Epigenética en gemelos

Para mi grata sorpresa, hoy he leído en Nature un artículo que explica que se va a llevar a cabo el mayor (quizás sea más correcto decir más amplio) y más ambicioso estudio sobre epigenética.

Comenzaré por dar una sencilla explicación sobre la epigenética, que aviso que por alguna razón es un tema que me apasiona. Llamamos epigenética a los cambios en el ADN que afectan a la expresión de los genes, pero no a su secuencia. Pueden ser reacciones químicas (el ejemplo más conocido es la metilación del ADN), en ocasiones provocadas por la influencia del ambiente.

En el caso del proyecto del que hablamos, The Epitwin Project, se va a estudiar el patrón de metilación de 20 millones de genes en 5000 gemelos. ¿Por qué van a utilizar datos obtenidos de hermanos gemelos monocigóticos? Porque como sabéis estos hermanos comparten la misma herencia genética, pero en muchos casos padecen enfermedades diferentes. Con este tipo de experimentos se quiere averiguar si los cambios a nivel de expresión de los genes (como los epigenéticos) pueden provocar estas diferencias, para demostrar que existen factores (en los que puede estar implicado el ambiente) que pueden alterar la expresión de la información codificada en los genes que heredamos de nuestros padres.

Espero haberme explicado bien, y si os interesa el tema, pasaros por aquí.

El origen del universo. Sin Dios, gracias (Parte 1)

Pues sí, me he animado a escribir algo sobre el origen del universo. Lo de "sin Dios" es porque toda explicación racional ha de descartar un ser divino que lo controle todo, de lo contrario cualquier cosa es posible "porque Dios lo quiere" y eso supone el final de lo racional. Lo de "gracias" es porque sin la razón no tiene sentido la ciencia y todos nosotros nos quedaríamos sin trabajo. Esta es la primera parte... bueno, ¿Qué esperabais? ¿quince mil millones de historia del universo resumidas en un único post?

Seguramente todos vosotros hayáis oído hablar del BigBang, o gran explosión, que según las actuales teorías dio origen al universo. Vamos a centrarnos hoy en el origen científico de esta teoría. Parece que decir que todo empezó con una gran explosión es casi como no decir nada y sin embargo la teoría del BigBang está bien cimentada.

Las primeras evidencias experimentales fueron las observaciones de Edwin Hubble, astrónomo estadounidense que en 1929 observó galaxias alejadas de la Vía Lactea, la galaxia en la que se encuentra la tierra. Básicamente lo que hacía Hubble era apuntar su telescopio a zonas del cielo aparentemente a oscuras, y hacer que su telescopio proyectara la luz en placas fotográficas que luego revelaba. Descubrió que estas regiones del espacio no estaban vacías sino que la intensidad de la luz que llegaba de ellas era muy pequeña y que por eso no se veía nada a simple vista. Al utilizar técnicas más avanzadas descubrió que en estas regiones había galaxias.

No está mal para empezar. Sólo por esta aportación ya podríamos recordarlo. Pero es que además empezó a calcular la distancia y velocidad de estas galaxias. ¿Cómo se puede calcular la velocidad de una galaxia que se está alejando de nosotros? Con su espectro. Como Aprendiz bien indicaba la forma en la que cada compuesto emite luz es característico del compuesto. Es como una huella dactilar que lo identifica.

Lo que sucede es que si el emisor de luz se mueve a una velocidad suficiente cambia la longitud de onda de la misma, esto es, su color. Un objeto que se aleja a la suficiente velocidad se ve más rojizo que uno que se esté acercando, que se verá más azulado. Tal y como se ve en la imagen. Físicamente lo que está sucediendo es muy fácil de entender. El emisor, en este caso un átomo, emite una cresta de onda en un momento dado, al pasar un tiempo (por definición el periodo) emite una segunda cresta de onda. Si estuviera quieta la distancia entre estas dos crestas sería la longitud de onda, pero no está quieto. Así que la distancia se acorta si la fuente se acerca al observador, o se alarga si se aleja. Al cambiar la longitud de onda cambia el color. Hubble midió espectros típicos de estrellas pero desplazados hacia menores longitudes de onda, hacia el rojo. Este es el famoso "Corrimiento hacia el rojo".

