De tejones y tuberculosis

Seguro que somos muchos los que pensamos que el tejón (Meles meles) es un bichejo muy simpático. Pero claro, nosotros no somos ganaderos británicos. Este depredador es uno de los principales reservorios para Mycobacterium bovis, el patógeno de la tuberculosis bovina, una enfermedad que se estima que causará en Gran Bretaña unos gastos de 1.000 millones de libras (1230 millones de euros) en la próxima década. Por si fuera poco, dicha enfermedad puede también afectar a los seres humanos mediante la ingesta de leche contaminada. Así que no es de extrañar que el gobierno británico haya autorizado medidas de control para eliminar parte de la población de tejones. Pero les ha surgido dos problemas. Uno esperable: los activistas de los derechos de los animales. En Gran Bretaña tienen bastante peso y además de protestar están planeando boicots a los productos lácteos y sabotear las medidas de control gubernamentales. El otro completamente inesperado: algunos de los científicos que habían recomendado las medidas de control ahora se oponen a ellas.

Si hay un problema de salud pública lo mejor es coger a un grupo de científicos y expertos, que hagan un estudio y elaboren un informe recomendando las medidas a tomar. Eso es precisamente lo que hizo el gobierno británico hace una década con el problema de la TB bovina. Las universidades más prestigiosas demostraron más allá de toda duda que los tejones son portadores de M. bovis y que pueden infectar al ganado mediante contacto directo e indirecto. Un porrón de millones de libras se gastaron en un estudio denominado RBCT, para determinar si la matanza de tejones era un medio eficaz para contener la dispersión de la enfermedad y así proteger a las cabañas ganaderas. Tras nueve años de trabajo se finalizó un informe de 287 páginas algunas de cuyas conclusiones fueron publicadas como artículos en Nature.

Vacas infectadas con TB bovina que han sido sacrificadas en Gran Bretaña. Los datos de 2012 son hasta el mes de junio. Fuente Nature

¿Cuál fue la conclusión del estudio? Pues ni sí ni no, sino todo lo contrario. En resumen, los científicos no se quisieron mojar. Según Nature los hechos son los siguientes. Ha quedado demostrado que los tejones, y no el ganado, son el principal reservorio de la enfermedad. Durante una década la tuberculosis bovina ha ido en aumento. El ganado es examinado rutinariamente y las reses afectadas son sacrificadas y destruidas. En el área en la que se llevó a cabo una matanza controlada de tejones se confirmó que la tuberculosis bovina se redujo en un 23%. Sin embargo, las medidas de control utilizadas no eran las más adecuadas ni baratas (eran trampas que no mataban a los tejones) y la zona de estudio no estaba separada de otras zonas por obstáculos geográficos como ríos o montes, así que en las áreas adyacentes se observó un incremento del 25% debido a la migración de los tejones. Al revisar los datos en conjunto, los científicos concluyeron que un control de hasta un 70% de la población de tejones de una gran área podría significar una reducción de un 16% en la tuberculosis bovina.

Efecto del control de la población de tejones en la incidencia de tuberculosis bovina. Las gráficas representan los casos de tuberculosis en áreas en las que se aplicó el control de la población(a) comparado con áreas adyacentes en las que no se aplicó dicho control (b). Los puntos rojos son los casos observados, mientras que la línea negra representa los casos esperados. Fuente: Donnelly et al.

Así que la nueva pregunta es: ¿justifica la reducción de un 16% de TB bovina una matanza tan grande de tejones? Según los defensores de los tejones, no. Para ellos un 16% no es significativo y proponen un mayor control de las reses. Los ganaderos opinan lo contrario y lo exponen con este argumento: ¿diría usted que un incremento de su sueldo en un 16% no es significativo?. ¿Y qué opinaron los científicos? Pues aquí está el problema porque de acuerdo con el editorial de Nature respondieron con un "quizás". En dicha situación, el anterior gobierno laborista decidió que era mejor no tomar ninguna medida de control por el momento.

Unica imagen que he encontrado en la que una página facebook dedicada a las mascotas intenta debatir la cuestión del control de población de tejones. Sólo 2 de los 52 comentarios comprendían la postura de los ganaderos. El resto estaba en contra de la decisión del control de población.

Con la entrada de los conservadores y ante el incremento de la incidencia de la enfermedad, se decidió que la estrategia de control debía de basarse en la caza activa ya que era mucho más barata y efectiva que el trampeo. En julio del año pasado, el Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales propuso un plan para la erradicación de la TB bovina en Inglaterra. El plan se diseño de acuerdo con un panel de científicos e incluía una mayor vigilancia de las explotaciones ganaderas y una matanza selectiva de tejones en grandes áreas afectadas por la enfermedad. Se espera con ello frenar el incremento de casos de TB bovina. Los ensayos de esta nueva estrategia se van a llevar a cabo en Somerset y Gloucestershire, áreas mucho más grandes y delimitadas por barreras físicas como ríos y carreteras, lo que restringiría el movimiento de los tejones.

Logo de la asociación de ganaderos que está a favor del control de población de los tejones.

Pero el pasado 14 de octubre un grupo de 31 académicos mandaron una carta al periódico The Observer en el que criticaban dicha estrategia. En primer lugar, la estrategia de control usada en el estudio RBCT, las trampas, era diferente de la estrategia basada en la caza, por lo que alegan que las conclusiones científicas del primer estudio dejan de ser válidas para la nueva situación. Adicionalmente dudan que se pueda alcanzar una reducción del 70% ya que es imposible determinar el tamaño de una población de tejones antes de haberlos matado. Y finalmente alegan que si no se conseguía dicho objetivo, los niveles de TB bovina podrían verse incrementados, ya que los tejones infectados podrían vagar con más libertad. Uno de los firmantes era John Krebs, un zoólogo miembro de la Cámara de los Lores y que previamente había apoyado el estudio RBCT. En sus propias palabras: ellos (el gobierno) dicen que su política está basada en la evidencia científica, pero eso es falso... Ellos creen que deben de hacer algo, y lo más fácil es disparar a los tejones.

Las protestas contra el control de la población de tejones ha unido a diversos sectores de la sociedad británica, incluyendo famosos como Brian May o Richard Attenborough. Fuente de las imágenes: Daily Post, HF y The Telegraph

Esta postura ha provocado frustración en varios de los políticos encargados de tomar las medidas oportunas pues se han sentido traicionados por los científicos. Tal y como reconoce el editorial de Nature la TB bovina sigue en aumento y son ellos los que tienen que tomar las decisiones con los datos científicos disponibles. Según Christl Donnelly, una científica estadística del Imperial College que analizó durante años los datos del estudio RBCT, la Ciencia ha dado muchas respuestas pero muy pocas soluciones claras, algo que precisamente demandan los políticos. Aunque según ella también hay motivos para ser optimistas: granjeros y ecologistas no están cantando la misma canción, pero al menos están mirando a la misma tabla de datos. Por un lado los granjeros se han dado cuenta de la importancia de las medidas de bioseguridad para controlar a la TB bovina. Por otro lado los ecologistas han admitido que los tejones son el principal reservorio de la enfermedad.

