EL ORIGEN DE LA V IDA

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23189 Introduzco los microorganismos en una pequeña bañera y me coloco detrás del microscopio. He probado con algunas músicas. No con todas reaccionan igual. Pareciera que les gusta aquella que está compuesta de manera simbólica. Grabo el video utilizando la sinfonía Gymnopedies de Satie. Es posible que me encuentre ante un descubrimiento importante para el entendimiento de cómo surgió la vida en el planeta Tierra. He aquí la hipótesis: Existe una música, la música del big-bang que sólo a nivel celular es percibida. Se trata de una melodía en la que han de estar todas las claves para la evolución. Esta música, infinita, y cíclica, determinaría el tiempo en que los organismos han de dar lugar a otras especies. El desarrollo de la“inteligencia evolutiva” vendría dado por la conexión, la capacidad sensorial de relación entre los seres, un milagro que no sería posible sin lamúsica profunda y corpuscular. http://www.youtube.com/watch?v=TAH3tXQgErY

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8048 <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/140371_synthetic-cover.jpg" id="img_4" class="imgdcha">Fue una agradable sorpresa descubrir que habían escogido una foto mía para la portada de “The Legacy”, el librito que los actuales <a href="http://web.mit.edu/knight-science/" title="http://web.mit.edu/knight-science/" id="link_2">Knight Fellows</a> preparamos para los que vendrán el año siguiente. Es la excusa perfecta para retomar un tema apasionante que había quedado en el tintero hace unas semanas: Mi visita a <a href="http://web.mit.edu/be/people/endy.htm" title="http://web.mit.edu/be/people/endy.htm" id="link_3">Drew Endy</a> , uno de los líderes mundiales en el campo emergente de la biología sintética. La colonia de bacterias rosáceas que observáis en la foto dibujando las letras MIT no son microorganismos convencionales. Son un producto del laboratorio de Drew, cuyas técnicas en programación de ADN y “Synthetic Biology” van un paso por delante de la manipulación genética “tradicional”. <a href="http://www.nytimes.com/2007/07/08/weekinreview/08wade.html?_r=1&fta=y&oref=slogin" title="http://www.nytimes.com/2007/07/08/weekinreview/08wade.html?_r=1&fta=y&oref=slogin" id="link_1"></a>Olvidad la ingeniería genética <a href="http://www.nytimes.com/2007/07/08/weekinreview/08wade.html?_r=1&fta=y&oref=slogin" title="http://www.nytimes.com/2007/07/08/weekinreview/08wade.html?_r=1&fta=y&oref=slogin" id="link_0">(*)</a> La idea, a lo burdo, es la siguiente: la ingeniería genética, tal y como la entendemos, coge genes de diversas especies, los mezcla, los altera, los duplica, los silencia… juega con las secuencias genéticas y estructuras que ya existen en el mundo vivo. La biología sintética representa un nuevo escalafón: se trata de diseñar estructuras biológicas de novo. Drew Endy me dijo: “quiero diseñar y construir organismos vivos, o programar ADN para que ejecute instrucciones genéticas que se comporten como yo prediga”. En el fondo se trata de no estar restringidos por la naturaleza, sino de diseñar constituyentes celulares con funciones absolutamente noveles. Drew añade: “hace miles de años nuestros ancestros empezaron a comprender las propiedades de las rocas, sus diferencias… (esto es ciencia, y sería análogo a la biología), luego utilizaron estas rocas y materiales que tenían en su entorno para construir edificios… (esto es tecnología, y equivaldría a la ingeniería genética actual), y posteriormente empezamos a diseñar materiales sintéticos con propiedades mejores de las que podíamos encontrar en la naturaleza (esto es lo que hará la biología sintética).” Vida desde cero Cuando le pregunté sobre Craig Venter y su <a href="../apuntes-cientificos-desde-el-mit/2007/12/4/-el-adn-es-solo-adn-craig-venter" title="http://lacomunidad.elpais.com/apuntes-cientificos-desde-el-mit/2007/12/4/-el-adn-es-solo-adn-craig-venter" id="link_4">intento</a> de