Con este principio, Hubble pudo medir la velocidad a la que las galaxias se movían y descubrió con asombro que, quitando unas pocas cercanas, todas la galaxias se alejaban de nosotros. Y es más, cuanto más lejos está la galaxia más rápido se aleja. En astronomía más lejos significa hace más tiempo (ya que las distancias se miden en el tiempo que la luz necesita para recorrerla, años luz, y en el caso de las galaxias son millones de años), con lo que antes las galaxias se alejaban a mayor velocidad.

Todo esto nos lleva a la conclusión de que hoy en día el universo está expandiéndose, esto es que antiguamente era mucho más denso y caliente. De ahí el termino BigBang, de esa expansión rápida que ha sufrido el universo. Pero, si esto fuera así debería haber algún resto de esa gran expansión, de ese momento en el que el universo era tan denso y caliente. Pues la hay, se trata de la radiación de microondas del fondo cósmico. Que se puede medir en cualquir dirección en el universo. Pero creo que será mejor hablar de eso otro día.

Vida artificial

Hoy me despertaba con la noticia de que estamos un paso más cerca de poder "crear vida". Y me refiero a la posibilidad de generar vida (ya saben, resistencia al aumento de entropía y la replicación y transmisión de la información) a partir de material inorgánico. No sé si me estoy explicando bien (si estás leyendo esto y no te has estremecido un poco es que no me estoy explicando bien), estamos hablando de reproducir el experimento más maravilloso del universo, un suceso único (se puede discutir si la vida surgió una o muchas veces, porque hay opiniones para todo) en toda la inmensidad del cosmos (o eso creemos). La vida. El caso es que yo sí que me estremezco un poco al pensarlo. Las implicaciones serían infinitas. No sé, me parece algo maravilloso.


Pero a lo que iba, que siempre me lío. Me he despertado con la noticia de la publicación de un artículo en el cual han creado desde materia inorgánica una de las partes de la vida, la que se encarga de la transmisión de la información. Explico el experimento. Con la información del genoma de Mycoplasma mycoides, se ha realizado la síntesis química de un cromosoma completo, las 1,08 Mbp (uno de los más pequeños conocidos para la vida "independiente", algo que discutiremos otro día). Este cromosoma artificial ha sido insertado en una célula de Mycoplasma caprycolum a la que se le había retirado previamente su cromosoma. Es decir, el único material genético de la célula era el cromosoma artificial. Esta célula ha sido capaz de crecer y reproducirse, formando una colonia. Pero no sólo esto, como cabía esperar esta célula ha dejado de ser M. caprycolum y ha pasado a ser M. mycoides (como se puede ver en las imágenes). Eso es lo relevante en mi opinión. Toda la maquinaria proteica de M. caprycolum ha servido para iniciar el proceso, pero finalmente se puede observar cómo los análisis proteómicos son muy similares.



El género Mycoplasma es una de las formas de vida más "simples" que se conocen, como menor especialización y por ello con mayor capacidad de evolución y adaptación (recuerden el principio de relación inversa entre especialización y adaptación, que es lo que impide que nuestras neuronas se dividan con mayor facilidad). Craig Venter, el investigador principal del grupo que ha presentado el artículo, lleva un tiempo obsesionado con la síntesis de vida artificial y tratándose de él, no dudo que pueda conseguirlo esto es un paso más. El mismo Venter ha pedido nuevas normas en el juego para evitar abusos, y malos usos, pero el caso es que se me antoja complicado, pero confío en que se abra un intenso debate ético sobre la vida artificial.

