Mutación relacionada con el síndrome de Tourette

El estudio se publicó on line el 5 de mayo en el New England Journal of Medicine por un equipo dirigido por Matthew State, profesor en la Universidad de Yale Child Study Center y en los Departamentos de Psiquiatría y Genética, y co-director del Programa de Yale sobre Neurogenética.
El síndrome de Tourette (ST) es un trastorno neurológico relativamente común que se caracteriza por movimientos involuntarios, tics rápidos y súbitos o vocalizaciones que se producen repetidamente en la misma forma. Afecta a uno de cada 100 niños en edad escolar. Los tics pueden comenzar a mediados de la niñez y, el pico, al inicio de la adolescencia. El ST no es potencialmente mortal, pero puede ser discapacitante. Los niños y adultos afectados suelen tener otros trastornos neuropsiquiátricos como el trastorno obsesivo-compulsivo o depresión.
Sobre la base de pruebas sólidas de que los genes contribuyen al ST, el laboratorio del profesor State ha buscado mutaciones genéticas raras que causan ST durante más de una década, con la esperanza de lograr una mejor comprensión de la causa del trastorno y generar oportunidades de investigación a desarrollar tratamientos más eficaces .
State y su equipo encontraron una familia con el ST, con una rara mutación en un gen llamado 1-histidina descarboxilasa (HDC). Este gen produce una proteína que se requiere para la producción de histamina. La histamina se conoce más a menudo por su papel en la respuesta alérgica, pero es un importante neurotransmisor que influye en una variedad de funciones cerebrales.
El padre y toda la descendencia fueron diagnosticadas con el ST. La madre y su familia no tienen el trastorno. Dos niños y el padre también han experimentado el trastorno obsesivo-compulsivo. El laboratorio de State tomó muestras de ADN de todos los miembros de la familia. El estudio se centró en la región uno del genoma que comparten todos los individuos afectados, y, después, se identificó una mutación rara en HDC dentro de esta región, que dio lugar a la proteína mutada que da lugar a la pérdida de su función.
State dijo que el trabajo realizado sobre la histamina cerebral por otros laboratorios muestra que los ratones con niveles bajos son más propensos a comportamientos repetitivos que son similares a los tics humanos y que, incrementando la histamina cerebral, el problema puede invertirse.

Estructuras proteínicas de las variantes del síndrome de Tourette
Imagen en la que se muestra la mutación del gen HDC

Estos avances en la genética sirven ya de un soporte que antes no se tenía. Los medicamentos que se utilizan para tratar este síndrome de Tourette se basan en suministrar histamina. Ahora se sabe el inicio genético de esta terapia. Espero que os haya gustado.

Referencia: L-Histidyne Decarboxylase and Tourette’s Syndrome

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Avances en la criomicroscopía electrónica

Portada de revista CellEn la edición 30 de abril de la revista Cell investigadores de la Universidad de California han fotografiado una estructura del virus a una resolución lo suficientemente alta como para «ver» los átomos de complejos biológicos. El equipo de investigación encabezado por Zhou Hong, profesor de microbiología, inmunología y genética molecular en la Universidad de California (UCLA), utiliza criomicroscopía de electrones para obtener la imagen de una estructura de 3,3 angstroms. Un angstrom es la división más pequeña reconocida de un elemento químico y es aproximadamente la distancia entre los dos átomos de hidrógeno en una molécula de agua.
El estudio, dicen los investigadores, demuestra el gran potencial de criomicroscopía electrónica para la producción de muy alta resolución las imágenes de muestras biológicas en su ambiente nativo.
Con microscopía óptica tradicional, una imagen ampliada de una muestra es vista a través de una lente. Algunas muestras, sin embargo, son demasiado pequeñas para difractar la luz visible (en el rango de 500 a 800 nm ó de 5.000 a 8.000 angstroms) y por lo tanto no pueden ser vistas. Para los objetos de la imagen a una escala por debajo de 500 nm, los científicos deben recurrir a otras herramientas, como los microscopios de fuerza atómica, que utilizan una punta fina atómica para generar una imagen mediante el sondeo de una superficie, similar a la acción de una persona ciega cuando lee tocando braille.
Con microscopía electrónica, otra tecnología sub-500 nm, un haz de electrones recorre la muestra, pasando por las áreas vacías y rebotando en las áreas densas. Una cámara digital marca el camino de los electrones que pasan a través de la muestra para crear una imagen de la proyección de la muestra en dos dimensiones. Al repetir este proceso en cientos de ángulos diferentes, un equipo puede construir una imagen tridimensional de la muestra con una resolución muy alta.
Zhou es director de la facultad del Centro de Electrónica de Imagen de nanomáquinas (EICN) en California en el UCLA NanoSystems Institute y está utilizando la criomicroscopía de electrones para crear reconstrucciones 3D de nanomáquinas, nanodispositivos y nanoestructuras biológicas como los virus.
Poco a poco las técnicas básicas de microscopía que nos han enseñado en las prácticas van a quedar como unas meras manualidades. Pero eso es lo que hace genial a la ciencia, el avance continuo. Espero que os haya gustado.