crear vida artificial, puso cara de indiferencia, y dijo: “lo que hace Craig Venter es como ir a una librería, empezar a leer un libro en voz alta, y pedir a un amigo que vaya copiando tus palabras. Luego, revisas el texto y quitas frases, añades alguna de otro libro, modificas palabras… hasta que el resultado es suficientemente diferente como para decir que se trata de una nueva obra. Yo no pretendo esto. Yo quiero escribir un libro desde cero, totalmente original”. Pero matiza que este no es el principal objetivo de su laboratorio. Su verdadera misión es crear estándares para “hacer fácil y a gran escala” el proceso de construir sistemas vivos. Utiliza el siguiente símil: “Hay gente que diseña lenguajes de programación informáticos, y otros utilizan estos lenguajes para crear aplicaciones como Skype, facebook, google...Yo no estoy interesado en una aplicación determinada, sino en sentar las herramientas y las bases generales de la biología sintética para que permita hacer todo tipo de productos de forma fácil y eficiente.” "2012: El diseño de cromosomas eucariotas debería ser rutinario" <a href="http://www.edge.org/3rd_culture/endy08/endy08_index.html" title="http://www.edge.org/3rd_culture/endy08/endy08_index.html" id="link_0">(*)</a> Sobre aplicaciones futuras, Drew vino a decir un “quien sabe”. Está convencido de que será una revolución, sobretodo en procesos industriales en el campo de la energía, de la agricultura y alimentación, salud… pero de nuevo, él no está interesado en un campo en concreto sino en todos a la vez. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/synthetic-biology-agtc.jpg" id="img_1" class="imgizqda">De golpe sacó de un cajón 4 frascos. “¿Sabes qué es esto?”, me preguntó. Leí las etiquetas y respondí: “Guanina, Citosina, Timina y Adenina; las bases del ADN”. Continuó: “Cada frasco vale sólo 250 dólares, son materiales extraídos de caña de azúcar. Con estos 4 frascos, que cuestan 1000 dólares, hay cantidad suficiente para sintetizar 30 veces el material genético de todos los seres humanos de la Tierra. Las posibilidades que esto ofrece son amplísimas. No te puedo decir cuáles serán las primeras grandes aplicaciones, ni cuándo llegarán, pero no es algo de 50 años, ni 30, ni 20. Estamos avanzando a un ritmo exponencial”. <hr size="2" width="100%"> PD: La foto de la placa de cultivo me la tomó Felix Moser, un investigador del laboratorio de Drew Endy. Le pedí que me enviara un mail con 4 líneas describiendo las bacterias, y por qué eran especiales. Os traduzco literalmente su respuesta: “Estas bacterias han sido programadas para producir grandes cantidades de proteína fluorescente roja (RFP). Para ello hemos utilizado estructuras estándares disponibles en el “<a href="http://partsregistry.org/Help:About_the_Registry" title="http://partsregistry.org/Help:About_the_Registry" id="link_5">Registro de Partes Biológicas Standard</a> ” del MIT. La comunidad de investigadores en biología sintética, especialmente los estudiantes de la <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/IGEM" title="http://en.wikipedia.org/wiki/IGEM" id="link_1">competición iGem</a> , utilizan los materiales de este registro para programar estructuras intracelulares con una aproximación que a menudo va más allá de la ingeniería genética tradicional”

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2693 <DIV class=post> <DIV style="TEXT-ALIGN: left"> <DIV class=post> <DIV style="TEXT-ALIGN: center"> </DIV> En los últimos años, han sido frecuentes las noticias relacionadas con las armas biológicas y la posibilidad de que determinados países u organizaciones terroristas las empleen. El término armas biológicas se refiere a la utilización deliberada de microorganismos patógenos o de sus productos (toxinas) con el objetivo de provocar enfermedad y muerte de seres humanos, animales o la destrucción de las cosechas y recursos agrarios. El modo de