Mirar a ADSADN Mirar a Google

30/12/08

FoxP2. V. Ocells i arbres

Anteriorment a FoxP2... Previously on FoxP2...

Descobert a pulmó [1], però ràpidaent associat al llenguatge [2], el gen FoxP2 comença a sortir a la llum dels neurobiòlegs [3], i ornitòlegs [4].

El tema dels ocellets seguiria donant de si. Un any després (2005) apareixia aquest treball (aquí) en el que es seqüenciava el gen FoxP2 de diferents ocells cantors (l'article és de lliure accés, així que podeu accedir a ell i veure la llista de les espècies analitzades) per després comparar les seqüències entre elles i amb la d'altres vertebrats, com la dels humans. Els resultats indicaven que no hi havia variacions importants entre els ocells, però sí entre aquests i els humans (resultat lògic, si tenim en compte que estem més separats evolutivament). Les mutcions que apareixen al FoxP2 humà no apareixen ni en dofins, ni balenes, ni rat-penats. Per dir-ho d'una altra manera, la tirallonga de lletres del gen dels humans, és "única"... ah! com respira de bé el nostra antropocentrisme!.

Té molta importància aquesta darrera dada? No. Les diferències en les seqüències dels gens no són rares i augmenten amb la distància filogenètica de dues espècies.
És a dir, dues espècies que es van separar evolutivament fa molt i molt de temps, tindran les seqüències dels seus gens més diferents que les espècies que fa menys temps que van divergir. Per exemple, els gens de rata i ratolí són molt més semblants en la seva seqüència que els de rata i cuc. Es poden construir "arbres" dels gens basant-nos en les similituds de les eves seqüències de nucleòtids.

Aquí teniu el de la família FoxP (al qual he arribat per aquest camí: Pubmed gene, homologene, orthology, i treefam, recursos tots ells gratuïts).


En aquest arbre es representen els gens i seqüències susceptibles de ser gens d'aquesta família. Com qualsevol altre arbre genealògic, com més a prop estan dos gens, més emparentats es troben; més temps fa que els seus camins evolutius van divergir del dels seus "besavis". La primera cosa en la que ens hem de fixar és en els grans grups que apareixen (marcats amb colors). En blau veiem els FoxP3, els "cosins llunyans" de la resta (fixeu-vos que la seva línia principal, la del "72", seria filla de la del "53" que queda a l'esquerra i, per tant, tan sols tindira una "germana", la "100" de la que surten tots els altres grup acolorits). Aquests altres grups són FoxP4 en verd, FoxP1 en rosa i el nostre FoxP2 en groc. Fora de la coloració ens trobem amb gens semblants (homòlegs) als FoxP de mosques (DRO) i cucs (CAE i SCH). Però centrem-nos en FoxP2.


Com ja hem esmentat, com més allunyades es trobin dues espècies, més diferències presenten els seus gens homòlegs. En aquest sentit els arbres derivats de la seqüència dels gens es poden utilitzar com a arbres genealògics e les espècies. Aquesta analogia és correcta si s'han acumulat mutacions de manera constant en totes les línies evolutives. Si, com sembla deduir-se de l'article que ha provocat tota aquesta reflexió, existeix alguna línia "privilegiada" que acumuli més "mutacions" que d'altres -justificant-se així la natura "especial" d'aquesta espècie- el gen d'aquesta espècie no es trobarà entre els homòlegs de les espècies més properes evolutivament, sinó que e trobarà "apartada" d'aquestes. Però, oh tragèdia, no és així.

Al zoom podeu apreciar com el gen FoxP2 dels humans es troba ben a prop dels ximpanzés
Pan) i macacos. Aquest "trio" d'homòlegs es troba molt emparentat amb els FoxP2 de la resta de mamífers, ratolins (Mus), rates, braus (Bos), gossos, dofins, i, a certa distància, ornitorrincs. Relacionat amb aquest "pack" trobem el FoxP2 de gall. I a més distància el de la granota Xenopus. Aquest grup dels "vertebrats terrestres" es troba emparentat amb la resta de gens FoxP2 que presenten els peixos (Danio, Tetraodon, Fugu, Gasterosteus, y Oryzias). És evident, per tant que el FoxP2 es troba on ha d'estar per seqüència i que no té res de "més especial" en quant a la seva tirallonga de nucleòtids que la resta d'organismes.

Continuarà...


Llegir l'article sencer

29/12/08

Alibri: Què fàcil és tenir una bona llibreria!

Avui estic content. Igual que fa uns dies em queixava del desastròs mètode de classificació de la FNAC (que, pels vostres comentaris, va resultar que no era un fet puntual), em toca ara fer esment de la professionalitat de la llibreria Alibri.

Educats, amables, informats i eficients. Què més podem demanar! Doncs que els llibres estiguin ben cuidats, classificat i expossats. Què fàcil, oi? El millor d'aquesta llibreria és que en tot moment tens la sensació de que realment és molt fàcil tenir una llibreria per als lectors... quan els encarregats són lectors, és clar.

I no parlo tan sols de ciència, els altres llibres que vem anar a buscar (un de teoria musical i un altre de xinès... millor no pregunteu el perquè) també eren fàcilment localitzables. Ah! Després del malson dels "grans magatzems", una llibreria com cal sempre t'anima el dia. No deixeu de visitar-la...

Alibri
Llibreria Universitària Internacional des de 1925.
Carrer Balmes 26.
Barcelona.


Llegir l'article sencer

28/12/08

FoxP2. IV. Pajarito, ¿cómo estás?

Anteriorment a FoxP2. Previously on FoxP2...

Després del seu desobriment a pulmó de ratolí [1], FoxP2 es veu implicat en l'aparició del llenguatge humà [2]. Els estudis sobre aquest gen es succeeixen [3]...

2004-2005: Blackbird singing in the dead of night
Entrem al 2004 amb un article en el que s'analitza l'expressió dels dos gens (FoxP1 y FoxP2) en ocells cantors (el diamant mandarí, Taeniopygia guttata). Recordem que FoxP2 es troba en tots els vertebrats, i els diamants no en són una excepció. Aquests ocells "modulen" la seva veu durant la seva vida com un sistema de comunicació, igual que fem nosaltres. Per tant, sembla ser que els resultats que es derivin de l'estudi d'aquests ocells serà extrapolable a humans. Anem a veure quins van ser aquests resultats.

Aquest article demostra que FoxP2 y FoxP1 també s'expressen en el cos estriat también dels diamants mandarins, incloent les seccions d'aquest cos encarregades de la integració d'estímuls senso-motrius i del control de moviments precissos i coordinats (els quals intervenen tant en la parla com en el "cant dels ocells"). Assenyalen, a més, el probable paper de FoxP1 en algun d'aquests desordres lingüístics, donat que s'expressa en els mateixos llocs del cervell d'aquestes aus.

El juny d'aquell any la responsable del grup on es va produir l'estudi, publicava ja un review... cap dels altres signants dels primer article apareixia en aquest darrer article. Parlant de tot una mica, sabeu el títol de l'article de juny? Components genètics de l'aprenentatge vocal . (Un parell d'anys més tard el mateix grup d'investigació comprovaria que la quantitat de proteina FoxP2 disminueix en el cervell dels ocells mascles que canten per a ells mateixos, però no en els que canten per a les femelles. La solitud sempre és mala companyia. Deixant les bromes, aquests resultats van demostrar que l'expressió de FoxP2 no és fixa, sinó que depèn de factors externs).

A l'entrada següent continuarem donant la nota i us presentarem l'arbre familiar dels gens FoxP.


Llegir l'article sencer

25/12/08

FoxP2. III. Evolució, cromosoma i cervells.

A l'entrada anterior. Previously on FoxP2... .

Un gen descobert en pulmó es converteix en el principal culpable d'una deficiència en la parla. Es prepara el gran salt per a ser reconegut com... "el gel de la parla". Però, és això cert? ¿Quins altres secrets i polèmiques guarda aquest gen? Continuem amb la nostra història.

Si FoxP2 havia de ser un gen clau en la nostra evolució, havia de ser-ho. El desembre de 2002 aparegué un article en el que s'analitzava la tasa de canvis (mutacions) a la seqüència de diferents proteïnes d'humans, ximpanzés i ratonlis, amb l'argument de que "els gens responsables del fenotip humà han d'haver-se trobat sota pressions selectives alterades durant l'evolució humana i, per tant, mostraran canvis en la tasa de substitució a nivell de la seva seqüència proteica". Resumint, els gens que "ens fan humans" (fenotip) presentaran més canvis que els que no importaren tant a la nostra "carrera" homínida. Dels seus anàlisi sorgeixen dos gens, PRM2, implicats a la generació d'espermatozous, i que ells relacionen amb la pressió evolutiva sexual (?), i, ja us ho podeu imaginar, FoxP2. Comparant-lo amb altres mamífers, el FoxP2 dels humans era el més diferent (sic). Amb aquests resultats s'afirma que FoxP2 "poden haver jugat un paper en l'origen de la parla humana". Us recomano que us llegiu l'abstract (la introducció-presentació de l'article), paga la pena. Si a més voleu llegir-vos-el sencer, podeu, ja que l'article no és de pagament.

