Archive for the ‘transgénicos’ Category

Para hacer que las microalgas produzcan el biodesel de una forma “brutal” los ingenieros genéticos han probado varias estrategias. La primera y más obvia es que la alga produzca una gran cantidad de enzima del paso clave de síntesis – la transformación de acetil CoA en malonil CoA, el primer intermediario de la ruta. Veamos la figura:

Metabolismo de ácidos grasos. Se muestra el paso clave de la ruta en el círculo rojo - la conversión de acetil CoA en el malonil CoA

Metabolismo de ácidos grasos. Se muestra el paso clave de la ruta en el círculo rojo – la conversión de acetil CoA en el malonil CoA

En el metabolismo de cualquier célula la molécula de acetil CoA tiene numerosas funciones, las cuales se resumen basicamente en unirse u una molécula dada y “activarla”, o lo que es lo mismo, hacer que un enzima puede trabajar sobre ella. En el metabolismo de ácidos grasos la función de acetil CoA es fundamental, sobre ella se monta el esqueleto carbonatado de las moléculas de ácidos grasos. Por lo tanto el paso clave de esta ruta es el reclutamiento de acetl CoA y su conversión en la primera molécula de la ruta – el malonil CoA, con la ayuda de la enzima llamada ACC. Si a través de las técnicas de la ingeniería genética conseguimos aumentar la cantidad de la enzima ACC, ésta compitira con otras enzimas de la célula, robando el acetil CoA disponible a ellas, con lo cual al final tendríamos más ácidos grasos.  Esta modificación la podríamos realizar a través de agrobacterium, por ejemplo, uno de los vectores más usados para modificar plantas, y cada vez más usado para las microalgas. El vector llevaría el gen de ACC, que produciría la enzima extra, además la podría producir de una forma más eficiente si el vector lleva un “controlador de gen” un “promotor” adecuado. Pero no nos compliquemos.

El caso es que eso tan lógico y bonito como lo explicado arriba no funciona. ¿Por qué? Pues no se sabe bien. Puede que, el paso que se creía que era un paso clave en la síntesis, en realidad no lo es.

Otra estrategia estudiada, es disminuir el catabolismo, o sea la destrucción de los lípidos por parte de la célula. A pesar de su aparente sencillez, desactivación de ciertos genes, esta estrategia presenta sus inconvenientes. Recordemos que la síntesis de moléculas energéticas se da durante el día en presencia de luz solar y en condiciones de privación de nutrientes, y luego por la noche este almacén energético se emplea para funciones celulares de crecimiento y división. Entonces ocurre lo siguiente: al apagar las rutas catabólicasla célula dejaría de crecer, lo que influye negativamente en la producción total de los ácidos grasos, o sea células más pequeñas – menos ácidos grasos. En A.thaliana (modelo de estudio de los vegetales) la inactivación de las enzimas de acil-CoA sintasa peroxisomal (converte ácidos grasos en acil CoA) conlleva al aumento del contenido graso de la semilla, pero llegado un momento reprime el desarrollo del embrión. 

¿ Cuál sería el camino? Una estrategia que si parece funcionar es aumentar la eficiencia de fotosíntesis. Aumentar la fotosíntesis, aumenta a su vez el metabolismo total de la célula, ya que la célula dispone de más energía para producir moléculas. Además, cuando se trata de un cultivo industrial de células vegetales, contamos con el problema de que no podemos tener alta densidad de células, ya que las unas células roban luz a otras. Si se intenta solucionar este problema con altas intensidades de luz, surge otro problema – las maquinas fotosintéticas de las células se dañan. En cualquier caso, el rendimiento del cultivo se aleja del máximo.

Se puede aumentar el rendimiento de la fotosíntesis del cultivo entero con una estrategia un poco rara. Se trata de reducir el tamaño del complejo antena (complejo especializado en la recolección de la luz). Parece paradójico, pero la disminución del tamaño de complejos recolectores de luz funciona, y tiene su lógica: las células de la capa  superior dejan de sufrir la foto inhibición, y las de la capa más profunda al final reciben más luz. Los  resultados prácticos de estas suposiciones llegaron a partir de trabajos con el alga modelo de agua dulce  C. reinhardtii, incrementando en un 50% la eficiencia total de la fotosíntesis.

Existen más estrategias de ingeniería genética que permiten mejorar la producción de biodiesel en microalgas, yo solo representé algunas para dar una idea. Como veis todo es posible con el ingenio humano y comprensión de como funciona la naturaleza.

 

En una de las entradas ya he mencionado que las microalgas son grandes productoras de aceites, útiles en la producción de biodiesel, lo que sucede es que empiezan a producir los ácidos grasos sólo en condiciones de estrés.  Tradicionalmente, para incrementar el almacenaje de moléculas energéticas ( como los ácidos grasos) en todos los microorganismos, se ha recurrido a la privación de nutrientes en los medios de cultivo, como el N, P, o S, lo que imposibilita fabricar proteínas necesarias para que un organismo crezca y se multiplique, y por tanto no puede gastar la energía en estas funciones. La energía que se ahorra en el crecimiento es almacenada como moléculas de reserva (almidón), o lo que no interesa ahora, ácidos grasos. Es resumen, microalga j..a, microalga buena productora. Buena estrategia, fácil, pero tiene su trampa. La privación de nutrientes también lleva a relentizar la fotosíntesis, tan necesaria pàra fijar carbono y producir energía, ambos imprescindibles para la síntesis de cualquier molécula, incluidos los ácidos grasos (mira la entrada anterior).