empleo puede ser muy diverso, por medio de aerosoles, alimentos, agua o artrópodos vectores, con la finalidad de conseguir un objetivo claramente criminal. Si un número suficiente de personas son infectadas mediante la dispersión de un arma biológica, o si el agente infeccioso es muy contagioso y se transmite bien entre personas, entre animales o entre éstos últimos y los seres humanos y sobrepasa la capacidad sanitaria de control en una sociedad concreta, el resultado puede traducirse en una epidemia a gran escala (pandemia), con grandes posibilidades de provocar una situación catastrófica. Una catástrofe natural, la llamada pandemia de gripe española (the Spanish lady, 1918-1919) causó mas de 20 millones de muertos, principalmente personas jóvenes, y provocó una convulsión aún más dramática en la mayor parte de los países del hemisferio norte que padecían los estragos recientes de <?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" /><st1:PersonName ProductID="la Gran Guerra. La" w:st="on">la Gran Guerra. La</st1:PersonName> mortalidad estimada en la pandemia gripal fue del 2 al 5%, mortalidad que ascendería al 30% en una hipotética epidemia de viruela (enfermedad actualmente erradicada) y que superaría el 80%, en un ataque potencial con esporas de Bacillus anthracis que ocasionara carbunco pulmonar. La creencia de que el ser humano puede padecer enfermedades infecto-contagiosas por exposición a un ambiente insano se sumerge en la profundidad de los tiempos históricos de <st1:PersonName ProductID="la Humanidad. Estas" w:st="on">la Humanidad. Estas</st1:PersonName> infecciones se transmitirían por “miasmas” o “efluvios malignos” que se creía desprendían los cuerpos enfermos, las materias corruptas o las aguas estancadas. Los primeros ataques “biológicos” fueron rudimentarios y posiblemente consistieron en emplear cadáveres o fomites (objetos, ropas y otros materiales contaminados) para transmitir enfermedades. Una de las pandemias mejor documentada de peste (“Muerte Negra”, transmitida por pulgas y producida por <st1:PersonName ProductID="la bacteria Yersinia" w:st="on">la bacteria Yersinia</st1:PersonName> pestis), comenzó durante el sitio, en el siglo XIV, del puerto genovés de Kaffa (actual Feodosyia, en Crimea, Ukrania) por los tártaros. Éstos lanzaron cadáveres de víctimas de peste, mediante catapultas, al interior de la ciudad con el propósito de que la plaga se extendiera entre los defensores y se acelerara su rendición. Los sitiados y los sitiadores sufrieron una epidemia de peste que posteriormente se diseminó, cuando los refugiados llegaron a Constantinopla y Génova, por todas las costas del Mediterráneo. Es difícil asegurar que el origen de dicha epidemia fuesen los cadáveres de los enfermos de peste, ya que los ciclos naturales de la enfermedad se ven propiciados por las malas condiciones higiénicas y las carencias alimenticias asociadas a los estados bélicos. Kaffa era un puerto importante en las rutas comerciales que se originaban en Asia Central, zona endémica de peste selvática, y la posible transmisión natural de esta pandemia es otra de las hipótesis barajadas. En el siglo XVIII se produjo otro ejemplo de un uso infame de la enfermedad infecciosa por motivos bélicos coloniales. Amherst, comandante de las fuerzas británicas en Norteamérica, intentó provocar una epidemia de viruela entre los indios del noroeste de Pennsylvania que eran muy poco amigos de los “casacas rojas”. Este comandante aprovechó la aparición de un brote de viruela entre los colonos para dar un regalo envenenado a los indios: las mantas y ropas de los enfermos. Se produjo un brote de viruela entre algunas tribus indias pero es poco probable que únicamente intervinieran estos fómites, ya que el mecanismo más efectivo de transmisión de la viruela es por gotículas respiratorias. Sin embargo, el siglo XX y estos albores del siglo XXI, nos han proporcionado pruebas evidentes del uso, tanto con fines