2003: Cromosomes i cervells
El gener de 2003 apareix un nou review, Desxifrant les bases genètiques dels desordres de la parla i el llenguatge en el que es torna a parlar dels diferents origens d'aquests desordres i en el que s'assenyala altres regions dels cromosomes 2, 13, 16 y 19, com a responsables d'alguns d'aquests desordres. Apareixien nous companys de FoxP2... (aquests mateixos resultats es poden veure comentats en aquest article del grup d'investigació colombià encapçalat per D.A. Pineda)

L'anàlisi de FoxP2 anava avançant i s'anava estudiant on s'expressava (trobant-se, entre d'altres, al cervell) i quines espècies el presentaven. FoxP2 existeix en tots els vertebrats en els que s'ha cercat. Fins i tot en peix zebra. El juny de 2003 ja es parlava d'aquests descobriments, però això no impedia a Marcus y Fischer defendre el paper de FoxP2 en el llenguatge ja que aquest gen "pot, sense ser específic de cervell (recordeu que també s'expressa en pulmons) o de la nostra espècie, proporcionar un incomparable punt d'entrada en el coneixement de les cascades genètiques i els camins neuronals que contribueixen a la nostra capacitat per a la parla i el llenguatge". (Dos anys després apareixerà un article de revisió de resultats en el que es comenten els darrers avenços en aquests sentit).

El juliol de 2003 es va precissar una mica més el lloc d'expressió de FoxP2 al cervell. El cervell és un òrgan extremadament complex. Tot i la seva complexitat sembla que existeix una especialització de les seves regions. Resulta que FoxP2 (i el seu "cosí-germà" FoxP1) s'expressen al Cos estriat, una regió especialitzada, segons sembla, en la producció de moviment i d'altres respostes, així com de la memòria a llarg termini de seqüències de moviments associades a "habilitats" (procedural memory). La parla podria ser una d'aquestes "habilitats", amb la qual cosa, segons els seus autors, els resultats d'aquest article reforçarien encara més el paper de FoxP2 en la parla.

Al següent capítol, volarem per sobre del niu del cucut.


Llegir l'article sencer

24/12/08

Per als nostres seguidors RSS

Ei! Hem estat fent una mena de "manteniment" a Feedburner, per poder veure millor les estadístiques (gràcies, Jordi!)... i podria ser que apareguessin problemes amb les URLs de les vostres subscripcions.

Si així fos, intenteu tornar a subscriure-us al "ADSADN a domicili" de la barra de la dreta. Si fins i tot així no hi ha manera de que ens pogueu llegir... comuniqueu-nos-ho que em fustigaré per tocar el que no domino (html... caca!) i després intentaré arreglar-ho.

Molestin les disculpes.


Llegir l'article sencer

23/12/08

Visites del darrer any.

Som-hi. Avui, entrada "recapituladora".

Portem ja una mica més d'un any al ciberespai i em venia de gust mostrar-vos l'evolució de les visites d'aquest espai de temps, les quals hem pogut seguir gràcies a Statcounter.

Aquí podeu veure l'evolució de les visites de la versió en català, amb un total de 7.856 visites des del 23 de decembre de l'any passat.


I aquí les de la versió en castellà (24.754 visites).



Durant aquests mesos hi ha hagut de promig un 70% de les "visites" que han durat menys de 30 segons (no us voldria enganyar pas). O és gent que llegeix moooolt ràpid, o es tracta de cercadors que escombren les planes web. Segons aquesta dada, el total de persones que realment ens hauràn llegit és de 2.356,8 en català, i 7.426,2 en castellà... Un total de 9783 persones. Sé que no és molt, però us podeu imaginar la il·lusió que ens fa un número de quasi cinc xifres!

Tenint en compte que hem publicat 149 entrades durant aquest període de temps, hi ha hagut una mitja de 65,6 persones que s'han llegit cadascuna de le nostres entrades. Moltes, moltíssimes gràcies! Esperem tornar-vos a trobar per aquí més d'un cop... i per a qualsevol suggerència, no dubteu en escriure'ns o deixar algun comentari.

Fins aviat.


Llegir l'article sencer

21/12/08

The unfolding of language. L'evolució del llenguatge

Serà potser per la proximitat de les festes, per les reuinons familiats, pels sopars d'empresa, o per la deshinibició pròpia del vi i el cava que ens hem posat tan xerraires. Sigui com sigui, ja fa un parell d'entrades que tractem el tema de la parla des de la seva vessant més "molecular" (i alguna d'anterior des d'altres punts de vista : [1], [2], [3] y [4]), i, com que sembla que anirà per llarg, ens permetreu fer una parada i recomendar-vos un llibre espectacular molt relacionat amb aquest tema: The unfolding of language. The evolution of mankind's greatest invention., de Guy Deutscher.(Gràcies, Oriol!)

Poden els idiomes moderns, amb la seva "coherència interna" i la seva "complexitat" haver sorgit "naturalment" des d'un pre-llenguatge amb uns elements concrets i limitats? No és més lògic pensar que aquesta "plenitut" dels idiomes és resultat del "disseny"d'uns quants lingüistes, com els idiomes d'El Senyor dels Anells? No us recorden alguna cosa aquests arguments? Apareixeran també grups de pressió linguocreacionistes? S'escandalitzaran les famílies reials per aquestes idees? Oferiran calerons a qui els hi dugui proves d'aquesta "evolució"? Perquè les hi ha a milers... Però hem vingut aquí a parlar del llibre.

Porto un mes gaudint com un nen cada nit llegint-me'l, tant per la indiscutible qualitat didàctica de la seva escriptura (un exemple brillant d'una treballadíssima ordenació d'idees, una exposició transparent, i la dosi justa d'humor i de propostes arriscades), co pel seu contingut. L'autor ens duu de la mà pels diferents capítols del llibre, en els què ens va presentant els principals processos que han anata modelant els idiomes. Les idees són bones, l'exposició encara millor, i la seva lectura assegura hores de divulgació d'alt nivell, amena, inspiradora i enriquidora... Què més se li pot demanar? Res de res. Un llibre rodó.


Llegir l'article sencer

18/12/08

FoxP2. II. 2001 Odisea al lexinoma

A l'entrada anterior... Previously on FoxP2...


2001-2002: El monolit del llenguatge (Reprise)
Comencem pel principi. FoxP2 apareix per primer cop mencionat en un article de l'any 2001 (és un gen "jove"). Va ser identificat al cervell? Cantava? No. L'article de Weigo Shu i col·legues identifica dos nous gens, FoxP1 y FoxP2, a pulmó de ratolí i actuant com a repressors. És a dir, impedint que determinats gens s'expressin. Pulmó? Repressor? Existirà aleshores un "gen del silenci inhibit per FoxP2?

L'article anterior va aparèixer el juliol de 2001. A l'octubre es publica la primera relació entre aquest gen i la parla. L'equip d'Oxford d'Anthony (recordeu que el cap sempre signa el darrer) portava temps estudiant persones amb dèficit a la parla i havia trobat una família (família KE) en la que aquest defecte s'heretava com si es tractès d'una malaltia genètica "mendeliana" (les que depenen tan sols d'un gen concret). Havien aconseguit identificar, fins i tot, a quina regió del cromosoma 7 humà es trobava el problema. I allà es trobava el FoxP2. Els individus que tenien afectada la regió del cromosoma 7 on es troba FoxP2 presenten dificultads en la parla. Bingo! Si no tens el gen i tens dificultats per parlar, significa que el gen és necessari per a aquesta funció. Llestos. Tan important descubriment va merèixer comentaris tant en el propi Nature, com en el seu "rival" Science, en el que, per cert, aclamen al nostre protagonista com el "primer" gen de la parla.

Diferents articles apareguts posteriorment van buscar aquest gen en d'altres pacients amb dèficits en la parla i no van trobar-hi relació amb FoxP2. Dit d'una altra manera, tot i tenir un FoxP2 inmaculat, aquests pacients presentaven carències a nivell de llenguatge (com en el cas dels 270 nens de 4 anys analitzats en aquest article). Queda clar, doncs, que FoxP2 no és l'únic gen de la parla, perquè hi ah gent amb problemes, fins i tot tenint un FoxP2 tan "bo" com el de qualsevol altre.

Aquests resultats no van impedir que es desfermés l'alegria i que fins i tot Science s'atrevís a anomenar-lo ja el "gen de la parla" en aquest review del 2002 (els review són articles en els que s'intenta posar tot el que es coneix sobre un tema en concret; contè moltes referències i normalment cap experiment). Filant encara més prim, altres reviews ja l'incloien entre "els gens que ens fan humans".

Per altra banda hi havia altres publicacions que volien portar cordura a aquest debat. És el cas de l'article de Diane Newbury i el propi Anthony Monaco amb el que pretenien analitzar l'impacte, un any després, del descobriment de la seva relació amb la parla sent que aquesta relació tan sols s'havia demostrat en una sola família.

A la propera entrada canviarem per fin d'any (2002) i veurem com FoxP2 es converteix en una nova diana evolutiva i neurobiològica.


Llegir l'article sencer

16/12/08

FoxP2. I. Introducció. El gen... xerraire?

Fa poc més d'un mes, en Quim us va parlar, a la seva entrada El gen dels ulls verds, sobre la condusió que existeix amb la funció dels gens i el que aquests "fan". L'entrada incidia sobre l'error comú de creure que existeix un gen per al color dels ulls, per a l'hemofília o per a tenir unes proporcions hel·lèniques perfectes. Tampoc existeix pas el "gen de la parla", per molt que fa uns anys es comentès en més d'un "noticiari". Aquest gen en qüestió és el FoxP2. És realment el gen de la parla? És l'únic?

