Sanchez, M. (2011). Biosafety and Biological Weapons: The Andromeda strain (1971) Journal of Medicine and Movies, 72 (1), 15-20
Los seres vivos son a las leyes de la Termodinámica lo que los abogados son a las leyes de la sociedad
Bienvenidos. Este blog está dedicado a la Microbiología pero en general cualquier tema científico de interés tambien puede aparecer. El contenido de este blog es estrictamente científico y docente, por lo que no es un consultorio de salud. No estoy ni capacitado ni autorizado para responder a consultas de carácter médico-sanitario que expongan casos personales. Las imágenes que aparecen están sacadas de sitios públicos de la web y se indica su origen o basta cliquear sobre ellas para saberlo, pero si hay algún problema de copyright, por favor indicarlo en comentarios y se retirarán.
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jueves, 6 de noviembre de 2008
Películas y Bichos: "La amenaza de Andrómeda"
Sanchez, M. (2011). Biosafety and Biological Weapons: The Andromeda strain (1971) Journal of Medicine and Movies, 72 (1), 15-20
jueves, 30 de octubre de 2008
Bioterrorismo Vegetal
lunes, 13 de octubre de 2008
Intraterrestres (2ª parte)
In Sneffels Joculis craterem quem delibat Umbra Scartaris Julii intra calendas descende, audax viator, et terrestre centrum attinges.
Y cuya traducción sería: "Desciende intrépido viajero, en el cráter del glaciar Sneffel tocado por la sombra de Scartaris antes de las calendas de julio y llegarás al centro de la Tierra"
D. audaxviator comenzó su audaz viaje hacia las profundidades hace 40 millones de años, en pleno Eoceno, cuando se originó la cordillera del Himalaya y el linaje de las ballenas acababa de nacer.
Audio en "El podcast del microbio"
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viernes, 3 de octubre de 2008
Bichos de Bichos
Gorgojo descortezador. El micangio estaría cerca de las mandíbulas
Bosque de pinos afectados por el gorgojo descortezador
Ciclo del gorgojo descortezador. El ciclo de vida dura unas 4 a 5 semanas
Cavidades producidas por el gorgojo en el interior del arbol
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miércoles, 1 de octubre de 2008
Microbe Kombat

Pantalla del juego Simlife (1992)Evolución de los videojuegos. Video de presentación de Spore (2008)
lunes, 29 de septiembre de 2008
Impacto Viral
La portada de la revista Nature del pasado 28 de agosto estaba dedicada al papel de los virus en el mayor ecosistema de nuestro planeta: los sedimentos marinos.
Probablemente más de uno habrá oído la frase de que tenemos un mayor conocimiento del planeta Marte que del fondo de nuestros océanos. Algo de verdad si que hay. Dos terceras partes de nuestro planeta están cubiertas por el agua y sin embargo hasta hace muy poco no se tenía ni idea de los microorganismos que las habitaban. Sólo se suponía que había muchos.
La sorpresa no es que haya muchos, sino que hay muchísimos. Más de los que imaginábamos. Pero las sorpresas no se han acabado. Lo última ha sido encontrar que el tipo de microorganismos más numerosos no son ni las bacterias, ni las arqueas. Son los virus (*).
Y es que hay mucho que aprender todavía.
Audio en "El podcast del microbio"
jueves, 4 de septiembre de 2008
Rappin' about Science
El primero es sobre el funcionamiento de las redes neuronales.
lunes, 18 de agosto de 2008
Preguntas talmúdicas: Procariotas en huelga
David Lipson propuso los siguientes escenarios:
viernes, 8 de agosto de 2008
Preguntas talmúdicas: Fijación del nitrógeno y Endosimbiosis
domingo, 3 de agosto de 2008
Preguntas Talmúdicas: Los cultivos puros no son naturales
La primera pregunta es:
¿En qué lugar de la Tierra uno podría encontrar un cultivo puro de un microorganismo durante un largo período de tiempo?
