Imprimiendo células

Mientras estudiaban cambios en el citoesqueleto (si no sabes lo que es el citoesqueleto, te lo explicamos aquí) de las células provocados por distintas fuerzas, unos investigadores de la Universidad de Clemson (Carolina del Sur) han descubierto una aplicación curiosísima.

Gracias a una impresora de inyección de tinta de toda la vida, han sido capaces de imprimir células vivas en transparencias para microscopio. En lugar de tinta, metían en los cartuchos una disolución con las células. La hoja impresa tenía cultivos vivos.

Además, para colmo de la serendipia, descubrieron que tras la impresión, la membrana lipídica de las células quedaba algo debilitada y permitía el paso de grandes moléculas que, normalmente, no la atraviesan. Gracias a esto, consiguieron introducir en ellas una molécula fluorescente que les facilitaría estudios posteriores. Aparentemente, la membrana se recupera ella sola después de un breve periodo de tiempo y la célula se imprime viva y con la proteína fluorescente dentro, lo que permite estudiarla directamente en el microscopio de fluorescencia sin más tratamiento que la impresión.

Todo esto lo han grabado en unos vídeos explicativos y lo van a publicar en una revista de acceso libre especializada publicar artículos con material gráfico de los experimentos (Journal of Visualized Experiments), para facilitar la réplica de los mismos en otros laboratorios.

Fuente: Scienceblog
Artículo (y vídeo) original: JoVE, DOI: 10.3791/3681
Imagen: ChaosScience

 

¿No hay tema? ¡Ponme una caña!

El mundo animal es alucinante. Cuando crees que lo has visto todo, entonces llega una noticia como ésta que te deja flipando pepinillos.

Era ya sabido que el sexo se utiliza en muchas especies como recompensa por un buen comportamiento. Un ratón aprende a seguir el camino correcto en un laberinto si al final del mismo le espera una ratoncita dispuesta a pasar una noche loca (esto es cierto). El ratón aprende que si sigue ese camino otras veces, tendrá su recompensa al llegar al final. Detrás de todo esto hay un montón de efectos neurológicos que se han estudiado.

Lo sorprendente no es esto. Lo realmente alucinante no somos los únicos que nos emborrachamos tras un desengaño amoroso. Biólogos de la UCSF han demostrado que si a unas sencillas moscas de la fruta se les priva de actividad sexual, entonces el cerebro genera un neuropéptido que las hace más propensas al consumo de alcohol.

Esto hace que las moscas, tras una situación desagradable (el ser rechazadas), tengan una recompensa (la toma de alcohol). ¿Curioso, no?

Fuente: Science, 2012, 335, 1309 (editorial) y 355, 1351 (artículo original).
Imagen: ©Kukuxumusu

Los ¿seis? sabores

Como sabéis, nos encanta recibir colaboraciones de lectores al blog. Hoy os ofrecemos un artículo del Dr. Ricardo López, profesor de la Universidad de Zaragoza e investigador del LAAE que ya nos mandó hace un tiempo dos maravillosos artículos sobre el aroma del vino (ver aquí y aquí). Esta vez nos habla de los sabores, explicando su porqué químico y biológico. Disfrutadlo:

En las sensaciones sensoriales que experimentamos en la boca cuando saboreamos un alimento se encuentran implicados todos nuestros sentidos, pero el gusto y el olfato son los más importantes. Ambos son fundamentales para disfrutar de los alimentos pero en esta entrada trataremos con más detalle el sentido del gusto.

En primer lugar, conviene aclarar que los que en nuestra boca denominamos sabor es en realidad una mezcla de nuestra percepción olfativa y gustativa, porque a pesar de que a menudo hablamos de sabor a plátano o sabor a pescado, lo cierto es que desde un punto de vista científico en realidad sólo existen cinco sabores básicos. El resto de nuestra percepción es debido al aroma de los alimentos. Es el aroma lo que hace que una pera sepa a pera y no a manzana (se puede comprobar fácilmente en casa intentando distinguir, con la nariz tapada, un caramelo de fresa de uno de limón).

A diferencia de los cientos de olores diferentes que podemos percibir sólo existen cinco sabores básicos: dulce, ácido, salado, amargo y umami (sabroso). Los científicos consideran que estrictamente sólo son sabores aquellos para los que se ha descubierto un receptor químico en la lengua. Así por ejemplo, algunas sensaciones que denominamos sabores como el picante, la astringencia o el frescor son en realidad sensaciones táctiles. No existe un receptor químico específico para estas sustancias.

