Publicado en 2º Bachiller, Biología, Recursos

2n Batxillerat Biologia

BIOLOGIA 2N BAT

Introducció

PRESENTACIÓ DE LA MATÈRIA  ( continguts i guia disseny experimental)
Activitat final 1r BAT  
(Pauta activitat disseny)

Bloc 1 : GENÈTICA

A-  PRESENTACIONS UTILITZADES A CLASSE

  1.  Presentació Genètica

B- ACTIVITATS PER A PRACTICAR

  1. Repas problemes genètica 16-17
  2. Recull problemes de genètica pau ( enllaç a les pautes )


C- ACTIVITATS PER A PREPARAR L’EXAMEN

  1. Examen 1 genètica ( curs 18-19) ( enunciats)

D- VÍDEOS

E-ALTRES

Bloc 2 : ECOLOGIA 

A-  PRESENTACIONS UTILITZADES A CLASSE

  1. Ecologia  tema 7 (EStructura dels ecosistemes )
  2. Ecologia  tema 8 (Dinàmica dels ecosistemes)

B- ACTIVITATS PER A PRACTICAR

  1. Mots encreuats sobre relacions interespecífiques. 
  2. Test sobre el tema 7
  3. Solució exercici 48 pàgina 164
  4. Solució exercici 49 pàgina 164
  5. Exercicis pau repas ecologia : ratpenat , xarxa tròfica


C- ACTIVITATS PER A PREPARAR L’EXAMEN

D- VÍDEOS

E-ALTRES

Bloc 3 : MICROBIOLOGIA

A-  PRESENTACIONS UTILITZADES A CLASSE

  1. Classificació éssers vius
  2. Els bacteris
  3. Diversitat bacteriana
  4. Els virus

B- ACTIVITATS PER A PRACTICAR

  1. Activitat mecanismes parasexuals (completar textos) (és una mica complicat )
  2. Activitat morfologia  bacteris i reproducció (activitats 2, 5,6 i 8 de la pagina que surt)
  3. Definició d’un virus
  4. Identificació parts d’un bacteriòfag
  5. Clasificació de virus segons la càpsida
  6. Cicle lític i lisogènic

C- ACTIVITATS PER A PREPARAR L’EXAMEN

  1. Test
  2. Mots encreuats

D- VÍDEOS

  1. Bacteris en 3D
  2. Bacteri en divisió
  3. Mecanismes parasexuals
  4. Virus infectant bacteri
  5. Infecció del virus de la grip 
  6. Tinció Gram

E-ALTRES

  1. La SIDA

Bloc 4 :IMMUNOLOGIA

A-  PRESENTACIONS UTILITZADES A CLASSE

  1. La immunitat (completa amb tots els apartats)
  2. Anomalies sistema immunitari (tema 11)

B- ACTIVITATS PER A PRACTICAR

  1. Situa els òrgans limfàtics sobre el cos humà 
  2. Supermega mots encreuats sobre immunitat (20 paraules !)
  3. Diferències limfòcits T i limfòcits B 
  4. Sopa de lletres ( cel·lules del S.I.)
  5. Test Kahoo.it 


C- ACTIVITAS, SIMULACIONS…

  1. Investiga una vacuna contra la malària (xplorehealt)
  2. Materials TIC Lourdes Luengo ( aneu a l’apartat 18-19 Immunitat)

D- VÍDEOS I ENLLAÇOS INTERESSANTS

  1. Animacio on es resumeix l’actuació del S.I.
  2. Animació S.I.
  3. Vídeo : glòbul blanc perseguint bacteri
  4. Vídeo : com es fan anticossos monoclonals
  5. Vídeo : elaboració de vacunes
  6. Vídeo : imatges S.I. en 3D
  7. Vídeo : sensibilització i al·lèrgies


E-ALTRES

  1. Esquema general immunitat (visió general)
  2. Esquema immuno 1 ( imatges del tema )
  3. Resum tema 11 (malalties S.I.)
  4. Apunts Immunologia 

Bloc 5 :METABOLISME

A-  PRESENTACIONS UTILITZADES A CLASSE

  1. INTRODUCCIÓ AL METABOLISME
  2. ELS ENZIMS (tema 1 dels llibre, solament els continguts PAU)
  3. EL CATABOLISME (tema 2 del llibre)
  4. RESUM METABOLISME (PREPARACIÓ PAU) 

B- ACTIVITATS PER A PRACTICAR

  1. Definició de catabolisme  
  2. Reaccions del catabolisme 
  3. Esquema general catabolisme
  4. Crucigrama conceptos basicos metabolismo (castellà) 
  5. Activitats interactives catabolisme i anabolisme 
  6. Mapa conceptual fotosíntesi 
  7. Fase lluninosa
  8. La fotosíntesi
  9. Definició de quimiosíntesi
  10. Esquema general del metabolisme en plantes
  11. Test de 20 preguntes sobre la fotosíntesi
  12. Test metabolisme de glúcids


C- ACTIVITATS PER A PREPARAR L’EXAMEN
     ANIMACIONS

    1. Reacció enzimàtica
    2. Especificitat dels enzims
    3. Inhibició enzimàtica
    4. Glicòlisis
    5. Krebs
    6. Cadena respiratòria
    7. Glícolisi (més detall)
    8.  Krebs (més detall)
    9. Cadena respiratòria (més detall)
    10. Fase lluminosa fotosíntesi
    11. Més Fase lluminosa
    12. Cicle de Calvin

  D- VÍDEOS 

  1. La fotosíntesi ( visió general) 
  2. Fase lluminosa fotosíntesi


E- ALTRES

  1.  Pràctica CATALASA (GUIÓ DE LAB)
  2. Test Kahoot.it ( metabolisme)

Bloc 6 : EVOLUCIÓ

A-  PRESENTACIONS UTILITZADES A CLASSE

  1. Evolució 1 (Teories i proves )
  2. Evolució 2 (Genètica poblacions i especiació)

B- ACTIVITATS PER A PRACTICAR

C- ACTIVITATS PER A PREPARAR L’EXAMEN

D- VÍDEOS 

  1. Darwin i la teoria de l’evolució (un resum) 
  2. Viatge de Darwin 
  3. Darwin i les illes Galàpagos 


E-ALTRES

Bloc 7 : Biomolècules I (Glúcids, Lípids )

A-  PRESENTACIONS UTILITZADES A CLASSE

  1. Els glúcids
  2. Els lípids 
  3. Repàs fòrmules i lab biomolècules  

B- ACTIVITATS PER A PRACTICAR 
GLÚCIDS

  1. Mots encreuats glúcids
  2. Classifica els glúcids 
  3. Identifica glúcids 
  4. Formes de representar monosacàrids 
  5. Relaciona substàncies amb els glúcids 
  6. Completa un text sobre la cel·lulosa 

LÍPIDS

  1. Test sobre els lípids
  2. Més test  

  C- ACTIVITATS PER A PREPARAR L’EXAMEN

  1.  Autoavaluació 
  2. TEST KAHOOT.IT (biomolecules)

D- VÍDEOS

E- TREBALLS

F- ENLLAÇOS INTERESSANTS
 

G-ALTRES

Bloc 8 :BIOTECNOLOGIA

A-  PRESENTACIONS UTILITZADES A CLASSE

  1. Biotecnologia  i Transgènics ( continguts PAU)

B- ACTIVITATS PER A PRACTICAR

C- ACTIVITATS PER A PREPARAR L’EXAMEN

D- VÍDEOS

E-ALTRES

Bloc 9 : DISSENY EXPERIMENTAL

A-  PRESENTACIONS UTILITZADES A CLASSE

B- ACTIVITATS PER A PRACTICAR

  1. Document guia per fer dissenys experimentals (resum)
  2. Document complet elaborat per l’equip de coordinació de les PAU.

