lunes, 9 de diciembre de 2013

“Terroir” microbiano: el buen vino es fruto de unos buenos microbios


El término “terroir” se refiere a la interacción de varios factores que son los que le dan carácter al vino: el clima, la temperatura, la humedad, la composición del suelo, la variedad de la uva, incluso la intervención del viticultor. Todos estos factores influyen directamente sobre la uva y sobre el producto final: el vino. La identidad del vino, su color y aroma, sus sabores y sensaciones, su personalidad y calidad son reflejo del ambiente en el que se ha producido, del “terroir”.


Dentro del concepto de “terroir” se le ha dado poca importancia a los hongos, levaduras y bacterias que hay en la uva. Investigadores de la Universidad de California (Davis) acaban de publicar en PNAS un estudio en el que demuestran que el conjunto de microbios que hay en las uvas (la microbiota) no es algo que ocurra al azar sino que depende del cultivo, del año de cosecha y del clima. El tipo de microorganismos que hay en la uva van a afectar a las propiedades del vino y son, por tanto, parte esencial de ese “terroir”, lo que podríamos denominar “terroir” microbiano.

La superficie de las uvas está repleta de una gran variedad de microbios. Desde el viñedo a la botella, las uvas se transforman en vino debido a la actividad microbiana, que influye en las propiedades organolépticas (sabor, olor, textura, color, …) del vino, en definitiva en su calidad.

En este estudio tomaron muestras de 273 viñedos de varias bodegas de la costa californiana (valle de Napa, Sonoma, ...) , de distintas variedades de uva (Cabernet-Sauvignon, Chardonnay, ...) y en dos años distintos. Extrajeron el DNA de las uvas y amplificaron secuencias específicas para detectar e identificar todas las bacterias y hongos presentes en las uvas. Los resultados los correlacionaron con distintos factores ambientales.

Los microbios más frecuentes en las uvas fueron los hongos filamentosos Cladosporium, Botryotinia, Penicillium, Davidiella; las levaduras Saccharomyces, Hanseniaspora, Candida; y las bacterias Lactobacillus, Pseudomonas, Enterobacterias y Bacillus. Pero la frecuencia y distribución de estos microbios estaba muy influenciada por el ambiente. Comprobaron que las distintas zonas geográficas tenían diferente proporción de microbios. Por ejemplo, los microbios asociados a los mostos del valle de Napa eran distintos a los del valle Central y diferentes a los de la zona de Sonoma. La variedad de uva también influye, el conjunto de microbios (sobre todo los hongos) en la uva del tipo Cabernet-Sauvignon era diferente del de la uva Chardonnay. Hay por tanto un componente genético que puede influir en la interacción entre el microbio y el huésped, en este caso la uva. Y lo mismo las condiciones ambientales. Diferentes climas, precipitación, temperaturas, latitud, influye en la microbiota de la uva. También comprobaron que el patrón de microbios variaba según el año de recolección, sobre todo las comunidades bacterianas.

En conclusión, los microbios que hay en la uva no es algo que ocurra al azar sino que está condicionado por factores ambientales, geográficos, tipo de uva, clima, .... y esto ayuda a explicar también las diferentes propiedades de los vinos. Se pueden desarrollar estrategias para emplear esa microbiota autóctona propia de cada viñedo para mejorar y personalizar los vinos. El tipo de levaduras y bacterias juega por tanto un papel activo en las características y la calidad del vino. Este trabajo demuestra la relación entre las condiciones ambientales, las comunidades microbianas y la calidad del vino. Los microbios son por tanto parte esencial del “terroir”. Era lógico, al fin y al cabo, el vino es un producto de la fermentación microbiana!

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- LEV2050: I+D+i en levaduras autóctonas

Bokulich, N.A., et al. (2013). Microbial biogeography of wine grapes is conditioned by cultivar, vintage, and climate. PNAS USA PMID: 24277822

martes, 3 de diciembre de 2013

La bacteria más pequeña del mundo es mediterránea!