Creo firmemente que este será un paso importante para la ciencia y que repercutirá positivamente en la humanidad. Aunque suene un poco lejano, creo que la vida artificial nos hará llegar un paso más allá en nuestra evolución como especie.

Por cierto en la web del artículo, también hay un podcast de Venter hablando al respecto. Os lo recomiendo, creo que es un científico al que hay que escuchar. Por cierto, he tenido la suerte de verle hablar y a mí personalmente me pareció un visionario. Os dejo además un vídeo de TED, en el que habla sobre la vida artificial.

Edito para enlazar un gráfico del El Correo.

La circunferencia de la tierra

Después de ver el hormiguero la semana pasada, me veo en la obligación de presentaros a un gran científico de su tiempo: Eratóstenes. No me gustó nada cómo hablaron de él en dicho programa, una cosa es el entretenimiento y otra divulgar la ciencia como algo vulgar.

El tercer director de la biblioteca de Alejandría tenía la capacidad de abarcar campos tan variados como la astronomía, las matemáticas, la geografía, e incluso la poesía. Por ello le llamaban beta (ya sabéis, el bullying empezó en la antigüedad), pero en mi humilde opinión, tiene mucho mérito saber tanto de tan diversas ramas.

Nacido en Cirene en el año 736 a.C., se le conoce principalmente por calcular la longitud de la tierra (en una época en la que la mayor parte de la población pensaba que nuestro planeta era plano). Para ello, observó que en el solsticio de verano, en la ciudad de Siena una estaca no proyectaba sombra, mientras que en Alejandría se proyectaba una sombra corta. Conociendo la distancia entre ambas ciudades y por medio de ecuaciones trigonométricas (demasiado complicadas para resumirlas aquí) calculó que la circunferencia de la tierra era de 252000 estadios, o lo que es lo mismo, 39614,4 Km (un error de menos del 1%).
Hizo muchas otras aportaciones importantes como medir la distancia al sol y a la luna, dibujó el primer mapa con meridianos y paralelos, etc. Si os interesa de verdad, aquí tenéis un enlace.

Espero que os haya gustado este pequeño trozo de la historia, porque los hombres también hacen cosas interesantes.

Ellas también...

En mi laboratorio, en la puerta del congelador de -80 ºC, hay una foto de Rosalind Franklin, con la leyenda "¡Nosotras te creemos!". Esto viene a raíz de una discusión, sin duda interesante, sobre si Watson y Crick eran tan malos como los pintan (en todos los sentidos).

Así que tras verla todos los días, he decidido hablaros de algunas de mis "científicas favoritas". Considero que son pioneras en su campo, pero no por ser mujeres sino porque revolucionaron con sus investigaciones el concepto de la época (evidentemente por ser mujeres lo tuvieron mucho más difíciles, pero en mi humilde opinión, prefiero ir más allá...).

La primera de las que os voy a hablar es la misma Rosalin Franklin. Es quizá una gran damnificada de su época y además, su historia está cubierta por una niebla de confusión. Hay quien dice unas cosas y quien dice otras. Lo importante para mi es que fue capaz de alcanzar un logro técnico inaudito para la época "fotografiar" en DNA. El caso es que esa fotografía acabó en manos de Watson y Crick, que como todo el mundo sabe acabaron publicando la estructura molecular del DNA, con forma de doble hélice. Esa fotografía llegó a sus manos a través de Maurice Wilkins, con quien Rosalind tuvo sus más y sus menos. Hay quien dice que se la mostró un día sin su permiso pero hay quien va más allá, dicen que la fotografía fue robada de la bata de Rosalind para que ella, que también trabajaba en una teoría sobre la estructura del DNA, no pudiera hacer el descubrimiento. Desde luego, si a mi me enseñan esa foto, no deduzco nada, pero eso no quita para que Rosalind se merezca el reconocimiento a su trabajo. Nunca sabremos si ella habría alcanzado las mismas conclusiones, hay quien dice que sí;o si Waltson y Crick no habría publicado su teoría sin esa prueba. El caso es que pasó lo que pasó y Rosalind se quedó sin premio Nobel. Fue entregado en 1962 a Watson, Crick y Wilkins, cuatro años después de la muerte de Rosalind debido a un cáncer de ovario (por la exposición a los rayos X, se deduce). El caso es que no sabremos si ella lo hubiera recibido o no. Pero desde luego, merece reconocimiento. Por cierto, en el artículo, en el que por cierto no aparece la foto, tanto a ella como a Wilkins se les agradece su colaboración.