C- ACTIVITATS PER A PREPARAR L’EXAMEN

  1. Fem un disseny ( plantes en terrenys tòxics)
  2. Disseny barrinador

D- VÍDEOS

E-ALTRES

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Las 5 preguntas más importantes sobre CRISPR/Cas9

La novedosa técnica está revolucionando la ingeniería genética. Pero ¿resultan las tijeras moleculares CRISPR/Cas9 tan ventajosas como prometen?

La técnica de edición genética CRISPR/Cas9 funciona como unas tijeras selectivas que cortan y modifican cualquier secuencia del genoma con una gran precisión y eficacia. Pero ¿resultan siempre fiables? [iStock/vchal]

La ingeniería genética está experimentando un impulso renovador. Una década después del Proyecto del Genoma Humano, que no rindió todos los frutos esperados, ha irrumpido una técnica cuyas posibilidades parecen infinitas. CRISPR/Cas9, unas tijeras moleculares que modifican el ADN en puntos escogidos con una precisión sin precedentes, está generando nuevas esperanzas. La estrategia ya está revolucionando todas las áreas de la ingeniería genética, y se considera indiscutible que sus descubridores serán merecedores de un premio Nobel. No obstante, el método no se halla exento de problemas. Los efectos no deseados que puede provocar, las limitaciones técnicas y las objeciones éticas representan importantes obstáculos de la edición genética.

¿Cómo funciona CRISPR/Cas9?

La técnica de edición genética CRISPR/Cas9 se basa en un complejo sistema inmunitario de las bacterias que les protege contra los virus. Se trata de una inmunidad adquirida, o adaptativa, que «recuerda» las secuencias de ADN de los patógenos de ataques anteriores y corta su ADN en caso de una nueva infección.

Es precisamente esta combinación de reconocimiento y corte la que utiliza la técnica CRISPR/Cas9. En la variante más simple, se inyecta en la célula ARN que codifica una proteína llamada Cas9 y una secuencia de reconocimiento. La célula emplea el ARN para sintetizar la proteína, la cual se pone a trabajar junto con el ARN de reconocimiento añadido: Cas9 corta el ADN de doble cadena exactamente donde el fragmento de ARN asociado le indica que lo haga. Dado que es posible sintetizar artificialmente cualquier secuencia de ARN, tal combinación permite cortar cualquier genoma en cualquier lugar, al menos teóricamente.

Las llamadas secuencias CRISPR, presentes en el material genético de las bacterias, se conocen desde la década de 1980. El microbiólogo Francisco J. M. Mojica, de la Universidad de Alicante, contribuyó en una parte fundamental a su descubrimiento y denominación. La abreviatura significa «repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente espaciadas», es decir, secuencias palindrómicas cortas repetidas que están separadas por otro material genético y que con frecuencia aparecen en el genoma en ubicaciones específicas. Resultó que el material genético que había entre las secuencias repetidas a menudo procedía de virus, lo que permitió deducir que CRISPR correspondía a un sistema que permitía a las bacterias defenderse de ellos.

Más tarde, se observó que todas las bacterias con dicho sistema presentaban, en la vecindad de CRISPR, unos genes asociados que se denominaron cas. Estos constituyen el elemento esencial de la defensa antivírica. El sistema CRISPR de la bacteria «cosecha» ADN vírico e integra partes de él entre las secuencias repetidas del genoma bacteriano. Como resultado, la célula produce ARN complementario del ADN vírico y lo ensambla con proteínas Cas. Si un virus intenta infectar de nuevo la célula con este ADN, el ARN «reconoce» el genoma del virus y, a continuación, las proteínas Cas lo cortan para que no vuelva a causar daños.

El origen de la técnica de edición genética se basa en el descubrimiento de que las proteínas Cas cortan cualquier ADN siempre que se les proporcione un ARN de reconocimiento adecuado, y esto es lo que hace CRISPR/Cas9. Después del corte, se confía en los mecanismos naturales de reparación de la célula, los cuales se ponen en marcha de forma espontánea.

Si en ese momento solo las dos partes del genoma se hallan separadas, interviene un mecanismo de reparación celular que las vuelve a conectar, aunque a menudo resulta impreciso y produce los llamados indeles, pequeños fragmentos de ADN que se insertan o eliminan en el punto de corte y que pueden inutilizar los genes implicados. Sin embargo, cuando el ADN flota libremente en la célula con los dos cabos sueltos, interviene otro sistema más precciso, denominado reparación por recombinación homóloga (HDR), que los vuelve a conectar y da lugar a cambios específicos en el genoma.

¿Cuáles son los problemas éticos?

Los expertos han estado debatiendo desde hace tiempo sobre los problemas éticos fundamentales asociados a la modificación genética en los seres humanos. Pero hasta ahora el debate había sido puramente hipotético, ya que los procedimientos eran demasiado burdos e imprecisos como para poderlos trasladar en serio en ensayos con humanos. Pero la edición genética permite en principio introducir cambios en el genoma con una elevada precisión. De hecho, ya en 2015, varios grupos de trabajo chinos informaron de que, mediante el método CRISPR/Cas9, habían intentado eliminar de embriones humanos ciertas enfermedades hereditarias. Reparar genes que provocan dolencias es actualmente la aplicación más obvia en los humanos, puesto que nadie puede objetar en contra de sus fines terapéuticos.

¿O en realidad sí? Los críticos temen que tales procedimientos hagan posponer aún más la definición de «defecto genético» hasta que todas las variantes genéticas, excepto las más necesarias, se consideren defectuosas y, por tanto, necesiten ser reparadas. El bebé de diseño, hecho a medida, el tema de muchas consideraciones más o menos útiles sobre la ética de las modificaciones en la línea germinal, aparecería así bajo el pretexto de la curación.

Sin embargo, el problema más urgente no son las posibles consecuencias de los bebés de diseño, sino, en primer lugar, las consecuencias que tales experimentos tendrán en vista del conocimiento extraordinariamente incompleto que se tiene de los efectos genéticos reales. Las investigaciones para crear un bebé «a medida» pueden conllevar décadas, pero no está claro si tal espera disuadirá a todo el mundo. Quizás tales experimentos simplemente se prohíban, como sucedió con unos experimentos de 2015 en los que se aumentaba la capacidad infecciosa de ciertos virus.

Por el contrario, la eliminación de enfermedades hereditarias ya se halla en la agenda. En algunos casos, la corrección de un solo un gen, o tal vez un solo alelo, probablemente será factible pronto. La mayoría de los expertos consideran que esta opción es éticamente justificable. Sin embargo, incluso en este caso existe el riesgo de que la intervención pueda tener consecuencias imprevisibles a largo plazo si, por ejemplo, el gen corregido se transmite a los descendientes y tiene en ellos efectos que nadie había previsto. En tiempo reciente, el sorprendente anuncio de un investigador chino de que había ayudado a nacer dos gemelas con el genoma editado para protegerlas del VIH despertó una enorme controversia.