Realizado a partir de la noticia Badger battle erupts in England y del editorial de la revista Nature

Actualización: El gobierno británico ha decidido esperar un año para realizar el control de población de los tejones (fuente: Nature)

Esta entrada participa en el XVII Carnaval de la Biología que organiza Pero eso es otra historia...



Donnelly CA, Woodroffe R, Cox DR, Bourne FJ, Cheeseman CL, Clifton-Hadley RS, Wei G, Gettinby G, Gilks P, Jenkins H, Johnston WT, Le Fevre AM, McInerney JP, & Morrison WI (2006). Positive and negative effects of widespread badger culling on tuberculosis in cattle. Nature, 439 (7078), 843-6 PMID: 16357869

Tsunami bacteriano

No es la primera vez que hablamos en este blog de Myxococcus xanthus. Esta interesante bacteria social exhibe una panoplia de comportamientos fascinantes lo que hace que sea un organismo modelo en Biología de Sistemas. El último descubrimiento tiene que ver con su capacidad de "hacer olas".

Ciclo biológico de Myxococcus xanthus. En condiciones idóneas, la mixospora germina. La célula vegetativa se mueve mediante deslizamiento y produce una gran cantidad de enzimas extracelulares lo que le permite alimentarse de materia orgánica o de otras bacterias. La población crece en número y se va enjambrando(swarming) gracias a que las células usan un tipo de señal química para coordinarse y mantenerse en contacto físico. Cuando los nutrientes comienzan a escasear, el enjambre comienza a formar olas y a extenderse por sus bordes para así conseguir más nutrientes o presas. Finalmente, el agregado forma un cuerpo fructífero en el que se formaran las mixosporas. Fuente de la imagen: Kaiser D.

Lo que ha encontrado un grupo investigadores de la Universidad de Texas, es como los movimientos individuales de cada una de las bacterias se ven amplificados dentro del enjambre formando olas de gran fuerza que hacen que el conjunto se mueva hacia adelante al unísono. El comportamiento de formación de olas parece estar asociado a la existencia de bacterias-presa. Es decir, si hay comida en el borde de la colonia, el oleaje es mucho más fuerte. Los resultados han sido publicados en PLOS Computational Biology

Imaginemos una célula en el borde de la colonia. Si se mueve hacia adelante probablemente no encontrará a ninguna otra célula de M. xanthus, así que no recibe ninguna señal química y eso le impele a seguir adelante. Pero si se mueve hacia atrás lo más seguro es que se choque con una M. xanthus compañera, así que recibe un estímulo para que se de la vuelta y continúe en dirección contraria. De esta forma el resultado neto es que el enjambre se mueve constantemente en sus bordes.

a: Células de Myxococcus xanthus moviéndose en grupos mediante movilidad social (flecha negra) o moviéndose individualmente (flecha blanca). Las células prefiere seguir las sendas dejadas por otras células. b Un enjambre de M. xanthus mostrando las características olas en el proceso de consumir a un cultivo de Escherichia coli. La longitud de onda de las olas es de 100 micras. c: Detalle de las olas de distinta densidad formadas por las células de M. xanthus. Fuente de la imagen: Zusman et al.

Pero además, puede dar lugar a que el enjambre se auto-organice en unas olas de densidad alterna que muestran un comportamiento de movilidad colectiva oscilante. No es un sistema de reacción-difusión típico ya que las ondas de sentido opuesto no se aniquilan unas a otras, sino que lo que hacen es atravesarse entre si. Este comportamiento de formación de olas (rippling behavoir) puede modelarse matemáticamente en un ordenador y solo necesita tres ingredientes para funcionar:

1. Cuando dos células chocan físicamente intercambian una señal y una de ellas se da la vuelta.
2. Un periodo mínimo refractario después del cual una célula que se haya dado la vuelta, no puede dar la vuelta otra vez.
3. Una interacción física que permita a las células alinearse localmente.

Para comprobar que las predicciones del modelo funcionaban lo siguiente que hicieron fue observar al microscopio la formación de olas en presencia de una bacteria presa (nuestra vieja amiga Escherichia coli). Confirmaron así las relaciones existentes entre la longitud de onda de las olas, el periodo refractario y la velocidad del movimiento celular. Pero además se encontraron con que podían explicar un comportamiento que se había observado. Cuando un enjambre se encuentra con una zona en la que los nutrientes abundan, el movimiento del enjambre se detiene pero la velocidad de formación de olas aumenta debido al incremento de las señales provocadas por el contacto célula-célula. Eso permite que las células depredadoras permanezcan mucho más tiempo en contacto con la presa y se devore eficientemente la comida disponible. También han conseguido demostrar que es imprescindible el contacto físico entre las bacterias para provocar que una se de la vuelta, algo bastante llamativo ya que lo que esperaban era algún tipo de señal química difundible. El mecanismo molecular de este "toque" aún es desconocido, pero resulta bastante interesante pues permitiría diseñar algún tipo de interruptor por contacto para regular funciones en mecanismos nanotecnológicos o en microorganismos diseñados por biología sintética.

Comparación entre la simulación del modelo y un cultivo de M. xanthus. En el tiempo 0 las células están distribuidas homogéneamente. Fuente de la imagen: Zhang et al.

Enlaces relacionados: Micro-Cazadores: la manada de lobos de M. xanthus por Raven en su blog Micro Gaia.



Zhang H, Vaksman Z, Litwin DB, Shi P, Kaplan HB, & Igoshin OA (2012). The Mechanistic Basis of Myxococcus xanthus Rippling Behavior and Its Physiological Role during Predation. PLoS computational biology, 8 (9) PMID: 23028301

Phee ɸ Phoh PhuZ: El cuento del fago gigante y la tubulina furtiva

Masters of the Cytoskeleton. Uno de los accesorios del famoso juguete de Mattel era el "Battle Bones", un esqueleto que servía para organizar y transportar a los Masters del Universo a través de terrenos agrestes y llevarlos al combate. De manera análoga, unos recientes artículos han mostrado que determinados fagos codifican para proteínas citoesqueletales que organizan y transportan al DNA viral durante su replicación en el interior de la célula del hospedador.

Continuando con el tema de los virus, reproduzco la traducción de un interesante artículo escrito por Daniel P. Haeusser, investigador postdoctoral del laboratorio de W. Margolin en el Departamento de Microbiología y Genética Molecular de la Facultad de Medicina de Houston en la Universidad de Texas. El artículo se publicó en el blog Small Things Considered dirigido por Moselio Schaechter. Una versión más detallada del mismo puede encontrarse en Current Biology.