Anem a pams. Els gens codifiquen per a proteïnes. Cosa que vol dir que a partir d'ells es construeixen determinades proteïnes. I res més. Com pot el gen FoxP2 ser el gen de la parla?... què fa? ¿una proteina que fa soroll?

Les proteïnes poden tenir diferents funcions. Algunes són estructures sobre les que es sostè i viu la cpel·lula. D'altres són capaces de "fer coses" (els famosos enzims). D'altres són capaces d'unir-se al DNA i controlar l'expressió de diversos gens, és a dir, la seva transcripció... FoxP2 és un d'aquests factors de transcripció (comentats ja a Back to the future, Origen genético y epigenético de la magia, o ¿Quién corrompe a los linfocitos?). O sigui que la seva funció és controlar l'expressió d'altres gens, que al seu torn serveix de planell per a la construcció de noves proteïnes, etc...

Anem a veure què coneixem fins el moment de FoxP2 i veurem a quina conclusió arribem.

2001-2002: El monolit del llenguatge
Comencem pel principi. FoxP2 apareix per primer cop mencionat en un article de l'any 2001 (és un gen "jove"). Va ser identificat al cervell? Cantava? No. L'article de Weigo Shu i col·legues identifica dos nous gens, FoxP1 y FoxP2, a pulmó de ratolí i actuant com a repressors. És a dir, impedint que determinats gens s'expressin. Pulmó? Repressor? Existirà aleshores un "gen del silenci inhibit per FoxP2?

Als següents lliuraments de FoxP2, el gen xerraire, comentarem més articles que s'han anat publicant des del seu descobriment i veurem perquè s'ha guanyat la fama que té.


Llegir l'article sencer

14/12/08

Lab Basics (9): Fàbriques de proteïnes

Totes les tècniques de laboratori que hem estat explicant en les entrades anteriors del blog consisteixen en maneres d'aïllar, detectar, purificar, analitzar i modificar el material genètic segons els nostres propòsits. Sovint, la fi mateixa dels nostres experiments és aquesta, però sovint tota la feina anterior té com finalitat que aquest material genètic es tradueixi en proteïnes. Si volem seguir un procés metabòlic o una funció dins de la cèl·lula, necessitem la proteïna, no la recepta de com fer-la. La cèl·lula és la fàbrica en la qual es produirà la nostra proteïna d'interès, i ja vam veure com tenir el nostre hort de cèl·lules particular.

Introduir material genètic (per exemple, el nostre gen clonat en un vector bacterià) dintre de la cèl·lula no és senzill: els sistemes cel·lulars són impermeables al pas de material genètic forà com sistema de protecció contra els virus. El gran escull a salvar és la membrana citoplasmàtica (i en eucariotes, la nuclear).

Existeixen multitud de mètodes per a forçar a la cèl·lula a acceptar material genètic estrany. Un vector amb un gen clonat pot funcionar de forma autònoma (conté els seus propis orígens de replicació) o integrar-se en algun lloc del genoma. Sovint l'experiment requereix tan sols que la proteïna d'interès es tradueixi (24 o 48 hores és més que suficient): de l'extracte de cèl·lules es purifiquen la proteïnes. Un material genètic que no s'hagi integrat en el propi genoma de la cèl·lula, es perdrà en les successives divisions de la cèl·lula.
De vegades interessa seleccionar només les cèl·lules que hagin incorporat el vector d'expressió de forma permanent; per a això es tracten amb concentracions adequades de l'antibiòtic al qual el vector de clonatge és resistent. Moriran totes les cèl·lules que no hagin incorporat el vector en el seu genoma de forma estable. Però compte, la integració en el genoma del vector no és dirigida i per tant podem estar danyant la cèl·lula.
Perquè el nostre gen forà s'integri de forma permanent en un lloc concret del genoma que a nosaltres ens interessa es necessita una odissea de tècniques d'enginyeria genètica que no detallarem.

Una manera brava de permeabilitzar les membranes lipídiques és foradar-les amb detergents suaus o un xoc osmòtic, però hi ha alt risc de trencar-les. Altre sistema és embolicar el material a introduir en un agregat que la cèl·lula fagociti de forma natural. Si el vector a introduir és gran, es poden electrocutar les cèl·lules durant pocs segons per a foradar les seves membranes (electroporació). Les cèl·lules despolaritzen les seves membranes i es formen petits orificis pels quals penetren les molècules (proteïnes, ADN...). Fins i tot es pot disparar a les cèl·lules amb unes pistoles especials en les quals el material genètic s'uneix a una nanomolècul·la (sol ser or), a forma de balí que arribarà al nucli cel·lular.
Tots aquests procediments causen gran mortaldat en les cèl·lules.

Si volem que les nostres fàbriques de proteïnes siguin cèl·lules bacterianes (no sempre processen igual de bé les proteïnes de mamífer que les cèl·lules eucariotes però és fàcil tenir volums industrials de cultius), també es poden foradar les membranes per electroporació o xoc tèrmic, encara que són ceps de bacteris tractats prèviament amb productes químics a fi que la seva membrana sigui més susceptible a formar forats (cèl·lules competents, que es diuen).

Per a algunes aplicacions concretes, es microinjecta en la cèl·lula el que es desitja introduir (és la típica imatge de l'oòcit al qual se li punxa un espermatozoide). És extremadament delicat, difícil i costós i requereix una micropipeta que es controla amb l'ajuda d'un micromanipulador sota un microscopi. La mortaldat de les cèl·lules també és molt alta.

El més empleat avui dia és el sistema de lipofecció. Consisteix a embolicar el material genètic a introduir en una gavardina de molècules lipídiques amb càrrega positiva que tenen afinitat amb les membranes biològiques, de manera que s'acostin a la membrana i dipositin la seva càrrega dintre de la cèl·lula. Els compostos de lipofecció són cars (xifres de tres dígits) i cal assajar les condicions per a cada tipus cel·lular, però el protocol en si és senzill i ràpid.

Altra manera tan eficient o més que la lipofecció però també més perillosa per a l'investigador és utilitzar aquestes xeringues naturals que són els virus: virus modificats genèticament que continguin en el seu genoma el nostre gen d'interès, i facin les seves dolenteries perquè aquest material acabi dintre de la cèl·lula. És un procés mes llarg i complex però si les cèl·lules ho permeten, té una eficiència gens menyspreable. El treball en laboratori amb virus modificats requereix mesures extres de seguretat quan es tracta de virus que poden penetrar en cèl·lules de mamífer (adenovirus per exemple).

Forçar a una cèl·lula a fabricar ingents quantitats de la nostra proteïna d'interès suposa un estrès per a la fàbrica (com empresa turronera al desembre), que ha de destinar molts recursos a una proteïna que sovint li és estranya en comptes de dedicar-se a altres menesters. Malgrat que pugui semblar un sistema artefactual, ens hem de conformar perquè de vegades és l'única manera de poder estudiar en sistemes vius alguns processos.

Serveixin aquests breus comentaris per a il·lustrar la complexitat que un gen entri en una cèl·lula així com així: no només ha de traspassar unes membrana impermeables si no que a més, o s'integra amb ínfima probabilitat en el genoma o més val que formi part d'alguna estructura biològica que garanteixi la seva perpetuïtat i transcripció (cromosoma bacterià, virus). Petites menudencias que els gurús que ens adverteixen dels perills d'ingerir aliments que continguin gens malignes d'altres espècies no semblen tenir en compte. La transferència de gens horitzontal és comú en bacteris i segons la teoria endosimbiòtica ha succeït en eucariotes, però no passa d'aquí.


Llegir l'article sencer

12/12/08

A l'(ADS)L: entrades interess(ADN)ts, 12-12-08

Aquesta setmana hem llegit i us recomanem:



Us recomanem també:


Llegir l'article sencer

10/12/08

La ignorant manera de classificar els llibres de ciència

19:30. Diagonal de Barcelona. FNAC.

No puc evitar-ho. Cada cop que paso per qualsevol llibreria de "deformació professional" em porta a cercar per la secció de "ciències" per tal de comprovar tant el seu contingut com l'extensió que li han reservat. A la FNAC s'anomena "Divulgació científica", està situada al costat de les Ciències Socials (amb especial menció menció a "Autoajuda") i ocupa dues columnes. Cada fila de llibres té més llibres darrera, pràcticament inaccessibles. Aquest cop no dono cap cop d'ull als títols que exposen.

Per curiositat, he decidit buscar si tenen les darreres novetats de les que us he parlat: Convivint amb transgènics y El genoma fluid. El primer ja ni el trobo. Què estrany!. Vaig a preguntar... Sí, sí, el tenen... a la secció de Salud. Què?!

Va, va. No ens posem nerviosos... Alguna explicació ha d'haver-hi. Tranquil. Respira. No pot ser. És un error. Potser salud és una secció dedicacda a les "biociències" i la medicina. Potser... No.

Mira'l. Aquí està. A la darrera fila de la tercera columna de Salud. Al costat de Nutrición de la A a la Z i, us ho ben prometo, Adelgazar follando. Ni rastre de biologia. Ni rastre tampoc d'altres llibres sobre transgènics.