El proceso químico del sabor comienza cuando una molécula sápida se une a un receptor o a un canal iónico en la membrana de una papila gustativa. Este fenómeno provoca que el potencial eléctrico de la papila se modifique y como consecuencia de este cambio y de una serie de reacciones, la papila excita a las neuronas, que a su vez transmiten está información al cerebro.

El mecanismo por el que se provoca el cambio de potencial no es el mismo para todos los sabores. En el caso de los sabores ácido y salado se produce un paso de iones (iones hidrógeno y sodio, respectivamente) a través de unos canales específicos y el cambio de potencial es inmediato. En el resto de sabores se produce una unión entre las moléculas sápidas y las proteínas receptoras específicas que se encuentran en la membrana celular expuesta al ambiente exterior. Estas proteínas se encuentran emparejadas con proteínas tipo G que son las que disparan emisores dentro de las propias células. La primera de estas proteínas, descubierta en 1992, fue la “gustducina” cuya inhibición provocaba que los ratones de laboratorio dejarán de percibir el sabor amargo y dulce.

Tan interesante como conocer el funcionamiento químico de el sentido del gusto es plantearse cual es su utilidad original para nuestro organismo. El sentido del gusto funciona en primer lugar como una barrera química para impedir que nos intoxiquemos. Nuestra aversión al sabor amargo favorece que evitemos comer sustancias peligrosas como los alcaloides de algunos vegetales. Podemos especular que el sabor ácido también tiene en su origen una función protectora: muchos alimentos estropeados desarrollan un sabor ácido. Los otros sabores están relacionados con la obtención de los nutrientes que necesitamos para vivir: el sabor dulce para los azúcares (energía), el salado con eléctrolitos (iones) y el umami con las proteínas (aminoácidos).

Y hablando del sabor umami quizá sea interesante dedicarle una pequeña explicación, para los que como yo, no lo estudiamos en el colegio. Desde hace miles de años los japoneses sabían que el caldo elaborado con el alga kombu poseía un sabor único, distinto de los tradicionales dulce, salado, ácido y amargo. En 1908 un químico japonés llamado Kikunae Ikeda aisló en este caldo el glutamato monosódico (GMS) y a esta sensación diferente la llamó umami (que viene a significar sabroso). Sin embargo, los científicos occidentales eran escépticos sobre la existencia real de este sabor, y no fue hasta que en 2001 se aisló el receptor específico para el GMS que finalmente se aceptó la existencia de este quinto sabor.

La mejor manera de experimentar el sabor umami es un buen queso parmesano (el GMS se encuentra en él en alta concentración) pero si queréis probarlo puro se puede comprar como aditivo en algunos supermercados chinos. Para probar en casa el resto de sabores disponemos de sustancias químicas puras: cloruro sódico (sal de mesa) para el sabor salado, sacarosa (azúcar) para el dulce, ácido acético (vinagre) para el ácido y quinina (agua tónica desgasificada) para el amargo*.

*En este caso es una sustancia casi pura: el amargo se encuentra mezclado con el dulce por los edulcorantes añadidos.

Por último, me gustaría acabar diciendo que como siempre en la ciencia no hay nada que no esté sujeto a revisión, y quizá en breve podamos hablar de un sexto sabor: el sabor graso. Científicos norteamericanos han identificado un receptor en las papilas de la lengua que reconoce los lípidos y al igual que sucede con el sabor amargo existe una gran variabilidad genética en la sensibilidad de los individuos. Quién sabe, puede que en nuestras papilas gustativas se encuentre gran parte de la información que necesitamos para ayudar a las personas con trastornos de la alimentación.

Linfocito T matando a una célula cancerosa

El artículo más visto y más comentado de la historia de este blog es «a la caza de la bacteria«, en el que publicamos un vídeo en el que se ve cómo un leucocito humano persigue durante un rato a una bacteria para acabar fagocitándola.

Por motivos obvios, el vídeo que os presento a continuación no ha podido evitar recordarme a dicho artículo. Lo encontré dando una vuelta por ALT1040 el domingo pasado.

El vídeo lo ha grabado al microscopio la profesora Gillian Griffiths, de la Universidad de Cambridge. En él vemos cómo un linfocito T (un tipo de células del sistema inmune conocidas como células asesinas, porque se dedican a eliminar amenazar para el organismo) se acerca a una célula tumoral (azul). Primero, el linfocito T (verde) la reconoce. Luego, poco a poco la va recubriendo entera. En la parte final del vídeo se usa otro contraste para ver mejor (en amarillo) al linfocito. Se aprecia cómo ha cubierto completamente a la célula tumoral y, poco a poco, la ataca hasta que finalmente acabe con ella.