La ingeniería genética busca otros métodos de aumentar la síntesis de ácidos grasos, éstos métodos consisten en generar organismos con rutas metabólicas alteradas, de forma que obtenemos un organismo superproductor. Ahora me decís para, para, que dices, ¿ruta meta… qué? vamos introducir un concepto muy útil para comprender la vida: la ruta metabólica. En la entrada acerca de la fotosíntesis mencione que las plantas tomaban CO2, y lo convertían en moléculas complejas (fijación del carbono), obviamente eso no ocurre en un paso, sino se trata de un proceso complejo, con muchas reacciones químicas, catolizadas (ayudadas) por diversas enzimas (máquinas celulares). Tal como reza la Wikipedia:

En bioquímica, una ruta metabólica o vía metabólica es una sucesión de reacciones químicas que conducen de un sustrato inicial a uno o variosproductos finales, a través de una serie de metabolitos intermediarios. Por ejemplo, en la ruta metabólica que incluye la secuencia de reacciones:

 

A     →     B     →    C     →     D     →    E

A es el sustrato inicial, E es el producto final, y B, C, D son los metabolitos intermediarios de la ruta metabólica.

Echemos el vistazo  a las rutas metabólicas que permiten a las microalgas la síntesis de ácidos grasos:

Metabolismo lipidico de las microalgas

Metabolismo lipídico de las microalgas

La imagen es compleja y además está en inglés, lo sé, pero vamos a ver cosas clave. El óvalo salmón con cositas verdes dentro es el cloroplasto (plastid, ya sabéis un poco más de inglés je je). El cloroplasto toma el CO2 y éste es convertido en el ciclo de Calvin (una ruta metabólica compleja que aparece como un círculo) la molécula de 3PGA, o ácido 3- fosfoglicérico, de tres carbonos. El 3PGA, o bien se condensa en una molécula de glucosa (seis carbonos), o bien se convierte en el piruvato, otra molécula de tres carbonos. Hay que mencionar que las moléculas de glucosa también pueden romperse para producir el piruvato. El piruvato se convierte, en dos pasos de catálisis enzimática con la necesaria presencia de la biotina (vitamina B7), en malonil – CoA, una molécula sobre la cual poder construir un ácido graso, de lo se encargan las enzimas de “ciclo de síntesis de ácidos grasos”. En dicho ciclo el malonil CoA, que es una molécula de ácido málico “activada” o preparada para la reacción por acetil CoA (molécula clave en muchas rutas metabólicas), se enriquece en carbono y hidrógeno, se alarga y se convierte en lo que se denomina “ácido graso libre”. Después los ácidos grasos libres son trasladados al citosol, donde se condensan con las moléculas de glicerol, para formar los triacilgliceridos ( grasas ) o TAG, que son depositados en forma de “cuerpos lipídicos ” (TAG lypid body) en el cuerpo de la microalga, lo cual convierte al microalga en el contenedores de grasas.

Con esta maraña de reacciones tienen que trabajar los científicos para aumentar la sintesis de ácidos grasos o triacilglicéridos, ambos tipos de moléculas útiles para la producción de biodiesel.

¿Se os ocurre que podríamos modificar para producir un alga superproductor, mutante, transgénico? De esto hablaremos en la siguiente entrada. Y no olvidéis, un mutante tiene alterados sus propios genes, un transgénico posee genes de organismos distintos a él.

 

 

¿Qué tal producir los anticuerpos de uso médico en granjas de animales transgénicos? ¿Y si estos animales transgénicos son gusanos de seda? Este fue el tema de uno de los seminarios hechos por mis compañeros en la asignatura “biotecnología animal”.

Para empezar recordemos que son los anticuerpos. Se trata de las proteínas de sistema inmunitario, que son responsables de reconocer un patógeno. El organismo produce machismos tipos de anticuerpos y cada tipo se especifica en reconocer un determinado patógeno, esto se debe a que estas proteínas, contienen una región, relativamente pequeña, que varía entre ellas, y esta variedad se debe a las mutaciones que sufren los ganes de los linfocitos B encargados de producirlas. Ahí ya vemos una utilidad de las mutaciones, en este caso en concreto ayudan a mantener la variabilidad de anticuerpos para poder reconocer distintos patógenos.

Esta es la estructura típica de anticuerpos. Decir que los más importante es que tienen dos cadenas largas – pesadas, y dos cadenas cortas – ligeras. Las cadenas pesadas sirven fundamentalmente para transportar los anticuerpos entre los diferentes tejidos. Existen cadenas pesadas capaces de secretarse en la leche, otras atraviesan la mucosa intestinal, dependiendo de que clase de seguridad se encarga el anticuerpo en cuestión. Por su parte, los extremos de las cadenas ligeras, junto con los extremos de las pesadas forman una estructura única de un anticuerpo dado, la región variable, que es la encargada de reconocer un  patógeno de una forma específica. Aquí está la representación esquemática de un anticuerpo típico, en forma de Y.

Estructura de un anticuerpo

Estructura de un anticuerpo

Una pequeña aclaración de la imagen:  con el nombre de antígeno se conocen las estructuras del patógeno reconocidos por los anticuerpos, normalmente se trata de proteínas o azucares presentes en las membranas de los organismos extraños.

Poder fabricar anticuerpos es algo muy útil tanto en curar enfermedades, cuando un paciente no ha llegado desarrollar sus anticuerpos propios, y estos deben serle administrados (sueroterapia), como para diagnosticarlas, ya que si tratamos la muestra de un paciente con un aticuerpo dado este detecta la presencia de un patógeno específico.  Dicho esto pasamos a hablar sobre las mariposas de seda. Los gusanos de Bombix mori ( de esa mariposa que parece un alienígena) producen gran cantidad de seda, que también es una proteína, para construir sus capullos.

 

Mariposa macho de Bombix mori

Mariposa macho de Bombix mori

Teniendo una gran cantidad de estos gusanos se podrían producir proteínas recombinantes ( si lo quereís así transgénicas) a gran escala, y además la necesidad de espacio sería menor que en el caso de vaca transgénica, dado tanto el pequeño tamaño del gusano, como la posibilidad de poner numerosos pisos en la granja (cajitas y cajitas con gusanos hasta el techo).