Tornem al mostrador per a avisar. Al cap i a la fi ja em vaig trobar amb alguna cosa semblant amb el llibre de Lynn Margulis i Dorion Sagan, ¿Qué es el sexo?, un llibre sobre l'aparició e la reproducció sexual a l'evolució i que, evidentment, es trobava entre els llibres de sexualitat humana. Vaig avisar i es va solucionar. Però aquet cop no seria tan fàcil. La noia que ens atén, molt amable i simpàtica, tot s'ha de dir, ens informa que aquest no és el primer cas d'ordenació absurda que reben, ja que ells es dediquen a ordenar els llibres segons un codi que els hi ve imposat des de Madrid... Si és així. Gràcies. No, gràcies a vosaltres, i sento no poder fer res. No, dona, no. En fi. No és cap ajut per a les ventes del llibre tenir-lo on el tenen. Qui serà l'ignorant que habrà decidit colocar-ho a "Salud"? Com ha près aquesta decisió?

En fi. Així s'entèn la ciència. Quina pena.


Llegir l'article sencer

7/12/08

Paranoia Protbook: com entendre el funcionament de les cèl·lules?

L'ésser humà està condemnat a sentir veritable fascinació pels conceptes que no comprèn. Questa fascinació és la mare de la ciència i la imaginació. Des de fa molts anys em sento poderosament atret pel concepte de l'entropia, de la qual cosa dedueixo que no l'acabo d'entendre del tot.


L'entropia es pot definir de moltes maneres, però per al que avui m'interessa, ens centrarem en aquesta: és el "desorde" de les partícules d'un sistema. L'exemple paradigmàtic és el de la capsa amb una separació al mig que té a una band gas, i a l'altra, el buit. Quan es lleva la separació les molècules del gas ocupen l'espai buit i s'assoleix un estat d'equilibri. En aquest darrer estat hi ha més "desordre" que al principi (les molècules abans estaven "ordenades" a una de les dues bandes i ara estan disperses per tota la capsa).

El que trobo més fascinant és el pas del sistema petit al gran. M'explico. Si en el cas de la capsa ens fixem en una sola de les partícules, aparentment no pasa res de res quen llevem la separació. És quan mirem el conjunt de les partícules quan apareix l'entropia. Hi ha una barrera de magnitud per sota de la qual no és medible l'entropia. M'encantaria saber on està situada aquesta barrera; o dit d'una altra manera, quantes partícules s'han de considerar per a que aparegui l'entropia (dos? deu a la 23?)

Aquesta barrera de magnitud crec que és també aplicable a processos biològics. Si observem una gacel·la podem fer-nos una idea de com funciona individualment (com es mou, com s'alimenta, etc), però si considerem el seu grup apareix una nova magnitud: les relacions socials; i si considerem el seu entorn, apareix una altra, les relacions ecològiques.

I el mateix per a escales menors. Podem fer tots els articles del món sobre un tipus de cèl·lula aïllada de ratolí, cultivada sobre una placa de plàstic amb sèrum de vedella i tractada amb algun compost dissolt en alcohol (tot molt "natural"), però quan la considerem integrada dins el cos, apareixerà una altra magnitud de relacions que faran sorgir una nova medició (una entropia celular si volem anomenar-la així). Penseu sinó en les neurones. Podem entendre, més o menys, com funciona una neurona. Però, podrem entendre a partir d'aquestes dades com es generen els records? O els pensaments?

Més encara. Si ens dediquem a estudiar la relació d'una proteina concreta amb una altra del seu entorn sota unes condicions determinades podem obtenir dades i més dades (si és un enzim, per exemple, a quina velocitat treballa, quan es satura, amb qui interacciona, quina és la quantitat òptima de substrat, etc.), però, de nou, quan la considerem en conjunt amb la miriada d'altres proteïnes dissoltes en el plasma de les nostres cèl·lules correm el risc de perdre la perspectiva de nou.

Fa ja uns anys que es publiquen milers d'articles sobre biologia molecular. Aquests articles aporten petites informacions sobre proteïnes concretes. Ara tocaria començar a aglutinar-les. Alguns centres ja ho estan fent, però és una feina imponent. I aquí apareix la paranoia protbookista del títol. I si comencem a aprofitar les possibilitats d'internet per a generar xarxes de proteïnes "socials"? Ja s'ha comentat (en altre blogs, como Abulafia i Vallve's Blog i aquí mateix) les primers passos en aquest sentit. Però podríem anar més enllà i muntar un projecte tipus Seti@home. En aquest projecte "deixes" part de la potència del teu ordinador per "escanejar" el firmament a la recerca de senyals de vida extraterrestres. Per què no aprofitar la idea i fer una gran xarxa de proteïnes "virtuals"? Cada persona podria "escollir" una proteïna concreta. Les connexions s'establirien tenint en compte les interaccions que es donen entre les proteïnes. Podríem, fins i tot, aprofitar les plataformes socials ja existents tipus Facebook (per certens hi podeu trobar aquí). Us sembla factible? O és un producte del còctel de fàrmacs que 'he près per a lluitar contra l'engostipat que em debilita?

I ja que estem amb les paranoies... si es pogués implementar aquest programa dins el Facebook, es compliria també la regla dels sis nusos? Aquesta teoria prediu que dues persones qualsevulles de tot el món estan connectades per sis passos intermedis de persones conegudes. Trobarem igualment "tan sols" sis passos intermedis entre dues proteïnes? Serveix aquesta dad per alguna cosa? Buf. Crec que m'ha pujat la febre.
Images:
1. Modified from Wikimedia commons.


Llegir l'article sencer

5/12/08

A l'(ADS)L: entrades interess(ADN)ts, 04-12-08

Aquesta setmana hem llegit i us recomanem:

  • El DNA com magatzem de records a Nòmades. Fantàstica entrada que ens explica la nova hipòtesi que prova d'explicar el mecanisme molecular de la memòria, així com de l'experiment realitzat per tal de posar-la a provca. Interessantíssima. No us oblideu de visitar-la.

  • I com entre records ens movem, aquí us deixo una altra genial entrada: D'estrés i hormones, a Abulafia. Bona de debó. Estrés, gats, lleons, nòvies, pinces (auch), passant pels glucocorticoids i la relació entre afinitat i termini (i no parlo de relacions humanes)

També us recomanem:


Llegir l'article sencer

4/12/08

Articles sobre "cultura científica"

Els que porteu un temps seguint-nos sabreu com darrerament hem anat augmentant les entrades relacionades amb la "cultura científica": què sap la població sobre ciència i la imatge que d'ella es dóna des dels mitjans de comunicació.

En aquesta breu entrada d'avui us vull oferir alguns articles que he anat "acumulant" sobre el tema, per a que pogueu treure les vostres pròpies conclusions:

La mayoría de gente, aunque pase por la escuela, es analfabeta científica. Entrevista de Jesús Rubio a Ramón Núñez, publicada al Diario de Navarra.

Es injusto que un 'mindundi' gane millones cantando o con el fútbol y un científico no. Entrevista de J.L. Obrador a Manuel Toharia, publicada a 20 minutos.

Los mejores estudiantes ya no buscan su futuro en la universidad. Entrevista de César Coca a Margarita Salas, publicada a Laverdad.es.

Es urgente la separación entre rumores y ciencia en internet. Nota de premsa d'EFE referent a una entrevista de la BBC a Tim Berners-Lee, llegida a Terra.es.


Llegir l'article sencer

2/12/08

Reparacions que envelleixen... SIRT, YES SIRT!


No, no m’he confós... no volia dir que “embelleixen”... (si no, mireu la foto). No us ha passat mai que, al obrir una finestra per mirar de fer fora una mosca, us n’han entrat un parell (a més de no aconseguir fer fora la primera, cosa que en general em passa a mi...)?

Doncs això sembla que li passa també a certs mecanismes de reparació del nostre ADN quan tracta de reduir els efectes que el pas del temps té sobre la seva integritat...

Com a mínim, això sembla desprendre’s d’allò que publica el biòleg molecular David Sinclair a la revista Cell, on estudia els efectes que la mobilització de la proteïna SIRT1 (coneguda com a reparadora de danys al material genètic de mamífers) sobre altres processos lligats a l’envelliment.

Val a dir, per començar, que un dels processos més lligats a l’envelliment és, precisament, la degradació de l’ADN. Imagineu: la “còpia master” del vostre disc preferit (ADN) s’ha estat fent servir per fer milions de còpies de treball (ARN) durant anys i anys. Tot i que aquestes còpies de treball es feien per que no es fes malbé la “master”, ai las! Amb els anys la cosa comença a espatllar-se. Afortunadament, tots els organismes compten amb “proteïnes patrulleres”, encarregades de reparar desperfectes quan es detecten signes que indiquen que aquests danys s’han pogut produir. Una de les més cèlebres famílies de proteïnes reparadores la constitueixen les sirtuïnes. SIRT1 és una d'elles.

Però, i aquí comencen els problemes, ja fa anys que es va descobrir que la Sir2, l’equivalent a la SIRT1 (de mamífers) que trobem als llevats, “descansava” sobre una secció de l’ADN (quan no havia de reparar). En aquesta secció, la Sir2 no permetia la expressió del gen que hi havia codificat (de fet, Sir2 són les sigles angleses per a “regulador de la informació silenciosa”). En canvi, quan un dany a l’ADN mobilitzava la proteïna Sir2, la secció ocupada per la proteïna en repós quedava lliure, i l’expressió del gen codificat era possible. El més impactant és que aquest gen provocava esterilitat en el llevat (una típica característica de senescència en fongs).