En la actualidad, CRISPR/Cas9 y otros métodos relacionados ya están revolucionando todos los ámbitos en los que pueda tener interés la modificación genética. La edición genética resulta más fácil y más precisa que cualquier otra técnica diseñada hasta ahora. Pero, ante todo, debe quedar claro qué se entiende por un «organismo modificado genéticamente»: ¿lo es aquel con un gen modificado mediante CRISPR/Cas9 en un solo lugar? ¿O este simplemente ha incorporado una nueva variante a su acervo génico natural? ¿Es un cerdo sin sus retrovirus endógenos como cualquier otro cerdo?

Resultará interesante ver la reacción de los consumidores cuando tales organismos ocupen los estantes de los supermercados como productos que se hallan en el umbral entre lo «natural» y lo «artificial». En ese momento, a más tardar, la verdadera cuestión técnica de la definición de ingeniería genética se volverá emocional. Muchas personas no desean ver nada en su plato que esté «modificado genéticamente»; pero para ello será necesario reconocer los organismos modificados, incluso si sus genes cambiados no difieren de las variantes naturales y, por lo tanto, también pueden hibridarse con organismos inalterados. Tal transparencia difícilmente sería posible con el sistema actual, sobre todo por lo que se refiere el ganado.

Análisis de ADN por electroforesis en gel. Las proteínas Cas pueden cortar cualquier ADN siempre y cuando se aporte también el ARN de reconocimiento apropiado. Después, uno debe confiar en los mecanismos naturales de reparación de la célula. [iStock/Bill Oxford]
Análisis de ADN por electroforesis en gel. Las proteínas Cas pueden cortar cualquier ADN siempre y cuando se aporte también el ARN de reconocimiento apropiado. Después, uno debe confiar en los mecanismos naturales de reparación de la célula. [iStock/Bill Oxford]

Las consideraciones éticas en torno a CRISPR/Cas9 abordan también/ el equilibrio entre los beneficios buscados y los riesgos de la técnica, como la posibilidad de modificar lugares no deseados del genoma. Los ecosistemas también pueden verse amenazados cuando se liberan en el medio silvestre mosquitos o productos agrícolas modificados genéticamente. Tampoco está claro cuál es el riesgo de que el material genético modificado salte a otras especies. Por otro lado, es difícil predecir las consecuencias de renunciar a la técnica cuando esta pretende curar una enfermedad. En ese caso, oponerse a la poderosa CRISPR/Cas9, a pesar de sus inconvenientes fundamentales, no resulta menos controvertida.

¿Cuáles son las limitaciones de CRISPR/Cas9?

En su origen biológico, CRISPR/Cas9 es un instrumento de destrucción: una rotura en una doble hebra representa una intervención bastante drástica del genoma y, a menudo, no puede repararse sin dejar un daño permanente. Esta propiedad puede resultar útil cuando se pretende incapacitar un gen mediante los denominados indeles: pares de bases que se eliminan o se añaden y hacen que la sección del genoma resulta ilegible. Desafortunadamente, a veces también se producen indeles cuando se incorpora ADN adicional a través del sistema de reparación HDR.

Si se necesita practicar una modificación genética de alta precisión, como en las terapias génicas, las roturas de doble cadena del sistema CRISPR original son, por lo tanto, un problema fundamental que uno desea evitar. Las nuevas variantes de CRISPR/Cas9, por ejemplo, cortan solo una hebra, lo que reduce notablemente los indeles en lugares no deseados del genoma y mejoran mucho la precisión de la técnica.

Aun así, nunca pueden evitarse del todo los cambios no deseados del sistema CRISPR/Cas9, los que se producen en lugares del genoma distintos del que se pretendía. Estos pueden tener lugar porque la enzima de corte Cas9 funciona incluso si el ARN de reconocimiento difiere de la secuencia de ADN en hasta cinco lugares. Tales errores son extaordinariamente difícíles de identificar después. O puede suceder el efecto contrario en genes que supuestamente han sido inactivados: si bien la mutación deseada se incorpora en el lugar adecuado del genoma, el gen sigue «leyéndose» correctamente.

La actual técnica de CRISPR/Cas9 también presenta otros problemas. Aunque puede cortar con precisión una ubicación definida del genoma, necesita que en la proximidad exista una secuencia de genes específica que no puede seleccionarse a voluntad. Este es el caso en la mayoría de los genomas, si bien no en todos (y, naturalmente, nunca en el que uno está trabajando). Además, la maquinaria CRISPR/Cas es muy voluminosa, por lo que resulta difícil introducirla en las primeras células embrionarias de los mamíferos: el gen cas y el ARN reconocimiento son simplemente demasiado grandes para los «transportadores» genéticos que se emplean habitualmente, los virus que introducen el material genético en la célula de interés. El ARN debe inyectarse directamente, lo que limita la eficacia.

De hecho, uno de los parámetros más importantes de una técnica de edición genética es su eficacia; dicho de otro modo, en qué proporción el genoma objetivo se modifica de la manera deseada. Ninguna de las tijeras genéticas utilizadas hoy en día garantizan que cumplan su misión; de hecho, la probabilidad de que lo hagan es relativamente baja, incluso en algunas de las aplicaciones más prometedoras. CRISPR/Cas9 no participa en realidad en la edición del gen de interés. Esta se produce de forma más o menos aleatoria. En las células madre humanas pluripotentes inducidas, por ejemplo, la eficacia de CRISPR/Cas9 es de entre el 2 y el 5 por ciento. En otros sistemas, como el de los embriones de pez cebra, la probabilidad de una mutación exitosa es a veces superior al 70 por ciento, aunque la terapia génica para las enfermedades hereditarias de los peces no constituyen un mercado muy grande.

¿Cuáles serán las aplicaciones futuras de CRISPR/Cas9?

En la investigación biotecnológica, CRISPR/Cas9 ha alcanzado una excelente posición como herramienta de ingeniería genética. Incluso se ha ido más allá con versiones nuevas que permiten regular de forma específica la actividad de los genes en el laboratorio. Para ello, se utiliza una proteína Cas9 inactivada, que se adhiere solo firmemente a fragmentos concretos de ADN. Si tal proteína se une a un dominio promotor, la actividad del gen correspondiente aumenta. Si, en cambio, bloquea la secuencia del gen en sí, el sector del genoma correspondiente deja de traducirse en ARN. Con la ayuda de diferentes proteínas unidas a sistemas Cas9 inactivos, ahora también es posible explorar los efectos epigenéticos, por ejemplo, marcando mediante fluorescencia la posición espacial de ciertas secuencias. Por medio de enzimas asociadas que escinden o unen grupos metilo o acilo, tales sistemas CRISPR/Cas9 también pueden alterar la epigenética de las células.

