Bacterias magnetotácticas / Magnetotactic bacteria

Hoy me gustaría compartir con vosotros algo muy curioso y relativamente poco conocido. Se trata de unas bacterias capaces de orientarse y migrar a lo largo de las líneas del campo geomagnético. Estas bacterias, denominadas bacterias magnetotácticas (MTB), tienen un orgánulo procariota único formado por cristales magnéticos rodeados por una bicapa de fosfolípidos, el magnetosoma. Los magnetosomas hacen que las células se alineen de forma pasiva con las líneas del campo magnético de la Tierra y se desplacen a lo largo de las mismas. Casi todas las bacterias magnetotácticas colocan sus magnetosomas formando una cadena dentro de la célula maximizando así el momento dipolar magnético de la célula.

Magnetosomas alineados dentro de una célula (izquierda) y magnetosomas extraídos de la célula (derecha). Imagen extraída de Lower & Bazylinski (2013).

Magnetosomas alineados dentro de una célula (izquierda) y magnetosomas extraídos de la célula (derecha). Imagen extraída de Lower & Bazylinski (2013).

Generalmente estas bacterias nadan hacia el norte magnético en el hemisferio norte, al sur magnético en el hemisferio sur y en ambos sentidos en el ecuador geomagnético. Además se sabe que producen dos tipos de minerales: óxidos de hierro y sulfuros de hierro. Aquellas que producen óxidos de hierro solamente biomineralizan magnetita y las que sólo producen sulfuros de hierro biomineralizan greigita.

Salvatore Bellini documentó su existencia por primera vez en 1963. Observó al microscopio un grupo de bacterias que nadaba hacia el polo norte de la Tierra y las llamó “bacterias magnetosensibles“. Once años más tarde, Blakemore describió de forma independiente estos microorganismos y acuñó los términos magnetotaxis para el fenómeno y MTB para las bacterias. El descubrimiento de estas bacterias fue muy útil en diversos campos de investigación (microbiología, geología, mineralogía, cristalografía, química, bioquímica, física).

Desde su descubrimiento varios grupos de investigación han tratado de dilucidar el  mecanismo de formación de los magnetosomas. Un primer modelo propuesto por Schüler (2002) suponía que la formación del magnetosoma tiene tres etapas principales:

  • Captar ion férrico extracelular a través de un paso reductor.
  • El hierro se reoxida luego para formar un óxido hidratado de baja densidad que se deshidrata para formar una ferrihidrita de alta densidad.
  • El paso final en la formación de magnetosoma es la biomineralización de la magnetita.
Formación de un magnetosoma. Extraído de Yan et al. 2012.

Formación de un magnetosoma. Extraído de Yan et al. 2012.

Las bacterias magnetotácticas se han utilizado en la eliminación de metales pesados ​​y radioisótopos de aguas residuales por separación magnética. Las partículas de magnetita bacterianas también se han usado para detectar ácidos nucleicos y provocar una reacción inmunológica. Además los magnetosomas pueden ser modificados para detectar moléculas específicas en análisis médicos y de diagnóstico. Recientemente, han sido utilizados como en tratamientos antitumorales como vehículos de fármacos durante la quimioterapia.


Today I wanted to share with you something very cool and quite unknown. I am speaking about the magnetotactic bacteria (MTB), a diverse group of microorganisms with the ability to orient and migrate along geomagnetic field lines. These bacteria have a unique prokaryotic organelle comprising magnetic mineral crystals surrounded by a phospholipid bilayer, the magnetosome. Magnetosomes cause cells of magnetotactic bacteria to passively align and swim along the Earth’s magnetic field lines. Almost all magnetotactic bacteria arrange their magnetosomes in a chain within the cell there by maximizing the magnetic dipole moment of the cell.

Figure from Lower & Bazylinski (2013).

Figure from Lower & Bazylinski (2013).

Generally, they swim to the magnetic north in the northern hemisphere, to the magnetic south in the southern hemisphere and both ways on the geomagnetic equator. MTB are known to produce two types of minerals: iron oxides and iron sulfides. Those that produce iron oxides only biomineralize magnetite and those that only produce iron sulfides biomineralize greigite.

These magnetotactic microorganisms were first documented by Salvatore Bellini as early as 1963. He microscopically observed a certain group of bacteria swam toward the Earth’s North Pole and hence named them “magnetosensitive bacteria”. Eleven years later, Blakemore (1975) independently described these microorganisms and coined the terms magnetotaxis for the phenomena and MTB for the bacteria. The discovery of MTB proved to have a serious impact in a number of diverse research fields including microbiology, geology, crystallography, chemistry, biochemistry, physics…

Many research groups have developed hypothesis of the mechanism of magnetosome formation. An early model proposed by Schüler (2002) assumes that the magnetosome formation comprises three major stages:

  • The first step in the magnetosome formation is the uptake of extracellular ferric ion via a reductive step.
  • Iron is then thought to be reoxidized to form a low density hydrous oxide which is dehydrated to form a high-density ferrihydrite.
  • The final step in the magnetosome formation is the biomineralization of magnetite.
Formación de un magnetosoma. Extraído de Yan et al. 2012.

Figure from Yan et al. 2012.