Para más información: Å Cryo-EM Structure of a Nonenveloped Virus Reveals a Priming Mechanism for Cell Entry

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Review del sistema Mini-PROTEAN 3 cell de Bio-Rad


Desde hace casi cuatro años me ha tocado lidiar con los geles de poliacrilamida (ver preparación de PAGEs) en multitud de variantes: desde los destinados a secuenciación a los utilizados en aparatos analizadores de fragmentos como el LiCOR 4300, de los sistemas caseros a los sistemas como el Protean II ó este mini-PROTEAN 3. De todas formas, el verdadero factor limitante está en la manipulación de la poliacrilamida y que los sistemas funcionan mejor dependiendo de ciertas condiciones y temperaturas.
En esta ocasión me gustaría hablar de este kit de Bio-Rad. El buen manejo de todo por sus reducidas dimensiones hacen que sea un buen compañero de laboratorio. Una de las grandes faenas es que salga mal la polimerización (aunque con los kits comerciales de polimerización, es bastante raro que falle) y con la consiguiente repetición de todo el proceso de limpieza y montaje. Con este sistema, los dos geles pueden estar corriendo a las 2 horas de haber empezado de cero. Pero de cero de verdad. Desde sacar las cosas de la caja hasta preparar las soluciones necesarias. Eso sí, el reducido tamaño de los geles hace que no estén destinados a análisis de bandas a gran resolución. Pero para probar están bién. Yo he hecho probatinas de técnicas para luego extrapolarlas a geles de dimensiones mayores.
En el montaje, previa limpieza de todos los componentes con etanol, hay que tener cuidado con los cristales. Los que tienen los espaciadores integrados son gruesos, pero las parejas son casi como cartulinas. No se me han llegado a romper ninguno, pero se nota la fragilidad. Os dejo el sistema de montaje para que lo veáis:

Dependiendo de la consistencia de los geles (que la proporcionará la concentración del gel en su mayoría y la calidad de las soluciones empleadas), extraer los geles de los cristales puede ser el paso más crítico por el riesgo de rotura. Siempre se pueden dejar los cristales y embeber el conjunto en las soluciones para teñir (en mi caso he utilizado nitrato de plata y bromuro de etidio como prueba), pero que no pase de la solución de fijación para no tener los cristales «manchados» para futuros geles.
Os muestro un ejemplo de geles teñidos con plata a continuación:

Ejemplo de Geles de poliacrilamida final
Geles de poliacrilamida utilizando el sistema Mini-PROTEAN 3. Pinchar en la imagen para agrandar

Como resumen, las ventajas del sistema son: la rapidez, la manejabilidad en el uso y el buen funcionamiento. Como desventajas: la fragilidad de los cristales, la poca resolución en comparación con sistemas más grandes, el número de pocillos que se originan por los peines que trae de serie y el deterioro que se produce con el paso del tiempo en las zonas de los separadores que originan fugas a la hora de polimerizar (que se pueden siempre solventar con truquitos como agarosa).
Espero que os haya gustado y, si tenéis alguna duda, comentádmela.

Escuchando: Comando Alt Suprimir

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Añadir eventos desde Mail a iCal rápidamente

Para este fin de semana quería enseñar una utilidad que muchas veces se pasa por alto a la hora de organizarse. Desde el momento en el que se utiliza un sistema operativo como Mac OS X, las facilidades en las tareas cotidianas aumentan considerablemente. En muchas ocasiones se tiene poco tiempo para estar al día de todo lo que a uno le gustaría. Ciertas reuniones, eventos web o presentaciones pasan de largo por una incorrecta organización. Pero el gestor de correo Mail tiene integrado un reconocimiento de fechas muy útil para estas situaciones. En el momento en el que detecta una fecha (en una gran multitud de formatos e idiomas), da la opción de añadirla como un evento en iCal. iCal es el gestor del calendario y se puede sincronizar con Calendar en la cuenta de Google. He hecho un vídeo muy corto que os muestra cómo reconoce las fechas en varios formatos y en correos provenientes de contactos y países distintos.
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=zjGby5zsfn0[/youtube]
Luego se puede ver el evento en iCal y, como he añadido en el vídeo, el mensaje puede llegar mediante notificación según el dispositivo y la configuración de cada uno.
Siento la mala calidad del vídeo pero el tiempo apremia. Espero que os haya servido de ayuda.