Hace unos pocos años atendí a una reunión de la ASM donde un investigador dio una charla sobre un muestreo metagenómico de los bacteriofagos de los océanos. En el típico estilo de dichos estudios, una de las diapositivas mostraba una lista de docenas de genes codificados en esos genomas virales. Con sorpresa noté que uno de ellos era ftsZ, que codifica para el homólogo procariota de la tubulina, responsable de la división celular en bacterias y en varios phyla de las arqueas. Me pregunté: ¿Para qué narices tiene un fago una proteína citoesqueletal? El gen ftsZ se encuentra incluso en los cloroplastos y las mitocondrias de ciertos protistas, pero al menos esos orgánulos tienen una historia evolutiva de haber sido unas células independientes. Pero con un virus no hay un “cito” en el cual colocar una “esqueleto”. Una hipótesis obvia es que el fago puede hacer uso de una proteína parecida a la tubulina dentro de su hospedador para así poder completar su malicioso ciclo reproductivo, pero ¿de qué manera?

Dos recientes estudios (Kraemer et al., and Oliva et al.) en los que se describe y caracteriza a unos homólogos de tubulina codificados por fagos, pueden ayudarnos en la respuesta. Gracias a esos trabajos emerge un modelo general para el papel de estas proteínas en la dirección de la replicación del DNA viral dentro del hospedador y en la proliferación de esos fagos. Curiosamente, los fagos que codifican para esos homólogos de tubulina poseen unos genomas muy grandes, sugiriendo una posible correlación entre un genoma de tamaño gigantesco y la necesidad de un citoesqueleto codificado por el fago.

Figura 1: La superfamilia de las tubulinas mostrando a sus nuevos miembros: PhuZ (verde) y el agrupamiento de Clostridium (azul oscuro) que incluye a la proteína parecida a TubZ del fago c-st. No se muestra el agrupamiento BtubAB (tubulina bacteriana). Fuente de la imagen: Kraemer et al.

Dentro de la super-familia de las tubulinas, los recientemente descritos homólogos virales de la tubulina caen en dos agrupamientos (clusters) filogenéticos únicos (Figura 1). Uno de los agrupamientos contiene a representantes provenientes de cromosomas, plásmidos o fagos del género Clostridium. El homólogo de la tubulina del estudio de Oliva et al. proviene del fago c-st de C. botulinum, un fago conocido por ser el productor de la toxina botulínica. La estructura cristalina de este homólogo de la tubulina revela una gran similaridad con la familia TubZ (figura 2), la cual está involucrada en la segregación de los plásmidos de bajo número de copia en las especies de Bacillus. En este sistema, la cola C-terminal de TubZ se une a Tub R, una proteína adaptadora que también se une a TubS, los sitios centroméricos en el DNA plasmídico.

Como el TubZ canónico, la proteína TubZ del fago c-st se ensambla en dos filamentos helicoidales en presencia de GTP. Además de codificar para un homólogo de TubZ y de TubR, el fago c-st también contiene un nuevo factor llamado TubY que Oliva et al. han caracterizado in vitro, como un fuerte modulador del ensamblaje de TubZ, capaza de despolimerizar y reestructurar los polímeros de TubZ. Ya que el fago c-st se replica como si fuera un plásmido, no debe sorprender que un sistema como TubZRS esté involucrado. Sin embargo, queda por determinar si la proteína TubZ del fago c-st puede formar filamentos in vivo o si este sistema presenta beneficios significativos para la reproducción del fago.

El segundo agrupamiento filogenético de los homólogos de tubulina codificados por fagos has sido bautizado como PhuZ, por “Phage tubulin/FtsZ”. Los representantes de esta familia son fagos que infectan al género Pseudomonas. La proteína PhuZ del fago 201ɸ2-1 que infecta a P. chloraphis es el objeto de estudio de Kraemer et al. Como TubZ, PhuZ se ensambla en presencia de GTP en una hélice con dos filamentos que se parecen a más a la f-actina que a la tubulina. Sin embargo, hay unas notables diferencias entre PhuZ y TubZ (Fig 2). PhuZ carece de una hélice interdominios que está conservada en los otros homólogos de tubulina y que es importante en la polimerización de los mismos. En su lugar, para conseguir la polimerización, PHuZ usa un “parche ácido” al final de su C-terminal. En el modelo propuesto por los autores, seis aminoácidos ácidos de los trece residuos que hay en el extremo C-terminal de un monómero de PhuZ forman un “nudillo” que se encaja en un “parche” básico formado por las hélices H3-5 del monómero adyacente, creando un patrón de superposición en la polimerización. La deleción del nudillo y la creación de mutaciones puntuales en sitios estratégicos anulan el ensamblaje de PhuZ in vitro, lo que apoya el modelo estructural. Así, en lugar de usar el C-terminal para interactuar con otros factores como hacen TubZ o FtsZ, o para aumentar las interacciones laterales, PhuZ parece emplear su cola para auto-interactuar en el ensamblaje de filamentos.

Figura 2: Comparación de las estructuras cristalinas de los distintos miembros de la superfamilia de las tubulinas: (A) El heterodímero de alfa/beta tubulina. (B) El heterodímero BtubA/B. (C) FtsZ. (D) TubZ. (E) PhuZ. (F) TubZ del fago c-st. Cada nombre lleva el enlace al origen de la imagen.

Kraemer et al. consiguieron determinar el papel de PhuZ in vivo de manera admirable. Sobreexpresaron la proteína de fusión GFP-PhuZ y observaron que forma filamentos dinámicos a lo largo de las células de P. chlororaphis (Figura 3). Los autores disminuyeron la expresión de GFP-PhuZ debajo del umbral en el que los filamentos podían observarse e infectaron a las bacterias con el fago 201ɸ2-1. Como resultado, la fluorescencia de los polímeros de PhuZ sólo se pueden formar cuando se sintetiza nuevo PhuZ por el fago. La fotomicroscopía a intervalos reveló que los filamentos de PhuZ se formaban y se mantenían hasta la lisis de la célula hospedadora. Al teñir el DNA se reveló una alta concentración de DNA viral encapsidado que formaba unas estructuras en roseta en medio de la célula con contactos en los extremos de los filamentos de PhuZ (figura 4). Al utilizar mutantes de PhuZ que forman filamentos no-dinámicos se observó que el DNA viral se localizaba erróneamente en los polos, o aparecía disperso en pequeños nucleoides y se reducía dramáticamente el reventón de la bacteria hospedadora durante la liberación de viriones comparado con una expresión de PhuZ normal. Este resultado sugiere que los filamentos de PhuZ ayudan a incrementar el rendimiento de producción de los fagos

Figura 3: GFP-PhuZ se ensambla en filamentos (quizás asociados a la membrana) cuando es sobreexpresada in vivo. Fuente de la imagen: Kraemer et al.

Asi que ¿Qué es lo que hace exactamente PhuZ para facilitar la replicación del DNA y la proliferación del fago? Una posibilidad es que directamente interacciona con el DNA del fago, o indirectamente a través de una proteína adaptadora como lo que hace TubZ con TubR. O el sistema puede ser incluso más complejo. En estudios con el fago ɸ29 de Bacillus se ha identificado una pequeña proteína "coiled coil" llamada p1, que se autoensambla en filamentos y hojas que también parece jugar un papel semejante en organizar la replicación del DNA viral. Además de la proteína p1, el fago ɸ29 expresa proteínas adicionales involucradas en este proceso que se unen al DNA viral y que depende para su localización y actividad, del citoesqueleto bacteriano formado por la proteína MreB. Así que PhuZ puede ser una parte individual de una aparato mucho mayor que incluye otras proteínas del virus y factores del hospedador.