Among MTB applications: they have been used in the removal of heavy metals and radionuclides from waste water by magnetic separation. Bacterial magnetite particles were also used as carriers of genes for the detection of nucleic acids and eliciting antigen-specific immunity. They have been shown to be useful in detecting molecular interactions in medical and diagnostic analyses. Recently, they have been used as potential drug carriers for antitumor treatments as chemotherapy drug carriers.

References:

The bacterial magnetosome: a unique prokaryotic organelle. Lower & Bazylinski, 2013.

Magnetotactic bacteria, magnetosomes and their application. Yan et al., 2012.

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Consorcios microbianos y biotecnología / Microbial consortia and Biotechnology

Hoy quiero hablaros de algo que realmente me fascina: ¡los consorcios microbianos!

Los consorcios microbianos son asociaciones naturales de dos o más especies que actúan como una comunidad, beneficiándose cada uno de ellos de la actividad de los demás. Es decir, se trata de sistemas naturales en los que microorganismos de distintas especies, a menudo  de  distintos  géneros,  coexisten  espacialmente  y  cooperan,  posibilitando  así  la supervivencia de todos ellos.

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¿Dónde podemos encontrarlos? Los consocios están presentes en muchísimos ambientes y muy distintos entre sí. Quizá el ejemplo más conocido sea la microbiota intestinal, pero los consorcios también cumplen una función muy importante en el tratamiento de aguas residuales o en biorremediación de suelos.

Los consorcios se caracterizan por la división de tareas, y este reparto de trabajo tiene lugar gracias al proceso de comunicación que existe entre los miembros de la comunidad. Estas dos características hacen que los consorcios tengan ciertas ventajas frente a las poblaciones formadas por un único microorganismo:

  1. Robustez. Vivir en comunidad hace que estos microorganismos sean mucho más resistentes a cualquier cambio que se produzca en el ambiente, promoviendo así cierta estabilidad para los miembros del consorcio, por ejemplo, son capaces de soportar periodos de escasez nutricional que sí acabarían con un monocultivo. Además, esta asociación hace que los microorganismos que forman parte del consorcio sean capaces de resistir la invasión de otras especies.

En 2006, investigadores daneses y australianos publicaron un artículo muy interesante. En este artículo demostraban la robustez de un consorcio microbiano que habían encontrado en la superficie de un alga (Ulva australis). En ecosistemas acuáticos las bacterias se asocian normalmente formando biofilms, estos investigadores encontraron nada más y nada menos que 17 especies bacterianas adheridas al alga formando la biopelícula. Aislaron e identificaron cada una de las especies, y llevaron a cabo distintos ensayos para ver qué relación había entre cada una de ellas. Finalmente eligieron las 4 especies que presentaban más actividad a la hora de formar el biofilm y las juntaron para crear una biopelícula que contuviera únicamente estas 4 especies. Una vez formada, expusieron a la comunidad a dos agentes antimicrobianos usados frecuentemente para inhibir el crecimiento de bacterias: tetraciclina y peróxido de hidrógeno.

En la siguiente figura podéis ver como se comportó el biofilm en ambos casos comparado con las especies por separado que también fueron sometidas a ambos agentes. ¡Asombroso como el consorcio consigue mantener un buen porcentaje de actividad mientras los cultivos por separado intentan sobrevivir!

Figura extraída de Burmolle et al. 2006

Figura extraída de Burmolle et al. 2006

  1. Pueden llevar a cabo tareas más complejas. Las poblaciones mixtas tienen la capacidad y los recursos necesarios para llevar a cabo funciones que resultan muy complicadas o incluso imposibles de realizar para una única especie. El siguiente esquema refleja el comportamiento de una única población y de un consorcio a la hora de hacer frente a un proceso “x” a través del cual se produce un compuesto de interés (P). Mientras una población individual tiene que sintetizar todas y cada una de las enzimas necesarias para convertir un sustrato (S) en un determinado producto (P) empleando una gran cantidad de recursos y energía, un consorcio se reparte el trabajo de modo que cada población del consorcio se dedica a sintetizar solamente una de las enzimas necesarias para obtener el producto final.
Figura extraída de Brenner et al., 2008.

Figura extraída de Brenner et al., 2008.

Seguramente la pregunta que tenéis en mente ahora es, ¿y esto, para qué sirve? Realmente las aplicaciones de los consorcios son casi infinitas, ¿podéis imaginaros todas las combinaciones posibles de microorganismos que se pueden construir? Y si además tenemos en cuenta los consorcios sintéticos o modificados genéticamente las posibilidades aumentan más aún. Por ejemplo, se han construido consorcios para luchar contra el VIH, se han usado para tratar el cáncer, y también como vehículo para administrar fármacos. Por supuesto se aplican también para degradar compuestos contaminantes en el medio ambiente, pero también para producir energía en forma, por ejemplo, de metano o de hidrógeno.


 

Today I wanted to talk about something that really fascinates me: microbial consortia!

Natural microbial consortia are associations of two or more species that act as a community, benefiting each of the activity of others. That is, natural systems in which microorganisms of different species, often from different genres, coexist spatially and cooperate, thus enabling the survival of all.

Where can we find them? Consortia are present in many environments very different from each other. Perhaps the best known example is the intestinal microbiota, but they also play an important role in the treatment of waste water or in soil bioremediation.