La idea sería transformar las glandulas de seda de gusano de forma que secreten proteína de interés junto a lasfibras de la seda. Las fibras de seda se componesn por dos proteínas la  fibroína y la sericina, un 75% y 25% del peso de la fibra, respectivamente. La fibroína, que forma el centro o núcleo de la fibra, es sintetizada por la glándula de seda superior (PSG) y es insoluble, mientras que la sericina, que compone un grupo de proteínas de “pegamento”   hidrofílicas y por tanto solubles, que rodean el cuerpo de fibroína, es sintetizada en la glándula de seda media (MSG).Ya se han hecho pruebas con los gusanos transgénicos que producían proteínas en la PSG, o en la MSG, y mientras las proteínas que se producían en la PSG eran difíciles de purificas, por estar literalmente embebidas dentro de la fibra de la seda, las producidas por la MSG, se encontraban en el exterior de la fibra, en su  ”pegamento”, y se extraían fácilmente con las soluciona¡es acuosas suaves.

Por tanto se construyeron dos vectores: uno llevaba el gen de la cadena ligera con una secuencia pormotora que permitía su expresión en la MSG  y un gen marcador que daba el producto fluorescente  de color  verde con una secuencia que permitía su expresión en el ojo, por tanto se sabría que mariposa porta el vector por el color verde de sus ojos; otro vector llevaba la cadena ligera y el marcador fluorescente  rojo.

Los huevos de las mariposas (3154 y 2854 para cada vector) se pusieron en contacto con los vectores, y fueron crecidos hasta desarrollarse en el animal adulto.

Para generar larvas transgénicas  con ambas cadenas, se cruzó una línea de gusano que expresa la cadena L con otra que expresa la cadena H. Los gusanos en la siguiente  generación  presentaban tanto la fluorescencia verde como roja en sus ojos.

Por otra parte se sabía de la existencia de un gen (ie 1) de baculovirus (virus específico de insectos) que mejoraba la expresión de los genes si estos iban acompañados de una secuencia llamada enhancer  o “aumentador”, hr 3.  De modo que se construyeron tres vectores dos como en el caso anterior con una de las cadenas y el gen marcador, pero además con la secuencia hr3, y un tercer vecctor portaba el gen ie 1, junto con el gen marcador de fluorescencia roja. volvieron  a cruzar los gusanos. Se llegó a obtener 1,2 mg de anticuerpo desde 500 mg de capullo. ¿Parece poco? ¿Pero, y que cantidad de capullos podemos obtener de una granja? Y mirad estos enormes capullos.

Capullos de Bombix mori

Capullos de Bombix mori

 

P.S, Si hay aquí algún amador de mariposas de seda, le gustaría ver está  hermosa colección de imágenes sobre su reproducción:

Esta entrada se basó en el trabajo realizado por los estudiantes de 4º de grado de Biotecnología, Universidad de Pablo de Olavide:

-Alejandro Aguayo  Orozco

-Lourdes Riquelme Dominguez

-Federica Esposito

-Daniel Vázquez Quiles

-Aliseda M Palomino Hernandez

 

Bueno, decir os que estuve muy liada con los estudios y que no tenía tiempo ni pa mear, pero ya estoy de vuelta, mi último año de biotecnología ya está terminando y tengo un semestre relajado. Así que al lío,  os voy a presentar diferentes aplicaciones de transgénesis de animales, fruto de mis muchos sufrimientos en la asignatura “biotecnología animal”. Comentar que estas entradas están basadas en los trabajos y presentaciones de mis compañeros de clase, que os presentaré con mucho gusto.

vaca_felizEsta primera entrada es el homenaje a la vaca transgénica. ¿Porqué vaca? Porqué da leche je je, modificamos geneticamente el embrión de la vaca, de forma que el animal adulto secrete en sus glándulas mamarias el producto de interés, en nuestro caso la albumina sérica humana.

La albúmina sérica humana es el principal componente del plasma (fracción de sangre libre de células). Se usó en la Segunda Guerra Mundial como la reconstituyente de la sangre, hoy día se usa para producir fármacos y vacunas. Hasta hace poco el único método de la obtención de la albúmina fue purificando la de la sangre de donantes humanos, lo que es caro ( 5 $ por gramo de albumina), laborioso, y propenso a la transmisión de enfermedades, lo que aumenta los costes en los controles sanitarios. También se intentó producir albúmina en microorganismos transgénicos, qué dió sus resultados ( no demasiado buenos) en levadura C.cereviciae. Hubo también intentos con plantas transgénicas, pero sin éxito.

Entonces se pensó en nuestra amiga la vaca, ya que existía cierta experiencia exitosa  en producción de fármacos en leche, como la antitrombina de ATryn. ¿Y como se hace? Os lo cuento:

Uno: se diseña el vector que lleva  fragmento de ADN con el gen de albumina humana. el vector se diseña de tal forma que la albumina se produce sólo en las glándulas mamarias, para ello se inserta el gen de la albumina dentro del fragmento que codifica la caseína, la proteína más abundante de la leche. De hecho se hacen varios tipos de vectores y se prueban primero en ratones, cuyos embriones son más baratos de obtener que los vacunos, y en el caso de fracaso del experimento las pérdidas económicas son menores.

Cuando ya se tiene claro que vector vamos  a usar se cogieron las células fetales de vaca de 45 días y se mezclaron con el vector (25 µg de transgén que se mezclaron con 2*106  células ). En este caso el transgén fue introducido en las células por el método de electroporación, una técnica que permite hacer la membrana celular más permeable.

Las células fetales fueron cultivadas durante dos semanas, y se seleccionaron aquellas resistentes a neomicina (un antibiótico) , ya que el vector que llevaba el  transgén contenía el gen de resistencia a neomicina, por lo que solo las células que lo hayan incorporado sobrevivieron al antibiótico.

