Consiguen inducir sensibilidad magnética a una levadura
(02/03/2012) - E.P.
Esta tecnología podría ser utilizada para magnetizar diferentes tipos de células con aplicaciones médicas, industriales y de investigación
Investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería Biológica, de la Universidad de Harvard, y de la Escuela Médica de Harvard, han desarrollado un método para inducir sensibilidad magnética a un organismo que no es naturalmente magnético: la levadura. Los resultados han sido publicados en PLoS Biology.
Los campos magnéticos están en todas partes, pero pocos organismos pueden percibirlos. Aquellos que lo hacen, como las aves y las mariposas, utilizan la sensibilidad magnética como una especie de sistema natural de posicionamiento global, para guiarse a lo largo de las rutas migratorias.
Los investigadores Pamela Silver y Keiji Nishida, han logrado dotar a la levadura con propiedades similares. La doctora Silver, investigadora principal, es miembro clave del equipo fundacional del Instituto Wyss, y profesora de Bioquímica y Biología de Sistemas en Harvard; y el doctor Nishida es becario de investigación en Biología de Sistemas, también en Harvard.
El magnetismo en la naturaleza es una función biológica única que pocos sistemas vivos explotan, explica Silver, así, aunque la levadura magnética no suene como un gran avance científico, en realidad, es un primer paso muy importante hacia el aprovechamiento de este fenómeno natural, y su aplicación a todo tipo de efectos prácticos.
La presencia de hierro puede causar magnetismo, pero la mayoría de las células, cuando se exponen a este metal común, lo almacenan en cavidades donde no puede tener ningún efecto. Ahora, Silver y Nishida han sido capaces de bloquear la expresión de la proteína que provoca la retención de hierro, permitiendo que este metal circule libremente a través de las células de levadura. De esta manera, han creado la suficiente sensibilidad magnética en la célula como para hacer que migre hacia un imán externo.
Los investigadores también encontraron un gen relacionado, que da instrucciones para la producción de una proteína crucial del magnetismo. A continuación, la sensibilidad magnética fue mejorada aún más mediante la interacción con una segunda proteína que regula el metabolismo celular. Dado que las mismas proteínas metabólicas funcionan de manera similar, tanto en las células de levadura simple, como en las células humanas, el nuevo método podría ser aplicado a una gama mucho más amplia de organismos.
Silver añade que, en un entorno industrial, la magnetización puede ser muy útil como medio para atacar y aislar células específicas. Las células contaminadas podrían ser retiradas y eliminadas durante el procesamiento de materiales biológicos, y las células que son esenciales para un cierto proceso de fabricación podrían ser aisladas y puestas en uso. Las células magnéticas también se podrían utilizar para interactuar con maquinaria; por ejemplo, el magnetismo podría ser utilizado en la ingeniería de tejidos para que las células formen capas de una manera específica. Además, podrían desarrollarse nuevas terapias en las que las células responderían a un campo magnético, y las células madre magnéticas implantadas podrían, algún día, ser rastreadas con resonancia magnética.
Este trabajo muestra cómo los principios de diseño de un tipo de células pueden ser aprovechados, mediante biología sintética, para transferir nuevas funcionalidades a otras células, concluye el fundador del Instituto Wyss, el doctor Donald Ingber.
Los campos magnéticos están en todas partes, pero pocos organismos pueden percibirlos. Aquellos que lo hacen, como las aves y las mariposas, utilizan la sensibilidad magnética como una especie de sistema natural de posicionamiento global, para guiarse a lo largo de las rutas migratorias.
Los investigadores Pamela Silver y Keiji Nishida, han logrado dotar a la levadura con propiedades similares. La doctora Silver, investigadora principal, es miembro clave del equipo fundacional del Instituto Wyss, y profesora de Bioquímica y Biología de Sistemas en Harvard; y el doctor Nishida es becario de investigación en Biología de Sistemas, también en Harvard.
El magnetismo en la naturaleza es una función biológica única que pocos sistemas vivos explotan, explica Silver, así, aunque la levadura magnética no suene como un gran avance científico, en realidad, es un primer paso muy importante hacia el aprovechamiento de este fenómeno natural, y su aplicación a todo tipo de efectos prácticos.
La presencia de hierro puede causar magnetismo, pero la mayoría de las células, cuando se exponen a este metal común, lo almacenan en cavidades donde no puede tener ningún efecto. Ahora, Silver y Nishida han sido capaces de bloquear la expresión de la proteína que provoca la retención de hierro, permitiendo que este metal circule libremente a través de las células de levadura. De esta manera, han creado la suficiente sensibilidad magnética en la célula como para hacer que migre hacia un imán externo.
Los investigadores también encontraron un gen relacionado, que da instrucciones para la producción de una proteína crucial del magnetismo. A continuación, la sensibilidad magnética fue mejorada aún más mediante la interacción con una segunda proteína que regula el metabolismo celular. Dado que las mismas proteínas metabólicas funcionan de manera similar, tanto en las células de levadura simple, como en las células humanas, el nuevo método podría ser aplicado a una gama mucho más amplia de organismos.
Silver añade que, en un entorno industrial, la magnetización puede ser muy útil como medio para atacar y aislar células específicas. Las células contaminadas podrían ser retiradas y eliminadas durante el procesamiento de materiales biológicos, y las células que son esenciales para un cierto proceso de fabricación podrían ser aisladas y puestas en uso. Las células magnéticas también se podrían utilizar para interactuar con maquinaria; por ejemplo, el magnetismo podría ser utilizado en la ingeniería de tejidos para que las células formen capas de una manera específica. Además, podrían desarrollarse nuevas terapias en las que las células responderían a un campo magnético, y las células madre magnéticas implantadas podrían, algún día, ser rastreadas con resonancia magnética.
Este trabajo muestra cómo los principios de diseño de un tipo de células pueden ser aprovechados, mediante biología sintética, para transferir nuevas funcionalidades a otras células, concluye el fundador del Instituto Wyss, el doctor Donald Ingber.
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