Las simbiosis (mutualistas o parasitarias) no cuentan y tampoco las placas de Petri.
Y las respuestas fueron:
A. Danchin comentó dos posibles casos. Uno, la bacteria Photorhabdus luminescens. Esta bacteria se encuentra en tan sólo dos hábtitats. O creciendo como cultivo puro en cadáveres de larvas de insectos o en el tubo digestivo de gusanos nemátodos. P. luminiscens es una bacteria bastante curiosa. En su genoma posee una gran cantidad de genes que codifican para la síntesis de diversas toxinas y antibióticos. Eso podría explicar su "crecimiento puro". Otro que la bacteria Bacillus subtilis crece en cultivos puros a partir del heno, pero habría que demostrar que B. subtilis es el único colonizador de las hojas del heno. Una cosa es aislarla del heno y otra muy distinta que sea la única bacteria presente en el filoplano de dicha planta.
Ciclo biológico de P. luminiscens. La bacteria es inoculada en la larva de insecto por un nematodo. La bacteria mata a la larva gracias a una toxina y luego produce enzimas para descomponer los tejidos de la larva y alimentarse. Los nemátodos se alimentan de las bacterias y de los tejidos del animal, reproduciéndose en su interior. Las formas juveniles de los nemátodos abandonan el cadáver portando a P. luminiscens en el interior de su tubo digestivo, buscando nuevas larvas de insecto para infectar. Se está intentando usar como bioinsecticida.

Lago hiperalcalino congelado.
(*) El Talmud (התלמוד) es una obra que recoge las discusiones rabínicas sobre leyes judías, tradiciones, costumbres, leyendas e historias. El Talmud se caracteriza por preservar la multiplicidad de opiniones a través de un estilo de escritura asociativo, mayormente en forma de preguntas, producto de un proceso de escritura grupal a veces contradictorio
miércoles, 30 de julio de 2008
Colisiones y Cambio Climático
Ilustración de Nature sobre el fraccionamiento del supercontinente Pangea hace 200 millones de años

Anaerobios endosporulados mostrando su preocupación ante la aparición de la fotosíntesis oxigénica
Audio en "el podcast del microbio"
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lunes, 28 de julio de 2008
La unión hace la fuerza, y las armas.

Pues el grupo liderado por el Dr. Carsten Matz del Centro Helmholtz para la Investigación de las Infecciones ha encontrado algo bastante llamativo en los biofilms marinos. Al parecer estos biofilms son capaces de anular los ataques depredadores de las amebas utilizando "armas químicas". Las amebas son unos protozoos que están especializados en fagocitar a las bacterias que les sirven como alimento. Los investigadores notaron que los biofilms formados por determinadas bacterias no solo eran inmunes a los ataques de las amebas, sino que además estas últimas quedaban paralizadas e incluso morían. En palabras del Dr. Matz, las bacterias no solo habían construido una fortaleza, sino que también eran capaces de contraatacar.
Ameba alimentandose
Para identificar el compuesto responsable de dicho efecto, se analizó más detalladamente los biofilms formados por la γ-proteobacteria, Pseudoalteromonas tunicata una de las especies con mayor actividad antiprotozooaria. Determinaron así que en dichos biofilms se produce la síntesis de un pigmento llamado violaceina que resulta letal para el protozoo. Una prueba más del papel de la violaceina vino dada por experimentos en los cuales se utilizaban biofilms de un mutante de P. tunicata que no sintetizaba violaceina. En esos casos, el biofilm era completamente consumido por los protozoos.
Estructura de la violaceina
Cultivo de Pseudoalteromonas
Quizás lo más llamativo es el mecanismo por el cual la violaceína acaba con el protozoo. Al parecer lo hace desencadenando una respuesta de muerte celular muy parecida a la apoptosis de las células eucariotas de los organismos pluricelulares. En protozoos incubados con violaceína, se observa fragmentación del DNA nuclear e incremento de la actividad caspasa 3. De hecho, la violaceína activa la apoptosis en células de mamífero.