Pero, sobre todo, CRISPR/Cas9 se utiliza en la actualidad para crear de forma muy eficaz organismos modificados genéticamente, aquellos en los que un determinado gen se ha modificado, insertado o inactivado a través de una mutación. Tales procedimientos son mucho más antiguos que CRISPR. En 2007, por ejemplo, los inventores de la denominada inactivación (knockout) genética fueron galardonados con el premio Nobel de fisiología o medicina. No obstante, la técnica CRISPR/Cas9 es más rápida, más barata y más versátil que los métodos anteriores. En el laboratorio también puede solucionarse uno de los problemas principales de CRISPR: el tamaño requerido del ARN. En la actualidad, por ejemplo, existen varias razas de ratones que son portadoras de la proteína Cas9 en su propio genoma; tan pronto como llega a la célula una determinada señal molecular, como el ARN de reconocimiento correspondiente, la molécula se mantiene a la espera para alterar el genoma.

Editar genes en embriones para evitar ciertas enfermedades graves sería la aplicación más obvia de CRISPR/Cas9 en los humanos. La principal objeción actual son los efectos no deseados que puede provocar la técnica debido a posibles errores en el corte y en los mecanismos de reparación celular posterior. [iStock/Henrik5000]
Editar genes en embriones para evitar ciertas enfermedades graves sería la aplicación más obvia de CRISPR/Cas9 en los humanos. La principal objeción actual son los efectos no deseados que puede provocar la técnica debido a posibles errores en el corte y en los mecanismos de reparación celular posterior. [iStock/Henrik5000]

También están en curso los primeros organismos modificados cuyo objetivo, más allá de la investigación básica, tiene aplicaciones prácticas. De esta manera, si los planes de los científicos tienen éxito, en el futuro se producirán mejores modelos animales para varias enfermedades humanas, y también se desarrollarán cultivos y animales con ciertas características, como mosquitos Anopheles resistentes a la malaria. Un ejemplo interesante es la eliminación, en del genoma del cerdo, de retrovirus potencialmente peligrosos, un requisito importante previo al plan de generar órganos humanos en animales.

Además, CRISPR/Cas9 ha hecho avanzar la técnica denominada impulso génico (gene drive), un mecanismo mediante el cual se hacen propagar con rapidez ciertos rasgos artificiales en poblaciones de animales silvestres. Ello resulta interesante para el control de mosquitos que transmiten enfermedades graves en algunas regiones. La investigación médica también ha puesto la atención en CRISPR/Cas9 como herramienta para luchar contra virus y bacterias patógenos, con el fin de realizar cortes precisos en el ADN de estos microorganismos e impedir que prosperen. Sin embargo, todavía no está del todo claro cómo transportar el ARN necesario a la ubicación deseada en una enfermedad real.

¿Qué alternativas existen a la técnica CRISPR/Cas9?

Una cosa es segura: a pesar de la sentencia en la disputa de patentes entre Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna, por un lado, y Feng Zhang, por el otro, la batalla por los beneficios del método CRISPR/Cas9 no ha hecho más que empezar. Debido al enorme potencial de la técnica, las regalías se cuentan en miles de millones. Pero, si se mira en perspectiva, quizá no. Mientras que la Universidad de California todavía está en condiciones de obtener al menos de una parte del pastel, varios grupos de investigación han estado explorando otras opciones a la técnica.

Porque CRISPR/Cas9, como hemos visto, tiene desventajas y limitaciones. La más importante es que las tijeras genéticas solo son, en realidad, adecuadas para realizar un corte en el ADN. Si uno desea incorporar nuevo material genético, debe confiar en la célula. En muchos casos, la técnica no es lo suficientemente eficaz como para modificar varios genes a la vez, como se desea. Además, CRISPR/Cas9 no corta en todos los sitios del genoma.

Por esta razón, los métodos que precedieron a CRISPR/Cas9 no se han abandonado del todo: tanto las TALEN como las nucleasas con dedos de zinc, dos tipos de tijeras genéticas más antiguas, todavía se utilizan en la ingeniería genética. Estos procedimientos son mucho más complicados. Sin embargo, si además de los inconvenientes de CRISPR/Cas9 persiste durante más años la incertidumbre sobre los derechos de licencia, los expertos podrían alejarse de CRISPR/Cas9, al menos en lo que se refiere a la investigación con posibles aplicaciones comerciales.

También continúan las investigaciones sobre otras opciones. En la primavera de 2016, un grupo de investigación chino publicó un trabajo que indicaba que una proteína llamada NgAgo hacía lo mismo que CRISPR/Cas9, incluso mejor. Pero los resultados demostraron ser prematuros. Igual que sucedió con el entusiasmo que despertó una proteína llamada lambda Red, que se le supone la capacidad real de editar genes y que ha sido investigada por Zhang, el pionero de CRISPR, durante 14 años sin mucho éxito.

Lars Fischer

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Francis Mojica, la fabada, los Nobel y Crispr-Cas9

Por @Wicho — 6 de Octubre de 2017

 

A veces vas a hacer un cocido y te sale una fabada, es lo que tiene la ciencia.          – Francis Mojica.

En los últimos años se ha hablado mucho de Michelle Charpentier y Jennifer Doudna como creadoras del método de edición de ADN conocido como Crispr-Cas9, por el que entre otras cosas han recibido un Premio Princesa de Asturias.

Es una técnica más rápida, barata y precisa que las anteriores. De las tres la precisión es la característica más relevante, pues nos da una herramienta más precisa que las anteriores para editar la información genética de una célula. Un ejemplo que suelo utilizar es que es como si en vez de tener que reparar el mecanismo de un reloj a martillazos ahora dispusiéramos de destornilladores, aunque quizás no aún destornilladores de relojero.

Pero el trabajo de Charpentier y Doudna se basa en el descubrimiento del mecanismo en sí por parte de Francis Mojica, quien este año estaba en las quinielas del Nobel de medicina y del de química por el descubrimiento, aunque finalmente no se llevó ninguno de ellos.

Mojica trabajaba a principios de los 90 con unas bacterias que viven en las salinas de Santa Pola llamadas Haloferax mediterranei para estudiar cómo reaccionaban a la salinidad del entorno cuando, casi por accidente, descubrió que eran capaces de incorporar a su propio ADN el de otras bacterias o virus que las atacan para inmunizarse contra ellos.

 Es uno de estos casos en los que la investigación básica –esa que muchos cometen el error de preguntar para qué sirve– nos ha levado a un descubrimiento con consecuencias potencialmente asombrosas.

Hay una muy buena entrevista con Mojica en «Hoy día, dar el Nobel a tres personas se queda corto seguro» en la que habla de cómo se produjo su descubrimiento, de investigación básica, y de cómo gestiona uno eso de ser «favorito» en la carrera por los Nobel.

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Científicos logran producir anticuerpos humanos específicos en laboratorio

Un grupo de investigadores ha logrado un método para desarrollar rápidamente anticuerpos humanos específicos en el laboratorio que puede ayudar a combatir enfermedades infecciosas y otras como el cáncer, según un artículo divulgado en la revista “Journal of Experimental Medicine”.

Este hallazgo podría acelerar la producción de anticuerpos para tratar un amplio espectro de enfermedades y facilitar el desarrollo de nuevas vacunas, indicaron los científicos.

La investigación fue liderada por el doctor argentino Facundo Batista, del Francis Crick Institute de Londres.

“En particular, debería permitir la producción estos anticuerpos en un periodo de tiempo más corto in vitro y sin la necesidad de vacunación o donación de sangre de personas recientemente infectadas”, apuntó Batista.