militares como terroristas, de las armas biológicas. Muchas de las informaciones no han podido ser bien documentadas y se sustentan en conjeturas; otras han golpeado tan directamente a los núcleos informativos estadounidenses que han mostrado el riesgo claro que supone la utilización de unas armas de destrucción masiva, tan difíciles de controlar, para las poblaciones civiles indefensas. Durante <st1:PersonName ProductID="la I Guerra Mundial" w:st="on">la I Guerra Mundial</st1:PersonName>, los servicios de espionaje alemanes utilizaron armas biológicas en países neutrales para impedir los suministros de animales de apoyo (caballos y mulas) y de alimentos (principalmente cárnicos) a las tropas aliadas. Los agentes infecciosos empleados fueron bacterias como Bacillus anthracis (productor del carbunco, mal llamado en castellano "ántrax" por los medios de comunicación) y Burkholderia mallei (causante del muermo de los caballos, transmisible al ser humano). Pero fue el empleo del gas nervioso (gas mostaza) el que propició que, en 1925, se firmara el protocolo de Ginebra para la prohibición del uso de “gases asfixiantes y venenosos” que, lamentablemente, no incluía ningún tipo de vigilancia o supervisión de su cumplimiento. El ejército japonés estuvo muy activo desde años antes del comienzo de <st1:PersonName ProductID="la II Guerra Mundial" w:st="on">la II Guerra Mundial</st1:PersonName> en el estudio y experimentación con armas biológicas. Entre 1939 y 1942, realizaron una docena de “pruebas de campo” sobre ciudades chinas arrojando cultivos bacteriológicos viables, aerosoles bacterianos o bombas con pulgas vivas infectadas con Yersinia pestis (¡mas de 15 millones de pulgas en cada ataque!). El gobierno nacionalsocialista del III Reich no empleó este tipo de armas en sus campañas. Es un hecho sorprendente si tenemos en cuanta la cantidad de crímenes contra la humanidad que cometieron. Los ignominiosos experimentos en prisioneros con agentes infecciosos parecen haberse relacionado más bien con el intento de comprender la patogenia (desarrollo) de determinadas enfermedades infecciosas y con la obtención de vacunas para controlarlas. Una posible explicación puede ser puramente economicista, por la necesidad imperiosa de la mano de obra gratuita que, para los nazis, suponían los cientos de miles de personas prisioneras en campos de concentración y exterminio. Otra explicación puede ser el escaso control que se podía ejercer sobre las enfermedades infecciosas y a que estas infecciones se podían volver en contra de la propia población germana. Debemos considerar que la penicilina se comenzó a usar por los Aliados en los últimos años de la guerra y los fármacos antimicrobianos eficaces disponibles eran muy escasos. Los ejércitos alemanes procuraban evitar aquellas regiones donde enfermedades como el tifus epidémico eran frecuentes. Los médicos militares alemanes utilizaban pruebas inmunológicas, como la reacción de Weil-Felix, para el diagnóstico del tifus (producido por Rickettsia prowazekii) y se ha descrito que los habitantes de varias zonas de la Polonia ocupada se libraron de la deportación a campos de concentración porque los médicos locales vacunaron a la población con una bacteria (Proteus) que provocaba falsos positivos con la prueba alemana de diagnóstico del tifus. Los ejércitos norteamericano y británico probaron el uso de bombas con esporas de Bacillus anthracis y el ejército ruso experimentó con Yersinia pestis y Francisella tularensis (causante de la tularemia, una zoonosis que se observa en zonas boscosas). Las pruebas realizadas por los Aliados en la isla de Gruinard (cerca de la costa de Escocia) con esporas de Bacillus anthracis demostraron su capacidad letal sobre las ovejas y otros animales de la isla y también la larga persistencia de su efecto: ¡las esporas no se pudieron erradicar completamente hasta 1986 cuando se descontaminó la isla con formaldehído y agua de mar! La