Audio en "El podcast del microbio"
martes, 15 de julio de 2008
Úlceras precolombinas
Momias precolombinas (fuente: El Mundo)
Cuando uno lee algún texto sobre la colonización de las Américas por los europeos enseguida se topa con algún párrafo dedicado a las enfermedades transmitidas desde el viejo continente al nuevo, destacando sobre todas ellas a la viruela. Sin embargo desde hace tiempo se sospecha que más de una enfermedad ya estaba allí y que incluso realizó el camino inverso. Parece que ahora le ha llegado el turno a las úlceras de estómago.
Helicobacter pylori
viernes, 11 de julio de 2008
El Test de Fluctuación. Un experimento simple, sencillo y elegante
La cita clásica de la semana. El Test de Fluctuación.
Artículo Original:
Luria S. and Delbruck M. 1943. Mutations of bacteria from virus sensitivity to virus resistance. Genetics 8: 491.
La cita clásica de la semana está dedicada a los premios Nóbel Salvador Luria y Max Delbruck y es uno de los más famosos experimentos de la Biología. Luria y Delbruck se preguntaban sobre la naturaleza de las mutaciones. ¿Eran espontáneas? O por el contrario ¿ocurrían en respuesta a las condiciones ambientales? Este último punto de vista, común en algunos científicos actuales (p. ej. Cyril Hinshelwood), fue uno de los últimos vestigios del Lamarckismo en la biología evolutiva.
Desde la época de d'Herelle, se sabe que un cultivo de bacterias expuestas a la acción de un virus bacteriófago va perdidendo turbidez y clarificándose, como si todas las bacterias en dicho cultivo estuvieran muriendo (de hecho eso es lo que pasa). Sin embargo, algunas veces el cultivo vuelve a crecer y la turbidez reaparece. Se asumió que la bacteria adquiría una resistencia a la acción del fago y que era capaz de repoblar el cultivo. La pregunta era ¿cómo podía utilizarse dicho sistema para demostrar el papel del azar en las mutaciones?
Luria estuvo cavilando sobre el problema durante varios meses, intentando diseñar un experimento que demostrase si las mutaciones eran espontáneas o no. Entonces, en el transcurso de la celebración de un baile en la Universidad de Indiana, Luria tuvo su "momento eureka".
Luria volvió a su laboratorio y preparó un gran número de cultivos bacterianos conteniendo cada uno de ellos una pequeña cantidad de inóculo. A cada uno de dichos cultivos le añadió un inóculo de bacteriófago (ver más abajo un esquema explicativo del experimento). Luria razonó de la siguiente forma: si las mutaciones se producían de manera dirigida como respuesta a la presencia del fago, tal y como el Lamarquismo supone, entonces el número de bacterias supervivientes debería ser muy parecido entre los cultivos, pues todos ellos producirían mutantes resistentes en pequeño número (Panel superior de la figura 1). Si por el contrario las mutaciones eran espontáneas, entonces su distribución sería al azar y serían semejantes a acertar un pleno en una máquina tragaperras. En ese caso, el número de bacterias supervivientes debería ser pequeño en la mayoría de los cúltivos, pero en algunos pocos cultivos dicho número de supervivientes debería ser grande (Panel inferior de la figura 1).
Figura 1: Resultados esperables en el caso de que la mutación fuera dirigida (caracter post-adaptativo) por un cambio ambiental, o si fuera espontánea (caracter pre-adaptativo). El cambio ambiental en el experimento de Luria y Delbruck consistía en la adición de un virus bacteriófago (línea de puntos). En rojo se indican las bacterias resistentes. En el caso de que la mutación fuera como una adaptación fisiológica (arriba) las medias y la varianza son muy parecidas. Si la mutación es al azar (abajo) las medias y varianzas son muy desiguales
Debajo se muestra la figura 2 del artículo original de Luria y Delbruck. En ella puede verse que el número de "plenos" (>9 resistant bacteria) es mayor que el esperado. Los experimentos de Luria y Delbruck demostraron inequivocamente que las mutaciones eran espontáneas y mostraron la importancia del papel del azar y de la historia de un ser vivo en la biología evolutiva clavando el último clavo en el ataud del lamarquismo (*).