Las bacterias del grupo actinobacter son muy frecuente en los suelos y en los ambientes marinos. Microbiólogos colegas, dirigidos por el Prof. Rodríguez-Valera, han descubierto un grupo de actinobacterias en el Mediterráneo con dos nuevas características que han sorprendido a la comunidad científica. Por un lado, la peculiaridad de su genoma (su DNA) que contiene una cantidad muy baja (33%) de dos de sus componente esenciales, la guanina y la citosina, una de las más bajas entre las bacterias. Y la otra propiedad es que son las bacterias de tamaño más pequeño hasta ahora descritas.



Los autores han tomado muestras de una zona del Mediterráneo, de una profundidad donde se concentra la mayoría de la actividad fotosintética de los microorganismos del plancton. Mediante técnicas de metagenómica (secuenciación masiva y análisis de todo el DNA presente en la muestra) han detectado trocitos de DNA con una cantidad de guanina y citosina muy baja y similares a bacterias del grupo actinobacter. Pero al comparar esas secuencias de DNA han descubierto que se trata de un nuevo tipo de actinobacterias. Estas bacterias no se pueden cultivar en el laboratorio, por lo que los autores diseñaron unas sondas específica para detectar o “pescar” este nuevo tipo de actinobacter en las muestras. Así, han demostrado que los nuevos actinobacter son de forma esférica y de un tamaño muy pequeñito, con un volumen estimado de 0,013 micras cúbicas (1.000 micras son 1 milímetro). También han demostrado que su genoma es muy pequeño, menos de 1.000 Kb. Se trata por tanto de la bacteria más pequeña hasta ahora descrita, más pequeña incluso que Candidatus Pelagibacter ubique, una de las bacterias más abundantes del planeta, también marina y que hasta ahora tenía el record de ser la más pequeñita.

A este nuevo grupo le han denominado Candidatus Actinomarinidae. Aunque sean pequeñas son muy abundantes, estiman que estas bacterias representan hasta el 4% del total de células del plancton marino, y además su distribución geográfica también es muy extensa: la han descrito por primera vez en muestras del mar Mediterráneo pero las detectan en muchos otros lugares, del Pacífico al Atlántico, en zonas tropicales y templadas, pero no en zonas polares. Por su abundancia y extensión por gran parte de los ecosistemas marinos, este grupo de pequeñas bacterias deben de tener un papel muy importante en el ciclo global del carbono y en el mantenimiento de equilibrio ecológico en el planeta. Uno de los retos pendientes sería poder cultivar en el laboratorio estas bacterias y estudiar cómo es posible el mantenimiento de un ser vivo de vida libre con un genoma tan pequeño.

NOTA: Carsonella ruddii es la bacteria con el genoma más pequeño que se conoce, tan solo 160 Kb.. Esta bacteria carece de algunos genes esenciales para la vida, por eso solo es capaz de vivir como endosimbionte en el interior de los psílidos, unos pequeños insectos que se alimentan de plantas.

Ghai R, et al. (2013). Metagenomics uncovers a new group of low GC and ultra-small marine Actinobacteria Scientific Reports, 3 DOI: 10.1038/srep02471

Nakabachi, A., et al. (2006). The 160-kilobase genome of the bacterial endosymbiont Carsonella. Science, 314 (5797) DOI: 10.1126/science.1134196

martes, 26 de noviembre de 2013

Bacterias con DNA de mamut


Cuando los seres vivos mueren, sus moléculas orgánicas se descomponen y su DNA se libera al ambiente. El suelo está repleto de fragmentos de DNA. Las bacterias del suelo degradan ese DNA y lo emplean como alimento. Es el ciclo de la vida. Pero las bacterias no solo lo usan como nutriente si no que también lo pueden incorporar en su propio genoma. Este mecanismo de transferencia genética horizontal es la forma natural por la que algunas bacterias pueden incorporar pequeños fragmentos de DNA del exterior en su propio genoma. Es lo que se denomina la transformación bacteriana. Estos pequeños fragmentos de DNA, de unos pocos pares de bases, pueden permanecer en el ambiente durante más de medio millón de años.


