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‘Top models’ de la ciencia: descubre a los seres vivos más utilizados en el laboratorio

Por Mar Gulis (CSIC)

Entre probetas, microscopios o tubos de ensayo, camuflados o a la vista, podrías encontrarlos en cualquier parte de un laboratorio. Hablamos de una bacteria del intestino humano, de la mosca de la fruta y del ratón; tres especies en principio poco llamativas, o incluso molestas. Sin embargo, la ciencia utiliza estos ‘bichitos’ como modelos de los seres vivos desde hace años. Gracias a ellos, se han hecho importantes descubrimientos sobre los mecanismos de la vida o diseñado tratamientos contra el cáncer. Te invitamos a conocer desde tu casa a estos ‘top model’ de la investigación, que forman parte de la exposición virtual del CSIC Seres modélicos. Entre la naturaleza y el laboratorio.

1. La bacteria que se volvió famosa por cambiar la biología

Aunque a simple vista sea inapreciable, la bacteria Escherichia coli es la más conocida en los laboratorios. Inicialmente se llamó Bacterium coli por ser la bacteria común del colón. Comenzó a estudiarse por las infecciones que causaba, pero a mediados del siglo XX se convirtió en modelo biológico gracias a su estructura sencilla, rápido crecimiento y los medios empleados para su cultivo, que aumentaron las posibilidades experimentales. Su utilización permitió hallar algunos de los principios básicos de la vida, pero E. coli alcanzó el estrellato con el descubrimiento de la técnica de ‘corta y pega’ del ADN, en la cual se usan enzimas para quitar e insertar segmentos de código genético y que supuso el inicio de la ingeniería genética. Hoy en día se emplea en la selección de genes concretos, estudiados posteriormente en otros organismos más complejos.

Micrografía electrónica de Escherichia coli a 10.000 aumentos.

Esta bacteria sabe mucho de los seres humanos. El genoma de E. coli, compuesto por cerca de 4.300 genes, contiene una séptima parte de nuestros genes. Además, habita en el intestino humano, donde forma parte junto a cientos de especies de la mibrobiota intestinal –también conocida como flora intestinal–, que cumple un papel fundamental en la digestión y en la defensa frente a patógenos.

E. coli es un instrumento más del laboratorio. El interés de su investigación reside todavía en las infecciones, ya que cada vez existe una mayor resistencia a los antibióticos, pero también en los mecanismos que se ponen en marcha al dividirse la célula, y cuyo mejor conocimiento permitiría diseñar, con ayuda de técnicas genómicas, fármacos con menor resistencia.

2. ¿Cómo conseguir la apariencia de una mosca?

Imagina lo molesto que resulta el zumbido de una mosca al merodear por nuestras cabezas. A partir de ahora puede que cambies de opinión cuando descubras que las moscas del vinagre o de la fruta (Drosophila melanogaster) son usadas como modelo en biología animal. Es habitual verlas en cualquier lugar, pero son más abundantes en terrenos agrícolas, cuando hace buen tiempo y, desde hace más de un siglo (esta especie se estudió por primera vez en 1901), también en los laboratorios. Saber de la mosca significa saber del ser humano porque ha sido clave en investigaciones sobre enfermedades neurodegenerativas, tumores y metástasis.

Visión dorsal y lateral de un macho y una hembra de Drosophila melanogaster. / Benjamin Prud’homme. Institut de Biologie du Développement de Marseille-Luminy. Parc Scientifique de Luminy.

Uno de los objetivos de su estudio es conocer cómo este pequeño insecto consigue su apariencia. La secuenciación de los genomas ha permitido determinar que la mayoría de genes de la mosca de la fruta son homólogos a los humanos. Por tanto, investigando los genes de esta mosca, que es un modelo de experimentación mucho más simple, se puede tener una idea de la acción de los genes en los humanos.