Figura 4: Durante la infección del fago se pueden observar filamentos de GFP-PhuZ formados a cada lado de un nucleoide de DNA viral localizado en el medio de la célula. Las secciones a 450, 600 y 900 nm muestran la estructura en forma de roseta del nucleoide de DNA del fago. Fuente de la imagen: Kraemer et al.

La correlación entre el tamaño del genoma del fago y estas proteínas citoesqueletales codificadas por el fago es tentadora, pero el significado todavía no está claro. ¿Hay alguna necesidad inherente de organizar de una manera mejor un genoma grande dentro del hospedador comparado con uno pequeño? De ser así, ¿por qué debes de llevar tus propias proteínas citoesqueletales en lugar de hacer uso de las que ya tiene el hospedador como hacen muchos virus eucariotas? Quizás, el citoesqueleto del hospedador tenga preferencia por la regulación del ensamblaje del mismo y eso pueda perjudicar el objetivo del fago de lisar la bacteria. En lugar de luchar por el control del ensamblaje del citoesqueleto natural del hospedador, el usar tu propia proteína cuando y donde tú quieras puede ser una solución más sencilla, particularmente cuando tu genoma tiene el espacio suficiente para incluir esa información. Mientras éstas y otras preguntas son respondidas, la familia citoesqueletal seguramente seguirá creciendo, particularmente en la exploración del increíble campo de los fagos.

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Kraemer JA, Erb ML, Waddling CA, Montabana EA, Zehr EA, Wang H, Nguyen K, Pham DS, Agard DA, & Pogliano J (2012). A phage tubulin assembles dynamic filaments by an atypical mechanism to center viral DNA within the host cell. Cell, 149 (7), 1488-99 PMID: 22726436

Oliva MA, Martin-Galiano AJ, Sakaguchi Y, & Andreu JM (2012). Tubulin homolog TubZ in a phage-encoded partition system. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 109 (20), 7711-6 PMID: 22538818

Están vivos

Si alguien ha visto esta (floja) película de John Carpenter, recordará que el protagonista era capaz de ver a unos invasores extraterrestres cuando se ponía unas gafas de sol especiales. Bueno, pues algo parecido ocurre con el trabajo realizado por Arshan Nasir, Kyung Mo Kim y Gustavo Caetano-Anolles. Se han puesto unas gafas que les ha permitido ver a los virus de una manera distinta a como los veíamos hasta ahora.

El debate sobre si un virus es un ser vivo o no viene de lejos, y la mayor parte de los que los estudian prefieren considerarlos como "no-vivos". Sin embargo, hace más de un año comentamos en este blog que en un par de análisis metagenómicos se habían encontrado con que al famoso "árbol de la vida" le habían crecido unas ramas víricas. Sobre todo una perteneciente a los conocidos como mimivirus.

Estructura de un mimivirus, también conocido como virus gigante o megavirus. Es tan grande que originalmente se pensó que era una bacteria que parasitaba amebas. Cuando se descubrió que era un virus se le añadio el prefijo "mimi" porque mimetizaba o imitaba a una bacteria. De hecho su genoma es mucho más grande que el de algunas bacterias, como los micoplasmas, e incluso posee genes que codifican para funciones "celulares" como sintetasas de tRNA o enzimas metabólicas. Fuente: Wikipedia

Ahora, este último trabajo parece confirmar que realmente los mimivirus fueron seres vivos en su origen, que deberían ser considerados como tales, y que lo que les ha pasado es un caso extremo de reducción genómica por su adaptación al parasitismo. En lugar de comparar secuencias genéticas, que son inestables y cambian muy rápidamente en el tiempo, lo que han comparado son proteomas y dominios estructurales de proteínas (FSFs por Fold Super Families). Es decir, han hecho un estudio comparativo del binomio estructura-función. Asumieron que aquellos FSFs que aparecían más a menudo y en el mayor número de grupos de organismos, se correspondían con las estructuras más antiguas. Si aparecían poco significaba que esos FSFs eran modernos y habían aparecido recientemente en la evolución. Caetano-Anolles y sus colaboradores analizaron y compararon FSFs que estaban presentes en eucariotas, arqueas, bacterias y mimivirus. Y según sus resultados, el ancestro de los virus debió de coexistir o incluso depredar a LUCA, el Último Ancestro Común Universal.

Evolución de los dominios estructurales de las aminoacil-tRNA sintetasa. Este tipo de enzima está presente en eucariotas, bacterias, arqueas y mimivirus. El dominio catalítico es el más antiguo (rojo), seguido del dominio de edición (naranja) y del dominio que reconoce al anticodon (amarillo). El ancestro de los virus debía de tener una dotación completa de tRNA-sintetasas, pero los fue perdiendo durante el proceso evolutivo. Fuente de la imagen: Nasir et al.

Una de las cosas más llamativas del estudio de Caetano-Anolles y sus colaboradores es que han encontrado que hay FSFs que están mucho más distribuidos por los cuatro dominios de la vida de lo que creían inicialmente. De hecho, en el caso de los eucariotas han encontrado que el 98% de los proteomas presentan FSFs virales. Esto parece confirmar el papel de los virus en la transferencia genética horizontal y en el incremento de la biodiversidad del planeta.

Árbol generado a partir de los 1739 superfamilias de dominios estructurales (FSFs) encontrados en 200 proteomas analizados provenientes de arqueas (azul), bacterias (verde), eucariotas (negro) y virus (rojo). Fuente de la imagen: Nasir et al.

Definitivamente, me parece que en un par de años los libros de microbiología van a incluir unos cuantos cambios

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Nasir A, Kim KM, & Caetano-Anolles G (2012). Giant viruses coexisted with the cellular ancestors and represent a distinct supergroup along with superkingdoms Archaea, Bacteria and Eukarya. BMC evolutionary biology, 12 (1) PMID: 22920653

Mi resumen personal de la 1ª Reunión sobre Docencia y Difusión de la Microbiología.

La semana pasada se celebró la 1ª Reunión del grupo D+DM de la SEM en la Facultad de Veterinaria de Universidad Complutense de Madrid. Durante dos días nos juntamos unas 150 personas a hablar sobre cómo enseñamos Microbiología a nuestros alumnos, y mucho más importante, a aprender cómo otros colegas enseñan a sus alumnos.

En la página web oficial podéis encontrar el libro de resúmenes de las ponencias orales y de los pósters. Espero que estos últimos sean publicados más adelante como se hizo con los del congreso de la SEM. Adicionalmente, en el Facebook de la SEM hemos establecido un debate sobre los contenidos, debate al que estáis invitados a participar aunque no hayáis asistido.

La anécdota de la reunión fue la sempiterna presencia de una Musca testicularis que estuvo haciendo honor a su nombre a lo largo de los dos días de la reunión. No dejo de incordiar ni a los ponentes ni al respetable público.

