¿Libres de transgénicos?

Ya os he comentado que durante muchos años estudié los mecanismos de acción de proteínas insecticidas de Bacillus thuringiensis. Intentábamos aclarar cómo estas proteínas se unían a sitios específicos en el intestino de las larvas de insectos plaga para ejercer su toxicidad.

Algunas de las proteínas que estudiábamos están presentes en cultivos transgénicos. T..r..a..n..s..g..é..n..i..c..o..s!!! 

Antes de que empecéis a contarme lo mala-malísima que es la compañía Monsanto y sus abusos sobre los campesinos, me gustaría que nos documentáramos un poco sobre qué son los organismos transgénicos y su importancia en nuestra vida cotidiana.

Os dejo un par de enlaces a dos vídeos entretenidos con contenidos sencillos (y en habla hispana) antes de contaros más cosas sobre biotecnología vegetal.

"Los organismos transgénicos son parte de nuestra vida cotidiana"

"Beneficios de los cultivos transgénicos"

Y de paso, dejo estos enlaces en una nueva sección de vídeos en la barra lateral: "visionando".

La aritmética de las colaboraciones

Me he pasado el día entre "workshops". El de esta tarde se titulaba "Building research collaborations". 

Básicamente, las tres horas de taller se pueden resumir en que el éxito de las colaboraciones científicas (colaboraciones de las de verdad, no confundir con el fenómeno de multiautoría en los artículos) es directamente proporcional a los cafés (o tés, o cervezas, si su religión se lo permite) que te tomes con tus colaboradores. Vamos, que hay que invertir tiempo, y del bueno, para que la colaboración funcione y los resultados lo constaten.

RyC: ¿Enhorabuena a los agraciados?

La "Propuesta de Resolución Provisional de candidatos seleccionados y de reserva de la convocatoria 2012 del Subprograma Ramón y Cajal del Ministerio de Economía y Competitividad" (quemequedosinaire) ha sido publicada hoy.

Tal y como está el tema de financiación en nuestro país, no sé si los agraciados y agraciadas con una de estas ayudas estarán saltando de alegría o mordiéndose las uñas, los dedos y los muñones pensando dónde d... (diablos, demonios, diantres...) van a conseguir dinero para llevar a cabo sus proyectos.

Como a mí no me han concedido la ayuda, tendré que entretenerme en otros pensamientos más mundanos...

Me he divertido un rato haciendo un gráfico con la distribución de las ayudas de la presente convocatoria por  áreas temáticas. Aquí os lo dejo.

Lo dicho, enhorabuena a los excelentes investigadores e investigadoras que consiguieron las ayudas y mucha suerte en el nuevo camino.

Aquí encontrarás el enlace a la Resolución

Las eucariotas unicelulares

Parte de mi investigación se lleva a cabo con organismos unicelulares (una-célula) eucariotas. Aunque suene como un insulto, eucariota significa que tienen un núcleo verdadero, formado por una membrana que envuelve al material genético (ADN). Las bacterias (organismos procariotas) carecen de este núcleo y su ADN no está englobado en ninguna estructura.

Las células se mantienen mediante el establecimiento de cultivos celulares. Esto no es más que dejar a las células en un medio con nutrientes para que se multipliquen. Cada cierto tiempo (no mucho y nuevamente sin atender a razones de vacaciones, puentes, gripes y demás) hay que pasarlas a medio fresco para que tengan nuevos nutrientes (si no se pasan, la falta de comida hace que mueran y luego no hay quien las resucite).

Cada tipo celular necesita un medio adecuado para su mantenimiento. Los cultivos celulares se suelen mantener en frascos o placas que se incuban en cámaras a una temperatura y atmósfera determinada.

                              

 


Actualmente, estoy manteniendo tres tipos de cultivos celulares: dos con las amebas Dictyostelium y Acanthamoeba polyphaga y un tercero con linfocitos T humanos (células del sistema inmunitario).