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En busca de agua

No he podido pasar por alto un vídeo que he visto esta semana. Demuestra las estrategias que se tienen que manejar en ciertos lugares del mundo para lograr ciertos recursos naturales básicos como es el agua. El vídeo trata de cómo usar a un mono babuíno para encontrar agua. A esto se llama adaptación y el resto son tonterías. Espero que os guste.
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=Umayn7JIgZ4[/youtube]

Escuchando: el termociclador con sus ventiladores que no dan tregua

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Biochips y amenazas bioquímicas

Usar biochips ofrece a Daniel Schabacker, del Laboratorio Nacional de Argonne, y sus colegas en la Universidad Loyola en Chicago, la posibilidad de determinar las «firmas» de agentes biológicos que pueden ser usados para actos de bioterrorismo, en especial la bacteria que causa el ántrax (carbunclo), Bacillus anthracis.
Aunque algunos científicos ya han usado análisis de ADN para identificar cepas particulares de la bacteria del ántrax, los biochips son capaces de ayudar de forma decisiva a los científicos y funcionarios gubernamentales a averiguar cómo han sido cultivadas las bacterias del ántrax analizadas, reduciendo así la cantidad de sospechosos potenciales.
Este proyecto, que comenzó hace menos de dos años, sirve como ejemplo del floreciente campo de la ciencia forense microbiana.
En la actualidad, la ciencia forense microbiana es una de las áreas más importantes en el contraterrorismo, y una de las herramientas más decisivas para hacer frente al bioterrorismo. El análisis proteómico que los investigadores del proyecto son capaces de realizar con sus biochips proporciona un conjunto de datos nuevo y diferente sobre agentes biológicos que no podía conseguirse antes. La técnica puede proporcionar a los expertos una «huella dactilar» completa del organismo, una información que los especialistas pueden entonces utilizar para identificar con más precisión el origen de dicho organismo.
Desarrollado originalmente como una herramienta de diagnóstico, el biochip consiste en una matriz de 1 centímetro por 1 centímetro que contiene entre varias docenas y varios cientos de «puntos», o pequeñas gotas. Cada una de estas gotas contiene un ácido nucleico, anticuerpo o proteína únicos que se asociará a un reactivo particular.
El uso de los llamados microarrays es archiconocido en el mundo científico por su gran reproducibilidad y estandarización. Pero dependiendo de lo que se estudie, estos chips pueden ser «caseros» por su elevado coste.
Espero que os haya gustado.

Más información: Sci-Tech news

Escuchando: a mi reloj biológico, que sigue igual que hace 10 años…o mejor XDD.

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Protocolo para geles de Poliacrilamida

Desde hace unos años estoy utilizando protocolos varios para resolver ciertos marcadores moleculares en geles de poliacrilamida. Por falta de tiempo, no he podido nunca poder hacer un vídeo explicativo para que todos vosotros pudierais ver el trabajo que se origina para este tipo de análisis. Pues he encontrado a un grupo de investigadores hindúes, que se han trabajado esos vídeos y me van a permitir mostrar los pasos básicos que se siguen. Os cuelgo dos vídeos que muestran el proceso completo a seguir. Siempre hay variaciones en cada laboratorio, como los equipos a utilizar o las disoluciones, pero en esencia esta bien explicado. Lo más curioso es el inglés-hindú. Me recuerda a Raj, uno de los protagonistas de The Big Bang Theory.
Parte 1.
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=qCTc_jTMqJo[/youtube]
Parte 2.
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=vfIYE47Ha0E[/youtube]

Espero que sirva de ayuda a alguna mente inquieta. Si tenéis alguna duda, comentádmela.

Escuchando: Gravina 82 episodio 25.

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Un mapa mundial de la expresión génica

Mapa mundial de la expresión génica humana
Mapa mundial de la expresión génica humana
Mediante la integración de datos de expresión genética de una variedad sin precedentes de muestras de tejido humano, Alvis Brazma y su equipo en el Instituto Europeo de Bioinformática de la European Molecular Biology Laboratory (EMBL), y sus colaboradores han producido por primera vez un mapa mundial de la expresión génica. El análisis completo de este punto de vista único de las actividades genéticas que determinan nuestra apariencia, la función y el comportamiento se publicó en Nature Biotechnology.
El análisis de los datos utilizados a partir de 163 laboratorios en todo el mundo tiene la participación de 5.372 muestras de diversos tejidos humanos, tipos celulares y enfermedades. Mediante la integración de estos datos a gran escala se ha podido crear una nueva forma de estudiar la expresión génica. El análisis se muestra como un mapa en el que se subdivide expresión genética humana en seis grandes grupos diferenciados o «continentes (ver imagen y cliquear en ella para agrandar). Los continentes han sido generados mediante la agrupación de las muestras con las mismas firmas de expresión génica. Esto estableció la identidad de los seis grupos: el cerebro, los músculos, un grupo hematopoyético, tejidos sólidos tumorales y sanos, líneas celulares derivadas de tejidos sólidos y células parcialmente diferenciadas. Al visualizar estos subconjuntos en 3D, se pueden hacer comparaciones sobre el grado de similitud en los perfiles de expresión genética en cada agrupación. Por ejemplo, el análisis de los continentes mostraron que las líneas celulares suelen ser más similares entre sí que a su tejido de origen.