El momento mas "candente" de la reunión lo fue en el sentido literal. La zona de los pósters estaba en la segunda altura, pegada al techo, de un edificio que debía de tener el aire acondicionado estropeado, con lo que se creaba una bonita zona de calentamiento local. El caso es que si te ibas a ver los pósters a los cinco minutos estabas sudando la gota gorda. Aún así compensaba pasear entre ellos y contemplar el trabajo y el esfuerzo de los colegas.

Y el momento "¡Ay madre que me lo han roto!" fue cuando Domingo Marquinez fue a dar su charla y los organizadores comprobaron con espanto que los vídeos los reconocía el ordenador pero no los reconocía el cañón de proyección. Así que tuvieron que dar paso al siguiente orador mientras que Jesús Pla y otros miembros de la organización buscaban otro cañón de proyección que sí reconociera los vídeos. Afortunadamente lo encontraron, y como en las buenas pelis, lo mejor quedó para el final (ver más abajo)

Al final de dicha reunión se concedieron los siguientes premios.

Mejor Póster para Lucía Arregui, Covadonga Vázquez, Belén Patiño, Maribel de Silóniz, Mercedes Martín-Cereceda, Pilar Calvo, Blanca Pérez-Uz y Susana Serrano de la Universidad Complutense de Madrid por ELABORACIÓN DE UN BANCO DE IMÁGENES Y DE PROBLEMAS PARA EL APRENDIZAJE ACTIVO DE MICROBIOLOGÍA.

El resumen de dicho póster los podéis encontrar en la página 75 del libro de la reunión. Este grupo de la UCM se ha encargado de las imágenes de microbiología que aparecen en la siguiente web: Bio-Imágenes.com.

Mejor Comunicación Oral fue para Victoria Béjar, Ana del Moral, Carmen María González-Domenech, Inmaculada Llamas, Fernando Martínez-Checa, Emilia Quesada de la Universidad de Granada por ACTUALIZACIÓN Y LIBERACIÓN DE LA WEB “Historia de la Microbiología”.

El resumen lo podéis encontrar en la página 28, pero lo mejor es pasarse por dicha web y explorarla. Está llena de recursos y de información. Es una web increíble.

Premio "Miguel Sánchez" a la Innovación Docente para Alejandro Alonso Conde, Ignacio Belda Aguilar, Luís Gamella Pozuelo, Ana María Caballero Gómez, Begoña Torralba Redondo, Angel Luís Villar Moreno, Serafín Carballo Cuervo, Antonio Santos de la Sen. Domingo Marquina Díaz por ADAPTACION DE LA ASIGNATURA BIOTECNOLOGIA MICROBIANA A LA LENGUA DE SIGNOS ESPAÑOLA.

Realmente esta ponencia nos impresionó a todos y nos hizo caer en la cuenta de un problema desde un punto de vista distinto. Resulta que muchos términos científicos no están "traducidos" a la lengua de signos que utilizan las personas sordas. Así que imaginaros el esfuerzo que puede suponer aprobar una asignatura en la que no entiendes las palabras que están diciendo tus profesores. Pues bien, el grupo de Domingo Marquina ha utilizado el vídeo para realizar dichas "traducciones". Desgraciadamente no dispongo de imágenes o vídeos de esta charla, por lo que tenéis que conformaros con el resumen de la misma que se encuentra en la página 28.

Hubo muchas más cosas interesantes, pero creo que con este pequeño resumen os podéis hacer una idea de lo que cundió la reunión. Aprovecho para felicitar a Victor y a toda la gente de la UCM que consiguieron que la reunión fuera un auténtico exitazo. Habéis dejado el listón muy alto para cuando la celebremos en Alicante en el 2014.

El "brillo del angel" y la bacteria "Hulk"

En el año 1862 tuvo lugar una de los enfrentamientos más sangrientos de la Guerra Civil Americana: la batalla de Shiloh. Durante dos días los ejércitos del Norte y del Sur lucharon entre los bosques del Condado de Hardin en Tenesse. Al terminar, el general Grant había ganado pero sobre el terreno quedaron unos 16.000 heridos de ambos bandos. Ningún servicio médico de la época y del lugar estaba preparado para atender a tantas personas, así que muchos de ellos simplemente se les realizó un simple cura y se les dejó en las cercanías de los hospitales de campaña esperando ser atendidos.

Durante la noche llovió sobre el campo de batalla, añadiendo más miseria a los heridos yacentes. Pero en la oscuridad notaron algo muy curioso, en algunos de ellos las heridas mostraban un pálido brillo azul. Al día siguiente, aquellos cuyas heridas habían brillado durante la noche mostraron una mejor tasa de supervivencia y una curación más rápida de sus heridas que aquellos en los cuales las heridas no habían brillado. A dicha luz protectora se la denominó "brillo del ángel". (Angel's glow)

"Angel's glow" Origen de la imagen: Coach D's American History.

La historia podría haber quedado muy bien para un programa sobre leyendas de lo paranormal y otras zarandajas. Pero en el año 2001 un estudiante de 17 años llamado Bill Martin visitó el campo de batalla de Shiloh con su familia y propuso una explicación. Cuando escuchó la historia del "brillo del ángel" se volvió y le preguntó a su madre, Phyllis Martin, una microbióloga del Departamento de Agricultura: "Oye mamá, no podría ser debido a una bacteria bioluminiscente como las que tú estudias".

Una larva de insecto reventada por la acción del gusano Heterorhabditis bacteriophora. Las formas blancas filiformes son los nematodos liberados del interior. Origen de la imagen: Not rocket science.

En realidad Phyllis Martin estudiaba dos seres vivos que se utilizan en el control de plagas. Uno era el nematodo Heterorhabditis bacteriophora. Este gusano tiene un ciclo biológico con seis etapas, a saber: huevo, cuatro estados juveniles y adulto. Pues bien, el tercer estadio juvenil es capaz de infectar insectos, sean estos larvas o imagos. Una vez dentro, el gusano llega al estado adulto, se reproduce sexualmente, pone los huevos, eclosionan, se desarrollan en el interior del insecto y cuando llegan al tercer estadio juvenil, salen del hospedador a buscar nuevas victimas.

Ciclo biológico del gusano Heterorhabditis bacteriophora. Ver el texto para más detalles. Origen de la imagen: Hallem et al..

H. bacteriophora parece otro parásito interno más ¿no? Pero no es así. Fijémonos en su apellido, significa "el portador de bacterias". Y se llama así porque cuando este gusano invade al insecto lo primero que hace es vomitar a la bacteria Photorhabdus luminescens, el segundo ser vivo objeto de estudio por parte de Phyllis Martin. ¿Para qué vomita el gusano a una bacteria?.