utilización de la tularemia por las tropas soviéticas en la batalla de Stalingrado no está confirmada, aunque hubo una epidemia severa, coincidente en las fechas, que afectó tanto a los soldados alemanes como a los soviéticos. Con posterioridad, y a pesar de la Convención de Ginebra de 1972, diversos estados han seguido desarrollando programas de armas biológicas (y a otros, como a Iraq, se les ha acusado de hacerlo sin existir pruebas), siempre de forma encubierta y alegando que son programas encaminados a la tan necesaria comprensión de la patogenia de las enfermedades infecciosas y al desarrollo de vacunas que protejan a la población civil (como son los casos de la agencia rusa Biopreparat –que en teoría dejó de existir en 1992- o los USAMRIID norteamericanos, donde se trabaja, bajo control militar, con agentes infecciosos de alta letalidad). En todos estos casos, la propagación de las microorganismos estudiados en el medio ambiente ha traído como consecuencia la dispersión de estos agentes infecciosos y la afectación de animales que actúan como reservorios y que tienen una alta capacidad potencial de transmisión de estas infecciones al ser humano. Un ejemplo dramático fue el accidente, en 1979, con carbunco en el centro de Biopreparat del ministerio ruso de defensa en Sverdlovsk (¡el episodio fue reconocido de forma oficial en 1992!) que ocasionó la muerte de 66 de las 70 personas infectadas por la diseminación de la infección por toda <st1:PersonName ProductID="la regiónOtro" w:st="on">la región Otro</st1:PersonName> ejemplo, fueron las pruebas realizadas sobre ciudades americanas por la aviación militar con bacterias aparentemente inocuas. Es bastante llamativo que se conociera la existencia de estos experimentos cuando diversos periódicos publicaron a mediados de los años 1970, datos suficientes para que el Senado norteamericano recriminara al Pentágono. El ejército norteamericano realizó simulacros de ataques biológicos (¡a principios de los años 1950!) espolvoreando desde aviones, de varias ciudades, destacando San Francisco, con <st1:PersonName ProductID="la bacteria Serratia" w:st="on">la bacteria Serratia</st1:PersonName> marcencens que se consideraba no patógena. Estos “bombardeos” coincidieron con varios brotes hospitalarios de infecciones por dicha bacteria aunque el ejercito alegó que los aislamientos bacterianos obtenidos de las muestras clínicas de los pacientes no se correspondían con la cepa bacteriana empleada en los ensayos. Dos sectas religiosas, la triste célebre Aum Shinrikyo (“Verdad suprema”) que cometió el atentado mortal con gas sarín en el metro de Tokyo y la de los Rajneeshi en Estados Unidos han utilizado o han intentado emplear armas biológicas. Los Rajneeshi contaminaron con Salmonella las ensaladas de varios restaurantes en Oregón con la intención de influir en las elecciones locales: produjeron varios cientos de casos de gastroenteritis moderadas y graves aunque no hubo ningún fallecido. Los miembros de <st1:PersonName ProductID="la secta Aum Shinrikyo" w:st="on">la secta Aum Shinrikyo</st1:PersonName> acudieron al Congo con una aparente intención de prestar ayuda humanitaria durante una epidemia de fiebre hemorrágica de Ebola. La realidad parece que fue distinta, tomaron muestras clínicas de los enfermos y moribundos con la intención de obtener aislamientos del letal virus de Ebola. La conclusión de esta breve reseña histórica serían los casos de envíos postales con esporas de Bacillus anthracis a periodistas y políticos norteamericanos con la intención de que se contagiaran con carbunco y sembrar el pánico en Estados Unidos. Aunque existen serias dudas sobre quien está detrás de estas acciones terroristas (¿Al Qaeda?