Conclusió: volent parar l’envelliment provocat per les ruptures a l’ADN, la proteïna Sir2 permet la expressió d’un gen que provoca envelliment... maldita la gracia, que deia la meva àvia...

El que Sinclair i els seus col•legues de la Harvard Medical School s’han preguntat és “hi ha algun tipus de procès similar en l’equivalent de Sir2 a mamífers (SIRT1)?”

I què han fet? Per començar, han fet una ullada a on es localitza SIRT1 quan no està ocupada reparant danys, i han vist que es troba enganxada a una regió de DNA que no es trascriu, cosa que suggereix el mateix rol “silenciador” que Sir2 té en els llevats.
A continuació, va provocar envelliment prematur amb exposició a peròxid d’hidrogen (ja sabeu que l’oxidació és un dels perills més grans que afronten les nostres cèl•lules, i es creu que constitueix el principal factor d’envelliment cel•lular) i es va comprovar com més del 90% de la proteïna SIRT1 abandonava el seu lloc original per anar als trencament causats a l’ADN per la oxidació.

I ara, l’autèntic objectiu d’aquest estudi: què passava amb les regions abans ocupades per SIRT1? Doncs els estudis posteriors semblen indicar que els gens en principi silenciats per SIRT1 passen a expressar-se, provocant expressions anòmales que podrien trobar-se a la base de mals funcionaments i errors propis de l’envelliment cel•lular.




Si aquesta quadratura del cercle biològica es confirma, podríem dir que ens troben davant d’un “carreró sense sortida” de la vida: els esforços de la cèl•lula per controlar el seu envelliment resulten fins i tot en la seva acceleració... Això sí, tal i com afirma el propi Sinclair, l’estudi de SIRT1 pot conduir a millores en la nostra comprensió sobre l’envelliment: no en va, en el seu experiment, els ratolins a qui es va donar un suplement extern de SIRT1 van viure més de 25 dies més que el grup control, després d’haver estat exposats a danys per oxidació...

Això sí, no llencem les campanes al vol massa ràpid, ja que resta per comprovar la vinculació que alguns estudis fan del paper de SIRT1 en la millora de la supervivència de cèl•lules canceroses (en el seu esforç per reparar allò que està alterat...)


Llegir l'article sencer

30/11/08

De l'origen dels pèls ¡Eso pareces tú! ¡Un reptil peludo!

En el darrer número del PNAS ha aparegut aquest article relacionat amb l'"origen" dels pèls dels mamífers.

Els mamífers són, actualment, els únics animals amb pèl. Els pèls representen una escel·lent eina adaptativa (tot i que la gent ara lluite per treure-se'ls). La "pelambrera" actua com a aïllant tèrmic, dificultant o ralentitzant l'intercanvi de calor amb el medi. Ens manté escalfats quan fa fred.

D'on vé aquest pèl? Si tots els mamífers en tenen, l'avantpasst comú d'aquests també hauria de tenir-lo... i aquest avantpassat va ser un rèptil. Fa uns 275 milions d'anys es va diferenciar un grup de rèptils, anomenats Teràpsids. Aquests es van adaptar a molts ambients diferents en el que es coneix com a radiació evolutiva. Moltes espècies de teràpsids van començar a crèixer i multiplicar-se, constituint-se en l'ordre predominant durant uns quants milions d'anys, fins a finals del pèrmic, ara fa 250 milions d'anys.

En aquest moment va tenir lloc la gran extinció del pèrmico-triàssic. Tot i que no és la més famosa (no la confongueu pas amb la dels dinosaures), aquesta és, sens dubte, la major extinció que ha sofert la vida del planeta Terra. Més del 90% de les espècies marines i un 70% de les terrestres van ser esborrades del mapa. Va començar un nou ordre en el que van ser uns nou rèptils els que s'adaptarien a la immensa majoria de nínxols ecològics. Parlem dels dinosaures.

Els teràpsids no es van extingir del tot, tot i que ja no tornarien a tenir el pes en quant a nombre d'espècies i a l'extensió que havien arribat a tenir. Relegats a uns nínxols concrets van anar succeint-se les adaptacions, i, per tant, les espècies, gèneres, famílies i ordres. D'entre els teràpsids supervivents cal destacar l'ordre dels Eutheriodonta, en el que trobem el subordre dels Cynodontia. Els cinodonts són els avantpassats directes dels mamífers i es sospita que ja eren peluts i de sang calenta. Així que el pèl va sorgir en algun moment de la història evolutiva dels teràpsids, abans (poc o molt) del s cinodonts.

Actualment no resta cap supervivent dels rèptils cinodonts (exceptuant-nos a nosaltres, els mamífers, és clar). Com podem mirar, aleshores, d'on vénen els pèls? Doncs mirant el DNA. El DNA de cada espècie és com una llengua de les que es parla actualment. L'etimologia compara com són les paraules, com es conjuguen els verbs, com es construeixen les frases, i va "reculant" enrera veient que algunes llengües actuals comparteixen una llengua comú més recent que d'altres. El català i l'italià comparteixen el llatí; aquests comparteixen amb l'anglès l'arrel indo-europea; etc (referent a aquest tema, us recomano el llibre Unfolding the Language, de Guy Deutscher, un excel·lent llibre del que, segur, us parlaré quan me l'acabi).

Amb el DNA es pot fer el mateix: comparar com sonen les paraules (comparant lletra a lletra les seqüències dels gens), com es "conjuguen" aquests gens (comparant la seva estructura d'introns i exons), com es construeixen les frases (comparant les seqüències reguladores, promotors o els conjunts d'aquests gens), per tal d'extrapolar la història evolutiva de les espècies que "parlen" cada DNA.

I això és el que han fet els investigadors austríac-italians, encapçalats per Erwin Tschachler (el darrer signant, el primer és Leopold Eckhart, algun dia haurem d'explicar com funcionen els articles científics), comparar les seqüències de diferents espècies vives per veure quines similituds i diferències presenten a nivell dels "pèls".

Els pèls estan majoritàriament formats per les proteïnes alfa-queratina. Al ser proteïnes, estan codificades per gens, paraules, frases comparables del DNA. Però per poder compara questes frases en diferents organismes, la primera cosa que hem de saber és si aquests tenen gens similars. Queda clar que tot els mamífers tenim aquests gens... com no podem fer anàlisis genètiques a teràpsids extingits, haurem d'estirar el cabdell filogenètic a la cerca dels nostres "cosins" evolutius més propers.


Els teràpsids, els nostres retataraterapsidavis, es troben dins la classe dels Synapsida. Aquesta classe té una classe "germana" que és la dels Sauropsida. Dins aquesta classe hi trobem a tots els rèptils vius actuals... i a les aus (recordeu que les aus provenen evolutivament d'una part dels dinosaures). Els autors, per tant, comencen la seva particular cerca de gens en els genomes d'un rèptil (l'anolis verd, Anolis carolinensis) i del pollastre (Gallus gallus). ¿Per què aquests dos precisament? Perquè són dos dels organismes que tenen seqüenciat tot el seu genoma. (disponibles per a tot el món a la pàgina del PubMed, aquí). De fet, gràcies a que aquests genomes (junt amb els de molts altres organismes) són de domini públic, la primera part de l'article (cercar els gens de les alfa-queratines i comparar-les) les podria haver fet qualsevol de nosaltres. Però, és clar, primer se'ns hauria d'haver acudit...

Les seves cerces els van portr a trobar-se sis gens codificants per a alfa-queratines a l'anolis, i tn sols una en el pollastre. Aquests gens, a més a més, es troben emparentats amb els gens de les alfa-queratines dels mamífers. Si tant els Synapsida (mamífers), com els Sauripsida (rèptils actuals i aus) presenten aquests gens als seus DNA, significa que estos genes ja es trobaven en un avantpassat comú. En quin? Si estirem un pèl més del fil evolutiu la següent classe "germana" seria la dels amibis... I, segons els autors, aquests no tenen gens de l'alfa-queratina. El següent pas enrera, els peixos, tampoc no la tenen.

Totes aquestes dades dibuixen un nou escenari per a l'aparició dels gens que formen els nostres pèls. Els gens de l'alfa-queratina no són exclusius dels mamífers. Van aparèixer en algun moment molt primerenc de la història evolutiva dels rèptils, i estaria present en tots els teràpsids. En el camí evolutiu cap a les aus, es van anar perdent alguns d'aquests gens.

A partir d'aquí l'article es complementa amb un estudi de l'expressió d'aquests gens en diferents teixits (on i quan s'expressen), mitjançant estudis d'RT-PCR i immunolocalització. D'acrod, per fer això sí es necessita un laboratori, però per a la primera part de l'article, n'hi ha prou amb un ordinador. Tinc la sensació que molts cops es demanen aquests darrers resulats de "laboratori" per tal d'evitar que qualsevol pugui publicar, perquè és aquesta la conclusió que ens ha de quedar d'aquest article: per un pèl no hem publicat qualsevol de nosaltres un article similar... tan sols ens cal trobar un gen interessant i realitzar una cerca d'aquest en altres organismes mitjançant les eines gratuïtes del PubMed.

