Los 10 usos asombrosos de la tecnología genética

Los 10 usos asombrosos de la tecnología genética

La tecnología genética está cambiando el mundo tal como lo conocemos. Mientras lee esto, los científicos están trabajando en formas fascinantes de modificar el ADN. Recientemente, una forma de tecnología avanzada de edición de genes conocida como CRISPR ha abierto nuevas vías de experimentación genética. CRISPR goza de tan alta consideración que, en 2020, sus creadores recibieron el Premio Nobel de Química. Su nueva herramienta permite a los investigadores alterar el ADN con una precisión única. Ya está ayudando a producir nuevas formas de terapia contra el cáncer. Los expertos estiman que algún día podría utilizarse para curar enfermedades genéticas.

Por supuesto, la edición de genes es una práctica controvertida que suscita muchas preocupaciones éticas. Los biocientíficos han sido acusados ​​de "jugar a ser dioses" con el genoma. Pero la tecnología genética también ha inspirado todo tipo de innovaciones científicas alucinantes. Estos son solo diez de sus usos más asombrosos.

10 alimentos que han sido modificados genéticamente más allá del reconocimiento

10 Las cabras modificadas producen medicamentos contra el cáncer en su leche.

Los científicos de Nueva Zelanda han creado cabras modificadas genéticamente que producen medicamentos contra el cáncer en su leche. Las cabras han sido modificadas específicamente para crear el medicamento cetuximab, que se usa para tratar el cáncer de colon y pulmones. Actualmente, el medicamento puede costar hasta $ 13,000 al mes sin seguro. Los científicos esperan que su nuevo método de producción ayude a reducir el precio, haciéndolo más accesible.

La fabricación de cetuximab es un proceso caro. Su elaborada estructura química significa que los productores tienen que depender de las proteínas del interior de las células de los ratones para cultivar la droga. Pero estas cabras modificadas genéticamente han ofrecido a la industria farmacéutica una forma de producir cetuximab en masa.

"Es mucho más económico producir cetuximab en animales porque sus glándulas mamarias pueden producir grandes cantidades de proteínas", explicó Götz Laible, investigador a cargo del proyecto en el instituto AgResearch de Nueva Zelanda.

9 Los científicos almacenan datos dentro del ADN vivo

El almacenamiento de datos es un negocio difícil. Día tras día, confiamos en dispositivos electrónicos como discos duros, unidades ópticas y tarjetas de memoria para almacenar grandes cantidades de información. Pero quizás otros materiales podrían adaptarse mejor al almacenamiento de datos. Ahora, los científicos de Nueva York han ideado un nuevo método que utiliza la edición de genes para almacenar datos en el ADN de bacterias vivas.

En 2021, investigadores de la Universidad de Colombia demostraron que las células vivas de E. coli pueden almacenar hasta 72 bits de datos. En esencia, un archivo de datos consta de una larga línea de unos y ceros. Los científicos pudieron codificar unos y ceros en el ADN de E. coli insertando genes específicos en la célula. Incluso pudieron escribir el simple mensaje "¡Hola mundo!" en el ADN de una célula de E. coli y luego decodificarlo secuenciando el ADN.

El ADN es sorprendentemente adecuado para el almacenamiento de datos. Las proteínas biológicas pueden almacenar una gran cantidad de información. Los científicos estiman que si una hebra de ADN fuera del tamaño de un grano de sal, podría contener el equivalente a diez largometrajes. Es más, la tecnología necesaria para leer y escribir ADN se está volviendo cada vez más poderosa con el tiempo. Dicho esto, el almacenamiento de datos de ADN aún está en su infancia, lo que significa que es poco probable que despegue pronto.

8 Aumentando la vida útil de los ratones moribundos

Los científicos de la Universidad de Harvard han extendido la vida útil de los ratones moribundos mediante la edición de genes, aumentando su esperanza de vida en más del doble.

Como parte del estudio, dirigido por el profesor David Liu, los ratones recibieron progeria, una enfermedad rara que causa el envejecimiento prematuro en los niños. En promedio, los niños con progeria viven hasta los catorce años. La afección es causada por una mutación genética poco común y no se puede tratar con terapia génica regular. En cambio, el equipo de Harvard está desarrollando una forma de cambiar la codificación fundamental del ADN de la persona que sufre de progeria.

Esta técnica se probó en ratones con enfermedades terminales y mejoró significativamente la duración de sus vidas. Los roedores, que se esperaba que sobrevivieran 215 días, vivieron una media de 510 días. Liu y su equipo esperan utilizar estos hallazgos para desarrollar un tratamiento eficaz para la progeria y condiciones genéticas similares.