P. luminiscens es una gamma-proteobacteria que vive como simbionte en el intestino del gusano. No se encuentra en grandes números y si se la aísla y se inocula en un medio de cultivo apropiado la bacteria crece muy despacio formando pequeñas colonias. Pero cuando la bacteria es liberada en el interior del insecto sufre una auténtica transformación. Es como si Bruce Banner se transformara en Hulk. La bacteria comienza a crecer a gran velocidad y produce un par de toxinas, denominadas Tc y Mcf, que en poco tiempo acaba con el insecto. Después, genera enzimas que degradan las células del insecto liberando nutrientes y formando unos cuerpos de inclusión (llamados Cips) llenos de aminoácidos que pueden ser aprovechados por los nemátodos para su desarrollo. Por si fuera poco, también genera antibióticos que acaban con otras bacterias que puedan estar presentes evitando así la competencia por los recursos. Finalmente, la bacteria se deja comer por las "madres" de la siguiente generación del gusano H. bacteriophora y así es transmitido a la descendencia volviendo a establecerse como un tranquilo simbionte intestinal.

Origen de la imagen: marvel.

Comparación entre las formas P y M de la bacteria P. luminiscens. En A se muestra el diferente tamaño de las colonias. Nótese que en la colonia de forma M ha aparecido un sector con formas P (ver más adelante la explicación). En las microfotografías B y C puede verse la diferencia de tamaño de las formas P comparado con las formas M. En el interior de las formas P pueden verse la acumulación de Cips. En D se muestra la notable diferencia de volumen entre las formas P y M. Origen de la imagen: Somvanshi et al.

P. luminiscens y H. bacteriophora se necesitan el uno al otro. Es una simbiosis mutualista obligada. La bacteria sólo puede sobrevivir en el intestino del gusano o en los tejidos de los insectos infectados. Si la bacteria es ingerida por un insecto no es capaz de hacer nada. En el otro lado, H. bacteriophora sólo puede alimentarse, desarrollarse y reproducirse a partir de los nutrientes contenidos en los Cips y formados por la acción de la bacteria sobre los tejidos del insecto.

Pero aquí no acaba la historia. Seguramente el lector se habrá fijado en el apellido de la bacteria. Sí, efectivamente, P. luminiscens emite luz, y es que así el cadáver del insecto brilla en la oscuridad, y eso atrae a nuevos insectos que pueden convertirse en nuevas victimas de H. bacteriophora. No solo eso, también genera una pigmentación roja muy aparente. ¿Y para qué lo hace? En la Naturaleza, la presencia de pigmentación brillante en los insectos puede tener dos significados. Uno es el aviso: "¡Ojo! ¡Soy venenoso! ¡No me comas!" - el otro es el camuflaje: "A lo mejor soy venenoso, mejor no me comas". En el caso de los insectos infestados con P. luminiscens y H. bacteriophora es un camuflaje, ya que si el insecto que parasitan fuera ingerido por un pájaro u otro animal, ni la bacteria ni los gusanos sobrevivirían al transito intestinal.

En A pueden verse los cadáveres luminiscentes de larvas del insecto Galleria mellonella atacadas por P. luminiscens cuando crece como forma P. En B se muestra a la forma M de P. luminiscens interaccionando con el tubo digestivo del nematodo H. bacteriophora. El brillo verde es debido a que la bacteria ha sido modificada genéticamente para expresar la proteína GFP. Origen de la imagen: Microbewiki.

Está claro que la bacteria P. luminiscens tiene una historia interesante que contar. Cuando P. luminiscens está en el interior del tubo digestivo del gusano H. bacteriophora su morfología y fisiología es muy peculiar, por lo que se le denomina forma M por "Mutualista". En ese estado la bacteria genera unas fimbrias que le permiten interaccionar con las células del epitelio intestinal del gusano. Sin embargo, en cuanto la bacteria entra en el hemocele del insecto, sufre la transformación y se le denomina forma P, por "Patógena". Es en dicha forma cuando la bacteria puede crecer rápidamente y generar antibióticos, toxinas, Cips, etc. ¿Cuál es el mecanismo por el que la pacífica forma M se convierte en un super aniquilador de insectos? Eso es lo que se ha descrito recientemente en un artículo publicado en la revista Science. Todo depende de una simple inversión de un promotor denominado madswitch (traducción: switch significa "interruptor" y mad son las siglas de maternal adhesion pero curiosamente otra traducción podría ser: "interruptor de la locura").

Modelo sobre la transformación de P. luminiscens de la forma P capaz de aniquilar a un insecto(izquierda) a la forma M como simbionte de Heterorhabditis bacteriophora (derecha). Origen de la imagen: Somvanshi et al.

Cuando el promotor apunta en una dirección se pueden expresar los genes que codifican para la producción de las fimbrias que permitirán establecer la simbiosis con las células del epitelio intestinal del gusano. Es decir, la bacteria se encontrará en la forma M. Pero si se cambia la dirección de dicho promotor, entonces se apaga la expresión de esos genes para generar fimbrias y la bacteria se transforma en la forma P. Lo que se ha encontrado es que dicha inversión sucede al azar, lo que permite que siempre haya formas M y formas P simultáneamente. Son las condiciones ambientales las que seleccionan a unas o a otras. Una forma P en el intestino de un nematodo simplemente no puede adherirse y al final acaba siendo expulsada. Una forma M en el interior de un insecto no puede crecer y es eliminada.

Mapa físico del locus mad, en el que se encuentran los genes para la expresión de fimbrias para la adhesión al intestino del nematodo (en azul). El gen madR (en rojo) codifica para una recombinasa específica de sitio que invierte la secuencia promotora, apagando el sistema y promoviendo la transformación a forma P. Origen de la imagen: Somvanshi et al.

¿Fue P. luminiscens o alguna bacteria relacionada la responsable del "brillo del angel"? Los antibióticos producidos por la bacteria podrían explicar el porqué de la mejora de los soldados heridos. Y ese fue el proyecto de ciencias que Bill Martin y su compañero John Curtis desarrollaron y que les hizo ganar un premio. Encontraron que tanto el gusano como la bacteria eran muy frecuentes en los suelos del campo de batalla de Shiloh. También encontraron que ninguno de los dos podía crecer a la temperatura del cuerpo humano, pero recordemos que la noche de después de la batalla fue una noche lluviosa y fría, así que quizás los soldados sufrieron hipotermia y así se dieron las condiciones para que P. luminiscens creciera durante un lapso de tiempo durante el cual generó suficientes antibióticos que permitieran eliminar a otros microorganismos patógenos presentes en las heridas y así evitar la infección.

Hallem EA, Dillman AR, Hong AV, Zhang Y, Yano JM, DeMarco SF, & Sternberg PW (2011). A sensory code for host seeking in parasitic nematodes. Current biology : CB, 21 (5), 377-83 PMID: 21353558

Somvanshi VS, Sloup RE, Crawford JM, Martin AR, Heidt AJ, Kim KS, Clardy J, & Ciche TA (2012). A single promoter inversion switches Photorhabdus between pathogenic and mutualistic states. Science (New York, N.Y.), 337 (6090), 88-93 PMID: 22767929

Seppuku bacteriano

Pintura del general Akashi Gidayu preparándose para realizar su Seppuku. Tras haber perdido una batalla en el año 1582, la escena nos muestra al desdichado general escribiendo su poema de despedida, que puede verse en la parte superior derecha. El cuadro fue realizado por Tsukioka Yoshitoshi en 1890. Fuente: Wikipedia

Cuando uno estudia el ciclo celular de nuestra vieja amiga Escherichia coli, se aprende que en condiciones óptimas esa bacteria es capaz de duplicarse en sólo 20 minutos. Tras la división celular no es fácil distinguir entre célula madre y célula hija (pero puede hacerse). Si dejamos pasar 20 minutos más, tendremos cuatro células, y al cabo de otros 20 minutos, ocho. Teóricamente, si hay espacio y comida, una célula va a seguir multiplicándose sin cesar, y ya que no podemos disitnguir a las madres de las hijas, podríamos decir que en cierto sentido es primera célula era inmortal. Y esa suposición podría valer para cualquier organismo unicelular. Para ellos la norma a seguir es "¡creced y multiplicaros!"