Actualmente, el método de desarrollo de vacunas implica la toma de muestras de la enfermedad y la creación de un antígeno mediante el crecimiento de los virus en células primarias, lo que supone conseguir estas muestras de donantes infectados y aislar luego el antígeno de las células usadas para crearlo.

Los investigadores liderados por Batista han logrado replicar este proceso en el laboratorio al producir anticuerpos específicos de estas células aislados de las muestras de sangre.

Pequeños fragmentos de ADN

Sin embargo, y además del encuentro con un antígeno concreto, las células necesitan una segunda señal para empezar a desarrollar estos anticuerpos, algo que puede conseguirse por pequeños fragmentos de ADN llamados CpG oligonucleótidos, que activan una proteína llamada TLR9.

Para ello, los científicos consiguieron producir anticuerpos específicos gracias al tratamiento de células impregnadas con nanopartículas con CpG oligonucleótidos y el antígeno apropiado en unos pocos días en el laboratorio.

Como consecuencia, el procedimiento no depende de que los donantes hayan sido expuestos a estos antígenos previamente, y se logró como ejemplo generar anticuerpos contra el VIH desde células aisladas por pacientes sin VIH.

Efefuturo

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“Saber de dónde provienen sus genes puede salvarle la vida”

Lluís Quintana Murci, genetista, director científico del Instituto Pasteur de París

Tengo 47 años: me siento mejor que a los 30 y mi abuela tiene 100, así que puedo llegar a ser muy feliz. Soy mallorquín, ahora francomallorquín y parisino, pero genéticamente de Oriente Medio. Y si me voy a investigar a algún otro sitio, será a Barcelona. Colaboro con la Fundació La Caixa-Palau Macaya

Genetistas generosos

La raza es una ilusión y toda pureza, una mezcla olvidada. Tampoco hay ni habrá genomas perfectos, porque el medio va cambiando y con él los genes, siempre tratando de adaptarse. Quintana busca qué genes y de qué poblaciones han dejado huella en nuestro genoma. Saberlo puede salvarnos la vida o ayudarnos, simplemente, a adelgazar. Y es que el gen que salvó a sus ancestros de morir de hambre hoy le predispone a engordar o el que les salvó de la malaria le hace a usted propenso a la anemia. Los arqueólogos de la genética rastrean nuestras herencias hasta los neandertales para saber de qué genes estamos hechos, cómo se expresan en nosotros y cómo lograr que nos sirvan. Son genetistas generosos para evitar genes egoístas.

Si descifro mi genoma, ¿sabré de qué puedo enfermar?

Bueno, no es tan sencillo. Veamos: nosotros somos los descendientes de los humanos que sobrevivieron a la peste, la tuberculosis, la gripe…

¿Y de qué nos sirve saberlo?

Eso quiere decir que estudiando la historia de nuestra genética, la genética de las poblaciones, podemos discernir en nuestro genoma los genes que nos han ayudado a sobrevivir a los patógenos y a las enfermedades infecciosas.

¿Cada vez tenemos mejores genes?

Mejores genes…¿para qué entorno? ¿Frente a qué enfermedades? No olvide que el medio va cambiando. El gen que ayudó a vencer un virus en la prehistoria hoy es un lastre frente a otro patógeno. El camino no es el de la perfección, sino el de la adaptación continua.

El gen que hizo resistente a tus ancestros en las hambrunas hoy te hace obeso.

Por eso no habrá nunca un ser humano genéticamente perfecto, porque cuando se adaptara a un medio, el medio ya habría cambiado.

¿De qué poblaciones estudian los genes?

De las actuales de europeos, africanos y asiáticos podemos reconstruir su genoma y discernir su procedencia.

Son ustedes arqueólogos genéticos.

Así podemos saber cómo se mezclaron nuestros antepasados y cómo se adaptaron a los climas que iban encontrando, los entornos y las enfermedades…y aplicarlo a la medicina hoy.

Si paramos a alguien en la calle y miramos su genoma, ¿encontraríamos todo eso?

Es una información de la que la gente no sabe que es portadora, aunque sea valiosa para su salud y bienestar. Y puede salvar su vida.

¿Cómo?

Un ejemplo que viví fue el de un estudiante de genética americano que desarrolló un cáncer y fue sometido a quimio, pero tuvo una recaída y meses después otra, y le dieron una probabilidad sobre diez de sobrevivir…

…Pero convenció a sus compañeros de laboratorio de que secuenciaran su genoma y en él detectó un gen que no estaba bien expresado y por eso la quimio no le estaba haciendo efecto. Así después pudieron adaptar el tratamiento a esa peculiaridad genética y salvar su vida.

Si todos secuenciáramos nuestro genoma, supongo que habría sorpresas.

Para empezar, que nuestros genes suelen provenir de poblaciones distintas de las que creemos pertenecer.

¿Usted es genéticamente mallorquín?

Para nada. Mi genoma proviene de Oriente Medio. Soy más bien oriental. Pero la genética es sobre todo una mezcla.

Y toda pureza es una mezcla olvidada.

Y a menudo desaparecida. Nosotros debemos al neandertal, por ejemplo, gran parte de nuestro sistema inmunológico…

¿Y eso es bueno o malo?

Ya le he dicho que nadie será nunca perfecto, porque las circunstancias van cambiando y lo único posible es ir adaptándonos. Tener un sistema inmunitario muy combativo era eficiente en la prehistoria para los neandertales, pero hoy en un medio a menudo muy aséptico como el que vivimos…

Todo está mucho más limpio, claro.

Acaba por convertirse en un foco de alergias, es decir, de enfermedades autoinmunes e inflamaciones, porque ya no necesitamos tanta protección y el sistema reacciona en exceso.

¿Y la arqueología de cada genoma puede descubrir nuestras alergias?

Sirve para prevenir muchas enfermedades y mejorar la respuesta clínica que les damos.

¿Medicina personalizada?

Yo prefiero hablar de medicina de precisión, porque personalizada da la falsa impresión de que la adaptamos a cada persona. En cambio, medicina de precisión significa que usamos lo que sabemos sobre tus bases genéticas y tus características, además del tipo de vida que llevas y otros factores, para anticipar cómo reaccionarás a un tratamiento.

Por ejemplo.

El centre Pasteur está muy interesado en la medicina de precisión en las vacunas.

Es su tradición investigadora.

Es decir, cómo la herencia genética de cada uno nos hace responder de manera diferente a cada vacuna. Aunque la mayoría responda bien, también hay quien responde poco o demasiado. Pero a las grandes farmacéuticas esa medicina de precisión no les gusta.

¿Por qué?

Porque lo rentable es el one shot for everybody: el mismo pinchazo para todos.

¿Falta mucho para la medicina de precisión generalizada?

Hace poco el genoma se tenía que estudiar a trozos y era carísimo. Hoy por 1.000 euros lo puedes tener entero y en seis meses se podrá conseguir por sólo 700 euros. Es una realidad.

¿En eso andan ustedes?

Nosotros estamos en la fase de producción masiva de genomas complejos de poblaciones humanas para relacionar esa diversidad genética heredada con sus fenotipos, con el modo en que se expresan en los individuos. Eso haremos durante los próximos diez años.

¿Qué utilidad tiene?