Se cogieron oocitos (los futuros ovulos) de ovarios bovinos, se eliminaron sus núcleos y se les transfirieron los núcleos de las células embrionarias transgénicas. Los oocitos obtenidos de esta forma  se cultivaron hasta llegar a la fase de blastocisto ( un estado del desarrollo del embrión). Se llevaron a cabo un total de 19.150 intentos de transferencia nuclear que resultaron en la producción de 786 embriones en fase de blastocisto. Entonces las hembras bovinas recibieron estos blastocistos y fueron alojadas en corrales hasta la confirmación del embarazo por ultrasonografía.

La IETS (International Embryo Transfer Society) aconceja transferir 1 o 2 blastocistos a cada vaca receptora, en consecuencia, 546 embriones se transfirieron a 257 hembras. El resultado fue que 27 terneros, todos hembras, nacieron vivos.  20 de los terneros sobrevivieron y llegaron  sanos a la edad adulta. 7 terneros fallecieron, 6 a las primera semana de nacimiento a consecuencia de una hipertensión pulmonar grave, y uno fue sacrificado la edad de 6 meses, debido a un retraso en el desarrollo. He aquí una imagen que hace buen resumen del procedimiento:

 

Creación de vacas transgénicas.

Creación de vacas transgénicas.

Los grandes logros de este experimento fueron por una parte, conseguir una producción de albumina de 5mg/ml ( y ya nos podemos imaginar lo de leche que produce una vaca diariamente) de leche, por otra parte conseguir unos 20 terneros sanos, puede parecer poco pero al ser capaces de reproducirse pueden dar inicio a una línea de vacas transgénicas entera.  Además la mayoría de los animales transgénicos no sufrían ningún problema de salud.

Las ventajas de producir albúmina en leche de vaca transgénica:

  • leche de vaca es libre de patógenos de la sangre
  • está libre de priones ( causantes de la enfermedad de la vaca loca)
  • se pueden conseguir grandes cantidades de producto
  • la recogida es fácil y no requiere personal muy especializado

P.S. El trabajo de “la produciión de albumina humana en vaca transgénica” fue realizado por estudiantes de  4º del Grado de Biotecnología de la universidad Pablo de Olavide  Ana Gámez Valero, Jose Antonio Guerrero Martínez, Claudia Quiñonez Silvero, Giuseppe Palumbo (erasmus), Abril Sánchez Botet, Blanca Martínez Arribas.

 

Bueno el momento clave. ¿Que riesgos para la salud entraña el arroz BT?

Pues hace pocos días estuve curioseando por la web y me topé con este blog. Si se lee u poquito se comprende que la toxina BT aparece en la sangre de las mujeres embarazadas y del cordón umbilical de sus fetos (tranquilos los fetos no son abortados por la toxina, están vivos dentro de su mama). Además las mujeres no han estado en contacto con la tóxina directamente, o sea no son  del campo, ni de industria productora de los transgénicos, con lo cual sólo podrían adquirirla comiendo. Pese al tono indignado de la entrada del blog, tengo que decir que el autor solo se ha leído el resumen del artículo, que desgraciadamente resulta incompleto. Quien pueda acceder a la versión completa del artículo podrá comprobar mis palabras, el resto se lo tiene que creer.

El caso es que muchos resultados del estudio no son validos, por que el método para detectar la proteína cry (toxina BT) solo funciona en rango de concentraciones 0.1–10 ng/mL, o sea cuando hay menos de o,1 nanogramo por mililitro de sangre, se supone que no se ha detectado nada, porque probablemente se debe a un fallo, lo mismo ocurre con concertaciones mayores de 10 ng/ml. Cual son las medidas que han tomado los autores:

pues el rango de medidas que han cogido los autores es de “no detectable” (como lo han llamado ellos mismos) a 1,50, o sea para las 30 mujeres del estudio sólo podemos tener en cuenta aquellas que han dado de entre 0,1 a 1,50, el resto no vale. Ahora la medía de las 30 es de 0,19 más, menos 0,30. Eso quiere decir que la mayoría de las mujeres ronda 0,19, los valores máximos llegan a 0,49 y los mínimos -0,11 (¿que valores son estos?). Ok, pues para los fetos peor: el rango anda de “no detectable” a 0,14, y la media es de 0,04 +/- 0,04, o sea que directamente la media está por debajo de rango de detección. Es un caso claro de un protocolo de trabajo mal llevado, donde uno no puede fiarse de los resultados, ya que parte de valores obtenidos para hacer las estadísticas (la medía) se han cogido  en un rango, en el cual el aparato simplemente funciona mal.

Bueno, podemos decir ¿que pasa con los valores que sí entran dentro del rango? Una respuesta a esto está en un comentario al artículo: donde se dice que una concentración de 4000 mg/kg (4000000000 ng) no produjo ningún efecto en los animales experimentales. en una mujer de 50 kg esta concentración equivale a 200,000,000 ng en sangre, y una concentración de 0,1 ng equivale a 10 microgramos, que es un millión de veces menos.

Si podéis consultar  este artículo en Sciencedirect, hacedlo, y también consultad los dos comentarios sobre el mismo, uno está hecho por los trabajadores permanentes de Monsanto y otro por  un trabajador de Food Standards Australia New Zealand (los standars alimenticios de Nuewa Zelanda Australia). Ambas críticas dicen basicamente lo mismo, así si no os fiáis de la multinacional no pasa nada.

Además lo repito: la toxina BT funciona como toxina sólo en los intestinos de larvas de algunos tipos de insectos.

 

Pues el año pasado me tocó preparar un trabajito sobre un artículo científico, los autores del cual realizaron una serie de experimentos para observar como la introducción de un gen foráneo puede alterar el genoma de arroz. Para lo cual se analizaron cinco plantas de arroz de  seis líneas transgénicas diferentes y tres plantas  control por cada línea transgénica.