Consortia features include the division of labor, and this division of labor occurs thanks to the process of communication between the members of the community. These two features make consortia advantageous over populations consisting just of a single microorganism:

  1. Robustness. Living in community makes these microorganisms much more resistant to any changes occurring in the environment, thus promoting their stability, for example, they are able to withstand periods of nutritional scarcity that would kill a monoculture. Moreover, this association makes the microorganisms that are part of the consortium able to resist the invasion of other species.

In 2006, Danish and Australian researchers published a very interesting paper. This article demonstrated the robustness of a microbial consortium that had been found on the surface of algae (Ulva australis). In aquatic ecosystems bacteria appear normally associated between them forming biofilms; these researchers found 17 species of bacteria attached to algae. They isolated and identified each of the species and conducted various tests to see what the relationship between each other was. Finally, they chose the 4 species that showed more activity in forming the biofilm and put them together to create a biofilm containing only these 4 species. Once formed, the community was exposed to two antimicrobial agents commonly used to inhibit the growth of bacteria: tetracycline and hydrogen peroxide.

In the figure below you can see how the biofilm behaved in both cases compared to separated species. I find really amazing how the consortium is able to maintain a good percentage of activity while monocultures separately try to survive!

Figure from Burmolle et al. 2006

Figure from Burmolle et al. 2006

  1. Can carry out complex tasks. Mixed populations have the capacity and resources to carry out functions that are very difficult or even impossible to achieve for a single species. The following diagram reflects the behavior of a single population and a consortium during a “x” process through which a compound of interest (P) is produced. While individual strains have to synthesize each and every one of the enzymes needed to convert a substrate (S) in a particular product (P), using a lot of resources and energy, consortium work is divided so that each population is dedicated to synthesize only one of the necessary enzymes to obtain the final product.
Figura extraída de Brenner et al., 2008.

Figure from Brenner et al., 2008.

Surely the question that you have in mind now is, and this, where is applied? Consortia applications are almost endless; can you imagine all the possible combinations of microorganisms that can be built? And if we consider also synthetic or genetically modified consortia chances increase even more. For example, consortia have been built to fight HIV, they have been used to treat cancer, and also as drug-delivery devices. Moreover, they are also applied to degrade pollutants in the environment and to produce energy in the form, for example, of methane or hydrogen.

References:

Engineering microbial consortia: a new frontier in synthetic biology. Brenner et al., 2008.

Enhanced biofilm formation and increased resistance to antimicrobial agents and bacterial invasion are caused by synergistic interactions in multispecies biofilms. Burmolle et al., 2006.

Desmintiendo #mitostransgénicos: BIOSEGURIDAD

Algo con lo que tenemos que lidiar los científicos prácticamente cada día es con la desconfianza hacia el trabajo que desarrollamos. Evidentemente esto no suele pasar si eres investigador de oncología, pero sí ocurre cuando trabajas en cualquier investigación relacionada con transgénicos. En este último caso, el principal motivo de discusión es siempre la seguridad de los transgénicos, llegando incluso a decirse que se trata de armas nucleares por su imparable capacidad de contaminación… La pregunta es, ¿a quién se le ocurren semejantes comparaciones, y en base a qué? La respuesta es simple, seguramente ya la conoces.

Es totalmente comprensible desconfiar de aquello que desconocemos, precisamente por eso, porque no sabemos o entendemos de qué se trata. Pero la cosa cambia cuando ni siquiera queremos intentar abrir nuestra mente a que nos expliquen los motivos y justificaciones por las que no deberíamos temer a ese elemento desconocido. Resulta mucho más fácil y cómodo dejarse llevar por aquellos que comparten el mismo  desconocimiento, por aquellos que califican a las personas protransgénicos como “esclavos de Monsanto” o “testigos de Jehová” cuando intentan dar a conocer mejor el tema.

Academias y organizaciones que han afirmado que los transgénicos son seguros. Fuente: Genetic Literacy Project.

Academias y organizaciones que han afirmado que los transgénicos son seguros. Fuente: Genetic Literacy Project.

La realidad es que el riesgo 0 no existe. Ni con los transgénicos ni con nada. La diferencia es que confiamos en el arquitecto que hizo los cálculos de estructuras de nuestra vivienda y vivimos en ella porque sabemos o confiamos en que no se va a venir abajo, pero no confiamos en los transgénicos porque… ¿Por qué? ¿Por qué si se conoce el proceso por el cual se obtienen y los millones de controles a los que son sometidos para ser aprobados? Ah sí, seguramente porque alguna vez alguien de quien ni siquiera nos acordamos nos comentó que había escuchado a otra persona decir que no son seguros para el consumo y que producen tal o cual efecto secundario. El caso es que las ideas falsas sobre los transgénicos siempre han sido mucho más virales que la realidad sobre los mismos. Mientras ciertas organizaciones o medios de comunicación se dedican a tiempo completo a inventarse campañas alarmantes sin fundamento científico, los investigadores tienen que trabajar en sus respectivos grupos, y después, si tienen tiempo libre, entre solicitud y solicitud de ayuda para la investigación, también tienen que dedicarse a desmentir y justificar estos mitos. ¿Tan poco valor se le da a la educación, la continua formación y el trabajo de los investigadores?

