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En una granja en el estado de Utah, en Estados Unidos, un grupo de cabras están siendo ordeñadas. No parecen diferentes de otras de su especie, pero se trata de animales extraordinarios. Estas cabras son, en parte, arañas

La granja pertenece a la Universidad Estatal de Utah y es allí donde el profesor de genética Randy Lewis y sus colegas han logrado algo que parece ciencia ficción: cabras que producen en su leche seda de arañas, un material de alto valor comercial por su gran fortaleza y elasticidad.

La seda producida por las arañas está hecha de proteína. “Lo que hicimos fue tomar de las arañas el gen de la producción de seda y ponerlo en un segmento de ADN que copia exactamente las mismas secuencias de control de ADN en la cabra, de forma que la proteína en el gen que extrajimos sólo será elaborada en la ubre cuando la cabra produce leche”, explicó a BBC_Mundo Lewis, cuyo trabajo fue tema central esta semana en la serie de documentales Horizon.

Cuando se obtiene la leche, es preciso separar y filtrar por un lado los glóbulos de grasa y por otro la proteína. “Luego la concentramos, la precipitamos con una solución de sal y obtenemos proteína relativamente pura de seda de arañas, que puede hilarse”.

Las “cabras araña”, como se ha llamado a los animales, son ejemplo de un nuevo y polémico campo conocido como biología sintetica, un término amplio en el que se incluyen diversas formas de manipulación de ADN y fundamentalmente la introducción de nuevo material genético en un organismo.

Más fuerte que un chaleco antibalas

¿Por qué introducir material genético de arañas en cabras?

“Hemos venido estudiando la seda de las arañas durante más de 20 años, pero el problema es que las arañas no pueden colocarse en granjas. Son animales caníbales, se comen unas a otras y son muy territoriales y además elaboran tipos diferentes de sedas”, explicó Lewis.

En un comienzo los expertos de Utah intentaron introducir el gen de las arañas en bacterias, lo que funcionó bien en el laboratorio pero no es una opción ideal “si se busca producir kilos de seda en lugar de gramos”.

Los experimentos en Utah comenzaron en colaboración con una compañía canadiense, pero son actualmente un proyecto exclusivo de la universidad, aunque varias empresas han mostrado interés en el material.

La sede de arañas es entre tres y cuatro veces más fuerte que el Kevlar, el material utilizado en chalecos antibalas, y es más elástica que el nylon. “Además, como hay diferentes tipos de seda, podemos elegir qué propiedades queremos. Algunas tienen gran elasticidad, otras menos, algunas son más fuertes que otras, así que tenemos una gama de diferentes materiales que podemos generar”.

Lewis y su equipo esperan iniciar en un año las primeras pruebas, en animales, de potenciales aplicaciones médicas para la seda. “Por ejemplo, para reemplazar o reparar tendones y ligamentos o regenerar tejido óseo o para suturas. Algunos estudios sugieren que al introducirse en el cuerpo no causarían inflamación”. El material también se podría utilizar para la elaboración de bolsas de aire para vehículos, equipo deportivo y cuerdas de paracaídas. “Nos contactó por ejemplo una compañía que fabrica barcos de navegación a vela”, dijo Lewis.

Polémica

Hasta ahora el material no está disponible comercialmente porque no se han generado cantidades suficientes, pero Lewis y sus colegas esperan incrementar la producción en el corto plazo.

“Acaba de nacer una nueva generacion de cabras. En los últimos tres dias nacieron cinco bebés y esperamos comenzar el ordeñe en un par de días”, señaló el científico. Se utilizaron técnicas tradicionales de selección animal para llegar a una nueva generación con mayor rendimiento en la producción de leche. Algunas organizaciones como Amigos de la Tierra y ETC Group en Estados Unidos han expresado preocupación por las posibles consecuencias futuras e imprevistas de la biología sintética.

En Estados Unidos, el trabajo de Lewis está regulado por la agencia sobre salud y medicamentos (FDA, Food and Drugs Administration), así como por el Departamento de Agricultura. La leche, por ejemplo, sólo puede ser utilizada para esta investigación y las cabras no pueden entrar en contacto con otros animales. Al morir deben ser incineradas.

Para Lewis, su trabajo no es diferente en esencia de la selección animal tradicional que ha tenido lugar durante cientos de años. “Lo que hacemos no difiere de lo que realizaron los agricultores que comenzaron cruzando cabras hace siglos. En mi opinión es mucho peor lo que hacen los criadores de perros a veces, al cruzar un labrador con un animal mucho mas pequeño”. “En nuestro caso sólo hicimos un único cambio genético, sabemos exactamente cual es y cuáles son los resultados”.

Fuente: BBC Mundo. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Un equipo de científicos de Corea del Sur ha conseguido modificar genéticamente un cerdo para aumentar las posibilidades de que sus órganos sean utilizables en trasplantes a humanos, al reducir las posibilidades de rechazo

Según la Administración para el Desarrollo Rural, dependiente del Ministerio de Agricultura surcoreano, los investigadores han conseguido que el cerdo produzca un antígeno que rebaja las posibilidades de rechazo hiperagudo de un trasplante animal a un humano.