Dictyostelium (izquierda) y A. polyphaga (derecha)

Linfocitos T y B

Y acabo por hoy con un poco de humor negro del gran Forges:

Las víctimas

Para validar las hipótesis sobre las que trabajo, necesito experimentar con insectos. En mi caso, siempre he trabajado con lepidópteros, la familia de las mariposas y las polillas. Si recordáis, las mariposas y polillas tienen un ciclo de vida en el que del huevo sale una larva que crece pasando por varios estadios de muda hasta formar un capullo. Tras la metamorfosis, de este capullo (que solemos llamar pupa) emerge el adulto, es decir la mariposa o polilla con sus alas, antenas y espiritrompa como las conocemos. Los insectos a veces se pueden criar en el laboratorio, pero otras veces hay que ir al campo a capturarlos porque no es posible (o es demasiado complicado) criarlos en cautividad. En el laboratorio, los insectos se mantienen en cámaras de cría a una temperatura y humedad constantes. Cuando es posible, para que las larvas se alimenten, se les prepara una comida (parecida a un pudding), pero cuando no hay forma de que se coman esta dieta artificial hay que alimentarlas con lo que suelen comer. La cría de lepidópteros es un arte que hay que llevar a cabo con mimo (con unas especies más que con otras); es una tarea muy sistemática que requiere una gran dedicación (los bichos no entienden de vacaciones ni puentes) así que es justo reconocer a quienes se dedican a su cuidado el valor que su trabajo supone.

Anteriormente he trabajado con varias especies de lepidópteros (perdonadme los puristas de la nomenclatura, pero no voy a incluir familia, autor y año junto al nombre), entre ellas: Spodoptera exigua (rosquilla verde o gardana), Spodoptera frugiperda (gusano cogollero o palomilla del maíz), Plutella xyllostella (polilla de las crucíferas o del repollo), Prays oleae (polilla del olivo), Helicoverpa armigera (a esta se le llama de mil maneras, entre ellas gusano del algodón o gusano del tomate) y Helicoverpa zea (gusano del maíz).

Actualmente trabajo con estas dos especies:

Manduca sexta (gusano del tabaco o del tomate).  Como indica su nombre común, es una plaga de especies solanáceas, principalmente el tabaco y el tomate. El daño lo hacen las larvas que consumen hojas enteras, empezando desde el borde hacia el centro de la hoja. Además pueden consumir tallos, inflorescencias y frutos en desarrollo (vamos, que no ponen muchos reparos a la hora de comer). Cuando las larvas emergen de los huevos apenas miden tres milímetros, pero después de pasar por cinco estadios de muda, ¡las  larvas llegan a ser del tamaño de un dedo! Así que con este tamaño son la mar de agradecidas para experimentar, desde diseccionarlas para obtener el intestino y realizar experimentos de unión de toxinas a receptores, pasando por la inyección de bacterias para calcular su virulencia, hasta la extracción de hemolinfa (su líquido circulatorio) para obtener células del sistema inmunitario de la larva.

Manduca sexta. Pupa, larva y adulto.

Galleria mellonella (polilla de la cera). Esta polilla causa estragos en los panales de abejas. Las larvas cavan túneles por los mismos, buscando polen, cera y restos de miel. Mientras que Manduca sexta se mantiene en una cámara de cría que tenemos en el departamento, Galleria mellonella  llega a través de envíos de una empresa que se dedica a suministrar gusanos, grillos y otros tipos de bichos usados como cebo o alimento de reptiles, mayoritariamente.

Galleria mellonella. Adulto y larva.

¿Qué experimentos realizo con estos pobres bichos? En primer lugar quiero aclarar que los animales de experimentación, desde una pequeña mosca del vinagre hasta un ratón o un macaco, no se utilizan con frivolidad. Son necesarios para poder avanzar en las investigaciones científicas y por lo general se hace un uso racional de ellos. Es cierto que para que los resultados sean consistentes y fiables muchas veces hay que hacer varias réplicas de cada experimento y que un número reducido de muestras puede no dar resultados significativos. Por ello, hay que planificar bien cada experimento con el número adecuado de individuos a utilizar y sus réplicas. Lo bueno que tiene trabajar con gusanos es que no hay limitaciones éticas establecidas, así que si un ensayo sale mal (algo bastante habitual cuando se trabaja con seres vivos) se puede repetir sin necesidad de solicitar permisos especiales.

Los experimentos que estoy realizando con insectos son principalmente:

1. ENSAYOS DE TOXICIDAD O BIOENSAYOS. Permiten calcular el nivel insecticida de una muestra. Los realizo en placas con pocillos a los que les he añadido la comida para las larvas. Sobre esta comida se añade la muestra (toxinas, sobrenadantes o extractos de cultivos bacterianos, etc). Después se deposita una larva (generalmente recién nacida) en cada pocillo y se incuban a una temperatura constante el tiempo que se determine. Pasado este tiempo se hace el recuento de larvas vivas y muertas o bien se estima el porcentaje de crecimiento (¡para esto hay que pesar las larvas!).