Para obtener las plantas transgénicas se recurrió a dos métodos: uno era ya mencionada la infección con A.tumefaciens, y el otro el método balístico. El método balístico consiste en unir el fragmento de ADN de interés a unas bolitas muy  pequeñas y bombardear con ellas la célula de la planta, la bolita atraviesa la célula y el ADN alcanza el núcleo de la planta, donde puede insertarse en el genoma de la misma. Aquí hay que decir que  el método balístico es mucho menos específico que A.tumefaciens, ya que el ADN procedente del bombardeo se inserta al azar, mientras el fragmento de plásmido que transfiere A.tumefaciens se introduce sólo en los partes del genoma que están en una activa división.

Una vez obtenidas las plantas transgénicas y los controles se procedió a sus análisis con la técnica AFLP, sin entrar en mucho detalle es una técnica diseñada para visualizar polimorfismos, o sea pequeñas variaciones en el genoma, como cambio de una base por otra por ejemplo. Simplificando mucho la técnica es la siguiente: el genoma se corta en muchísimos fragmentos de diferente tamaño con la ayuda de las enzimas de restricción, que producen unos cortes muy específicos, por ejemplo la “EcoR1″ corta las secuencias de seis bases como “GAATTC” entre G y A. Los  fragmentos resultantes se multiplican a través de la PCR, o sea se obtiene una mayor cantidad de cada fragmento, de modo que pueden ser visualizados como bandas. Después se realiza una segunda PCR que amplifica sólo algunos fragmentos, aquellos que empiecen y acaben por un pequeño código de bases de ADN, por ejemplo los que acaban empiezan en CTT y acaban en TTA .  Aquí hay que tener en cuenta que se pueden llevar a cabo varias reacciones de PCR, concretamente en este artículo se han hecho 11 reacciones por separado, y  después los resultados se visualizan así: cada una de las 11 reacciones amplificaba los fragmentos con un determinado inicio y final. Así que para una reacción dada tendríamos el siguiente resultado:

"Resultado del procediemnto AFLP"

Resultado del procediemnto AFLP

La altura de cada banda representa su tamaño, así los fragmentos más pequeños están más abajo y más grandes más arriba. A su vez la anchura e intensidad de la banda representa la cantidad de fragmentos. En el campo de la derecha se representa lo que autores denominan “banda polimórfica”, así se visualiza un polimorfismo: como veis los 5 primeros carriles, que son 5 plantas transgénicas, no se observa banda ninguna, donde en los tres últimos carriles sí se observa. Ahí han podido pasar siguientes cosas: ha mutado el sitio de corte para las enzimas de restricción, han mutado las secuencias del principio y/o final de fragmento, no se han mutado ni los sitios de corte, ni los extremos del fragmento, pero ha desaparecido lo que había en el medio del mismo (deleción).

Después de analizar todas las bandas los resultados habían sido los siguientes:

Había sólo un 10 % de bandas “polimórficas”.

Ahora bien: sólo en las líneas IRRI-NPT, Tulasi y Basmati-370, en reacciones: AT/AAG, TC/ GTG y TT/CAG, no se observó ningún polimorfismo.

En la línea IR68899B es donde más bandas polimórficas se encontraron, que ha sido transformada el método balístico, un método muy agresivo, capaz de provocar grandes alteraciones en su sitio de inserción.

Por otra parte la similitud genética (calculada con los programas informáticos) entre las plantas transgénicas y control supera 97% indicando que la transgénesis no origina demasiados cambios en los individuos.

¿Pero el 3% de variación de donde ha salido? Los autores proponen siguientes explicaciones para los polimorfismos observados:

Variación somoclonal. Es un conjunto de mutaciones que ocurren en la planta de la forma natural, cuando es regenerada a partir de un explanto (justo como se han conseguido las plantas del experimento), y se debe al estrés que sufre la planta al regenerarse.

Mutagénesis por inserción del transgén: puede causar interrupción de genes (si el fragment o del plásmido se inserta dentro de un gen), u otros cambios a nivel de DNA. Además, al transferirse el fragmento del plásmido desde A.tumefaciensis, pueden transferirse otras secuencias no deseables del plásmido.

Además existen los “efectos colaterales”: el transgén no interfiere en las secuencias de los genes , sin embargo puede causar cambios en la expresión de los genes, como el silenciamiento genético. eso significa que aunque el gen está bien, no produce nada, no fabrica proteínas. Esto ocurre más utilizando el método balístico, el cual puede producir la inserción de más de un transgen en el mismo sitio, en tándem (varios transgenes juntos, además los transgenes pueden colocarse del derecho o del reves, todas estas cosas además de volver más inestable (más facilmente mutable ) el genoma de planta, pueden provocar el silenciamiento génico.

Para minimizar los efectos de los cambios genéticos originados por la transgénesis, los autores proponen hacer retrocruzamientos con las plantas control, seleccionando las características deseadas y eliminando las plantas alteradas.

Para finalizar me veo obligada a decir que el método utilizado para estudiar los polimorfismos solo es capaz de “escanear” un 0,7 % del genoma total de arroz, pero ya es doble que las otras técnicas de hoy día. Así que sacad vuestras propias conclusiones. La mía es: hasta donde los científicos de hoy día son capaces ver (0,7% del genoma de arroz) las alteraciones genéticas( a parte de la inserción del transgén por supuesto) son mínimas, y se producen fundamentalmente por el medio balístico. Ahora bien: no sabemos que ocurre en el resto del genoma no analizado.

Nota: el artículo se puede encontrar libre en la base de datos de artículos científicos PubMed (NCBI). Inmensa mayoría de los artículos de revistas científicas de prestigio se puede encontrar ahí, y muchas de libre acceso. Solo hay que ir aquí y picar en el icono de arriba a la derecha:



 

Una vez en la página de la revista se puede descargar el PDF:

 

 

 

 

 

"Ratas con cancer"

Ratas chungas que comieron “caca” transgénica. ¿O no?