Llegados a este punto, empecemos a desmentir, una vez más, el mito más trillado: “No hay suficiente evidencia para decir que los transgénicos son seguros”.

Los cultivos transgénicos pasan individualmente un increíblemente elevado número de controles. Estos controles, llevados a cabo por las autoridades regulatorias de la región donde se quieran implantar, son mucho más numerosos y exhaustivos que aquellos que se llevan a cabo para la comercialización de productos no transgénicos, y consisten en:

  • Análisis molecular de los genes introducidos y las proteínas nuevas que se forman a partir de ellos. De qué organismos provienen, cuál es su función, a que órganos de la planta va a afectar.
  • Comparar la variedad transgénica con su equivalente “natural” en cuanto a fisiología, cualidades organolépticas y propiedades nutricionales.
  • Evaluación de posible toxicidad en organismos o para el medioambiente.
  • Estudios de su capacidad de supervivencia como maleza y la posible transmisión de genes a otras especies.

En Europa, la EFSA (European Food Safety Authority) es el organismo que se encarga de garantizar la seguridad de los alimentos consumidos, incluidos los organismos modificados genéticamente. La función del “GMO group” de la EFSA es la de asesorar de forma independiente y evaluar tanto organismos modificados genéticamente (plantas y animales) como garantizar su viabilidad como alimento para humanos (food) y animales (feed). En estos grupos de trabajo participan además científicos externos con experiencia en el tema para centrarse en asuntos concretos y ayudar a emitir los informes científicos.

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Durante años, la EFSA se ha estado encargándose de realizar estos análisis y junto a la OMS admiten que nunca se ha producido ningún incidente de toxicidad ni alergenicidad. Todos los cultivos transgénicos disponibles comercialmente han demostrado ser inocuos dentro de lo esperado en base a la evaluación de riesgo desarrollada de forma previa a su autorización de uso (Unión Europea 2010). Además, los efectos secundarios que se han descubierto hasta la fecha a nivel de laboratorio, con evaluaciones sobre exageradas o que no ocurren en la naturaleza, no han revelado ningún problema a nivel de ecosistema (FAO 2004).

El caso es que además de las autoridades que se encargan de llevar a cabo los análisis de todos y cada uno de los alimentos modificados genéticamente, más de 270 instituciones y sociedades científicas de prestigio ratifican que los cultivos transgénicos y sus productos derivados son totalmente seguros (incluidas todas las academias científicas de Europa y 25 premios Nobel). Esto no sucede por arte de magia (ni por estar “comprados” por ninguna empresa). Un acuerdo tan rotundo como este se debe a la amplia evidencia científica que se ha ido acumulando mediante estudios, réplicas y revisiones durante muchos años. Además, de los aproximadamente 2000 estudios actuales que apoyan la seguridad de los  cultivos transgénicos, alrededor de la mitad han sido financiados de forma independiente (no de empresas privadas).

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Algunas de las aproximadamente 270 instituciones o sociedades científicas que ratifican la bioseguridad de los cultivos transgénicos y sus productos derivados (basados en la evidencia científica). Fuente: Sí Quiero Transgénicos

Finalmente, para aquellos que sintáis la curiosidad de querer saber más, Daniel Norero compiló hace poco algunos ejemplos que demuestran la clara posición de los científicos en este debate. Para animaros a que leáis su entrada: “La Comisión Europea financió 130 proyectos de investigación en bioseguridad, lo cual implicó a 500 grupos de investigación independiente, durante 25 años, y se concluyó que “no hay pruebas científicas que asocien a los organismos genéticamente modificados (OGMs) con riesgos más altos para el medio ambiente o la seguridad alimentaria que las plantas y organismos convencionales (Unión Europea, 2010)”.

En las referencias podéis encontrar varios artículos interesantes (incluidos los de la FAO, la EFSA y la Unión Europea) donde describen exhaustivamente el proceso que siguen todos y cada uno de los alimentos transgénicos que buscan salir al mercado.

Referencias:

Union Europea. 2010. A decade of EU-funded GMO research (2001-2010). Directorate-General for Research and Innovation. Biotechnologies, Agriculture, Food.

FAO. 2003-2004. El estado mundial de la agricultura y la alimentación.

FAO. 2008. GM food safety assessment.

OMS y GMOS.

Genetic Literacy Project

Sí Quiero Transgénicos

CBM’s, una herramienta muy versátil / CBM’s, a very versatile tool

En una de nuestras últimas entradas, dedicada a las novedades del verano, os recomendábamos leer un artículo muy interesante sobre las aplicaciones de unos módulos llamados CBM’s (carbohydrate binding moduls). Hoy os explicamos mejor qué son estos módulos y para que se pueden utilizar, ¡tienen más aplicaciones de las que os podéis imaginar!

Los CBM’s son unos módulos o partes específicas de algunas enzimas que han despertado un gran interés por sus múltiples aplicaciones en distintos campos. La función principal de estos módulos es catalizar la unión entre una enzima y sus sustratos correspondientes, es decir, favorecen la asociación entre varias moléculas modificando la velocidad de reacción entre ambas. Los CBM’s se pueden obtener “rompiendo” las enzimas que los contienen (proteólisis), pero hoy en día producir CBM’s recombinantes mediante la tecnología del ADN recombinante es mucho más útil, práctico y sencillo.