La segunda mujer de la que os quería hablar es quizá la menos conocida de las tres, y quizá por ello me parece la más olvidada. De hecho la ecuación que formuló, lleva su nombre, pero muchas veces, se olvida, incluso hay gente que ni siquiera sabe que es una mujer. Me refiero a la canadiense Maud Menten. Junto a Michaelis, publicó un artículo en el que describían, que relación existía entre la velocidad de una reacción catalizada por un enzima con la cantidad del substrato. Muchas veces esa ecuación de Michaelis-Menten, por desidia se nombra como la ecuación de Michaelis. Pero lo que quizá me resulte más interesante es que publicó lo que puede ser el primer uso de la electroforesis de proteínas. Una técnica básica en la bioquímica moderna para separar proteínas y es que Maud probablemente de quien debo acordarme cada vez que tengo problemas con mis geles...

La tercera mujer es lógicamente Marie Curie o Maria Sklodowska, como prefieran. No hay mucho que decir de ella que no sepa todo el mundo, pero lo cierto es que esta mujer fue capaz de superar todos los obstáculos que tuvo frente a si, incluida la muerte de su marido y colaborador. Personalmente este caso me gusta cuando la gente quiere enfrentar a hombres y mujeres en un campo como la ciencia donde la colaboración es la base del avance. Marie y Pierre Curie, trabajaron codo con codo hasta la muerte de Pierre. Y lo cierto es que las contribuciones de Marie han sido sin duda vitales en el avance de la física y de la química, pero lo cierto es que no solo eso es reseñable sino también su actitud ante la comunidad científica. Personalmente, cuando leí que dedició no patentar el método por el cual había aislado el radio, en pos de la posibilidad de que todo el mundo pudiera estudiarlo, me sentí todavía más abrumado y si me lo permiten orgulloso.

Si quieren saber más de las vidas de estas tres investigadoras, les dejo enlaces en el texto. Solo recordarles a todos y a todas, que en la ciencia y en la vida cuentan el cerebro y el alma (entiéndase como el esfuerzo, el trabajo, la personalidad y el talento) y no si usted tiene pene o vagina (no quería ser grosero...).

Un saludo y sean felices.

Síntesis de compuestos orgánicos en la Tierra primitiva

Corría el año 53, Stanley Miller llevaba dos años licenciado y se disponía a realizar uno de los experimentos más conocidos y en mi opinión ingeniosos, que se han llevado a cabo. Oparin y Haldane había plantado unas bases pero Miller, puso las manos y el ingenio (nos ha jodido, era estudiante de doctorado!!). Propuso a su director, Harold Urey, un experimento sencillamente maravilloso y a la par exquisitamente sencillo.

Si suponemos que la atmósfera de la tierra primitiva estaba compuesta por entre otros metano, amoniaco, hidrógeno y agua, metamos esos componente es un matraz, y démosle caña a las condiciones primitivas. Unas buenas descargas y voilá, moléculas orgánicas.

Simplemente comentar que este experimento sentaba unas bases sólidas sobre el origen de la vida (no así del lugar de procedencia, del que si quieren hablamos otro día) y además, comenzó un camino que probablemente nos ha llevado a muchos a donde estamos ahora, pegándonos con proteínas, ácidos nucleicos y todas esas pequeñas cosas.

Les dejo el enlace a la wikipedia, el artículo "original" y un pequeño esquema:



Edito para incluir una vista del artículo:

Miller Urey 1959