Ahora, un grupo de investigadores europeos han demostrado que algunas bacterias pueden incorporar en su genoma pequeños fragmentos de DNA de hace miles de años, en concreto DNA de mamuts ya extinguidos. Para demostrarlo han extraído el DNA de un hueso de mamut (Mammuthus primigenius) de hace 43.000 años, lo han purificado y lo han mezclado con Acinetobacter baylyi, una bacteria Gram negativa que vive en suelo. Aunque Acinetobacter baylyi no suele asociarse a infecciones humanas, otros Acinetobacter son una importante fuente de infección en los hospitales para los pacientes inmunocomprometidos y pueden ser multirresistente a los antibióticos.

El trabajo demuestra que la bacteria es capaz de incorporar pequeños fragmentos de DNA, de menos de 20 pares de bases, del mamut mediante el fenómeno de la transformación natural. Esto no quiere decir que la bacteria haya incorporado grandes fragmentos de DNA, no se trata de genes de mamut que se han introducido en el genoma de bacterias, sino de fragmentos muy pequeñitos. Es como si en un libro (el genoma de la bacteria) incluyéramos algunas palabras sueltas (pequeños fragmentos), no una página entera (un gen del mamut).

Lo original de este trabajo no es que sea DNA de mamut, sino que demuestran que fragmentos de DNA antiguo de animales extinguidos puede volver a entrar en un ser vivo e incluso influir en la evolución del mismo. Esto abre además la posibilidad de intercambiar DNA que tenga varios cientos de miles de años de antigüedad. Hasta ahora sabíamos que el DNA ambiental podría ser empleado por las bacterias como alimento. Ahora vemos que puede también incorporarse en su propio genoma y quizá afectar a la evolución de ese microorganismo.

Las bacterias por tanto pueden incorporar en su genoma pequeños fragmentos de DNA que estén en el ambiente, incluso DNA de animales que se extinguieron hace miles de años. Quizá en el futuro tu propio DNA pase a ser parte del genoma de una bacteria e influya en la evolución de ese microbio. Apasionante!. Se cierra así el ciclo de la vida!


La transformación bacteriana consiste en la absorción de material genético (DNA) del exterior que puede degradarse en el interior de la bacteria o incorporarse en su propio genoma. El ADN se encuentra en el ambiente y se introduce a través de la membrana de bacteria. La transformación ocurre de forma natural en algunas bacterias, aunque también se puede realizarse por medios artificiales en el laboratorio.

Overballe-Petersen S, et al. (2013). Bacterial natural transformation by highly fragmented and damaged DNA. Proc Natl Acad Sci USA (Nov 18) DOI: 10.1073/pnas.1315278110

jueves, 14 de noviembre de 2013

#MOOC: curso on line gratuito sobre Pandemias: nuevas infecciones virales


microBIO se ha apuntado a la moda de los MOOC, el acrónimo en inglés de Massive Online Open Courses (cursos online masivos y abiertos), cursos que se imparten íntegramente a través de Internet y que son abiertos y gratuitos.

Pandemias: nuevas infecciones virales es un curso breve, no te constará más de 3-4 horas hacerlo. Está pensado para el público general que le interesan los temas científicos, de salud y biomedicina, con unas nociones muy básicas de biología general. Especialmente interesante para estudiantes de bachillerato, primeros cursos de grado y profesores de secundaria y bachillerato.

En un lenguaje científico pero muy divulgativo hablaremos de qué es un virus, cómo se multiplica dentro de las células, sobre pandemias como la gripe y el SIDA, y por qué surgen nuevas infecciones virales.

El curso consta de seis unidades, que deben estudiarse en orden consecutivo. Cada unidad contiene un breve vídeo resumen, unas lecturas complementarias y un sencillo test de autoevaluación. Además de material de ampliación para aquellos que se emocionen con este tema.

UNIDAD 1: ¿Qué es un virus?
Objetivos: qué es un virus, tamaño y estructura básica, diferencia entre virus y células, tipos de virus según su genoma y replicación, clasificación de Baltimore.

UNIDAD 2: Piratas de la célula
Objetivos: qué significa patógeno intracelular obligado, efecto citopático, cómo se replican los virus dentro de la célula y cómo actúan los antivirales.