Los CBM’s se producen generalmente fusionados con otra molécula que facilita su detección y purificación, pero veamos ya sus aplicaciones.

  1. Industria textil. En las fábricas de producción de tejidos o telas de algodón hay un proceso muy importante del cual depende la calidad final del producto, se trata del paso inicial en el que se elimina la cutícula que envuelve las fibras de algodón. Cuando esta fina lámina llamada cutícula no se quita correctamente el tejido presenta problemas para absorber el agua o los tintes. En este caso, los CBM’s se utilizan para monitorizar el rendimiento de este proceso llamado scouring. Spray_Bonded_Cotton_Mimic_Silk_Cotton_Production_Line_634594813670135580_1
  2. Producción de papel. El uso de CBM’s permite mejorar el drenaje de la pulpa, reduciendo así los costes del proceso de prensa y secado. Además es posible obtener papel más resistente y repelente al agua cuando se combinan varios CBM’s procedentes de múltiples especies de microorganismos. También se han hecho estudios dirigidos a mejorar la calidad de impresión.papel
  3. Biomedicina y biomateriales. Los CBM’s tienen muchísimas aplicaciones en el campo de la inmunología, donde se pueden utilizar por ejemplo para detectar patógenos. Además, los CBM’s se utilizan para mejorar la adhesión y la proliferación celular en biomateriales fabricados para fines biomédicos, y se han llevado a cabo estudios con otros materiales como nanotubos de carbono y grafeno.KNEE-2_red
  4. Biosensores. Los biosensores son instrumentos que se utilizan para medir distintos parámetros biológicos o químicos, por ejemplo en alimentos, análisis clínicos o monitoreo ambiental. En muchos casos para realizar esta medida se utilizan enzimas cuyas propiedades se pueden mejorar gracias a los CBM’s.47856
  5. Industria alimentaria. Los CBM’s han demostrado ser efectivos en la mejora del valor nutricional de los piensos utilizados para alimentación animal. También se utilizan para modular el crecimiento de cultivos vegetales.algae-animal-feed
  6. Medioambiente. En ocasiones determinar la presencia de un determinado compuesto en la naturaleza puede resultar complicado. Mediante CBM’s es posible detectar contaminantes medioambientales para acabar con ellos (biorremediación), aunque también se han utilizado para estudiar la estructura de la pared celular en plantas u otras superficies cuya composición se basa principalmente en carbohidratos.inline-petroleum
  7. Biología molecular, investigación. En este caso los CBM’s nos sorprenden otra vez por la infinidad de aplicaciones que han demostrado tener en un laboratorio. Se pueden utilizar para producir, purificar e inmovilizar proteínas recombinantes, para crear microarrays, para estudios de modulación en plantas, en ingeniería de proteínas, o simplemente para inmovilizar o marcar moléculas de interés.Objetivos

El caso es que el número de aplicaciones biotecnológicas en las que intervienen los CBM’s aumenta cada día. La fusión de CBM’s con toxinas y patógenos podría llevar al desarrollo de muchos nuevos biosensores, y modificar CBM’s para otorgarles actividades antivirales, antibacterianas o antitumorales podría asentar las bases para la producción de nuevos medicamentos.


 

In our post about the summer news, we recommended you to read a very interesting paper on the applications of some modules called CBM’s (carbohydrate binding moduls). Today we want to explain you what are these modules and for which purposes they can be used, there is an incredible number of applications!

CBM’s are modules or specific parts of certain enzymes which have attracted a considerable interest because of its many applications in various fields. The main function of these modules is to catalyze the bond between an enzyme and its corresponding substrate, i.e. boost the association of several molecules modifying the speed of reaction between them.  CBM’s can be obtained by “breaking” the enzymes in which they are contained (proteolysis), although today they can be easily produced by the recombinant DNA technology.

CBM’s are generally produced fused with another molecule to facilitate its detection and purification, but let’s have a look to their applications.

  1. Textile industry. In factories producing cotton fabrics there is a very important process from which depends the final quality of the product, it is the initial step in which the cuticle that surrounds the cotton fibers is eliminated. When this thin layer called the cuticle is not removed properly the efficiency of water or dyes absorption decreases generating economic losses. In this case, the CBM’s are used to monitor the performance of this process called scouring.
  2. Production of paper. The use of CBM’s improves the drainage of the pulp, thus reducing process costs and press drying. It is also possible to obtain more resistant and water repellent paper when several CBM’s from multiple species of microorganisms are combined. There are also studies that report that these modules can be applied to improve print quality.
  3. Biomedicine and biomaterials. CBM’s have many applications in the field of immunology, in which they can be used for example to detect pathogens. In addition, CBM’s are used to improve adhesion and cell proliferation in biomaterials manufactured for biomedical purposes, and other studies show promising results with other materials such as carbon nanotubes and graphene.
  4. Biosensors. Biosensors are instruments used to measure various biological or chemical parameters, for example in food, environmental monitoring or clinical analysis. In many cases to make this measurement enzymes whose properties can be improved thanks to the CBM’s are used.
  5. Food Industry. CBM’s have proven to be effective in improving the nutritional value of feed used for animal feed. They are also used to modulate the growth of crops.
  6. Environment. Sometimes the presence of a particular compound in nature can mean important and complicated problems related with its removal. Using CBM’s it is possible to detect environmental pollutants to remove them (bioremediation), although they have also been used to study the structure of the cell wall in plants or other surfaces whose composition is mainly based on carbohydrates.
  7. Molecular biology, research. In this case CBM’s give us a pleasant surprise for the many applications that have proven in a laboratory. They can be used to produce, purify and immobilize recombinant proteins, to create microarrays, to study modulation levels in plants, in protein engineering, or simply to immobilize or label molecules of interest.