7 La terapia genética en un ojo mejora la visión en ambos

Los científicos han descubierto una forma de terapia genética para la pérdida de la vista que, cuando se inyecta en un ojo, mejora la visión en ambos. Los genes viajan desde el ojo inyectado al ojo no tratado, aunque los especialistas en ojos no están seguros de las implicaciones de este descubrimiento.

Los científicos intentaban tratar una afección conocida como neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHON), una forma de pérdida progresiva de la vista que se encuentra principalmente en hombres jóvenes. Este tipo poco común de ceguera se debe a una mutación genética que ataca y destruye las células de la retina del ojo.

Como parte de un ensayo reciente, 37 pacientes con LHON recibieron inyecciones de terapia génica en uno de sus ojos. Pero sorprendentemente, después de dos años, 29 de los pacientes informaron una mejoría en la visión en ambos ojos. Al principio, estos resultados desconcertaron a los científicos hasta que descubrieron que los virus de la terapia génica se escapaban de un ojo al otro.

Repitiendo el experimento en monos macacos, encontraron que los genes viajaban por el nervio óptico de un ojo, cruzaban al otro nervio óptico y luego viajaban al otro ojo.

6 Toro inofensivo sin cuernos

Los investigadores han encontrado una manera de crear toros sin cuernos editando el ADN del padre. Este nuevo método proporciona a los agricultores una alternativa indolora a las técnicas actuales de descornado. Actualmente, el ganado necesita que le quiten los cuernos físicamente. Este es un proceso largo y difícil que puede resultar extremadamente doloroso para el toro. Pero es necesario hacerlo. Los toros sin cuernos no solo son menos propensos a dañar a otros animales, sino que también son más fáciles de transportar y ocupan menos espacio en el comedero.

En 2016, dos toros bebés nacieron con una mutación genética que significa que nunca les crecerán cuernos. Esto se logró mediante la introducción de una cadena corta de ADN en las células del padre. Después de analizar el ADN de los tres toros, los científicos confirmaron que las alteraciones genéticas se habían transmitido al ganado joven sin causar efectos secundarios accidentales.

"Hemos demostrado que se pueden producir terneros sanos sin cuernos con solo la edición deseada, y proporcionamos datos para ayudar a informar el proceso de evaluación de animales con genoma editado", explicó Alison Van Eenennaam, experta en ciencia animal que trabaja en la Universidad de California, Davis.

5 Las vacas se vuelven más resistentes al estrés por calor

A medida que aumentan las temperaturas, las vacas comienzan a sentir la tensión. Los bovinos son particularmente susceptibles al estrés por calor. Si se deja al sol abrasador por mucho tiempo, las vacas comienzan a perder el apetito, producen menos leche y tienen menos probabilidades de concebir. Como puede imaginar, las repercusiones para los agricultores pueden ser terribles. Se dice que cada año, el estrés por calor le cuesta a la industria láctea de EE. UU. $ 900 millones. En los países más pobres, donde los agricultores pueden tener solo unos pocos animales, puede ser la ruina de muchos.

Pero ahora los científicos de Nueva Zelanda han encontrado una posible solución a este enigma basado en el ganado. Están utilizando técnicas de edición de genes para cambiar el color del pelaje de las vacas. Al alterar sus genes de pigmentación, los investigadores lograron aclarar el cabello oscuro y absorbente de calor de las vacas lecheras comunes. El ganado Holstein-Friesian suele ser blanco con manchas de color negro azabache, pero los terneros genéticamente alterados nacieron cubiertos de marcas de color plateado claro.

Los investigadores esperan perfeccionar su investigación utilizando ADN de ganado tropical que es más resistente a las altas temperaturas.

4 Los ratones con sobrepeso pierden grasa corporal

La edición de genes podría usarse algún día para tratar la obesidad, dicen científicos de la Universidad de Harvard. En agosto de 2020, los investigadores revelaron un nuevo método para combatir el aumento de peso en ratones: transformar los glóbulos blancos no saludables en células grasas marrones que destruyen la energía mediante la edición de genes CRISPR.

Los glóbulos blancos pesados ​​están llenos de lípidos no saludables que se acumulan dentro del cuerpo. Un exceso de grasa blanca puede provocar diabetes. Pero las células grasas pardas son mucho más saludables. Descomponen un poco de grasa para crear energía y almacenan el resto en un espacio más pequeño.