UNIDAD 3: Gripe: ¿una nueva alerta mundial?
Objetivos: qué es una pandemia y sus fases, tipos de virus de la gripe y por qué surgen nuevos virus, los nuevos virus de la gripe H5N1 y H7N9.

UNIDAD 4: Origen de la pandemia del SIDA
Objetivos: en qué consiste el SIDA, situación actual del SIDA en el mundo, cómo es la estructura del virus VIH, tipos y diversidad del VIH, origen del SIDA y por qué es tan difícil curar el SIDA.

UNIDAD 5: Arbovirus: mosquitos y virus
Objetivos: qué son y cómo se transmiten los arbovirus, qué es una zoonosis, el virus del Nilo occidental y el virus del dengue.

UNIDAD 6: Conclusión: ¿por qué surgen nuevas infecciones virales?
Objetivos: virus emergente, qué factores influyen en la aparición de nuevas infecciones virales, evolución viral.

El curso está disponible en la plataforma Coursesites, solo hay que inscribirse:


Te dejo ahora con el vídeo promocional. Espero que te guste, aprendas y disfrutes:


Palabras claves:
Virus, pandemia, infección viral, epidemia, gripe aviar, SIDA, VIH, arbovirus, virus del Nilo occidental, dengue, fiebres hemorrágicas, coronavirus SARS, evolución viral, zoonosis, virus emergentes, …




martes, 29 de octubre de 2013

Contra el VIH: que te den pomada!


Ya se que suena fatal, pero eso es lo que ha hecho un grupo de investigadores americanos: han bloqueado la infección por el virus VIH usando una pomada que se emplea como tratamiento dermatológico contra los hongos de la piel y las uñas, el ciclopirox (publicado el PLoS ONE).

Las células tienen un sistema de defensa contra los virus que consiste en “suicidarse” cuando están infectadas, para evitar así que el virus se multiplique y se extienda. Este suicidio celular es lo que se conoce con el nombre de muerte celular programada o apoptosis y requiere toda una compleja red de reacciones dentro de la célula. Sin embargo, muchos virus con capaces de interferir y bloquear algunas de esas reacciones e impedir que la célula se suicide, permitiendo así que el virus se siga multiplicando dentro de la célula y extendiendo la infección. Como ves, se trata de una pelea constante entre la célula y el virus. El VIH es uno de estos virus capaces bloquear la muerte celular programada.


En esta lucha entre la célula infectada que se quiere suicidar y el virus VIH que se lo impide, entran en juego algunos agente químicos que son capaces de interferir con la expresión de los genes del virus y volver a activar la muerte celular específicamente en las células infectadas por el VIH. Esto es lo que han descubierto que son capaces de hacer dos medicamentos que hasta ahora se empleaban para curar otras cosas: la pomada ciclopirox para los hongos de la piel y un quelante de hierro, el deferiprone, para el tratamiento de la talasemia, un tipo grave de anemia. Los investigadores han demostrado que ambas sustancias son capaces de volver a activar la muerte celular programada en las células infectadas por el VIH-1, destruyendo esas células y eliminando así el virus. El efecto es específico, porque estos medicamentos no dañan a las células normales no infectadas. Además, observaron que el virus no reaparecía incluso después de 12 semanas de haber suspendido el tratamiento, lo que sugiere que estos compuestos son capaces incluso de eliminar el reservorio o almacén viral.

Este trabajo es un buen ejemplo de otros casos similares en los que un medicamento que se empleaba para curar una determinada dolencia puede servir para curar también otra enfermedad, con la que en un principio a nadie se le había ocurrido relacionar.

Por supuesto, esto no quiere decir que vayamos a curar el SIDA con pomada. Este trabajo es preliminar y lo que demuestra es que estos medicamentos terminan con la infección por el VIH-1 en cultivos de linfocitos humanos, en el laboratorio. Lo interesante es que sugiere una nueva estrategia para combatir al VIH: sustancias que reactivan la muerte celular bloqueada por el virus.

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Hanauske-Abel HM, et al. (2013). Drug-Induced Reactivation of Apoptosis Abrogates HIV-1 Infection. PLoS ONE, 8 (9) DOI: 10.1371/journal.pone.0074414