The fact is that the number of biotechnological applications where the CBM’s can be involved is increasing every day. The design of recombinant fusions of CBMs with pathogens and toxins binders predicts the development of CBM-based biosensors, and artificial CBMs with engineered biological activities (e.g. anti-viral, anti-bacterial, and anti-tumor) may settle the grounds for the production of new drugs.

 

Fuentes/Sources:

Oliveira et al. Recombinant CBM-fusion technology – applications overview.

Shoseyov et al. Carbohydrate Binding Modules: Biochemical Properties and Novel Applications.

¡Visitamos Cervesa Montmira!

La cerveza es probablemente el producto biotecnológico más consumido a nivel mundial. Esta bebida está al alcance de todos y su elaboración es más o menos sencilla, por ello cada día son más quienes deciden fabricar su propia cerveza artesanal. Hoy hemos tenido el placer de visitar Cervesa Montmira, una empresa familiar de l’Alcora dedicada a la producción de distintas variedades de cerveza ¡y hemos podido entrevistar a sus dueños para vosotros! Ante todo queremos agradecerles a Vicente y Rubén su atención y que nos dejaran visitar sus instalaciones. Aquí os dejamos la entrevista.

Contadnos, ¿cómo surge la idea de crear Cervesa Montmira?

La idea surge de la curiosidad, de un reportaje que vio Vicente Vicent sobre cervezas artesanas. Le gustó la forma de trabajar, la maquinaria de producción, trabajar con vegetales… y como no tenía muchos conocimientos relacionados con el tema empezó a informarse y a ir a cursillos para enterarse de cómo funcionan este tipo de negocios.

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Cervezas producidas por Montmira

¿Qué necesita alguien que decide empezar a fabricar su propia cerveza? ¿Qué consejos le daríais? ¿Es necesario un amplio conocimiento en el tema? ¿Vosotros consultasteis a alguien en concreto? 

Bueno, se necesita un nivel básico de conocimientos. Cuando nosotros empezamos había en Cataluña alrededor de 12 empresas de este tipo y unas 2 o 3 en la Comunidad Valenciana, mientras que ahora hay unas 600 en toda España y alrededor de 20 en la Comunidad Valenciana. Cuando empezamos no había ningún sitio al que poder ir a aprender, tampoco era posible asistir a charlas, de modo que nosotros tuvimos que recurrir a gente que por caridad nos prestara su atención y nos enseñara. A día de hoy hay una escuela de maestros cerveceros en Barcelona, y tiendas homebrew en las que te informan poco a poco de qué es cada cosa, cómo se elabora, y te dan todo el kit. A alguien que esté empezando le diría que se informe muy bien, es necesario que sepa bien que es lo que está elaborando y sobretodo, conseguir y utilizar muy buena materia prima, y hay que tener en cuenta también que la limpieza de la zona de trabajo es muy importante. Para conseguir la materia prima tienes que irte a Barcelona generalmente, o recurrir a empresas que se encargan de traerla desde Alemania,  Bélgica o Estados Unidos. Las levaduras que se utilizan, generalmente, sí proceden de un laboratorio en España, de hecho España también es un gran productor de cebada, pero el malteado y el triturado se llevan a cabo fuera.

¿Es posible elaborar cerveza sin invertir una cantidad considerable de dinero?

Bueno, es muy relativo. Todo depende que cuanto quieras invertir en fermentadores y cámaras. Si estás seguro del negocio puedes comprar fermentadores de 2500L, pero también puedes conseguir fermentadores de 50L y cámaras de segunda mano e ir mejorando la maquinaria según avanza el negocio o dependiendo de la producción que quieras obtener.

¿Existe algún tipo de legislación que regule el proceso de producción o las medidas higiénico-sanitarias que se deben seguir?

No hay ninguna ley que establezca límites de producción, pero por ejemplo sí que está el CAE, que controla los kilos de malta que te entran y los litros de cerveza que salen. Por ejemplo, si tú hicieras cerveza con una malta que no has justificado mediante alguna factura, estarías haciendo alcohol de una cosa que no está legislada. Entonces si hubiera algún problema con esa cerveza, no se podría seguir correctamente la trazabilidad. Además pasamos muchos controles de sanidad, se controla la etiqueta por ejemplo, pero también se controla el estado de las cañerías, si tienes los insecticidas necesarios…

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Lúpulo utilizado para elaborar cerveza

Cada día aparecen nuevas marcas de cervezas artesanales, ¿qué diferencias hay entre las cervezas artesanales y las grandes y famosas marcas cerveceras? ¿Qué es lo que hace especiales a las cervezas artesanas?