Pero en los organismos multicelulares se observa que el crecimiento celular está limitado. De hecho, en el caso de las células humanas (o de cualquier organismo eucariota pluricelular) la programación que poseen no es "crece y multiplícate", sino más bien: "obedece y vivirás, no obedezcas y te suicidarás". Es esencial que cada célula haga lo que tiene que hacer y ninguna otra cosa más. Metaboliza lo que tiene que metabolizar, se diferencia en la célula que tiene que ser (un hepatocito, un fibroblasto, una neurona, etc.) y sólo se reproduce en contadas ocasiones y cuando es requerida a hacerlo. Esto último es muy importante. Si una célula se reproduce sin control lo que tenemos es un tumor. Así que, para evitarlo, hay una serie de "sistemas de seguridad" internos que hacen que si una célula se comienza a descontrolar, se disparen en ella una serie de procesos que conducen a su suicidio. Es lo que se conoce como apoptosis.

Fuente: Velica

Y es que lo importante para una célula perteneciente a un organismo pluricelular es el cuerpo formado por todas ellas, y no la célula individual. Pero si eres un organismo unicelular, tú eres el individuo, así que lógicamente no tienes porque tener esos "sistemas de seguridad" que conducen al suicidio.

Sin embargo, resulta que E. coli, y otras bacterias sí tienen esas rutas para el suicidio codificadas en su genoma. En el caso de E. coli hay dos rutas. Una es la que se encuentra en el operón maz compuesto por los genes llamados mazE y mazF. La proteína MazF es una toxina, mientras que MazE es una antitoxina. MazF es una endorribonucleasa que destruye los mRNA celulares a menos que MazE se una a ella y la inactive. Si por un casual el DNA que codifica para mazE se daña, entonces MazF no tiene quien la inactive y destruye a la célula. La segunda ruta tiene que ver con la respuesta SOS.

Esquema explicativo del sistema MazF/MazE y el factor EDF. Las proteínas MazE y MazF son sintetizadas en el mismo operón. MazE (óvalo verde) se une a MazF (comecocos púrpura) inhibiéndola. Al mismo tiempo, la célula genera el factor EDF, un pentapétido de secuencia NNWNN (molécula que se ve fuera de la célula). Dicho factor se une a MazF impidiendo la unión de MazE. Además los niveles de ambas proteínas se pueden ver afectados por diversas señales de estrés. MazF actúa como una endorribonucleasa que destruye mRNAs, lo que provoca la muerte celular. Fuente: Julia Williams y Paul Hergenrother 2012

La respuesta SOS es un mecanismo para la reparación del DNA. Uno de los componentes principales es una proteína llamada RecA. Cuando hay un daño en el DNA, se dispara la producción de RecA. Si el daño es muy grande, la célula muere. Lo curioso es que se observó que las células morían por una despolarización de la membrana, no porque dejaran de reproducirse. Con el DNA dañado la célula no puede reproducirse, pero eso no significa que se "muera". La célula dañada podría seguir consumiendo y metabolizando la fuente de carbono que tuviera a su disposición. Lo que se ha observado es que cuando hay un gran daño en el DNA, se acumula una gran cantidad de RNA mensajero que codifica para RecA, y esto provoca una despolarización de la membrana que acaba destruyendo la integridad celular y provocando la muerte de la célula. Como la despolarización de membrana también ocurre con las células eucariotas a esta ruta se la denomina ALD por Apoptotic-Like Death

RecA y el sistema MazF/MazE están relacionados. Si se elimina el operon maz y se causa un daño en el DNA de la célula, la acumulación de mRNA de RecA es mucho más rápida y grande, lo que acaba provocando la muerte celular más rápidamente. Si se eliminan tanto el gen recA como el operón mazEF, las células siguen "vivas" durante mucho más tiempo a pesar de que el daño en el DNA no las permita reproducirse, y no sucede ninguna despolarización de la membrana. Podría decirse que esas células son unas "zombies" que lo único que hacen es consumir recursos que podrían aprovechar otras bacterias que sí han podido reparar el daño y por lo tanto podrían reproducirse y dejar descendencia.

Bacteria Zombie. Fuente: Tecnoculto

¿Qué beneficios tiene el suicido para una bacteria? El operon mazEF no sólo inhibe a RecA, también tiene que ver con una pequeño pentapéptido llamado EDF (por Extracellular Death Factor) y que es un intermediario de un proceso de quorum sensing. El EDF es producido por todas las E. coli que están alrededor. Su forma de actuar es unirse a MazF y volverla insensible a la acción de MazE. Si hay suficiente MazE para superar a EDF, no pasa nada. Si no lo hay, MazF actúa como una toxina y la bacteria se suicida. Es decir, si eres una bacteria, tus propias compañeras te están mandando señales que dicen "muérete", y el nivel de tu proteína MazE es el que evita que te suicides. Evidentemente, tú también estás mandando la misma señal a tus compañeras. Esto permite que se desarrolle un comportamiento colonial muy sofisticado y que evita que aparezcan "zombies" que podrían consumir recursos y perjudicar al grupo. Un buen ejemplo de comportamiento "altruista".

Esquema simplificado de la relación entre las dos rutas de muerte celular en la bacteria E. coli. Fuente: Lab Rat

Competencia entre EDF y MazE por la unión con MazF. La figura muestra las similaridades estructurales de la interacción EDF-MazF comparada con la interacción MazE-MazF. La superficie blanca corresponde a MazF, el pentapéptido EDF está en color azul, y la proción de la proteína MazE es de color morado. Las flechas indican los puentes de hidrógeno en MazF. El triptófano de EDF solapa perfectamente con el triptófano-73 de la proteína MazE. Fuente: Belitsky et al. 2011

Además, este tipo de comportamiento viene definido por la densidad de población. Si hay pocas células alrededor, hay poco EDF, tan poco que no puede neutralizar el sistema MazE/F. Si una bacteria sufre un daño en su DNA, se activará la expresión de RecA y por tanto la cantidad de su mRNA, pero su sistema MazE/F podrá seguramente controlar que dichos niveles no disparen el suicidio, así que la bacteria con su DNA dañado tiene una oportunidad de repararlo y sobrevivir. Pero si la densidad de población es alta, habrá mucho EDF alrededor, tanto que MazE puede verse neutralizada en tal nivel que cualquier daño en el DNA supondrá que se aumentará la cantidad de mRNA de RecA y por lo tanto la activación de la ruta de suicidio. De esa forma, los que sobreviven son los que tienen su DNA en perfecto estado.