Saber la expresión última de la diversidad genética y cómo nos hace más altos, bajos, gordos, propensos a enfermedades o resistentes a algunos medicamentos.

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Publicado en 2º Bachiller, Artículos científicos, Biología

Resuelven el misterio de por qué envejecemos Por: Sarah Romero

¿Por qué no evolucionamos para vivir para siempre? Este es el motivo.
Científicos del Instituto de Biología Molecular de Mainz (Alemania) han hecho un gran avance en la comprensión del origen del proceso de envejecimiento, pues han descubierto que los genes pertenecientes a un proceso llamado autofagia –una fase esencial para la renovación celular- promueven la salud y la aptitud en los gusanos jóvenes, pero impulsan el proceso de envejecimiento en periodos posteriores.

Esta investigación nos ofrece así algunas de las primeras pruebas claras de cómo surge el proceso de envejecimiento, casi como un capricho evolutivo. Estos hallazgos también pueden tener implicaciones más amplias para el tratamiento de trastornos neurodegenerativos como el alzhéimer, el párkinson y la enfermedad de Huntington, donde está implicada la autofagia.

Los expertos, demostraron en un experimento con gusanos, que al promover la longevidad a través del cierre de la autofagia, se producía una fuerte mejora en la salud de todo el cuerpo neuronal y móvil en los gusanos más viejos.

¿Por qué existe el envejecimiento? ¿La evolución no debería haberse encargado de ello?

Como Charles Darwin explicó en su momento, la selección natural conduce a individuos más aptos para un entorno dado de cara a sobrevivir a la raza y transmitir sus genes a la próxima generación. Cuanto más fructífero sea un rasgo que promueva el éxito reproductivo, más fuerte será la selección para ese rasgo.

Siguiendo esta teoría, la selección natural debería dar lugar a individuos con rasgos que previenen el envejecimiento ya que sus genes podrían transmitirse casi continuamente, asegurando la transmisión de genes a siguientes generaciones. Sin embargo, estamos ante una contradicción evolutiva sobre la que se ha teorizado desde el S. XIX.

En 1953 George C. Williams proporcionó una hipótesis interesante que planteaba que el envejecimiento podía aparecer en una población de forma evolutiva si ciertos genes promueven el éxito reproductor en la juventud, pero luego tienen efectos negativos respecto al envejecimiento (pleiotropía antagónica); esto es, mientras los efectos negativos de las mutaciones que promueven el envejecimiento se den después de la etapa reproductora, la evolución corre un tupido velo ante estas consecuencias sobre la longevidad.
En resumen, si una mutación genética da como resultado más descendencia, pero acorta la vida, está bien.
Si bien esta teoría había sido demostrada matemáticamente y sus implicaciones demostradas en el mundo real, no existía evidencia científica que lo corroborase. Hasta ahora.
“Estos genes de pleiotropía antagónica no habían sido encontrados antes porque es increíblemente difícil trabajar con animales viejos. Fuimos los primeros es averiguar cómo hacer esto a gran escala”, comenta Jonathan Byrne, coautor del trabajo.
Analizando exclusivamente el 0,05% del genoma de gusanos, los científicos encontraron 30 genes que operan de modo antagonista (por lo que debe haber muchísimos más). Se trata de los primeros genes confirmados que promueven el envejecimiento única y específicamente en gusanos viejos.
Los expertos pudieron retroceder hasta la fuente de estas señales pro envejecimiento, localizándolas en el tejido neuronal. Al probar a desactivar estos genes en gusanos adultos se producía una fuerte mejora en el estado neuronal y en la salud de todo el cuerpo en general, lo que alargó la vida de los gusanos hasta un 50%.
“Imagine llegar a la mitad del camino en su vida y obtener una droga que le deje tan en forma y móvil como alguien de la mitad de su edad viviendo más tiempo, eso es lo que es para los gusanos”, comenta Thomas Wilhelm, coautor del estudio.
Aunque los autores aún no conocen el mecanismo exacto que provoca que las neuronas permanezcan saludables por más tiempo, este hallazgo podría tener implicaciones reales.

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Francisco Mojica recibe el galardón de Medicina más prestigioso de EEUU

El investigador de la Universidad de Alicante ha sido premiado por la creación de un notable sistema de edición de genes

El investigador español y profesor de la Universidad de Alicante (UA) Francisco Mojica ha sido galardonado con el Premio Albany, considerado el más prestigioso de los Estados Unidos en el ámbito de la Medicina.

Según ha informado la UA en un comunicado, Mojica ha sido uno de los cinco seleccionados para recibir el Albany Medical Center Prize in Medicine and Biomedical Research for 2017, el más prestigioso de Estados Unidos y uno de los más importantes del mundo, en Medicina e investigaciones biomédicas.

Los cinco investigadores (Mojica, Emmanuelle Charpentier, Jennifer Doudna, Luciano Marraffini y Feng Zhang) han jugado un papel destacado “en la creación de un notable sistema de edición de genes que ha sido llamado el ‘descubrimiento del siglo'”, según las mismas fuentes.

El premio reconoce las importantes contribuciones que han llevado a cabo los cinco premiados en el desarrollo de CRISPR-Cas9, una tecnología de ingeniería genética que aprovecha un proceso natural del sistema inmune bacteriano.

La tecnología ha revolucionado la investigación biomédica y ha proporcionado nuevas esperanzas para el tratamiento de enfermedades, principalmente las que tienen un componente genético.

El premio se entregará en próximo 27 de septiembre en una ceremonia que tendrá lugar en Albany, Nueva York.

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“Tenemos una herramienta que se puede usar para controlar la evolución humana”

Jennifer Doudna, coinventora de CRISPR Cas9, pide precaución en su uso

El descubrimiento hace cinco años de CRISPR Cas9, una tecnología que permite editar de manera sencilla el ADN de cualquier organismo, ha convertido a la bioquímica estadounidense Jennifer Doudna en una de las científicas más influyentes del mundo. La herramienta está siendo ya aplicada en el tratamiento de ciertos tipos de cáncer y enfermedades de retina. Para otro tipo de usos, como la manipulación de embriones humanos, Doudna pide responsabilidad y precaución a la comunidad científica.

En 2012 Jennifer Doudna (Washington DC, 1964) realizó, junto a su colega Emmanuelle Charpentier, uno de los descubrimientos más monumentales de la biología: una herramienta con la que se puede editar de forma sencilla y barata el ADN de cualquier organismo. Ahora, científicos de todo el mundo esperan que esta tecnología de corta-pega genético, denominada CRISPR Cas9, sirva para reescribir genes defectuosos de personas y permita tratar y curar enfermedades como el cáncer y el sida. También se habla de usos más polémicos como la manipulación de embriones y el diseño de bebés a la carta.

Este avance ha convertido a esta catedrática de Química y Biología Molecular de la Universidad de California (Berkley) en una celebridad científica, cuyo nombre suena para el Nobel. Ha recibido múltiples reconocimientos y premios. El último lo ha recogido recientemente en Madrid y le ha sido otorgado por la Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Biomedicina. Doudna ha compartido el galardón con Charpentier y con el biólogo español Francisco Mojica, descubridor de las secuencias CRISPR, un mecanismo de defensa incorporado en el ADN de los microorganismos para enfrentarse a los virus. La investigación pionera de Mojica fue la que abrió el camino para el desarrollo de CRISPR Cas9, reconoce la investigadora.