Personalmente creo que es muy distinto lo que te aporta una cerveza artesana frente a las cervezas más comerciales. El sabor de una cerveza artesana no tiene nada que ver con el de una cerveza industrial. Además estás tratando con un producto que puedes conocer a fondo, en el sentido de saber cómo se produce o qué composición tiene. Aquí por ejemplo elaboramos catas, donde antes de que la gente pruebe la cerveza les hacemos una visita y les explicamos todo el proceso. Y bueno, sobretodo se trata de una cerveza natural, no se utilizan productos químicos, no contiene conservantes ni colorantes, no se filtra ni se pasteuriza.

En cuanto al agua, se utiliza para extraer el extracto de la cebada. Dependiendo de la composición iónica (concentración de distintas sales) del agua es posible obtener cervezas “lager” o “ale”. ¿Es importante esto a la hora de querer fabricar tu propia cerveza?

Claro, las características del agua son importantísimas ya que se altera la calidad de la cerveza. Aquí, por ejemplo, como elaboramos cervezas con cuerpo y con bastante graduación, las aguas duras no nos acaban de venir mal, lo único que hacemos es descalcificarla. A parte de que el agua debe pasar controles periódicos y análisis.

Finalmente, la levadura. Es el organismo que lleva a cabo la fermentación alcohólica, transformando la glucosa en etanol. Hay varios tipos de levaduras cerveceras, de fermentación alta, de fermentación baja… ¿Cuál fue vuestra elección en este caso?

Existe una gran variedad de levaduras, en nuestro caso utilizamos unas procedentes de un laboratorio español. Por ejemplo, las cervezas de trigo sí que son un poco más especiales y requieren otras levaduras, también hay levaduras para las cervezas “ale”, otras para las Pilsen. Digamos que hay levaduras que se adaptan mejor a unos tipos de cerveza que a otros, y esto es importante porque modifican bastante el sabor final del producto. Nosotros por ejemplo usamos la Safale US-04, la Safale US-05 y la Safbrew WB-06.

Hablando ahora del proceso de producción… En primer lugar se realiza el malteado. Se obtención del extracto de malta, se lleva a ebullición y se añade el lúpulo. ¿En qué consisten estas primeras etapas? ¿Qué maquinaria se necesita?

Nosotros no llevamos a cabo el malteado. Tenemos un contenedor de unos 500L, al que añadimos agua entre 60-70ºC, depende de la cerveza que queramos sacar, y a continuación echamos las maltas. Este depósito se cierra con una manta térmica y se deja macerar durante 2 horas. Tras estas dos horas transvasamos el contenido a otro depósito y quitamos las maltas, filtramos y en otro depósito subimos la temperatura hasta 100ºC durante 60-90 minutos. Así se realiza una especie de infusión del lúpulo. Finalmente, se quita el mosto y se deja dentro de otro depósito de acero inoxidable donde añadimos las levaduras. Este proceso es un poco delicado, ya que tenemos el mosto a 100ºC y las levaduras trabajan solo entre temperaturas de 18-22ºC. Para bajar la temperatura lo más rápido posible y así evitar problemas de contaminación utilizamos un intercambiador de placas. Es posible identificar si se ha producido alguna contaminación por el olor y el sabor de la cerveza.

Algunas de vuestras cervezas contienen ingredientes especiales, como por ejemplo dátiles, miel, romero o jengibre. ¿Qué aportan estos elementos a vuestras cervezas y por qué decidisteis utilizarlos?

Nosotros empezamos con tres cervezas, una de trigo, otra con dátil y la negra. Son tres estilos bastante clásicos. A partir de ahí y según las críticas que recibíamos fuimos modificándolas para satisfacer el gusto del cliente. El dátil lo que nos permite es eliminar un poco el amargor de la cerveza sin dejar un sabor muy dulce. El sabor del dátil en la cerveza no se nota pero el amargor del lúpulo tampoco. Lo único que hacemos es comprar dátiles y añadirlos a la infusión con el lúpulo. La de miel y romero empezó porque aquí en l’Alcora hay muchas personas mayores que tienen cajas de abejas, entonces en la época de floración del romero es frecuente ver a estas personas salir por la noche y llevar las cajas a otro sitio para que las abejas polinicen y produzcan miel. A partir de ahí nos fuimos informando sobre qué miel sería la idónea. Y finalmente la de jengibre porque es un ingrediente bastante utilizado en el sector. Realmente a una cerveza le puedes poner casi lo que quieras, desde frutas hasta herbáceas, pasando por tubérculos. Pero hay ciertos ingredientes que son más típicos, como el cardamomo, el cilantro, el jengibre… Decidimos hacer una cerveza con ese estilo, y después de varias pruebas nos decantamos por el toque que da esta especia.

Y… eso es todo por nuestra parte, esperamos que esta entrevista os haya acercado un poquito más al mundo de la elaboración cervecera, y a la biotecnología! 😀

Para más detalles sobre Montmira aquí os dejamos su web.