La razón por la que se ha seleccionado el Test de Fluctuación como la cita clásica de la semana es por un reciente intercambio de impresiones con Rich Lenski de las que parte de ellas son reproducidas a continuación.
Siempre me ha fascinado la tensión entre el azar y la necesidad, entre la suerte y la repetibilidad. De niño adoraba los juegos con dados y cartas que requerían suerte y habilidad al mismo tiempo. Posteriormente, cuando asistí al Oberlin College, me matriculé en un maravilloso curso en el que el libro de texto utilizado era el libro "Molecular Genetics: an Introductory Narrative" de Gunther Stent. Al contrario que otros libros de ciencia, este se centraba en la historia de quién hacia un experimento y porqué lo hacia. Recuerdo la lectura sobre el "test de Fluctuación" desarrollado por Salvador Luria y Max Delbruck y como trataban de darle sentido y de repente teniendo aquel "momento eureka" cuando todo el experimento cobró sentido ante mi. Es mi experimento favorito de todos los tiempos, y hasta el día de hoy, cuando pienso en él, aun me maravillo no solo por su elegancia, sino también por la sutileza de la onterpretación y por la apreciación del porqué de la dificultad del problema hasta que ellos realizaron el experimento. Como bien sabes, uno de los puntos principales del Experimento de Evolución a Largo Plazo con E. coli es entender la repetibilidad de la evolución que surge de la tensión entre mutación al azar por un lado y el proceso sistemático de la selección natural por el otro lado. Esto empuja a las poblaciones hacia una mayor aptitud (fitness) en los ambientes en los que ellas viven. Luego, en un cierto sentido, uno puede pensar que mi Experimento de Evolución a Largo Plazo es un descendiente del Test de Fluctuación. Un descenciente que examina el papel de la mutación al azar en producir variación estadisticamente cuantificable entre linajes replicados, no en cultivos overnight (**), sino entre cultivos con más de 40.000 generaciones de evolución separada.
Es precisamente esta azarosidad de la evolución la que ha conducido a Lenski y sus colegas a su último descubrimiento, en el que tras 33127 generaciones, una cepa de E. coli ha evolucionado y ahora es capaz de asimilar el citrato. Carl Zimmer fue el que cubrió dicha historia.
Lenski ha tenido también una reciente discusión con los IDiots(***), y su tolerante respuesta puede encontrarse aquí.
Hasta aquí el comentario de John Dennehy. Algunas aclaraciones para los no expertos en Biología o aquellos estudiantes que aun no les hayan explicado el famoso experimento.
- Una página web de la Universidad Complutense bastante buena sobre la mutación.
- El experimento de Luria y Delbruck:
Luria tomó una colonia y con ella estableció dos cultivos. El cultivo A lo dividió a su vez en 20 cultivos más pequeños. Los 21 cultivos (20 cultivitos A más el cultivo B) y se dejaron crecer durante toda la noche (overnight). Al día siguiente se tomó una muestra de cada uno de los 20 cultivos A y se le añadio el bacteriófago. El cultivo B fue dividido en 20 alícuotas y a cada una de ellas se le añadió el bacteriófago. Posteriormente se determinó el número de bacterias resistentes al fago en los cultivos A y en los cultivos B. Tal y como se ha explicado antes, si la mutación fuera una adaptación fisiológica las medias y varianzad de los cultivos A serían similares a las de las muestras del cultivo B. Sin embargo los resultados fueron muy diferentes, luego la mutación era al azar y tenía un carácter post-adaptativo
(*) Desafortunadamente el Lamarckismo se resiste a morir. De vez en cuando se lee alguna noticia sobre la herencia de caractéres adquiridos que luego queda desacredita, por lo que el experimento de Luria y Delbruck no es el "último clavo".