El equipo de Harvard pudo ayudar a los ratones a perder peso alterando su ADN. Los científicos alteraron genéticamente la grasa blanca, dándole las características de una grasa marrón saludable. El experimento se centró en UCP1, una proteína que se encuentra en la grasa marrón que convierte la energía química en calor.

Durante el estudio de doce semanas, los ratones con glóbulos blancos aumentaron de peso, mientras que los ratones modificados genéticamente lo encontraron mucho más difícil. Incluso hay una sugerencia de que el proceso de edición de genes ayudó a los ratones a evitar la diabetes.

Los científicos predicen que eventualmente este método podría convertirse en un tratamiento para la obesidad, aunque los ensayos en humanos aún están muy lejos.

3 Científicos curan ratones de hipoacusia

En 2019, investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard y el Hospital Infantil de Boston anunciaron un tratamiento novedoso para la pérdida auditiva en ratones que algún día podría usarse en humanos.

Los ratones Beethoven sufren una mutación genética que también afecta a los humanos, provocando una pérdida progresiva de la audición y una eventual sordera. El nombre Beethoven mouse es una referencia al compositor alemán, que comenzó a perder la audición cuando tenía veintitantos años.

La pérdida de audición que experimentan los ratones es causada por una alteración menor en su ADN. Utilizando tecnología biológica sofisticada, los científicos pueden identificar el gen defectuoso sin dañar ninguno de los genes sanos restantes. Esto significa que pueden curar a los ratones Beethoven de su sordera sin causar efectos secundarios no deseados.

Los científicos advierten a la gente que no se haga ilusiones demasiado rápido. Todavía quedan años de investigación antes de que esta terapia pueda probarse en humanos. “Creemos que nuestro trabajo abre la puerta a una forma hiperactiva de tratar una variedad de trastornos genéticos que surgen de una copia defectuosa de un gen”, explicó Jeffrey Holt de Harvard. "Esto realmente es medicina de precisión".

2 Las polillas asesinas ayudan a Nueva York con el problema de las plagas

En enero de 2020, los funcionarios del estado de Nueva York liberaron enjambres de polillas machos genéticamente modificadas (GM) para frenar la cantidad de plagas. Las hembras jóvenes de polillas dorso de diamante son capaces de infligir una enorme cantidad de daño a los cultivos de los agricultores. A pesar de su corta vida útil, las larvas consumen una gran cantidad de plantas de brassica, como la col rizada, el repollo y la colza. Se dice que las polillas y sus rapaces dietas causan daños por valor de $ 5 mil millones cada año.

Por lo general, una plaga como esta se trataría con pesticidas, pero la polilla del lomo de diamante es notablemente rápida para desarrollar resistencia. Por eso Oxitec, una empresa de biotecnología con sede en el Reino Unido, ha desarrollado una flota de polillas transgénicas asesinas para acabar con las plagas jóvenes.

Los científicos agregaron un gen a las polillas masculinas que hace que las larvas recién nacidas caigan muertas, pero solo afecta a las hembras. Esto significa que las hembras jóvenes dañinas morirán antes de que puedan causar algún daño. Los machos jóvenes, por otro lado, se aparearán con otras hembras salvajes, transmitiendo el gen asesino a sus larvas. Esto debería continuar durante algunas generaciones, después de lo cual Oxitec dice que el gen letal desaparecerá.

1 La edición genética lidera la lucha contra las superbacterias

Las superbacterias resistentes a los antibióticos son una crisis mundial que está a punto de ocurrir. Los patógenos destructivos que, hace solo unas décadas, eran fáciles de tratar con penicilina, están aumentando la inmunidad a los antibióticos. A menos que los científicos puedan crear nuevos antibióticos rápidamente, podríamos enfrentarnos a 10 millones de muertes al año en 2050 debido a estos gérmenes hostiles.

Pero hay esperanza en el horizonte. Investigadores de la Universidad de Manchester han descubierto una nueva forma de producir antibióticos mediante la edición de genes CRISPR. Al combinar varias técnicas biológicas de vanguardia, el equipo produjo un tipo inusual de antibiótico conocido como malonomicina. Esta novedosa técnica podría ayudar a los científicos a desarrollar nuevas formas de antibióticos, medicamentos que son más adecuados para combatir las superbacterias altamente resistentes.

"Ahora somos optimistas de que nuestros hallazgos podrían conducir al descubrimiento de nuevos antibióticos", explicó el líder del estudio Jason Micklefield, "y también pueden proporcionar nuevas formas de producir antibióticos que se necesitan con urgencia para combatir los patógenos emergentes resistentes a los medicamentos".

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