Las novedades del verano / Summer news

Volvemos de las vacaciones, y para que os pongáis al día os traemos una infografía con las publicaciones más destacadas del verano en varios ámbitos de la biotecnología. Clikad en la imagen siguiente 🙂

The end of the holidays has arrived. Check our infographic to catch up the most outstanding publications of the summer in several areas of biotechnology. Click on the figure below 🙂

Novedades del verano

 

 

 

Ciencia en abierto / Open Access Science

Estoy segura de que todos nos hemos visto alguna vez en la situación de querer leer una publicación científica, bien por interés personal en el tema, por trabajo o por estudios,  y acabar quedándonos con las ganas. Como dije en una entrada anterior, cuando un tema o una investigación nos interesan no hay nada mejor que buscar la fuente de información más fiable, no obstante, muchas veces nos es imposible dar con el artículo original porque muchas de las revistas en las que publicamos son de acceso limitado.

¿Por qué tenemos que pagar 30€ para leer un artículo? Hoy en día, con la cantidad de recursos de los que disponemos, la ciencia debería estar al alcance de todo el mundo. La falta de transparencia y accesibilidad lleva directamente al subdesarrollo de la investigación, los avances científicos se resienten, y lo que es peor, la ciencia no llega al pueblo. Si hay algo de lo que nos quejamos día sí día también es del poco presupuesto que se dedica a la investigación, pero ¿cómo se va a conseguir más apoyo si la gente no sabe en que se invierte este dinero?

open access

El movimiento Open Access pretende acabar con muchas de las trabas que impiden la distribución de las publicaciones científicas. No se trata tan solo de lo que hay que pagar para suscribirse a una revista o para descargarse un artículo, también a veces la propia política de gestión de las editoriales dificulta que los artículos lleguen al lector. Las bases de este movimiento están descritas en la Declaración de Budapest (Budapest open access initiative) en 2002, la Declaración de Bethesda (2003) y finalmente la Declaración de Berlín (2003), aunque este movimiento cuenta cada día con el apoyo de más instituciones. Concretamente, el acceso abierto a la literatura científica supone que los usuarios pueden leer, descargar, copiar, distribuir, imprimir, buscar o enlazar los textos completos de los artículos científicos y usarlos con cualquier otro propósito legítimo, siempre citando a los autores y otorgándoles el control sobre la integridad de su trabajo.

Existen dos formas de llegar al Acceso Abierto:

  • Publicar en revistas de Acceso Abierto (conocido como Vía dorada).
  • El autor publica en revistas que no tienen políticas de Acceso Abierto, alojando los textos en un repositorio (conocido como Vía verde).

Los repositorios son colecciones de artículos, una especie de archivo cuya finalidad es conseguir una mayor difusión de la investigación. Muchos institutos o universidades cuentan con sus propios repositorios, facilitando así el acceso a sus propias publicaciones.

Los científicos están cada vez más concienciados en distribuir y dar a conocer su trabajo, por lo que en muchas ocasiones contactando con ellos por e-mail puedes conseguir que te envíen el artículo que te interesa. Además existen plataformas que facilitan este intercambio de información, como es el caso de ResearchGate o Reddit, ¡hasta en Facebook es posible encontrar grupos creados para conseguir artículos de acceso cerrado!

Recordemos que al no luchar contra las publicaciones/revistas de acceso cerrado nos estamos tirando piedras sobre nuestro propio tejado.


I am pretty sure that we all have been in the situation of wanting to read a scientific publication, either by personal interest in the subject, for work or studies, and end up staying with the desire. As I said in a previous post, when we are interested in a topic or research there is nothing better than the original published article, it will always be the most reliable source of information. However, it is often impossible for us to obtain access to the original article because many of the journals in which they are published are of limited access.

Why do we have to pay 30 € to read an article? Today, with the amount of resources at our disposal, science should be available to everyone. The lack of transparency and accessibility leads directly to the underdevelopment of research, scientific advances suffer, and worse, science does not reach the people. We complain every day about the little budget devoted to research, but how are we going to get more support if people do not know in what this money is invested in?

The Open Access movement is seeking to end with many of the obstacles that prevent the distribution of scientific publications. It is not just what you have to pay to subscribe to a magazine or to download an article, it is also that sometimes their own management policy makes it difficult for readers to reach articles. The bases of this movement are described in the Declaration of Budapest (Budapest Open Access Initiative) in 2002, the Declaration of Bethesda (2003) and finally the Declaration of Berlin (2003), although this movement has every day the support of more institutions. Specifically, open access to scientific literature assumes that users can read, download, copy, distribute, print, search or link the full texts of scientific articles and use them for any other legitimate purpose, always citing authors and giving them the control over the integrity of their work.

There are two ways to reach the Open Access:

  • Publish in Open Access journals (known as Golden Road).
  • The author publishes in journals without open access policies, but the articles can be found in a repository (known as Green Road).

The repositories are collections of articles, an archive whose purpose is to achieve greater dissemination of research. Many institutes and universities have their own repositories, facilitating access to its own publications.

Scientists are aware of the situation, they know that they should distribute and publicize their work, so that, contacting them by e-mail is often a successful way to get the item you are interested in. There are also platforms that facilitate this exchange of information, as it is the case of ResearchGate or Reddit, even in Facebook it is possible to find groups created to obtain closed-access articles!

We should remember that by not fighting against publications/magazines of closed access we are cutting off our nose to spite our face.

Fuentes / Sources:

Acceso abierto a las publicaciones científicas: definición, recursos, copyright e impacto. Remedios Melero.

Dialnet