 

Aquí no quiero entrar en discusiones ideológicas, sólo voy a contar cosas que la gente no suele saber.

Actualmente circulan en la web estudios de poca fiabilidad que muestran horribles fotos de ratones con tumores desmesurados, presuntamente provocados por alimentación con el maíz transgénico NK60.

Bien, se trata de plantas resistentes al herbicida glifosato, un agente que interfiere con la síntesis de algunos aminoácidos, y por tanto proteínas, en las plantas y hongos, y os tengo que decir – si un organismo vivo deja de producir alguna proteína, o se muere, o se pone muy malo. ¿Como  hace el herbicida evita la producción de aminoácidos ?

Sea lo que sea lo que tiene que producirse en un organismo vivo, lo hace a través de las enzimas, son proteínas máquinas que participan en reacciones químicas y fabrican cosas para la célula. Las plantas tienen una enzima llamada 5 – enolpiruvil shikimato – 3 – fosfato sintasa(EPSPS), vaya nombre, que produce 3 aminoácidos muy importantes para la planta. El glifosato engaña al enzima haciendose pasar por un reactivo importante para la síntesis, el fosfoenolpiruvato, pero que a diferencia de este no puede producir ningún aminoácido.

El glifosato se considera seguro simplemente porque en los mamiferos no existen enzimas similares a EPSPS, por tanto el herbicida no tiene por donde atacar. Por otro parte se trata de un herbicida post emergente, que se usa cuando las malezas ya han salido, y se hecha sobre las hojas, que se mueren. 

Ahora me meto en la piel de agricultor y tengo un problema: es un herbicida de amplio espectro, o sea mata muchos tipos de plantas, y probablemente plantas de interés económico. Esto me obliga o bien usar otros herbicidas mennos seguros, o esperar que salgan las malezas, matarlas, y después sembrar mis plantas.

Existe otra solución: utilizar una enzima EPSPS que esté mutada de tal manera que sea insensible al glifosato, esto lo que se ha hecho con las plantas NK60. ¿Puede ser esto peligroso?

Respuesta es que es muy poco probable. Desde punto de vista de comernos una planta con una enzima modificada, es que ya nos comemos plantas con enzimas similares, que sólo tienen como diferencia que se dejan engañar por el glifosato, por lo demás ambas variedades hacen lo mismo, y se digieren como las demás proteínas vegetales. Por otro lado está el tema de glifosato en sí, podríamos pensar que se acumula en la planta, pero recordemos que su blanco son las hojas de las plantas.Ya he dicho que no puede desempañar la misma acción en animales, ya que no poseemos enzimas como EPSPS, pero podríamos pensar que el glifosato posee otros efectos tóxicos, que yo hoy  por hoy desconocía. Hombre, si los tiene serían de poca importancia ya que tiene poca persistencia, o sea se descompone muy rápido. Por muchas referencias que he visto sólo es posible que un subproducto de descomposición de glifosato sea tóxico si se combina con detergentes, que sería previamente tratar tus células con un detergente fuerte (nada de chmpus y jabones) y después aplicar el glifosato, o el producto de su descomposición. 

De todas formas existe mucho debate acerca de la toxicidad de otras ingredientes que vienen en la mezcla con el herbicida, y las distintas publicaciones vuelven loco a cualquiera. Pero bueno, ahí está el súper estudio que da comidilla a todos los verdes para un rato. Según el estudio tanto alimentar los ratones con el maíz transgénico a secas, como tratado con el herbicida, o dándoles de beber agua con el herbicida mata los ratones, o produce canceres muy chungos. Lo que no contaron ahí es que los ratones usados eran de una linea especial propensa a tumores. Segundo: parece, según sus propias gráficas que estos mismos ratones empiezan a palmar a partir del día 700 más o menos. Tercero: a las hembras control (limpias de toda mierda transgénica y herbicida) , según sus propias gráficas, tuvieron que matar la mitad para evitar sus sufrimiento. Ah, y entre los machos la palman (no por eutanasia) una cantidad igual o superior del grupo control que de los grupos alimentados con cacas herbicida/transgénico. Por último, y quizás más importante, es que cada grupo contenía sólo 10 individuos, muy poco para un análisis riguroso, con lo cual los datos parecen totalmente aleatorios. si quereis, podeis disfrutar de las gráficas, pero los tengo que explicar:

Eje x – tiempo en días. Eje Y – número de individuos. Líneas: fina – menor % de maiz transgénico en la dieta (11%) o disolución más débil de agua con el mismo(A), más gruesa – más caca  (22, B), gorda – mucha caca (33, C), linea discontinua – grupo control. Las columnitas: de 0-10 es el número de individuos, en negro – eutanasias, en rayado – muerte espontánea. La zona gris de toda la gráfica – tiempo aproximado cuando empiezan a caducar los ratones:

"Gráficas"


Cosas interesantes de la gráfica:

En la primera se mueren más ratones control, aunque los que han comido transgénicos a 11 % caducan antes, pero un sólo individuo si os fijáis, mientras los de 22 y 33% parecen empezar a caducar antes, pero duran más. Sacad vuestras propias conclusiones, que a mi se me va la olla.