(**)Cultivo overnight. En los laboratorios que trabajan con la bacteria E. coli generalmente se suele inocular el cultivo por las tardes y se deja crecer el cultivo durante toda la noche (overnight). Generalmente han pasado al menos unas 20 a 30 generaciones y el cultivo suele encontrarse en la fase estacionaria.
(***) IDiots. ID = Inteligent Design. He optado por dejar el termino original. Es una forma despectiva de referirse a los defensores del Diseño Inteligente. Aunque considero que en el plano científico el Diseño Inteligente es una tontería del mismo calibre que aquellos que defienden que la Tierra es plana, también pienso que utilizar un término despectivo para referirse a aquellos que no comparten nuestro punto de vista es caer en un error bastante grave.
Audio en "El podcast del microbio"
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jueves, 10 de julio de 2008
Intraterrestres
Una de las obras más famosas de Julio Verne es "Viaje al centro de la Tierra". Para cualquiera que haya leído el libro, o visto una de las muchas versiones cinematográficas, no le costará recordar que los valerosos exploradores se metían por un volcán e iban encontrando formas de vida prehistóricas como los plesiosauros, según iban descendiendo en las profundidades terrestres. Lo cierto es que Verne no parecía andar muy desencaminado. Los volcanes tienen que ver con esta historia. Y si profundizamos en la corteza terrestre vamos encontrando formas vivas, pero no son gigantescas criaturas, sino microorganismos.
Almohadas de basalto de los fondos oceánicos.
Por ahora los microorganismos mejor estudiados son los de la corteza de los fondos marinos que aquellos que viven en la roca profundos. El motivo es simple, son más fáciles de recolectar. Además, en los fondos marinos se encuentran las dorsales oceánicas, los lugares donde se forma la nueva corteza terrestre. Los volcanes submarinos que forman dichas dorsales no paran de vomitar roca fundida que en contacto con el agua se enfría rápidamente y forma las conocidas como almohadas de basalto. Debido al rápido enfriamiento tienen una corteza formada por cristal basáltico. Estas rocas son ricas en compuestos inorgánicos reducidos y eso es una fuente de energía que pueden aprovechar los microorganismos quimiolitotrofos. De hecho, en el laboratorio se pudo comprobar este último aserto. Sin embargo quedaba comprobarlo en el fondo marino. Y claro, no es fácil trabajar a profundidades de más 5.000 metros y con presiones casi 600 veces mayores de la que tenemos a nivel del mar.
Imagen de perforaciones tubulares formadas en la corteza cristalina de una almohada basáltica. Se piensa que estas perforaciones han sido producidas por microorganismos quimiolitotrofos que se "comerían" dicho cristal.
El caso es que se ha podido hacer, aunque indirectamente. En la revista Nature se publicó recientemente un estudio en el cual se demostraba la gran abundancia de microorganismos en las rocas basálticas de dichas dorsales. Los investigadores utilizaron una combinación de tres técnicas: PCR cuantitativo, microscopía e hibridación de ácidos nucleicos in situ. Mediante dichas técnicas han determinado que hay entre 1.000 a 10.000 veces más microorganismos en los fondos basálticos que en el agua que los cubre.
Microscopía de fluorescencia de una muestra con microorganismos endolíticos (endolítico = dentro de la piedra). En verde fluoresce el mineral y en rojo las bacterias
No sólo eso. También han encontrado que la biodiversidad es completamente distinta. En el agua de los fondos marinos hay entre 8.000 a 90.000 microorganismos por mililitro. La mitad de ellos pertenecen al dominio Bacteria y la otra mitad al dominio Archaea. En las rocas basálticas se han encontrado con densidades entre 3 y 1000 millones por gramo de roca. Y más del 90% de dichos microorganismos pertenecen al dominio Bacteria. Y de estas, casi todas son de las gamma-proteobacteria.