La comida caliente (de consistencia líquida y densa) se vierte en los
pocillos de las placas y se espera hasta que se enfría y se hace sólida.

 Bioensayo con larvas de M. sexta.
Las larvas de la derecha no han sobrevivido al tratamiento 
o han sufrido una severa inhibición de crecimiento.

2. INFECCIONES BACTERIANAS. Mediante la inyección en las larvas de diluciones de bacterias se puede estimar la virulencia que cada tipo de bacteria tiene en cada insecto. En este caso, utilizo larvas de último estadio (las más grandes) para facilitar la inyección de la muestra mediante una jeringuilla. Pasado el tiempo estimado, se comprueba la mortalidad de las larvas sometidas al tratamiento.

Inyección en M. sexta

Inyección en G. mellonella

 En este caso, no es necesario añadir comida porque
los ensayos son más cortos y las larvas sobreviven sin alimentarse.
Las larvas oscuras son las larvas que no han sobrevivido a la infección.

3. EXTRACCIÓN DE HEMOLINFA. Para obtener hemocitos, las células del sistema inmunitario de los insectos, necesito extraer la hemolinfa o líquido circulatorio de las larvas. Aunque también la llevo a cabo con Galleria mellonella, es mucho más fácil y agradecida la extracción en Manduca sexta (recordad el tamaño, y eso que no espero a que sean como un dedo). Manduca sexta tiene una especie de gancho o aguijón en la parte trasera de la larva (solo para asustar, porque es blandito y ni pincha ni nada). Cortando cuidadosamente la punta de este aguijón se consigue extraer las gotitas de hemolinfa, que tienen un precioso color turquesa intenso (¡como si fueran de la realeza!).

Extracción de hemolinfa de M. sexta

Y hasta aquí lo que os quería contar sobre mis bichos. Sigo contando más ciencia muy pronto.

Mi familia

Mi más alegre bienvenida a este blog. En él, intentaré familiarizaros con mi trabajo y la ciencia que lo rodea. Si os dedicáis a la ciencia, es casi seguro que vuestros familiares y amistades os han preguntado "¿Pero tú a qué te dedicas?". Y seguro que os han puesto en un apuro. A ver cómo les contamos qué hacemos en nuestras largas jornadas dentro de un laboratorio. A veces, lo mejor es ir a lo fácil: "Pues básicamente trabajo con bacterias y bichos". Ahí queda eso. Y si se interesan mucho-mucho, entonces intento ir un poco más allá.

Si sois de los familiares y amistades que preguntan "Hija, ¿pero tú qué haces tantas horas allí?", entonces estáis en el blog adecuado. Voy a intentar que entendáis un poquito la ciencia que me apasiona a mí.

Así que para empezar, tengo que presentar a mi familia. A mi familia científica, me refiero. Aquellos que me han acompañado en mi nacimiento y crecimiento como científica (o como proyecto de científica, porque siento que aún no estoy madura...). Esta familia es el grupo Bacillus cereus. Os cuento sobre él:

El grupo Bacillus cereus engloba seis miembros: Bacillus anthracis, Bacillus cereus, Bacillus mycoides, Bacillus pseudomycoides, Bacillus thuringiensis y Bacillus weihenstephanensis (en ciencia hay que desempolvar el latín del instituto). Todos ellos son muy parecidos y a veces es difícil clasificarlos como distintas especies. Pero en esta entrada me voy a centrar en un grupo más reducido: el llamado “Bacillus cereus sensus lato”, en que solo se clasifican B. cereus, B. thuringiensis y B. anthracis. Estas tres especies son tan parecidas que algunos científicos las engloban en una sola especie. Su secuencia de ADN en el cromosoma es muy similar y básicamente se diferencian en los plásmidos que tienen (un plásmido es ADN circular que se muchas veces se transfiere de unas bacterias a otras). Los plásmidos en algunas de estas bacterias son los responsables de la producción de sus toxinas.

Se llaman "Bacillus" porque tienen forma de bacilo o bastoncillo, y se apellidan “cereus” porque cuando crecen en una placa de cultivo las bacterias forman colonias que parecen gotas de cera. También es característico de estos microorganismos la formación de esporas, que generan cuando las condiciones del medio no son favorables (falta de alimento, cambios de temperatura…). Las esporas son muy resistentes y sobreviven a numerosos tratamientos físicos y químicos, pudiendo esperar años a que las condiciones a su alrededor sean idóneas para germinar (¡es como si se quedasen “aletargadas”!) y dar paso a las llamadas formas “vegetativas” (las bacterias “despiertas” que comen y se reproducen tan ricamente).