Fuente: Nature biotechnology

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El polen se pliega como el origami

Imagen microscópica de granos de polen
Bueno, aquí tenemos un estudio que está de moda por la cercanía a la temporada más temida por los alérgicos: la primavera. La imagen que podéis ver en el encabezamiento corresponde a una instantánea de diversos granos de polen de las variedades de planta más comunes gracias a un microscopio electrónico de barrido. Estas imágenes han sido estudiadas por un biofísico de la Universidad de Rockefeller en Nueva York llamado Eleni Katifori.
Cuando un grano de polen deja la planta, ya sea por acción del viento o por un insecto, comienza a perder agua que podría peligrar la integridad del material que alberga para que la fecundación sea óptima. Esta pérdida de agua genera fuerzas que actúan sobre la capa exterior de polen. Debido a su diseño único, el bloque de polen responde originando un estiramiento y plegamiento hacia dentro, tapando los agujeros en la parte exterior deteniéndose así la desecación. «Es un proceso similar al desinflar una pelota de playa», dijo Katifori. «Cuando se desinfla una pelota de playa, las paredes se deforman de tal manera que se guía por sus propiedades mecánicas.»
Cuando el polen llega a otra planta, su cubierta se relaja hacia el exterior, y los agujeros se abren de nuevo para iniciar la fertilización.
Aunque por ahora el polen siga haciendo estragos a muchos esta primavera, se puede dar un uso a este estudio morfológico de los granos de polen. Katifori propone que se pueden fabricar pequeñas cápsulas con paredes como el polen que podrían llevar la medicina a través del torrente sanguíneo y que permitan la apertura automática en la parte correcta del cuerpo.

Fuente: PNAS

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El dolor de cabeza al tomar algo frío

Hace un tiempo nos reímos en la familia sobre el dolor de cabeza que ocasiona a ciertas personas al tomar las cosas frías con cierta ansia. Nunca me paré a pensar por qué ocurre esto, pero he podido escuchar la razón en uno de los numerosos podcasts que me acompañan durante el día.
El inicio de todo esto lo comenzó una niña de 13 años en su colegio, donde pidió voluntarios para que se tomaran un helado de 100ml. Organizó dos grupos de un total de 145 alumnos. Cada grupo tenía que tomarse el helado, pero a distintas velocidades. Uno de los grupos en 5 segundos y el otro en medio minuto. Sólo debían decir, al final del experimento, si les había dolido la cabeza y si este dolor fue de corta o larga duración. Como es lógico, un alto número de alumnos del grupo de «ansiosos» por tomar el helado sufrieron dolores de cabeza que se desvanecían en poco tiempo.
Esto mismo sucede en muchas ocasiones cuando se toma rápidamente una bebida con hielo. La razón está en la sangre. Cuando se ingiere algo muy frío, disminuye drásticamente la temperatura en el paladar. Los pequeños capilares sanguíneos que riegan a las células en esa zona se contraen al sentir ese frío repentino (reacción típica con la que el cuerpo reduce la pérdida de calor). Al contraerse, los vasos se estrechan y el paso de la sangre disminuye. Eso significa que en otros lugares, la sangre no fluye como debiera de rápido. Como un cuello de botella. Eso provoca un aumento de presión en algunos puntos de la cabeza. Esa variación de presión es la que provoca el dolor de cabeza. También ocurre que hay ciertos nervios que se encuentran en el paladar que transmiten la información del frío repentino y hace que el cerebro procese esa información, enviando seguidamente las señales que producen la vasoconstricción de los capilares y posterior vasodilatación. Pero esto no sólo ocurre en la zona afectada, sino también en algunas otras zonas del cerebro como la región frontal, detrás del ojo o en los lados. Lo curioso es que el dolor se produce en lugares que no es donde se produce, como ocurre cuando se tiene un infarto al notar dolor en un brazo por ejemplo. Por cierto, el nombre técnico de este fenómeno es esfingopalatino ganglioneuralgia.
Como consejo, se pueden hacer dos cosas para evitar el dolor (a parte de no ingerir cosas heladas rápidamente): una es intentar que no toque el paladar; la otra, calentar el paladar pegando la lengua a esta zona. Ahora que empezará a venir el calor, seguro que podré experimentar estas técnicas. Espero que os haya gustado tanto como a mí.

Escuchando: Cienciaes.com

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