“La tecnología permite a las células reparar el ADN en un lugar preciso y hacer cambios en el código genético que hace que animales y plantas sean lo que son”

La tecnología CRISPR Cas9, que usted coinventó, permite hacer cambios precisos en el ADN. ¿Puede explicar cómo funciona esta herramienta revolucionaria?

Está basada en el sistema inmunitario de las bacterias, en la forma en la que estos microorganismos pueden encontrar y cortar el ADN del virus para defenderse de la infección. Lo que hemos hecho es aprovechar esa actividad fundamental y utilizarla como si fueran unas tijeras moleculares con un objetivo diferente: cortar ADN en células humanas, de animales, plantas, etc. Esta herramienta, que hemos llamado CRISPR Cas9, permite a las células reparar el ADN en un lugar preciso y hacer cambios en los genes, en el código genético que hace que los animales y las plantas sean lo que son.

Entre los usos más polémicos que se puede hacer de esta tecnología figura la manipulación de embriones humanos. ¿Qué opina de ello?

Mi opinión ha cambiado en los dos últimos años. Cuando desarrollamos esta tecnología pensé que no debería usarse para introducir cambios en el ADN de embriones humanos, pero me he dado cuenta de que se sabe muy poco sobre el desarrollo en sus primeras fases. En este momento, pienso que esta herramienta de edición genética puede ser de utilidad para entender qué genes son importantes en la división celular temprana y cuáles son necesarios para que los embriones estén sanos. Esto es lo que está haciendo, por ejemplo, el Francis Crick Institute, en Reino Unido, que utiliza la tecnología con fines de investigación, no para uso clínico.

¿Le inquieta el tipo de investigación que estén realizando en China con embriones humanos?

No sabemos realmente lo que se está haciendo en China en este ámbito. Me parecería inapropiado que cualquiera se apresurase en el uso de esta herramienta clínicamente para crear bebés que tengan cambios en el ADN. Esto plantea muchas cuestiones éticas y todavía no conocemos esta tecnología lo suficiente como para saber si va a ser segura para ese propósito. Por eso, creo que es prematuro.

“Me parecería inapropiado que cualquiera se apresurase en el uso del corta-pega genético clínicamente para crear bebés con cambios en el ADN”

¿Es la eugenesia una de estas preocupaciones?

Es uno de los temas que surgen cuando piensas en hacer modificaciones permanentes en el ADN de la especie humana. CRISPR Cas9 ofrece esa posibilidad, ya que permite realizar cambios en embriones que podrían ser heredados por futuras generaciones. Es algo muy profundo, tenemos una herramienta que se puede usar para controlar la evolución humana.

Suena bastante aterrador…

Lo que hace que CRISPR Cas9 sea una tecnología tan poderosa y a la vez cause temor es que es muy accesible y fácil de utilizar por los investigadores. Por ello, es difícil poner muchas regulaciones a su alrededor. Habrá que confiar en la responsabilidad de la comunidad científica y también en el trabajo de las distintas agencias reguladoras de los países.

¿No es difícil poner límites a la manipulación de embriones en casos en los que esta tecnología se aplicara, por ejemplo, para evitar el desarrollo de enfermedades genéticas hereditarias?

Mi mensaje subyacente es que todavía hay mucho trabajo por hacer para comprender completamente la tecnología y nuestro propio genoma humano. Tenemos que avanzar de manera deliberada y ética, pero a la vez no podemos impedir que la investigación mejore la calidad de vida de la gente. Muchas personas en todo el mundo ven a CRISPR Cas9 como una herramienta que podría ayudar a eliminar las enfermedades genéticas hereditarias que afectan grave y profundamente su vida. Tenemos la responsabilidad de participar en esa conversación, abrazar lo bueno de la tecnología y explorar la ciencia que hay detrás. Pero también actuar con precaución.

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Jennifer Doudna. / Olmo Calvo / SINC

“CRISPR Cas9 podría ayudar a eliminar las enfermedades genéticas hereditarias. Debemos participar en esa conversación y abrazar lo bueno de la tecnología”

¿En qué otras áreas habría que evaluar los límites éticos del uso de CRISPR Cas9?

Hay tres grandes áreas en las que creo que tenemos que evaluar muy proactivamente los límites éticos. Una es la ya mencionada de los embriones humanos. Otra es la agricultura, las plantas. Tenemos que entender cómo esta tecnología podría afectar a los cultivos e interactuar con los ecosistemas.

Y el tercer ámbito es lo que se denomina gene drive, que es usar la edición genética para introducir un rasgo genético en una población muy rápidamente. Por ejemplo, en insectos. La tecnología CRISPR ya está siendo usada en laboratorio para crear mosquitos que sean incapaces de propagar cierto tipo de enfermedades como malaria. Esto puede ser muy importante para detener esta plaga, pero también tener un impacto ambiental. Así que necesitamos un mayor conocimiento sobre el poder de esta herramienta y la mejor manera de regularla.

El corta-pega genético está siendo usado en terapias humanas muy precisas. Recientemente, científicos chinos lo han utilizado para cortar un gen que favorece el cáncer de pulmón y una firma de EE UU va a hacer un ensayo clínico para tratar enfermedades de retina con la tecnología. ¿Cómo valora estos avances?

Estoy muy emocionada con estos dos ejemplos. La oportunidad de usar edición de genes en combinación con inmunoterapia contra el cáncer de pulmón y otros tumores va a ser muy positivo, ya que va a hacer posible que este tipo de tratamiento sea aún más eficaz.

“La edición de genes en combinación con inmunoterapia contra el cáncer de pulmón y otros tumores hará que estos tratamientos sean más eficaces”

También creo que otro de los campos en los que la técnica puede funcionar muy bien es en el tratamiento de enfermedades de retina, porque ofrece el potencial de poder usar la edición genética en una zona muy localizada. No nos tenemos que preocupar de lo que sucede sistemáticamente en el cuerpo del paciente. Creo que será una terapia que podría desarrollarse muy rápido.

También se tienen muchas expectativas en tratamiento de enfermedades genéticas de la sangre…

Sí, esta área se está desarrollando muy rápidamente. Se podrían tratar enfermedades de la sangre, como la anemia de células falciformes, y otros trastornos genéticos que involucran células sanguíneas. En estos casos, sería posible extraer células de los pacientes, realizar la edición en el laboratorio, confirmar que está bien hecha y es adecuada, y volver a introducir las células en las personas. Esta es una perspectiva que está avanzando mucho, tanto en centros de investigación como en compañías.

Es increíble la explosión de centros de investigación y firmas de biotecnología haciendo cosas con CRISPR Cas9. ¿Le asusta o está esperanzada?

No me asusta en absoluto, pero creo que es importante evaluar que todos estos experimentos se estén haciendo de manera apropiada y regulada. Las terapias que acabamos de mencionar no implican cambios en el ADN que vayan a ser heredables por futuras generaciones. Estas tecnologías tendrán que ser evaluadas en el sentido de lo eficaces que sean para tratar enfermedades. No estamos hablando de cambios que afecten a la línea germinal.