La meva imaginació comença a volar i veig un futur en el que hi haurà una "revista" especialitzada en les cerques i comparacions de gens en la que tot el món podrà publicar... potser més que una revista seria un blog obert (com el cedazo), amb un tutorial de com realitzar les cerques i comparatives. Hi ha tants gens i genomes... Yes we can!

Qui proposa la primera cerca de l'era democratagenòmica?

Per a més informació sobre la història evolutiva dels mamífers us recomano aquest article de Murphy, WJ, et al. Genome Res. 2007. 17: 413-421


Images:
1. Theriognathus by DiBgd. Wikimedia commons.
2. Styracocephalus, by Karkemish. Wikimedia commons
3. Thrinaxodon fossil, by Esv. Wikimedia commons
4. The story of the word mother, by Hendrik Willem van Loon. Wikimedia commons
5. Cutrearbrefilogenètic. Producció pròpia.


Llegir l'article sencer

28/11/08

Lab Basics (8): Talla-i-enganxa: dissenya el teu propi clon

A les persones fàcilment impresionables, tendents a simplificar la complexitat dels organismes vius amb un "això ha de ser cosa d'un déu que ho dissenya i ho organitza tot", els ha de resultar intrigant que els científics moleculars anem tot l'estona parlant dels àcids nucleics i les proteïnes com si fossin boles de plastil·lina, o blocs de Lego, fàcils de manipular al nostre antull. Però no s'ha d'oblidar que són molècules i que els humans ens limitem a utilitzar propietats químiques i lleis físiques que ens hem trobat donades: és ciència i no màgia que els enllaços atòmics puguin trencar-se en certes condicions i formar-se en unes altres. Ens limitem a aprofitar-nos d'això.

En 1975, Nathans i Smith van descobrir que els bacteris produïen uns enzims molt curiosos per a protegir-se de l'ADN forani (viral) susceptible d'atacar el seu material genètic: les endonucleases o enzims de restricció. Aquestes proteïnes actuen com autèntiques "tisores moleculars", capaces de tallar l'esquelet fosfat de la doble cadena d'ADN sense danyar les bases nitrogenades. Premi Nobel al cant: la enginyeria genètica estava en marxa, més coneguda com "això ho trec d'aquí per a posar-lo allà perquè m'interessa més", o, per als respectuosos de les jerarquies divines, jugar a ser Déu.

Els enzims de restricció són proteïnes que poden ser purificades de cultius a nivell industrial dels bacteris que les produïxen, i que donen nom a l'enzim en qüestió: EcoRI (I. coli cepa RI) per posar un exemple arquetípic. N'hi ha centenars d'elles comercialitzades amb preus variables (de 20 euros a 200 en funció de la raresa i concentració). L'ADN bacterià està protegit dels seus propis enzims per presentar grups metil (-CH3). Els diferents enzims de restricció no tallen l'ADN a l'atzar, sinó perquè s'uneixen a ell després de reconèixer una seqüència concreta (diana de restricció). En cas contrari no tallen gens. Les dianes solen ser seqüències cortetes i els trossos d'ADN resultants poden tenir extrems roms o amb fragments de seqüències protuberants. Un extrem protuberant d'una cadena d'ADN "A" pot unir-se a un extrem protuberant amb seqüència complementària de la cadena d'ADN "B", que és la gràcia del tema.



Els enzims requereixen per a actuar unes condicions especials, per tant el procés de digestió que té lloc en el tub ha de donar-se posant en contacte el ADN que es desitja tallar amb els enzims d'interès, un tampó amb ions apropiats i la temperatura idònia per l'enzim (habitualment, 37ºC), i deixar que les tisores tallin durant una o més hores.
Un batalló d'altres proteïnes col·laboren en els processos d'enginyeria genètica: lligases (la cola necessària perquè els fragments d'ADN tallats puguin tornar-se a unir), polimerases especials que tallen extrems protuberants i els tornen roms, altres proteïnes que impedeixin que un fragment digerit torni a unir-se sol...Un maletí de manualitats posat al servei del teu propi disseny de material genètic.

Podeu entretenir-vos comprovant que qualsevol seqüència és susceptible de contenir dianes de restricció inventant-vos una seqüència en un buscador de dianes aquí.

Del que hem après en les entrades anteriors de la sèrie podem deduir quins són els procediments habituals: es purifiquen els ADN d'interès, s'amplifica la regió concreta que desitgem tallar i pegar; els fragments d'ADN digerits poden diferenciar-se per electroforesis; podem purificar aquest ADN i disposar de la seva seqüència per a buscar les dianes de restricció que contingui i triar els enzims de restricció adients. Tallem els fragments desitjats i els podem unir entre sí, unint molècules d'ADN de diferent procedència. Engantxem els fragments i aquest ADN es pot introduir en una cèl·lula perquè es repliqui normalment (bacteriana o eucariota depenent de les modificacions que després vulguem que tingui la proteïna).

El més habitual és que les víctimes de tots aquests processos siguin els propis bacteris. A un bacteri al qual se li ha introduït un fragment de material genètic procedent d'altre organisme se li diu "clon" (a distingir del que la majoria de la gent entén per "clonació"). A nivell comercial disposem de cromosomes bacterians circulars modificats (vectors) que contenen una regió rica en dianes de restricció perquè sigui fàcil tallar i pegar el nostre gen d'interès, amb regions que permetin que aquest gen s'expressi en bacteris o cèl·lules eucariotes, i altre gen que produïxi una proteïna amb propietats antibiòtiques de manera que puguem matar els bacteris que no han introduït aquest vector clonat i ens quedem només amb els amables bacteris que contenen el nostre vector i resisteixen a l'antibiòtic, a part de contenir el nostre gen i/o produir la nostra proteïna d'interès.



També podem tallar i pegar el nostre gen al gen que codifiqui una proteïna fluorescent de manera que quan es fabriqui la nostra proteïna, porti penjant un fanal lluminós que ens indiqui on està (això ho veurem en una entrada posterior).
La llista d'aplicacions industrials, farmacèutiques i científiques és enorme: produccion d'anticossos, proteïnes d'interès humà (producció d'insulina per a diabètics, per exemple), generació de vacunes (com la de l'hepatitis), modificació genètica de plantes i animals (és la base dels transgènics!!), teràpia génica, i aplicacions en medicina forense.

No obstant això, la producció industrial per bacteris modificats genèticament de molècules per a consum humà té molt mala premsa arrel del tràgic cas Showa Denko, en el qual a les acaballes dels 80 van morir 38 persones i més de 1500 van quedar seriosament afectades per consum d'un suplement dietètic (L-triptòfan) produït per bacteris modificats al que no se li van realitzar els deguts controls sanitaris; els grups contraris a la comercialització d'aliments transgènics ho tenen com exemple preferit i més letal dels perills de la manipulació genètica. Vaja, és que no n'hi ha gaires més que hagin estat letals...I no, la malaltia de les vaques boges no és un exemple d'efectes nocius derivats de la manipulació genètica, perquè és una malaltia infecciosa, produïda per prions.


Llegir l'article sencer

A l'(ADS)L: Entrades interess(ADN)ts, 29-11-08

  • Educación y ciencia, a Evolucionarios. Absolutament genial. Imprescindible. Un bon anàlisi de la situació de les carreres científiques a Espanya. Els perquès. Els quèfer... Paga molt la pena.

També us recomanem...


Llegir l'article sencer

25/11/08

Ciència a Second Life

Fa poc, un molt bon amic -saluda, David- em va enviar aquesta notícia de Javier Martín de El País, en la què es parla sobre la utilització dels videojocs- i la informàtica en general- a l'educació. El tema ja seria interessant per sí mateix, però ho és encara més si tenim en compte que alguns de nosaltres ens dediquem a realizar llibres de text completament digitals per a la secundària...

Deformacions laborals a banda, a l'article es parlava de l'utilització d'alguns "jocs" en determinades investigacions científiques. I posaven d'exemple Second Life... Ah sí? Hi ha articles d'investigació en els que s'utilitzi aquest joc de realitat virtual? Mmmmmm. Sentia que havia d'acudir al meu estimat cercador d'articles biomèdics Pubmed. I vet-ho aquí què hi vaig trobar...

Bàsicament, els articles en els que apareixia "Second life" podrien agrupar-se en:

  1. Second life com a eina educativa. En aquest apartat hi trobaríem articles sobre l'educació sanitària a Second life, Second life com a plataforma educativa per a metges, com a eina educativa en la percepció de les malalties mentals, o com a simulador de com actuar davant d'atacs de bioterrorisme.

  2. Aplicacions d'aquest programa com a plataforma on realitzar trobades, simposis o sessions de pòsters entre científics. És clar que així s'acabarien els viatges becats i oh no! les Accompanying person... Noooo!

  3. Aplicacions de Second life en investigacions reals, com s'afirma en aquest article: Potencialitat en investigació dels mons virtuals; i com es demostra en aquests dos: Second life en la psicologia clínica i Second Life, el paradís dels autistes?. Tot i que, sens dubte, el meu favorit seria aquest: En els monsvirtuals es mantenen les mateixes normes socials no verbals que en el món real... article en el que es mesura quant de temps s'aguanten la mirada (sic) les parelles noi-noi, noi-noia, hoi-poi (perdó) o noia-noia, arribant a la conclusió de que és el mateix que el real. Interessant? Aplicable? No ho sé, però ja tenen un article publicat... currículum!