Para que os hagáis una idea del tamaño real de lo que estáis viendo, las células T tienen sólo 10 micras de largo o, lo que es lo mismo, 10 veces menos que el diámetro de un pelo.

En un artículo próximo os explicaremos con detalle qué son exactamente las células asesinas y cómo trabajan en el organismo para eliminar células enfermas sin dañar las sanas que las rodean.

Os recomiendo además que, si tenéis tiempo, le echéis un ojo a toda la lista de reproducción de «Bajo el microscopio», la serie en la que está incluido este vídeo, que contiene muchos más, a cual más sorprendente.

Fuente: ALT1040
Vídeo en Youtube: Enlace

Marihuana que relaja pero no “coloca”

Gracias a unos investigadores del Instituto Nacional de Salud de Estados Unidos, ha podido sintetizarse una molécula de THC (tetrahidrocannabinol, el principio activo de la marihuana) que relaja y alivia y el dolor pero no coloca, no causa ningún tipo de alucinaciones.

Aparentemente, la molécula de THC se une a dos tipos de receptores celulares. Uno es un receptor del aminoácido glicina y, cuando el THC se une a él causa el mencionado alivio del dolor. El otro es un receptor de los compuestos de la familia de los terpenoides, que desencadena las reacciones peligrosas del THC.

Los investigadores que firman el artículo han sintetizado una molécula de THC modificada llamada 5-desoxi-THC que no se une al receptor de los terpenoides, pero que puede seguir aliviando el dolor uniéndose al receptor de glicina.

Aunque, pese a que sobre el papel todo debería funcionar de maravilla, resulta que el 5-desoxi-THC no es tan buen inhibidor del dolor como el THC natural. Pero, de todas formas, es un gran avance científico que, en un futuro, podría ser de gran ayuda para muchos enfermos.

Visto en Wired. Fuente: Xiong W. et al. Nature Chem. Biol. 2011, Online.

Mitosis

La reproducción sexual es costosa. El vuelo inútil del macho de la bisbita intentando asombrar a la hembra cuesta mucha energía, el deslumbrante plumaje que el pavo despliega es un derroche de aminoácidos y el ciervo debe dejarse literalmente la cornamenta para poder aparearse. Por eso, cuando una especie puede elegir entre reproducirse asexualmente o sexualmente, elige la primera.

La reproducción asexual consiste en procrear una copia idéntica al organismo progenitor sin el concurso de ningún otro individuo de la misma especie. Un conjunto de divisiones celulares que tienen como fenómeno central la mitosis aseguran esta constancia de generación en generación. ¿Mitosis?, seguro que es un concepto con significado para cualquiera, nostálgico probablemente, porque ya se sea de ciencias o de letras todo el mundo recuerda a este proceso de división celular como de los temas que le explicaron una y otra vez en secundaria.

La mitosis asegura la constancia de cantidad y de mensaje genético de una generación a otra, ya sea celular o individual. Gracias a la mitosis todas las células de un organismo tienen la misma información genética y por eso una célula madre de la médula ósea podría transformarse en una célula de páncreas o de hígado si es convenientemente estimulada.

A continuación se ofrece recordar este proceso biológico tan frecuente a partir de un vídeo.

Si quieres leer la explicación del vídeo amplía el artículo: Continuar leyendo «Mitosis»

¿Qué es la anemia?

Para muchos, la palabra anemia significa falta de hierro, para otros falta de sangre y para la mayoría falta de glóbulos rojos. No son ideas desatinadas pero la anemia puede ser todo eso y algo más.

La definición general de anemia es el descenso de masa eritrocitaria (eritrocito = glóbulo rojo). Hay que prestar atención a la palabra «masa» ya que precisa muy bien el concepto puesto que hay anemias en las que se mantiene el número de glóbulos rojos pero no su contenido, la hemoglobina (la proteína encargada de transportar el oxígeno), que es menor o no es completamente funcional. Continuar leyendo «¿Qué es la anemia?»

¿Llegaremos a ser inmortales?

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Éste artículo tiene un complemento en forma de podcast de audio. Puedes descargarlo (MP3, 6 MB) o escucharlo en iVoox.com.