Sin duda su filón para la genética es más que evidente, y no solo porque el genoma de la mosca del vinagre alberga alrededor de 13.600 genes, un tercio de los que contiene el genoma humano. Además, a partir de cruces entre más de 100 tipos de moscas, el investigador Thomas H. Morgan (1866-1945) estableció que los caracteres se encuentran en los cromosomas y se heredan de generación en generación. Con ello dio lugar a la teoría cromosómica de la herencia, que le hizo merecedor del Nobel de Medicina en 1933.

3. ¡Roedores en el laboratorio!

Llaman la atención por su par de dientes incisivos y por su minúsculo tamaño. Los encontrarás en bosques, en tu ciudad y, cómo no, en un laboratorio. Así son los ratones, o Mus musculus si atendemos a su nombre científico. Utilizados como objeto de experimentación, desde hace más de un siglo son piezas clave en el estudio de la diabetes, el cáncer o los trastornos neurológicos; incluso los misterios del cerebro se exploran antes en los ratones que en el ser humano. Entre la comunidad científica hay quien los llama ‘seres humanos de bolsillo’.

En el año 2002 se dio a conocer la secuencia de su genoma, la primera de un mamífero: con cerca de 30.000 genes, aproximadamente los mismos que nuestra especie, el 99% de estos tiene su homólogo humano. Además, en ellos se reproducen enfermedades humanas como la obesidad o el párkinson, se realizan pruebas de toxicidad y se ensayan terapias futuras con células madre o nuevos materiales. Estos experimentos se han podido llevar a cabo a partir de ratones transgénicos y knock outs, es decir, aquellos producidos con un gen inactivado en todas sus células. En todos los casos, se han utilizado solo ratones machos para evitar que las hormonas sexuales afecten a los resultados.

Foto publicitaria del Jackson Laboratory. De izquierda a derecha, George Woolley, Liane Brauch, C.C. Little, desconocido y W.L. Russell. Década de 1940. / Cortesía del Jackson Laboratory.

Cuando las voces en contra de la experimentación animal comenzaron a alzarse, la defensa de los ratones no formó parte de las primeras reivindicaciones. La regulación llegó al mundo de los roedores con normativas y protocolos a nivel europeo. En ellas se establece que se debe reemplazar al ratón por otro sistema cuando sea posible y reducir el número de individuos en la investigación, para evitar así el sufrimiento animal.

E. coli, la mosca del vinagre y el ratón son solo algunos de las especies más comunes utilizadas como modelo. La muestra Seres modélicos. Entre la naturaleza y el laboratorio, cuyos contenidos puedes consultar online y descargar en alta calidad desde casa, se ocupa también de organismos como la levadura de la cerveza, un gusano minúsculo del suelo, una hierba normal y corriente y un pez de acuario. Elaborada originalmente por la Delegación del CSIC en Cataluña y ampliada en el marco del proyecto de divulgación Ciudad Ciencia, la exposición se complementa con entrevistas a especialistas en cada uno de estos seres modelo.

Pedalear por la ciencia: una vuelta ciclista en defensa de la investigación

Por Pablo Vargas (RJB-CSIC), Fernando Valladares (MNCN-CSIC), Luis Navarro (Universidad de Vigo), Adrián Escudero (Universidad Rey Juan Carlos) y José María Sánchez (Universidad de Vigo)

El lunes 17 de septiembre, un día después de que concluya la Vuelta Ciclista a España, un pequeño grupo de investigadores nos embarcaremos en nuestra singular Vuelta Ciclista por la Ciencia. Pedalearemos cientos de kilómetros enlazando algunas de las principales universidades de nuestro país con el objetivo de acercar el conocimiento científico a la sociedad y transmitir la pasión por hacerlo avanzar.

Pelotón

Fernando Valladares y Pablo Vargas (primero y segundo por la izquierda), protagonistas de la Vuelta Ciclista por la Ciencia, junto con otros compañeros de pelotón.