Para quien pueda coger el artículo porque tiene la suscripción a la revista o algo, está aquí:

artículo

 

Como vimos en la entrada anterior, casi todas las variedades de arroz mencionadas están destinadas a mejorar la salud humana. ¿Entonces cual es la razón de fuertes críticas a las investigaciones sobre transgénicos? Creo por el nivel de “fuerza” los argumento se pueden citar en el siguiente orden:

  • No juegues a ser Dios. Aquí no hay nada que hacer.
  • No sabéis que monstruo se puede crear. Un argumento basado en la poca comprensión de los procedimientos científicos, o su total desconocimiento.
  • Los científicos se han vendido a las multinacionales, carecen de ética y responsabilidad, ya lo han demostrado con las bombas atómicas. Argumento basado sólo en suposiciones de carácter personal. Tiene que ver con los dos argumentos anteriores.
  • Argumento político social de que los transgénicos no ayudan a los países pobres, ya que se hace un huso muy lucrativo de ellos por parte de las multinacionales. Este argumento no carece de sentido, pero se basa casi enteramente en la actividad de la empresa Monsanto, que tuvo muy mala prensa por la invención del “gas amarillo”, que se usó en la guerra de Vietnam. Hoy día es una poderosa multinacional, y los transgénicos no son su único producto. Hay que decir que las políticas empresariales de Monsanto no ayudaron a la prensa de los transgénicos, sobre todo su producto estrella, las semillas terminator.  Aquí es importante ver que no es la culpa de la planta en sí.
  • Amenazan la biodiversidad por la contaminación de las plantas silvestres con el polen transgénico. La respuesta es: introducir el gen en el genoma del cloroplasto, ya que el polen no tiene de estos, luego no tiene nada que transferir.
  • Puede interferir negativamente en la cadena alimentaria amenazando consumidores de los parásitos de las plantas, los cuales son importantes en los cultivos ecológicos. Aquí hay que decir que los mismos riesgos presentan los insecticidas químicos, además los insecticidas pueden volar por el aire a más distancia, Por otra parte los parásitos de las plantas comerciales suelen sobreproducirse al haber mucho alimento, y con ello cargarse el equilibrio natural, con lo cual, las plantas modificadas devuelven el equilibrio.
  • Algunos bichitos inocentes pueden resultar perjudicados. En este aportado están los admiradores de la mariposa Monarca cuyas larvas se ven amenazadas al comer el maíz transgénico. Lo único es que a la mariposa no le gusta comerse las plantas del maiz.
  • Los transgénicos suponen riesgo para la salud. El producto directo de un gen es una proteína, la cual al ser comida se convierte en una colección de aminoácidos que son los mismos que contiene la comida normal. Es verdad que ciertas proteínas transgénicas son toxinas mortales, pero son específicas para la plaga en cuestión, como la toxina BT que mata específicamente larvas de algunos incestos y es inocua para otras especies, ni siquiera funcionan con los insectos adultos.
  • Y lo más importante: si comemos genes, los deshacemos sus componentes básicos y los metabolizamos como cualquier otro alimento. No, el ADN foráneo no entra en tus células pervirtiendo su genética natural (excepto los virus claro je je).
  • Se pueden crear especies de insectos resistentes. Eso es cierto. Con lo cual se debe tomar las siguiente medida para evitar la creación de la resistencia: se debe tener una pequeña parcela con plantas “normales” al lado del campo transgénico donde las criaturillas parásitas puedan comer hasta empacharse y reproducirse en paz. El fundamento de esta medida es que las mutaciones que producen la resistencia suelen ser de tipo recesivo con lo cual un mutante resistente es un homocigoto recesivo. Además las mutaciones aparecen muy raramente, con lo cual de todos los gusanitos que comían en la parcela venenosa, a lo mejor sobrevive uno. ¿A donde va a reproducirse si en el campo transgénico no hay otro bicho silvestre? Pues sí, a la parcelita con bichitos normales, o dominantes, con lo cual la progenie será heterocigota para la mutación (no tendrá resistencia) y con el paso de las generaciones es probable que se irá desapareciendo. ¿Funcionará siempre? Pues no tiene porque. ¿Reduce las probabilidades de aparición de los individuos resistentes a las toxinas transgénicas? Pues sí.
  • Las proteínas “extrañas” para el organismo como las transgénicas pueden causar alergias. Eso es cierto, y me parece el mejor argumento contra los transgénicos, pero también es cierto que existen técnicas para “humanizar”, o sea hacer las proteínas transgénicas más parecidas a las de humano u otro animal que la vaya a consumir.

Como veis los problemas reales asociados al uso de los transgénicos tienen solución. Simplemente hay que hacer las cosas bien. Pero claro ,el mundo no es perfecto, las cosas no siempre se hacen bien, sobre todo cuando hay pasta en juego. ¿Son peligrosos los transgénicos para el mundo? ¿O los humanos somos un peligro en sí?

 

Al ser el arroz un cultivo de gran importancia, siempre ha estado en la mente de mejorar sus cualidades tanto nutricionales como de cultivo. Históricamente estas mejoras se obtuvieron por el cruce de variedades y selección de sus mejores características. Pero con la llegada de la tecnología de ADN recombinante se abrió el camino a la introducción en la planta de arroz genes de organismos tan distantes como algunas bacterias.

Existen diversas variedades de arroz transgénico según las mejoras introducidas, aquí algunas de ellas:

