ya comían queso de cabrales prehistórico.

Los investigadores también examinaron la diversidad microbiana en las muestras de los Neandertales en busca de potenciales microorganismos patógenos que fueran un signo de enfermedad. Encontraron secuencias de un microorganismo eucariota patógeno (Enterocytozoon bieneusi) que infecta las células del epitelio intestinal y produce diarreas. Así que se demuestra que los Neandertales, … tenían diarrea. También encontraron que la microbiota Neandertal contenía menos bacterias Gram negativas potencialmente patógenas, que son más frecuentes en los humanos modernos. Pero sí detectaron especies potencialmente patógenos como Neisseria gonorrhoeae, Corynebacterium diphteriae o Bordetella parapertussis, aunque no es posible asegurar si estas secuencias son en realidad de cepas similares no patógenas. Así que no podemos afirmar con seguridad que los Neandertales padecieran gonorrea, difteria o tos ferina, pero sí que tenían caries y diarrea, … y producían metano.

(1) Neanderthal behaviour, diet, and disease inferred from ancient DNA in dental calculus. Weyrich, L.S., y col. (2017). Nature. 544(7650):357-361.



domingo, 26 de mayo de 2019

“Comunica tu ciencia”: curso de verano



La ciencia que no se cuenta, no cuenta

En estos últimos años se han impulsado las actividades de comunicación y divulgación de la ciencia. Muchas convocatorias de proyectos de investigación ya incluyen un apartado sobre divulgación y comunicación de los resultados a la sociedad. La difusión del conocimiento y la cultura científica es también una de las funciones de la Universidad y de los centros de investigación. Estas tareas de comunicación científica comienzan ya a ser valoradas como parte del trabajo de la comunidad investigadora en general y el profesorado universitario en particular. Recientemente la CRUE publicó la primera Guía de Valoración de la Actividad de Divulgación Científica del Personal Académico e Investigador (ver noticia en The Conversation).


El Museo de Ciencias Universidad de Navarra y la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU han organizado el curso de verano “Comunica tu ciencia”,  en el marco de los Cursos de Verano de la UPV/EHU, que se impartirá los días 27 y 28 de junio de 9:00 a 18:00 en el Palacio Miramar de Donostia / San Sebastián.

Palacio Miramar Donostia / San Sebastián (sede del curso).

El objetivo de este curso es mostrar de forma teórico-práctica algunas herramientas y ejemplos para la divulgación de la ciencia, que puedan ser útiles para mejorar las habilidades y competencias de quienes desarrollan su labor investigadora en Universidades y centros de investigación. El curso se basará experiencia de las personas que impartirán las ponencias en sus respectivas áreas de especialización. Queremos así poner a disposición del personal académico e investigador y de todos aquellos interesados en desarrollar actividades de difusión social del conocimiento las técnicas y procedimientos que han mostrado ser efectivas en este campo.

El curso tiene un amplio abanico de potenciales públicos interesados: alumnado universitario, profesorado, profesionales de diferentes campos, personal investigador y responsables de comunicación científica o unidades de cultura científica.

El curso se desarrollará de acuerdo con el siguiente programa:

Día 27 de junio

09:00 – 09:15: Entrega de documentación.

09:15 – 10:00: “El contexto de la divulgación de la ciencia” – Juan Ignacio Pérez Iglesias (UPV/EHU – Director de la Cátedra de Cultura Científica).

10:00 – 10:45: “Lo importante no es la herramienta, es la estrategia” – Ignacio López Goñi (Universidad de Navarra – Director Museo de Ciencias).

0:45 – 11:30: “El proyecto de difusión de la actividad investigadora de la UPV/EHU” – Miren Bego Urrutia Barandika (UPV/EHU – Directora de difusión social de la investigación).

11:30 – 12:00: Pausa.

12:00 – 14:00: “Cómo hacer un video científico” – Bienvenido León Anguiano (Universidad de Navarra – Profesor de Periodismo Científico).

14:00 – 16:00: Pausa.

16:00 – 18:00: “Ilustración científica: mejora tu comunicación científica mediante el dibujo” – Vega Asensio Herrero (NorArte studio – Profesora de diseño gráfico aplicado a la ciencia e ilustración científica).