¿grupos supremacistas -nazis- norteamericanos?), el efecto perseguido, sembrar el pánico, se ha conseguido y también estos hechos han demostrado lo vulnerables que somos a este tipo de agresiones y la necesidad de mejorar los conocimientos médicos que permitan prevenir, diagnosticar y tratar rápidamente estas enfermedades. Aunque varios países han desarrollado programas de investigación con diferentes agentes biológicos, hay un número limitado de éstos que es reconocido de forma consensuada por los expertos y que causa daños al ser humano, a los animales domésticos o a las cosechas. Entre los microorganismos o sus productos que podrían ser utilizados para la preparación de armas biológicas destacan: el virus de la viruela, Bacillus anthracis, Yersinia pestis, la toxina botulínica de Clostridium botulinum, Francisella tularensis y los virus asociados a las denominadas fiebres hemorrágicas. El siglo XXI es el siglo de la biotecnología y las técnicas biomoleculares son relativamente asequibles y baratas. La ingeniería genética, en el momento presente, ofrece la posibilidad de manipular genéticamente a microorganismos inocuos para desarrollar nuevos microorganismos altamente peligrosos, con unas características patógenas determinadas, contra los que se carece de medios de diagnóstico adecuados o la posibilidad de establecer mecanismos de prevención o tratamiento eficaces. Una de las bacterias comensales de nuestro intestino, Escherichia coli, podría albergar los genes que codifican para la síntesis de las toxinas letales de Bacillus anthracis que producen el carbunco. Una vez conocido adecuadamente el genoma humano podría existir la posibilidad de crear agentes infecciosos genéticamente manipulados que afectasen de forma exclusiva a determinadas personas o grupos humanos, en base a pequeñas diferencias genéticas que podrían hacerles más susceptibles o resistentes a determinados factores de patogenicidad microbianos. Se pueden utilizar diferentes medios para diseminar a estos agentes patógenos: bombas, sistemas de fumigación, aerosoles, contaminación del agua (toxinas microbianas en las redes urbanas de suministro de agua potable) y alimentos, e incluso materiales tóxicos inertes, en forma de polvo, enviados por correo o lanzados de forma subrepticia al aire de la ciudad desde aviones u otros vehículos en movimiento. Un estudio en 1970 de <st1:PersonName ProductID="la Organización Mundial" w:st="on">la Organización Mundial</st1:PersonName> de la Salud sobre el impacto de un hipotético ataque con diferentes agentes biológicos mostró escalofriantes y devastadores resultados. El estudio se basaba en la propagación aérea de diversos microorganismos cuando un avión que vuela contra el viento dispersa <st1:metricconverter ProductID="50 Kg" w:st="on">50 Kg</st1:metricconverter> del agente infeccioso: el virus que produce la fiebre del Valle del Rift se diseminaría en un área de <st1:metricconverter ProductID="1 Km" w:st="on">1 Km</st1:metricconverter>, mientras que los agentes productores de <st1:PersonName ProductID="la fiebre Q" w:st="on">la fiebre Q</st1:PersonName>, tularemia y carbunco alcanzarían un área de más de <st1:metricconverter ProductID="20 Km" w:st="on">20 Km</st1:metricconverter>. La mayoría de las enfermedades provocarían cuadros respiratorios con afectación pulmonar y posterior alteración funcional y anatómica de múltiples órganos corporales. La mortalidad sería baja en <st1:PersonName ProductID="la fiebre Q" w:st="on">la fiebre Q</st1:PersonName> y elevada en la tularemia y carbunco, aunque el número de personas infectadas e incapacitadas sería muy elevado con todos los agentes estudiados. Es de suponer que el empleo de agentes biológicos modificados genéticamente produciría una catástrofe de consecuencias impredecibles. <IMG class=imgcen id=img_0 style="WIDTH: 389px; HEIGHT: 227px" height=223 src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/guillermo-quindos/Figura3.jpg" width=356> <DIV style="TEXT-ALIGN: center"> Ilustración de <st1:PersonName ProductID="Elena González Miranda" w:st="on">Elena González Miranda</st1:PersonName> </DIV></DIV></DIV></DIV>

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