Empecemos a conocer familiares: el primero es Bacillus cereus, el miembro que da nombre al grupo. Esta especie se encuentra por todas partes, mayoritariamente en en suelo. Pero también está en alimentos como vegetales, cereales, carne, productos lácteos… Si los alimentos no están bien cocinados, las esporas de B. cereus presentes en ellos no se mueren y germinan en los alimentos (ya os he contado que las esporas son muy resistentes, ¡se necesitan 100 grados o más para matarlas!). Las toxinas que produce B. cereus no están codificadas en plásmidos sino en el ADN del cromosoma bacteriano y son producidas por las bacterias que crecen en la comida mal cocinada. Así, aunque de forma oportunística ("aprovechando la situación"), B. cereus es causante de enfermedades gastrointestinales (naúseas, diarrea y ¡mucho dolor de tripa!).

Seguimos con mi ojito derecho… Bacillus thuringiensis. Esta bacteria me acompañó durante 13 años de investigación en la Universidad de Valencia (ay, qué mayor soy…).

Lo más característico de B. thuringiensis  (Bt para las amistades) es su habilidad para formar un cristal a la vez que forma la espora. Este cristal está compuesto de proteínas que son tóxicas para insectos y esa es la razón por la que B. thuringiensis se emplea como bioinsecticida (insecticida de origen biológico, no químico) contra plagas agroforestales (cultivos y bosques). Estas proteínas, en su mayoría proteínas Cry (del inglés “crystal”), son inocuas (es decir, no perjudiciales) para la fauna auxiliar (que son el resto de animalillos que viven en la zona tratada) así como para vertebrados como los humanos. El uso de proteínas Cry de B. thuringiensis para la protección de cultivos se lleva a cabo mayoritariamente de dos maneras: 1) la pulverización con formulaciones a partir de preparados de esporas y cristales de Bt y 2) la siembra de cultivos transgénicos. Ayyyyyy, que he dicho transgénico!!! Aunque os explicaré más detalladamente el tema de los transgénicos en otra entrada, ahora os adelanto que los cultivos transgénicos Bt lo que incorporan es el gen (la secuencia de ADN) necesario para producir una proteína insecticida. De esta forma, no es necesario tratar constantemente los cultivos con plaguicidas, porque las plantas ya producen por sí solas la(s) toxina(s) y están protegidas contra los insectos dañinos.

                c: cristal                           s: espora       

Hay distintas clases de toxinas Bt y la acción insecticida de cada una de ellas es muy específica. Esto es un arma de doble filo. Por un lado, es estupendo que una toxina solo tenga como diana a un reducido número de especies, sin afectar al resto del ecosistema, pero por otro lado, al no tener un espectro de acción tan amplio como los insecticidas químicos (que matan mucho más indiscriminadamente) hay que buscar toxinas eficaces para las diferentes plagas. Este hecho justifica la búsqueda continua de nuevas proteínas insecticidas en Bt, el rastreo de nuevas toxicidades y el estudio del modo de acción de las toxinas. Y gracias a la financiación de proyectos de investigación en este área, yo pude trabajar todos esos años en el grupo de Juan Ferré (la confianza da asco, pero es que nunca sé si oficialmente tengo que llamarle Profesor Juan Ferré, Dr. Ferré, Catedrático de Universidad Juan Ferré...).

Y por último, el patito feo de la familia: Bacillus anthracis. Esta bacteria es la causante del antrax,  una enfermedad contagiosa que afecta principalmente al ganado y que se puede transmitir a humanos. Dada la virulencia de esta bacteria, se considera una amenaza como arma biológica y, por lo tanto, además de las subvenciones de la investigación básica y aplicada desde diferentes organismos, también recibe financiación de instituciones relacionadas con la defensa militar. Como ahora estoy trabajando con una bacteria relacionada con B. anthracis, en siguientes entradas os iré explicando mejor cómo actúa esta bacteria y sus toxinas.



Pero por ahora ya está bien. Si habéis llegado hasta aquí abajo, ¡enhorabuena! O tenéis alma científica o una curiosa curiosidad acerca de los microbios.

Nos encontramos pronto con más ciencia, con más vida.

Una microbichóloga.