Día 28 de junio

09:00 – 10:15: “La radio: tu ciencia en un minuto” – Susana Escudero Martín (Canal Sur Radio Televisión – Periodista responsable de ‘El Radioscopio’, programa de divulgación científica).

10:15 – 11:30: “Redes sociales para comunicar tu ciencia” – Uxune Martinez Mazaga (Euskampus – Responsable de difusión científica de la UCCi de la Fundación Euskampus).

11:30 – 12:00: Pausa.

12:00 – 14:00: “Disseminating science, cómo hacer un plan de comunicación de tu proyecto de investigación” – Lucas Sánchez Sampedro (Scienseed – Cofundador y director de Scienseed).

14:00 – 16:00: Pausa.

16:00 – 17:30: “Cómo la UCC de tu Universidad te ayuda a comunicar tu ciencia” – Elena del Rocio Lázaro Real (Universidad de Córdoba y CRUE – Coordinadora de la UCCi Universidad de Córdoba y Coordinadora Red-Divulga CRUE).

17:30 – 18:00: Síntesis.

Para más información y matrícula, consulta la web del curso. Quienes se matriculen antes del 31 de mayo pueden beneficiarse de precio reducido.

domingo, 19 de mayo de 2019

La semana de la ciencia ... en mayo!

Del 20 al 25 de mayo se va a armar una buena en Pamplona

Esto del cambio climático es la pera: se deshielan los polos, suben las temperaturas, ya no caen aquellas nevadas que nos dejaban sin ir al cole, llueve en verano, ... Y ahora va y en #Pamplona la Semana de la Ciencia, que tradicionalmente ocurre en la segunda quincena de Noviembre, va y ahora es ...¡en Mayo!


Toma nota: #Pint19PNA, preNAUKAS universidad y #NaukasPamplona





Pint of Science en Pamplona (20, 21 y 22 de mayo)


El viernes 24 a las 19:30 en el Planetario habrá una amistosa y divertida pugna entre universidades: preNAUKAS universidad, cuatros monologistas de la UPNA y cuatro de la UN, una pugna entra la "UGNA" y la "OGTRA":




Y el sábado 25 en Baluarte, jornada de reflexión (jo, jo), el gran evento de la divulgación científica en Pamplona: #NaukasPamplona Otros Mundos:




SESIÓN DE MAÑANA

10:00 – 10:10 – Presentación del evento Javier Peláez y Carlos Briones
 MUNDOS INVISIBLES
10:10 – 10:30 – Ignacio López Goñi: ¿Hay alien ahí?
10:30 – 10:50 – Gloria González: De diablos a ángeles: terapia génica
10:50 – 11:00 – INTERLUDIO MÁGICO
11:00 – 11: 20 – Paula Ruiz: ¿Y tú de quién eres?
11:20 – 11:40 – Descanso 20 minutos
MUNDOS ARTIFICIALES
11:40 – 12:00 – Maite Mendioroz: GENealidades: la inteligencia del genoma humano
12:00 – 12:20 – Humberto Bustince: El cerebro computacional: hacia la lectura del pensamiento
12:20 – 12:30 – INTERLUDIO POÉTICO
12:30 – 13:50 – Marisol Gómez: Tu GPS interior

SESIÓN DE TARDE

17:00 – 17:10 – Presentación Javier Peláez y Carlos Briones
MUNDOS EXTRATERRESTRES
17:10 – 17:30 – Sergio L. Palacios: Otros mundos… de ficción
17:30 – 17:50 – José Ramón Isasi: Elementos extraterrestres
17:50 – 18:10 – INTERLUDIO MUSICAL
18:10 – 18:30 – Marisa Sarsa: Cazadores de sombras
18:30 – 18:50 – Descanso 20 minutos
MUNDOS EXTREMOS
18:50 – 19:10 – Susana Escudero: Se masca el miedo
19:10 – 19:30 – Ignacio Oficialdegi: Antártida, exploración de un continente sin vida en la Tierra
19:30 – 19:50 – Carlos Briones: Los extremos se tocan
19:50 – 20:10 – INTERLUDIO FINAL. Javier Armentia y Joaquín Sevilla: Hay otros mundos, pero están en este.