“Ahora trabajamos en el desarrollo nuevos métodos para hacer llegar las células editadas a los tejidos de manera más eficaz”

Usted siempre dice que su descubrimiento está basado en la investigación fundamental. ¿En qué está trabajando ahora en el laboratorio?

Seguimos investigando la biología fundamental de las vías de CRISPR en bacterias. Hemos encontrado nuevos ejemplos de estos sistemas que tienen diferentes enzimas y pueden tener aplicaciones valiosas como tecnologías. Pero soy bióloga y realmente lo que me gusta es entender mejor la naturaleza y cómo las bacterias interactúan con los virus en su entorno, por eso continúo realizando esta investigación básica.

¿Y en el ámbito de aplicaciones?

Otra de las áreas en la que estamos trabajando tiene una orientación mucho más aplicada. Creemos que para que la tecnología CRISPR Cas9 sea útil –especialmente en terapias humanas, pero también en áreas como la agricultura– es preciso desarrollar formas eficaces de llevar estas moléculas editadas al interior de las células, es decir, de introducirlas en tejidos. Es un gran desafío y es algo en lo que estoy trabajando con colaboradores en el Innovative Genomic Institute que he puesto en marcha.

¿Qué opina de la sentencia que ha fallado a favor del Broad Institute en la disputa por la patente sobre los derechos de propiedad intelectual de CRISPR Cas9?

En EE UU esta disputa seguirá. La Universidad de California ha apelado la decisión y vamos a ver cuál es el resultado. En cualquier caso, estamos muy contentos porque la Oficina Europea de Patentes ha aprobado nuestra patente y también Reino Unido.

“Estamos muy contentos porque la Oficina Europea de Patentes ha aprobado nuestra patente y también Reino Unido. En EE UU esta disputa seguirá”

¿Ha afectado este conflicto a su trabajo de alguna manera?

La lucha por los derechos continuará por mucho tiempo y realmente no está afectando a mi trabajo. Esto es lo bueno de esta tecnología, que puede ser usada por los grupos de investigación sin ninguna preocupación por patentes ni licencias. Las empresas que estén trabajando con CRISPR Cas9 para un uso comercial sí tendrán que estar atentas en este asunto por el tema de licencias.

¿Cree que la política de la administración de Donald Trump va a repercutir en su investigación de alguna forma?

Estoy preocupada por la financiación pública de la ciencia en EE UU. Estamos ya viendo una reducción, que quizá sea sustancial, en esta partida que viene del Estado. Creo que esto va a ser una tragedia. La infraestructura científica que tenemos en nuestro país ha sido una verdadera fuerza motora de descubrimientos en el pasado. Los recortes van a tener un efecto terrible tanto para la economía como en los nuevos avances científicos. También en las tecnologías que podrían resolver problemas que afectan a la humanidad en el futuro.

“Estoy preocupada por la financiación pública de la ciencia en EE UU. Ya está habiendo una reducción en esta partida”

¿Cómo lo compara con la estrategia que siguió Obama en este ámbito durante su mandato?

Es una cuestión interesante. La administración demócrata de Obama apoyó mucho la investigación, pero tuvo que afrontar grandes retos en la economía que frenaron la expansión de la financiación pública durante su mandato. En el pasado, tradicionalmente, los distintos gobiernos republicanos, y ciertamente el congreso de ese partido, han dado mucho respaldo a la financiación estatal de la ciencia. De hecho, una de las mayores expansiones que ocurrieron en este ámbito en nuestro país fue con administraciones republicanas. Por eso, tengo alguna esperanza de que al menos nuestro congreso, que está dominado por el partido republicano, respete esto y aprecie la importancia de invertir en ciencia si quieren que la economía crezca y aumenten las oportunidades de empleo.

¿Qué opina de Francisco Mojica? Es nuestro héroe local en CRISPR…

Es un científico fantástico y una persona increíble. Ha estado en este campo más que nadie y su investigación fue una de las razones por las que mi laboratorio empezó a trabajar en CRISPR. Publicó un trabajo que mostraba que en las bacterias hay una secuencia en el ADN, que él denominó por primera vez CRISPR, que almacena una especie de memoria genética de pasadas infecciones víricas. Fue la primera evidencia de que las bacterias podrían tener un sistema inmunitario adaptado.

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Descubren que el agua no es un líquido, sino dos

Tiene dos fases líquidas con diferentes densidades y estructuras a bajas temperaturas

Ciencia

Descubren que el agua no es un líquido, sino dos

Tiene dos fases líquidas con diferentes densidades y estructuras a bajas temperaturas

Ilustración de las dos formas del agua líquida – Mattias Karlén
ABC.es Madrid27/06/2017 20:27h – Actualizado: 28/06/2017 09:58h. Guardado en: Ciencia

Para los que vivimos en el primer mundo, el agua es algo tan cotidiano que la obtenemos con solo abrir un grifo, pero ese líquido que nos resulta tan vulgar y corriente (claro como el agua, decimos) es mucho más complejo de lo que creemos. Muchas de sus propiedades son bastante extrañas. De hecho, se comporta de manera muy diferente a todos los otros líquidos en más de 70 propiedades como el punto de fusión, la densidad, la capacidad de calor… Precisamente, esas anomalías son un requisito para la vida tal como la conocemos.

Ahora, un equipo de la Universidad de Estocolmo (Suecia) ha descubierto algo sorprendente. Resulta que el agua no es un líquido, sino dos. Es decir, tiene dos fases líquidas con diferentes densidades y estructuras, según un estudio publicado en el último número en la revista especializada Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

«Descubrimos que el agua puede existir como dos líquidos diferentes a bajas temperaturas, donde la cristalización del hielo es lenta», dice Anders Nilsson, profesor fisioquímico y autor del estudio basado en experimentos con rayos X realizados en el Laboratorio Nacional Argonne cerca de Chicago (EE.UU.) y en el DESY de Hamburgo. El agua, por lo tanto, puede existir como dos líquidos diferentes.

«Los nuevos resultados dan un fuerte apoyo a que el agua a temperatura ambiente no puede decidir en cuál de las dos formas debe estar, a alta o a baja densidad, lo que da lugar a fluctuaciones locales entre estas», explica el también profesor fisioquímico Lars G.M. Pettersson. «El agua no es un líquido complicado, sino dos líquidos simples con una relación complicada», ha añadido.

El hielo amorfo

El estudio demostró la hipótesis de que el hielo, cuya forma más común en el sistema solar es amorfa, desordenada y existe en dos formas con una baja y una alta densidad que pueden intercambiarse, está relacionado con las formas de agua líquida de baja y alta densidad.

«He estudiado el hielo amorfo durante mucho tiempo con el objetivo de determinar si se puede considerar un estado vítreo que representa un líquido congelado», señala la investigadora Katrin Amann-Winkel. «Es un sueño -agrega- seguir tan detalladamente cómo un estado vidrioso del agua se transforma en un líquido viscoso que se transforma casi inmediatamente en un líquido diferente, incluso más viscoso, de densidad mucho más baja».

Además de la comprensión global del agua a diferentes temperaturas y presiones, el estudio también aclarará cómo el agua se ve afectada por sales y biomoléculas importantes para la vida. Según los investigadores, estos conocimientos son importantes para afrontar uno de los mayores desafíos de la humanidad en el futuro, que será purificar y desalinizar el agua en un mundo castigado por el cambio climático.

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