¿Y eso es mucho o poco? Pues para hacernos una idea, el número de microorganismos que hay en el suelo agrícola es superior a los 10.000 millones. Así que el basalto quizás no sea un jardín del Edén bacteriano, pero tampoco es un sitio pobre e inhóspito.
¿Y que hay de comer para que haya tantos microorganismos? Pues esa es una buena pregunta pero que todavía no tiene respuesta. Se cree que la base de la pirámide trófica son microorganismos quimiolitotrofos o mixotrofos que oxidarían el azufre, el hierro y el manganeso presentes en el cristal basáltico. En el laboratorio eso está confirmado experimentalmente. Pero en la Naturaleza ... Digamos que por ahora no. De todas formas, se ha calculado el impacto en los ciclos biogeoquímicos de dichos microorganismos intraterrestres y al parecer podrían ser los responsables de la fijación anual de unas 500.000 toneladas de carbono.
No está nada mal para unos seres que hasta hace poco ni siquiera sabíamos de su existencia.
Enlaces relacionados con el tema: Intraterrestres (2ª parte)
Esta entrada ha sido traducida al inglés y seleccionada por el blog de la ASM "Small things considered" a cargo de Moselio Schaeter.
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martes, 1 de julio de 2008
Matar bacterias a laserazos

Una de las preocupaciones principales en el tratamiento de heridas y quemaduras es que estas se infecten. El tratamiento rutinario es la administración preventiva de antibióticos, pero si uno tiene la mala suerte de estar infectado con un microorganismo resistente a los antibióticos entonces tiene un serio problema. El tratamiento puede ser largo, costoso y lo que es peor, inefectivo.
El Dr. Michael Wilson y su grupo han desarrollado esta nueva estrategia para luchar contra los microorganismos patógenos pero sin que estos desarrollen fácilmente una resistencia que la anule. La técnica ha sido probada in vitro usando cultivos de Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes y Pseudomonas aeruginosa a los que se añadía el colorante verde de indocianina. Este colorante es inocuo para los humanos (de hecho se usa en angiografía de fluorescencia), y también para las bacterias. Este colorante es absorbido rápidamente por estas últimas.
Verde de Indocianina
Blancanieves y los siete marcianitos

El caso es que han empezado a llegar noticias sobre dichas pruebas y los resultados son ni buenos ni malos, sino todo lo contrario.
Para empezar las buenas noticias. Según publica Nature, al parecer el suelo marciano sobre el que se posó Phoenix es muy parecido al de la Antartida. La nave ha tomado muestra cavando unas pequeñas trincheras que han recibido el nombre de "Blancanieves" 1, 2 y 3. Los análisis han mostrado que el polo marcianao tiene agua, pero poca, es alcalino y contiene sales. Las sales son una prueba más de que la actividad del agua es importante. Segun Sam Kounaves de la Universidad de Tufts, lo más sorprendente sobre Marte es que no parece un mundo alienígena, sino que en muchos aspectos, como la mineralogía, se parece mucho a la Tierra.
Imagen que muestra las pequeñas trincheras llamadas "Blancanieves 1" (izquierda), "Blancanieves 2" (derecha) y dentro de esta última la pequeña "Blancanieves 3". El sitio de excavación ha sido bautizado como "el País de las Maravillas"
Imagen de un tardigrado de los suelos de la Antartida
Y ahora las malas. A falta de los análisis del TEGA parece que la cantidad de carbono detectado es escasa. Otra dificultad para la vida marciana sería el hecho de que la atmósfera es demasiado tenue, y las condiciones tan duras que en comparación, la Antartida terrestre sería un paraíso primaveral.
Bueno, confiemos en que Phoenix sea capaz de encontrar a los siete enanitos en alguna de las "Blancanieves".
Links relacionados: Martian Microbes: remember we are friends
jueves, 12 de junio de 2008
Evolución, en vivo y en directo
Prueba del citrato
Quizás algún día veamos completo el proceso de especiación en el laboratorio.
Audio 1 y Audio-2 en "El podcast del microbio"
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