  • “Golden Rice” produce precursores de betacaroteno y atenuando la carencia de vitamina A en la población. Aquí hay que apuntar que la dieta de los habitantes de los países asiáticos por lo general es pobre en vitaminas y la ceguera por carencia de precursores de vitamina A es importante.
  • Arroz que expresa lactoferrina humana, una sustancia capaz de aportar el hierro a los glóbulos rojos sanguíneos, tratando las estados de carencial de hierro como la anemia.
  • Arroz que fabrica el polen del cedro con el objetivo de desensibilizar a pacientes alérgicos ha demostrado reducir la respuesta alérgica.
  • Arroz que expresa Factor de Crecimiento Semejante a la Insulina Tipo 1 destinado a suplir la deficiencia de esta hormona en los pacientes con el síndrome de Laron, o enanismo de Laron.
  • Arroz/maíz BT: es una variedad de arroz resistente a las plagas, ya que produce un insecticida de Bacillus Thurgenses. Es la variedad de arroz transgénico más sonada, debido a sus potenciales peligros. Es por eso porque sería tan interesante hablar sobre la misma, lo que haré alguna entrada más adelante.
  • Maíz con fitasa. Fitasa es una enzima que convierte el ácido fítico, una forma de almacenaje de fósforo en las plantas, en fósforo asimilable por los animales. Se la puede encontrar en el estomago de rumiantes que viven en simbiosis con microorganismos, ya que la enzima es de origen bacteriano. Por el contrario los animales no rumiantes, el ser humano por ejemplo, no tenemos acceso a ella, si no fuera por aditivos alimenticios. Con frecuencia la fitasa es administrada al ganado porcino, que da dos ventajas al ganadero: por un ladoel animal adquiere una mayor cantidad de fosforo, por otro lado disminuye la cantidad de ácido fítico en los heces, que se considera contaminante.
  • Arroz resistente a L-glufosinato, un herbicida que rociado sobre las hojas de la planta les impide realizar la fotosíntesis. Si en un campo de arroz resistente se usa L-glifosinato, sólo sebrevivirán las plantas de arroz modificado.

Existen otras muchas plantas transgénicas pensada para el consumo humano como soja, patata, tomate, pensadas para aumentar beneficios de agricultores y salud humana, pero cuya posibilidad  uso en UE aun está en duda, debido a sospechas de unos posibles efectos perjudiciales sobre la salud humana y medio ambiente.

 

 

Hace un par de años yo me he comportado como una z_sin_corazón con un chaval de los greenpeace, que me preguntó como veía el cultivo de transgénicos al aire libre. Aquel día me levanté con mal pie, había una manifestación en la ciudad y tenía ganas de fastidiar un poco a alguien, y fue la oportunidad perfecta. Así que exclamé ¡¡¡Fenomenal!!!

La verdad es que por aquel entonces no tenía una opinión formada, hasta cursar la asignatura de biotecnología vegetal, donde se estudian los transgénicos. Pasado tiempo y la asignatura no me siento arrepentida por mi respuesta al verde, tampoco me enorgullezco de mi misma, pero después de todo no estaba yo muy equivocada. La razón de porque cuento todo eso, es para hacer una “introducción” sobre las plantas transgénicas y entre ellas sobre las famosas planas BT. Hablemos pues de las plantas BT, que se han hecho famosisimas entre la variedad de transgénicos que existen, porque un insecticida de origen bacteriano (peligro uuuu). Las plantas que más se han transformado con esta toxina son de maíz y arroz y algodon, ya que se trata de grandes cultivos de elevado interés industrial, pero constantemente atacadas por las plagas. Voy a hablar de arroz BT ya que tuve la necesidad de presentar un trabajo para la asignatura “biotecnología vegetal” sobre el mismo. Así que empecemos la sección.

Plantas BT.

Son plantas que han sido modificadas con el gen cry de la bacteria Bacillus thurgensis (BT) para protegerlas de ciertos insectos. Esta bacteria forma esporas resistentes que el insecto digiere con la planta. Una de las características importantes de las esporas BT es que almacenan cristales de la proteína producida por el gen cry. Una vez dentro del insecto la espora se rompe liberando por una parte la bacteria y por otro el cristal. En el PH alcalino del tubo digestivo de algunos insectos los cristales se disuelven dando lugar a pro-toxinas que son procesados por proteasas específicas del insecto, y entonces las toxinas se activan. Ahora las protoxinas se unen específicamente a ciertas proteínas de la de las células intestinales del insecto y agrupan unas tantas de éstas proteínas, formando poros. Entonces los gradiente de protones y potasio se interrumpen, y la célula intestinal se rompe, lo que provoca graves problemas en el intestino de los insectos, como una fuerte diarrea y parálisis intestinal. A su el escape de protones baja el pH del intestino que favorece el crecimiento da las bacterias que finalmente invaden el hemocele (un donde se almacenan las reservas alimenticias) y se divierten ahí a costo de la pobre larva. La consecuencia es que el gusano se muere por una infección grave e inanición.

La eficiencia de la toxina BT para matar larvas de insectos llamó la atención del mundo agrícola, y entonces la empezaron a utilizar en los campos fumigando las plantas directamente con la toxina, lo que curiosamente no alarma a los seguidores de la agricultura ecológica, más bien lo contrario, si no me creéis mirad aquí.

Los que usan la toxina BT en la agricultura la consideran muy segura porque sus blancos de acción son muy específicos, o sea los insectos con un pH adecuado y con proteasas capaces de digerir la toxina, que son larvas de algunas especies mariposas como Heliothis, Pieris, Pseudoplusia, Plutella, spodopthera, etc. Para la mayoría de las especies incluidos los seres humanos esta toxina resulta ser inocua. ¿Entonces porqué en lugar de fumigar no hacer directamente las plantas que la produzcan?

¿Cómo se llega a introducir un gen de una bacteria en una planta. Pues con otra bacteria. Es como hacer una infección que no resulta en enfermedad. Se trata de Agrobacterium tumefaciens, que contiene un plásmido (es como un pequeño cromosoma adicional) parte del cual la bacteria puede pasar a la célula de la planta. Este cachito de ADN induce la división descontrolada de la célula y producción de compuestos interesantes para la bacteria, con lo cual esa puede comer a gusto. ¿Que han hecho los científicos con ese material?

Pues al plásmido de dicha bacteria le quitaron los genes responsables de los tumores. Aparte se le introduce un plásmido extra a la bacteria con el gen cry. El primer plásmido es capaz de dirigir la transmición del fragmento que contiene el gen cry desde el segundo  a la célula de la planta. De este modo A. tumefaciens infecta a la planta, pero no provoca tumores, en su lugar induce la producción de sustancias interesantes por parte de la planta, como la toxina BT. Es así como se hace una planta  BT:

"Transformación con A.tumefaciens"

Transformación con A.tumefaciens