Entrades relacionades: Viciats però normals, quin descans d'Abulafia


Llegir l'article sencer

Prescribe Ciencia 2008: Educació i divulgació per internet

Aquest dijous 27 de novembre, a les 19:00, a la seu del Instituto Cervantes de Madrid (c/ Barquillo, 4), tindrà lloc la trobada que tractarà sobre La Ciència a Internet (podeu consultar el calendari complet aquí).

Assabentats mitjançant l'ACCC


Llegir l'article sencer

23/11/08

Gusiluz, el mol·lusc fotosintètic i la transferència horitzontal de gens

Un dels temes més utilitzats en els arguments de les novel·les, còmics, videojocs o pel·lícules és el de l'equip d'especialistes. Des d'El senyor dels anells, les cròniques de la Dragonlance o la sèrie de Comandos, fins als còmics de El Jabato o El Capitán Trueno (o eren la mateixa persona?), s'han constituit equips, grups, o com se'ls hagi volgut anomenar, de personatges que, junts, generen un "ens" molt superior a la suma de les seves habilitats. Nans, elfs, humans i hòbbits; arquers, guerrers, mags i sanadors; franctiradors, espies, cepadors...

Sqguint aques "fil argumental" en aquesta entrada viatjarem des de la màxima de "la unió fa la força" fins a un mol·lusc fotosintètic, el nostre particular gusiluz.

A biologia la dita de "1+1 sumen més que dos" s'ha seguit en molts ocasions. Els líquens són associacions d'algues i fongs que produeixen una cosa nova. Les societats d'insectes, amb les seves especialitzacions, constitueixen veritables supra-organismes. Els mateixos organismes pluricel·lulars som societats de milions de cèl·lules especialitzades.

Les pròpies cèl·lules eucariotes són associacions de diferents bacteris (és la famosa teoria endosimbiòtica). ¿Com es va produir aquesta associació? ¿Com bacteris tan diferents (la proto-cèl·lula nucleada i els precursors de les mitocòndries i cloroplasts) van acabar juntes? Una de les teories és la de la "mala digestió" en la que ens trobaríem un bacteri gran que es "tragaria" a d'altres bacteris sense digerir-los del tot. Aquesta associació s'adaptaria millor al medi que els hi hauria tocat viure i va ser seleccionada positivament donant lloc a les cèl·lules eucariotes actuals.

Al darrer número del PNAS (Proceedings of the National Academy of Science) es publica un article (signat en primer lloc per Mary Rumpho, i editat per Lynn Margulis) centrat en l'estudi del mol·lusc fotosintètic Elysia chlorotica, un llimac marí de color esmeralda.


Cèl·lules vegetals amb els seus cloroplasts visibles. Image: Rasbak. Wikimedia commons


Els animals, fongs, algues eucariotes i vegetals són tots organismes eucariotes perquè es troben formats per cèl·lules eucariotes. Totes les cèl·lules d'aquests supergrups tenen nucli i mitocondris; les cèl·lules de les algues eucariotes i els vegetals són les úniques que tenen cloroplasts. Els cloroplasts són els orgànuls que realitzen la fotosíntesi transformant el diòxid de carboni i l'aigua en glucosa (el combustible dels éssers vius) gràcies a l'energia que li aporta la llum solar. Els cloroplasts, plens, entre d'altres, de clorofil·la, són els que li donen el color verd a les plantes... i al llimac marí Elysia chlorotica (que no seria el mateix que dir el llimac de l'El·lisi, no ens confonguem. Quelqu'un m'a dit).

Però redrecem-nos... no deiem que els cloroplasts eren exclusius d'algues eucariotes i vegetals? I és així. Aquesta espècie de llimac a co-evolucionat amb una espècie d'alga podent "adoptar" els seus cloroplasts per al seu ús i explotació.

Quan un nou llimac neix, ho fa sense cloroplasts... al llarg de la seva vida els ha d'anar adquirint. D'on? Entre els àpats preferits del gusiluz es troba l'alga eucariota Vaucheria litorea. Quan un gusiluz es menja aquestes algues no digereix tots els seus cloroplasts. Alguns s'incorporen a les cèl·lules del sistema digestiu. I allà segueixen la seva tasca fotosintètica, produint glucosa per al llimac.

És així de senzill? En un principi ho podria semblar. Aquesta alga té alguna cosa que li produeix glucosa. Me la menjo, li trec i me'l quedo Per què no fem nosaltres el mateix? Evidentment, la cosa no és així de banal.

Durant els centenars de milions d'anys que portyen co-evolucionant els orgànuls de les cèl·lules eucariotes s'han establert relacions que asseguren el seu funcionament en conjunt, però que fan que els components d'aquestes cèl·lules, tot i que abans eren bacteris de vida lliure, ara no puguin sobreviure per separat. Un mitocondri ja no pot sobreviure sense la cèl·lula eucariota ja que alguns dels gens que codifiquen per a proteïnes del mitocondri es troben ara al nucli. Sense el nucli, els mitocondris no estan completes. I el mateix passa amb els cloroplasts. Els cloroplasts dels vegetals i les algues eucariotes, inclosos els de la Vaucheria litorea, són incapaços de sobreviure i funcionar correctament sense les proteïnes codificades per gens que es troben al nucli de les algues (com la proteïna psbO) .

I aquí es troba la novetat del treball que avui comentem. Els cloroplasta de la Vaucheria sobreviuen i funcionen dins les cèl·lules del llimac Elysia tot i que no tinguin a mà el nucli de la seva alga. Si necessiten les proteïnes codificades per l'ADN de l'alga... com funciona dins els llimacs? Perquè el nucli de la babos també codifica per a aquestes proteïnes (si més no, per a la psbO). És a dir, al DNA de tots els llimacs de l'espècie E. chlorotica ens trobem gens originaris d'algues (com es demostra al comparar la seqüència dels gens de les dues espècies).

És evident que els llimacs i les algues han seguit camins evolutius molt i molt diferents des de que es van separar del seu ancestre comú, i que els gens que les algues van adquirir durant els seus centenars de milions d'anys de convivència amb els cloroplasts són totalment aliens als animals, grup al que pertanyen els llimcas. Com han pogut, doncs, adquirir aquest gen les baboses? Mitjançant el que es coneix com Transferència Horitzontal de Gens.

La tranferència vertical és la que es dóna de pares a fills i segueix la línia de la història evolutiva de cadascuna de les espècies. La horitzaontal es dóna entre diferents espècies. Aquesta transferència es dóna principalment entre organismes procariotes (les resistències de determinats bacteris a antibiòtics segueixen en ocasions aquesta via); és rar entre procariotes i eucariotes (com la que es dóna entre el procariota endosimbiont Wolbachia i les cèl·lules dels seus hostes insectes i nemàtodes); i és pràcticament inexistent entre organismes eucariotes (fins el moment s'han descrit com a anecdòtiques, transferències entre plantes paràsites i les plantes parasitades, tranferències de transposons, o transferències entre les plantes i nemàtodes parasitaris). La probabilitat de que es doni aquesta tranferència entre cèl·lules nucleades és tan baixa que segurament és necessària una relació de milions d'anyes entre les espècies per a que s'estabilitzi, com en el cas del nostre gusiluz i el seu àpat.

Resten, com sempre, molts interrogants per resoldre. Entre ells, com es va produir la integració del gen al genoma? Recombinació? Virus? Retrovirus? Quan fa d'aquesta integració? Quins altres gens s'hi han integrat? Podria ser una relació que anés a més, és a dir, que en algun punt els nous llimacs al nèixer ja presentessin cloroplasts? Parlaríem aleshores d'una nova espècie? Una nova família? Ordre?

Si pensem ara en la quantitat d'espècies que existeixen, en les relacions que s'hi estableixen, i en la millora dels mecanismes per seqüenciar genomes (nuclears, mitocondrials o de cloroplasts)... quantas relacions noves queden per descubrir!

Imatge inicial: Atlas Zoologique du Voyage de la corvette La Bonite Bibliothèque patrimoniale de Gray, Wikimedia commons.


Llegir l'article sencer

ADSADN a la ràdio

Aquest dimarts l'ADSADN va a la ràdio. Concretament al programa Calaix d'Arquimedes (del qual us recomanem el seu blog) de Ràdio Mataró. De 5 a 6 de la tarda.

Ja veurem com ens en sortim.


Llegir l'article sencer

21/11/08

A l'(ADS)L: Entrades interess(ADN)ts, 21-11-08

Aquesta setmana hem llegit i us recomanem:

  • Tres entradas es fan ressò de la iniciativa del Consorci Internacional del Genoma del Càncer de seqüenciar el genoma de cèl·lules cancerígenes de pacients afectats per diferents tipus de tumors. A Barcelona es seqüenciaran els genomes de la Leucèmia limfàtica crònica. Les tres entrades són: El genoma del cáncer, de José Antonio Garrido; Tras las huellas del cáncer, de Tall&Cute; y La conferència de Cristina Garmendia al Cercle d'Economia, d'Enric I. Canela.