Con el mismo impulso que impondremos a nuestras bicicletas y con el mismo entusiasmo que cruzaremos puertos y ciudades, trataremos de explicar los aspectos más novedosos y fascinantes de las ciencias naturales, como las lecciones que nos dan las plantas sobre el cambio climático, los recientes cambios acontecidos en la clasificación de los seres vivos o las consecuencias de las invasiones biológicas en España. También daremos nuestro punto de vista sobre los desafíos y dificultades de la ciencia que se hace en nuestro país y sobre las mejoras que a nuestro juicio necesitan acometer la Administración y los organismos de investigación.

Esta particular aventura física e intelectual pretende fomentar vocaciones y estimular la proyección del pensamiento científico en la sociedad. Partiremos de la Universidad de Vigo y recalaremos sucesivamente en las universidades de Santiago de Compostela (día 17), Oviedo (día 18), León (día 19) y Salamanca (día 20). Nuestro periplo concluirá en el campus de Móstoles (Comunidad de Madrid) de la Universidad Rey Juan Carlos (día 21).

Recorrido

Durante la mañana de cada jornada pedalearemos entre cien y ciento veinte kilómetros y aprovecharemos para realizar observaciones y descripciones de la biodiversidad vegetal y animal que vayamos encontrando. Ya por la tarde mantendremos un encuentro con los responsables de cada universidad y ofreceremos un ciclo de charlas breves en el que trataremos temas de actualidad en biología y en el que esperamos contar con una importante participación del público. El programa completo de la Vuelta puede consultarse en la web https://cienciavuelta.com

Nuestro objetivo final es que esta iniciativa tenga continuidad en el tiempo y se repita anualmente, de forma que en próximas ediciones aumente de modo significativo la envergadura del pelotón y se pueda contar con apoyo y ayudas para su organización. Los gastos de esta primera edición los hemos asumido entre los propios participantes, que también vamos a emplear nuestras respectivas vacaciones para poder divulgar los descubrimientos científicos de mayor interés.

Podéis seguirnos diariamente en la cuenta @CienciaVuelta de Twitter y cienciavuelta2018 de Instagram.

Ciencia para llevar

Por Mar Gulis

¿Sabías que el ser más grande y longevo del mundo se parece más a un champiñón que a una ballena? ¿Y que la anestesia local ‘nació’ al operar a un paciente de cataratas bajo los efectos de la cocaína? ¿Eres consciente de que al beber una botella de agua mineral estás ingiriendo cerca de 10 millones de bacterias?

“La sociedad apreciaría mucho más los prodigios de la ciencia y la tecnología si más científicos compartieran su entusiasmo con el público y se tomaran en serio el duro trabajo de hacerlo accesible”, dijo el neurocientífico Steven Pinker. Con este objetivo estrenamos el nuevo blog de divulgación ‘Ciencia para llevar’, porque desde el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el mayor organismo público de investigación español, nos tomamos muy en serio lo que se hace en nuestros laboratorios y despachos, y queremos compartirlo.

Empirika recortada baja

Todos los días miles de personas hacen ciencia en el CSIC. No es un trabajo aislado ni solitario, sino en equipos multidisciplinares (trabajamos en todas las áreas del conocimiento) y próximos a las necesidades de la sociedad (estamos presentes en todas las comunidades autónomas).

A veces se consiguen los resultados esperados, y a veces toca redefinir la investigación. Sea cual sea el final, en este proceso suceden cosas fascinantes que no podemos dejar de contar, porque además de que importan tenemos la responsabilidad de devolver a la sociedad el conocimiento generado con fondos públicos.

Dicen las encuestas  que los ciudadanos y ciudadanas demandamos más ciencia, ciencia de calidad, pero a ser posible en un lenguaje que entendamos todos. Desde este espacio, impulsado por el Área de Cultura Científica, acercaremos las investigaciones que está llevando a cabo la comunidad científica. Lo haremos en un formato agradable, a ser posible con cierta chispa, y sin perder ni un ápice de rigor.

Queremos saciar tu interés con estos ‘bocados’ de ciencia, que puedes degustar cuando te apetezca, y volver a probar si te quedas con ganas de más.