Las dos rutas de muerte celular en la bacteria E. coli con más detalle. La vía ALD se activa si hay daño al DNA, mientras que la vía mazEF se activa ante otros daños incluido el daño al DNA. Fuente: Erenthal et al. 2012

Enlaces relacionados:
The bacteria that commit honourable suicide. Lab Rat
Coping with Hard Times: Death as an Option. Small Things Considered



Belitsky M, Avshalom H, Erental A, Yelin I, Kumar S, London N, Sperber M, Schueler-Furman O, & Engelberg-Kulka H (2011). The Escherichia coli extracellular death factor EDF induces the endoribonucleolytic activities of the toxins MazF and ChpBK. Molecular cell, 41 (6), 625-35 PMID: 21419338

Williams JJ, & Hergenrother PJ (2012). Artificial activation of toxin-antitoxin systems as an antibacterial strategy. Trends in microbiology, 20 (6), 291-8 PMID: 22445361

Robinson, R. (2012). In E. coli, Interrupting One Death Pathway Leads You Down Another PLoS Biology, 10 (3) DOI: 10.1371/journal.pbio.1001278

Erental A, Sharon I, & Engelberg-Kulka H (2012). Two programmed cell death systems in Escherichia coli: an apoptotic-like death is inhibited by the mazEF-mediated death pathway. PLoS biology, 10 (3) PMID: 22412352


Esta entrada participa en la XVI edición del Carnaval de la Química que aloja el blog ¡Jindetrés, sal! y en el XIV Carnaval de la Biología que aloja el blog Bio Tay.

Monascus purpureus, lovastatina y arroz rojo

Granos de arroz rojo chino, un producto de la fermentación por Monascus purpureus. Fuente: Wikipedia

Se acaba de publicar la lista de declaraciones autorizadas de propiedades saludables de los alimentos distintas de las relativas a la reducción del riesgo de enfermedad y al desarrollo y la salud de los niños. Y en ella sólo aparecen nombrados tres microorganismos. Dos de ellos son las bácterias lácticas Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus y Streptococcus thermophilus que aparecen bajo el epígrafe "Cultivos vivos de yogur" y de los cuales se reconoce que me­joran la digestión de la lac­tosa del producto en las per­sonas con problemas para digerir la lactosa siempre que el yogur o la leche fermentada tengan una concentración de 10⁸ Unidades Formadoras de Colonia por gramo.

Microfotografías de Monascus spp. al microscopio óptico y al de microscopía electrónica de barrido. Fuente: Wang y Ling 2007

El tercero es Monascus purpureus, la levadura del arroz rojo chino. Aunque en realidad no es una levadura, es un moho pariente de los Aspergillus. Este microorganismo es responsable de la coloración rojo púrpura característica del arroz rojo, cereal que se utiliza para colorear diversos platos chinos y orientales. Desde hacía tiemoo se le atribuían propiedades saludables, y ahora la EFSA parece haberlo reconocido. En la lista podemos leer que La monacolina K del arroz de levadura roja contribuye a mantener niveles normales de colesterol sanguíneo siempre que se tomen 10 mg diarios de dicho compuesto producido por la levadura.

Colonias de Monascus purpureus. Fuente: PharmachemicaLea

¿Qué hace la monacolina K, también conocida como lovastatina? Pues es un inhibidor de la HMG-CoA reductasa, una enzima de la ruta metabólica de producción del colesterol. De hecho, la lovastatina purificada es un medicamento para el tratamiento de la hipercolesterolemia. La lovastatina se puede obtener mediante fermentación del arroz por este hongo, o por alguno de sus parientes, como M. ruber, aunque actualmente, la mayor parte de la lovastatina se produce gracias a otros hongos como Aspergillus terreus que pueden ser cultivados en biorreactores de agitación.

Estructura química de la lovastatina. Fuente: Wikipedia

Esta entrada participa en el XV carnaval de la Química que se hospeda en El Cuaderno de Calpurnia y en el XIII carnaval de la Biología que se aloja en Caja de Ciencia.



Wang TH, & Lin TF (2007). Monascus rice products. Advances in food and nutrition research, 53, 123-59 PMID: 17900498

Comer yogur es cosa de hombres

Origen de la imagen: Velica

Cuando me tocó hacer la mili, una de las cosas que nos gritaba nuestro sargento durante la instrucción era "¡Corred más rápido, pandilla de comeyogures!". Bueno, pues resulta que no nos estaba insultando, sino agasajando, al menos si se confirman los resultados que según la web de Scientific American han obtenido los investigadores del MIT liderados por Susan Erdman y Eric Alm.

Ya hemos hablado en este blog sobre la relación entre microbiota y obesidad. Pues bien, el grupo del MIT se dispuso a estudiar si el yogur afectaba al desarrollo de la obesidad y a sus complicaciones como el desarrollo de cáncer. Así que los investigadores tomaron grupos de 40 ratones macho y 40 hembras. A unos los alimentaron a base de una dieta con alto contenido en grasas, poca fibra y pocos nutrientes que simulaba la comida basura. A otros en cambio los alimentaron con la dieta ratonil estándar. Luego, a la mitad de cada grupo la suplementaron con yogur y a la otra mitad no (¿se ha perdido? Son cuatro grupos. Dos de "comida basura" con y sin yogur, y otros dos de comida "ratonil" con y sin yogur). Por cierto, el yogur era con sabor a vainilla.

Lo primero que notaron los investigadores era que los ratones comeyogures tenían el pelo más brillante y sedoso. Al realizar el estudio histológico se encontraron que los comeyogures tenían 10 veces más folículos activos que los otros ratones. Lo segundo que notaron era que los machos comeyogures proyectaban sus testículos hacia fuera y se "pavoneaban" ante las hembras mucho más frecuentemente. Al medir los testículos encontraron diferencias significativas entre los grupos. Los comeyogures tenían testículos un 5% más pesados que los del grupo que comía la dieta "ratonil" normal, y hasta un 15% más pesados al compararlos con los ratones alimentados a base de comida basura. Y como era de esperar eran más "machos". En los experimentos de apareamiento los comeyogures inseminaban a las hembras mucho más rápidamente y tenían más descendencia que los ratones control.

Paquete de yogures

¿Y las hembras? También se han encontrado con una serie de efectos saludables. Las hembras comeyogures parían camadas más numerosas y alimentaban a sus crías con mayor éxito. Ahora bien ¿se pueden extrapolar estos resultados a los humanos? Quizás. Un grupo de la Universidad de Harvard liderado por el epidemiólogo Jorge Chavarro está estudiando la relación entre la ingesta de yogur y la calidad del semen de los humanos. Y según sus propias palabras, lo que han encontrado por ahora es consistente con lo encontrado en ratones.

Mira por donde, al final va a resultar que lo de los "cuerpos danone" no iba tan desencaminado (a ver si cae alguna subvención por la publicidad que les he hecho en esta entrada ;)

Esta entrada participa en el XIII carnaval de la Biología que se aloja en Caja de Ciencia.