  • Genes terminator, a GOLEM blog. Certes companyies de biotecnologia que desenvolupen plantes transgèniques controlen la fertilitat d'aquestes mitjançant una cadena de gens que podreu trobar explicada en aquesta entrada.

  • Altres entrades recomanades...

  • Ajuda per superar el complexe del genoma petit a Abulafia. Els éssers humans tenim menys gens que molts altres organismes. Sent éssers permanentment acomplexats com som, Abulafia ens ofereix una recent sortida a aquest possible neotrauma del segle XXI a través d'una bona explicació sobre "empalmaments alternatius".
  • .
  • Un ramillete con cientos de flores, a Ciencia de bolsillo. Desfullar margarides és una bona analogia de l'amor? L'entrada no pretén explicar què és l'amor, però sí què és una margarida. Del mateix blog destacarem aquesta entrada sobre els arbres luminosos que ja vem comentar fa aproximadament un any

  • Super ratón y la molécula de la juventud, a La Huella del Tilacino. Bona entrada sobre el treball de la Dra Blasco sobre la telomerasa, el càncer i l'augment de l'esperança de vida. I és que el tema dels telòmers ja dóna, i encara donarà més, de què parlar (serveix com a mostra les nostres entrades et talles els telòmers o te'ls deixes llargs?, i Telòmers útils. Elfs inmortals, precursora de les sèries Biotolkien).De fet, ara que ho penso, els ratolins de la Dra Blasco podrien ser el primer pas cap a uns ratolins-elfs... I ja que parlem de ratolins inmortals i perfectes -wait for it- no puc deixar escapar aquesta oportunitat de recomanaros el blog d'en Salvador Macip, Inmortales y perfectos

  • Venus Express busca vida en la Tierra, a Astro-web. Per tal de saber determinar la possible presència de vida en altres planetes, primer hem de ser capaços de saber detectar que hi ha vida a la Terra. Ho som? Això és el que s'està intentant provar des de la sonda Venus Express.

  • Bioinformàtica i Playstation (En catalán), a Vallve's Blog. De com aprofitar la potència de la PS3 per a realitzar algoritmes bioinformàtics.

  • Llegir l'article sencer

    19/11/08

    Amúsia: Desordres musicals

    M'estic llegint el DEA d'un company de feina, Oriol Solé, sobre la relació del llenguatge, la música i el cervell. Un text molt interessant, la veritat, del qual tinc ganes de parlar-vos amb més calma. De moment, us deixo amb un petit tast, del que no tenia cap coneixement: les amusies.

    Els pacients que presenten amusia (un 4% de la població) són incapaços de reconèixer o reproduir bé tons, bé ritmes; d'altres poden tenir dificultats amb el llenguatge musical escrit. No m'ha deixat de resultar curiosa l'existència d'aquestes síndromes, i no tan sols per la seva "peculiaritat", sinó també pel que representen, ja que són síndromes causades per afectacions en diferents àrees cerebrals: és a dir, hi ha àrees del cervell especialitzades en cadascuna d'aquestes característiques de la música. Com el llenguatge.

    Ja coneixeu la meva petita obsesió per consultar al PubMed tot el que puc (bé siguin GFPs, ulleres, o bàsquet). En aquesta ocasió tampoc m'he pogut controlar i, com de costum, la cerca m'ha proporcionat resultats interessants:

    • El abolero. En aquest treball, el grup d'investigació croata que el signa estudia l'estat del cervell de Maurice Ravel els seus darrers cinc anys de vida, quan aquest compositor va desenvolupar afàsia (disfunció en la parla), apràxia (incapacitat de realitzar moviments voluntaris), alèxia (dificultat en la lectura), agràfia (alteracions en l'escriptura) y amúsia... arribant a la conclusió de que l'hemisferi dret del compositor va ser el que li va permetre escriure, entre d'altres, el Concert per a la Mà Esquerra (cosa que no deixa de tenir certa lògica irònica).
    • Cec y mut... però músic fins el final. Jean Langlais (1907-1991) era un organista cec al qual un infart el deixà afàsic i incapaç de llegir Braille. Però mai va perdre la seva oïda musical ni la seva capacitat de tocar melodies a l'òrgan.
    • L'espai musical. Segons aquest article les persones amúsiques presentarien, a més, alteracions en la percepció espacial. Si és que les descràcies mai vénen soles...


    Llegir l'article sencer

    18/11/08

    Premis 20blogs

    Bé, ja ha finalitzat l'edició d'enguany dels premis 20blogs.

    Abans de res, volem felicitar al guanyador de la categoria de Ciència i medi ambient: La lógica del titiritero.

    El nostre blog ha quedat a la posició 87.. amb 1 vot! Gràcies Tito! No saps què significa tenir un vot en una edició com aquesta... bé, de fet, sí ho saps! La caricatura existencialista en té 4.. felicitats!

    I de cara al any vinent, a millorar els resultats. És clar que sí!


    Llegir l'article sencer

    16/11/08

    Des de quan els humans parlem (de ciència)?

    Avui vull parlar-vos d'un llibre que tinc des de fa temps, però que d'altres lectures van anar endarrerint la seva: Hablemos de Ciencia de José Manuel Nieves. Aprofitaré, a més a més, per comentar-vos un article comentat al final del llibre sobre com estudiar si els homínids ja extingits parlaven o no.

    Però comencem pel llibre...

    El llibre: Hablemos de Ciencia
    Aquest llibre és el primer de la col·lecció de divulgació científica Conversaciones de Ciencia d'EDAF, el catàleg de la qual podeu consultar aquí.

    Al llibre de José Manuel Nieves esn trobem amb un repàs per diferent àrees de les Ciències (Univers, Estrelles, la Terra, la Matèria, la Vida i l'Home). El llibre està escrit en un estil altament accesible, profusament il·lustrat amb fotografies i gràfics; diferent del que entenem com a llibres de divulgació (si més no els no anglosaxons). A més, a més s'afegeixen explicacions d'actualitat de cadascun dels camps esmentats.

    La veritat és que amb una presentació com aquesta, estic frissant per aconseguir algun dels altres llibres de la col·lecció i veure si aconsegueixe mantenir el nivell que aquest ha marcat. Perquè si és així, pagarà la pena.

    L'article: Homo heidelbergensis, Allo? Allo?
    A l'apartat de l'Home, José Manuel Nieves ens situa en el punt en què es troba un dels debats més candents de l'evolució humana... quan van començar els humans a parlar? És una característica exclusiva dels H. sapiens? Si no és així, quines altres espècies d'Homo la presentaven?

    La qüestió no és simple, ja que els indicadors d'un llenguatge articulat no fossilitzen amb facilitat. S'ha intentat abordar l'estudi d'aquesta qüestió des d'estimacions de la mida de les zones del cervell responsables de la interpretació del llenguatge, passant per l'estimació de la posició de l'aparell fonador a la laringe... L'article del que vull parlar-vos proposava un nou enfocament a aquest problema i va aparèixer al PNAS del 20 de maig de 2004, és a dir, que ja es pot considerar tot "un clàssic", i va ser desenvolupat i signat per l'equip d'Atapuerca (I. Martínez, M. Rosa, J.-L. Arsuaga, P. Jarabo, R. Quam, C. Lorenzo, A. Gracia, J.-M. Carretero, J.-M. Bermúdez de Castro, and E. Carbonell).

    En aquest treball es va decidir no mirar a l'emisor sinó al receptor. De què serveix que hom parli si cap persona l'escolta? Els humans tenim els ossos de la nostra oïda interna "sintonitzats" per tal de captar freqüències entre els 1 i els 4 kHz, les freqüències en les que trobem la nostra parla. Els ximpanzés tenen les seves oïdes "sintonitzades" a freqüències properes o bé a 1 kHz o bé a 8 kHz. Comptant amb els resultats d'estudis de mesures físiques dels ossos d'aquestes espècies es va poder inferir a quines freqüències estaven adaptats les oïdes dels cranis dels Homo heidelbergensis trobats a la Sima de los Huesos (Atapuerca). I aquests presentaven una bona "afinació" a 2-4 kHz. Es parlaven entre ells? El que sí és segur és que podien escoltar-se si ho feien.

    Els Homo heidelbergensis es situen al camí evolutiu que porta cap als neandertals. D'aquest fet, per tant, podríem deduir un parell de cosetes interessants:

    1. Els neandertals, el seus descendents, també presentarien aquesta afinació. És a dir, els neandertals podrien parlar o no (jo crec que sí), però el que és segur és que "sentien" el que parlaven els sapiens que van arribar a Europa... entendrien el que deien? Van aprendre altres idioes? Se'm posa la pell de gallina.
    2. Si aquest homínid, allunyat del camí evolutiu que va portar fins a nosaltres, presenta aquesta "sintonització" podem inferir que aquesta característica ja es trobava a l'espècie ancestral comú a neandertals i sapiens, que podria ser l'Homo antecessor... i per què o abans, a Homo erectus?
    Particularment em fascina la idea de que durant uns milenis van conviure diferents espècies d'humans parlant-se entre ells, comunicant-se, intercanviant materials, productes, idees, temors... és una imatge massa bucòlica? Creieu que els sapiens atacarien abans de preguntar? O preguntarien abans de.... què? A qui li preguntem?

    Amb tantes oïdes, seria una llàstima que no hi hagués hagut una infinitud de paraules.


    Llegir l'article sencer