La evolución de la sociedad y el desarrollo tecnológico se ha acelerado en las últimas décadas. En comparación con esta aceleración, la velocidad de los cambios biológicos es ridícula. Dicho de otra manera el cerebro es mucho más plástico y rápido que los genes. Este último hecho explica algunos fenómenos biológicos como el envejecimiento o el hecho de que esté aumentando la obesidad. Realmente engordamos porque han cambiado nuestros hábitos de vida que ahora son mucho más sedentarios, pero nuestro programa genético sigue dando prioridad al almacenamiento de sustancias de reserva ya que la carencia ha sido, y aún es para muchos, la situación habitual del ser humano.

La razón biológica del envejecimiento es económica: resulta mucho más rentable energéticamente promover la reproducción de los jóvenes que mantener con vida a los individuos ya que lo más probable es que mueran por ataque de un depredador o por una infección.

Para comprender mejor este hecho hay que descender al nivel molecular y ver en qué se traduce el envejecimiento. Lee el artículo completo sólo en ElectronesExcitados.com Continuar leyendo «¿Llegaremos a ser inmortales?»

Nuevos horizontes

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La semana pasada la NASA anunció una conferencia de prensa. Los rumores inundaron la red. ¿Habían descubierto vida extraterrestre? La respuesta la dieron el jueves a las 14.00, hora de Nueva York. Y no, no hubo platillos volantes ni señales electromagnéticas de otros sistemas planetarios. Pero eso sí, el anuncio fue impactante ya que cambia el concepto que tenemos de «ser vivo». Y en Electrones Excitados vamos a explicaros por qué. Continuar leyendo «Nuevos horizontes»

La mitocondria

En entradas anteriores del blog (I y II) se han explicado algunas ideas básica sobre lo que contienen las células de nuestro cuerpo. Una de las estructuras más carismáticas, simpáticas por su estructura y vitales por su función son las mitocondrias, posiblemente antiguas bacterias aerobias que entraron a vivir en simbiosis en un antecesor celular mayor.

Aprovechando este magnífico vídeo vamos a mostrar algunas características de este orgánulo celular convirtiéndonos en auténticos «citonautas».

  • Comienza el vídeo mostrando a las mitocondrias como orugas algo realmente acertado ya que tienen una gran independencia dentro de la célula lo que recuerda que antiguamente eran bacterias de vida libre.
  • De la mano de una biomolécula atravesamos las dos membranas, la interna y la externa otra característica exclusiva de este orgánulo que sólo comparte con el cloroplasto y el núcleo.
  • Una vez en el interior y sorteando los meteoritos que representan la abundancia de enzimas que hay en su interior, en la matriz mitocondrial, nos encontramos con algo insólito: un doble helicoide de ADN propio y muy similar al de las bacterias. (¿Recordáis que hace poco hablamos también del ADN mitocondrial?) De nuevo  recordamos el pasado bacteriano de las mitocondrias.
  • Seguimos navegando y atravesamos un cilindro huevo a modo de rotor que bien podría ser uno de los enzimas más significativos de la mitocondria: el complejo multienzimático piruvato deshidrogenasa que una vez pegado a la membrana interna transforma el piruvato en Acetil Coenzima A (AcCoA) una de las moléculas centrales del metabolismo.
  • Y llegamos a la zona de la actividad vital. A modo de columnas largas y estrechas se muestran ante nuestras gafas de citobuceo las crestas mitocondriales, pliegues de la membrana interna que consiguen aumentar la superficie de estos orgánulos sin aumentar su volumen. En ellas encontramos las proteínas que se van encargar del proceso de la respiración celular que proporcionará energía a toda la célula.
  • Los electrones que transportan estas proteínas se nos presentan como pequeños destellos blancos que transforman a otras moléculas vitales de su forma oxidada (con menos electrones) a su forma reducida (más electrones) y útil. Una vez reducidas esas moléculas adquieren un color blanco. Todo esto sucede dentro de un enjambre de diminutas luces amarillas que representan los protones que se van acumulando.
  • Llegamos al final del viaje encontrando a los generadores de energía: las ATPasas que con ese movimiento de rotación aprovechan la acumulación de los protones para transformar el ADP que entra con un color verdoso apagado para salir brillante, fosforilado y transformado en ATP, la moneda energética, la molécula que aportará a la célula energía útil.

Ha sido un viaje de poco más de dos minutos pero que en la mitocondria se mediría en microsegundos. Espero que lo hayáis disfrutado.