Este tipo de rechazo del sistema inmunológico se produce muy rápidamente y frustra el intento de trasplante en pocos minutos.

Los científicos apuntan a que el cerdo, bautizado con el nombre de Somang-i, tiene un gran valor porque podría cruzarse con otros animales de su especie también modificados genéticamente para explorar la viabilidad de trasplantes más duraderos.

Antecedentes esperanzadores

En 2009, Corea del Sur modificó con éxito otro cerdo, al que se puso el nombre de Xeno, que eliminaba de sus tejidos una de las enzimas causantes del rechazo agudo de órganos animales en el cuerpo humano.

El pasado año se consiguió añadir un nuevo gen en otro ejemplar de esa especie, bautizado como Mideumi, que reducía el riesgo de rechazo agudo del órgano trasplantado.

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Un equipo internacional de investigadores ha tenido éxito a la hora de crear una bacteria que posee ADN en el que la timina ha sido sustituida por un análogo sintético: 5-clorouracilo (5-Chlorouracil)

Esta base nitrogena es tóxica para los demás organismos. Como ya sabemos, todos el ADN usa cuatro bases nitrogenadas (adenina, citosina, guanina y timina) para almacenar la información genética. La doble hebra empareja la guanina con la citosina y la adenina con la timina y estructura la información por tríos de bases. El código genético universal para todos los seres vivos terrestres (o casi) asigna un aminoácido a cada triplete de esos. Para poder sustituir una de las bases por otra totalmente nueva y sintética, los investigadores implicados idearon un experimento en el que se guiaba la evolución de unas bacterias bajo condiciones controladas.

Una gran población de Escherichia coli se cultivó, durante un prolongado periodo de tiempo, en un medio en donde había un nivel sub-letal de 5-clorouracilo, que es un compuesto tóxico (muchos tóxicos lo son porque son muy semejantes a determinados elementos o compuestos biológicos, los remedan, pero no cumplen su función y producen problemas). Fueron seleccionando las variedades genéticas más tolerantes según aumentaban la concentración de este tóxico. Esto mantenía la presión de selección siempre constante.

Este proceso automático produjo una evolución a largo plazo en la que las bacterias se adaptaron genéticamente a ese medio ambiente tóxico de tal modo que ya no podían sintetizar el nucleótido timina de manera natural. Después de 1000 generaciones, los descendientes de la cepa original ya usaban 5-clorouracilo como un sustituto completo de la timina.

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Los científicos han identificado la secuencia genética de una cantidad sin precedentes de 28.000 variantes estructurales, grandes porciones del genoma humano que difieren de una persona a otra

En el mes en que la secuenciación del primer borrador del genoma humano cumple sus diez primeros años, un equipo internacional de científicos presenta en la revista Nature un “mapa” de la variabilidad genética humana mucho más detallado que todos los anteriores.

Desde 2001, el estudio de nuestra variabilidad genética —en particular las diferencias que hacen que algunos de nosotros seamos más susceptibles a ciertas enfermedades que otros— se basó en el análisis de mutaciones genéticas específicas, o SNP (Polimorfismo de nucleótido simple, en inglés Single Nucleotide Polymorphism). El método se generalizó debido a los avances técnicos en la secuenciación genética, y en la actualidad las empresas proponen a quien lo desee, por unos pocos cientos de euros, la lectura de un conjunto de un millón de sus SNP.

Sin embargo, el SNP no lo explica todo, y desde hace unos años se comenzó a notar que, además de las mutaciones puntuales, el genoma contiene mucha variabilidad estructural: fragmentos de ADN no actvos, duplicados o insertados al revés en el centro de la cadena de tres mil millones de letras del ADN humano. El nuevo “mapa” que ha presentado el equipo de Jan Korbel, del European Molecular Biology Laboratory (EMBL) en Heidelberg, y los científicos de Harvard, el Instituto Sanger (Reino Unido) y la Universidad de Washington, es el primer catálogo de todos estos tipos de variaciones.

Los científicos analizaron 185 genomas humanos secuenciados en el ámbito del Proyecto 1000 Genomas (colaboración internacional iniciada en el 2008) y se identificaron las secuencias de 28.000 variantes estructurales (SV, Structural Variants en inglés), grandes fragmentos del genoma que varían de una persona a otra. “Conocer la secuencia genética exacta de la SV y su contexto en el genoma puede ayudarnos a encontrar las causas genéticas de enfermedades hasta ahora sin explicación”, dijo Korbel en un comunicado.

El nuevo mapa también permite una mejor comprensión de por qué ciertas regiones del genoma son más propensas que otras a los cambios. “Hemos encontrado 51 lugares donde, en particular, ciertas variantes estructurales se dan con frecuencia”, señala Korbel. “Y seis de ellas están en regiones asociadas con enfermedades genéticas como el síndrome de Miller-Dieker, una enfermedad cerebral congénita que puede llevar a la muerte dentro del primer año de vida.”

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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