INVESTIGACIÓN BÁSICA

Las levaduras, unos parientes lejanos claves para la ciencia

Efefuturo.- La levadura está en la cerveza, en el pan, pero también en los laboratorios de investigación: las levaduras son los organismos que iniciaron la bioquímica y biología molecular moderna, señala a Efe Carlos Gancedo, del Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-Universidad Autónoma de Madrid).

<p>'Saccharomyces cerevisie', la levadura del pan, vino, cerveza. Imagen de Carmen-Lisset Flores, del Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto

'Saccharomyces cerevisie', la levadura del pan, vino, cerveza. Imagen de Carmen-Lisset Flores, del Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols, CSIC-UAM.

Las levaduras son hongos unicelulares de forma ovoide que se reproducen por división celular o gemación, y producen enzimas capaces de descomponer diversos cuerpos orgánicos, principalmente los azúcares.

Conocida desde la antigüedad, la levadura del pan, del vino y de la cerveza, Saccharomyces cerevisiae, se ha convertido en un organismo de estudio común en el laboratorio (hay similitud entre los sistemas celulares fundamentales -división celular, cromosomas o respuesta al estrés- de la levadura y de los animales superiores).

Aparte de esa especie, otras especies de levadura han penetrado en los laboratorios y en la industria.

Las levaduras, un banco de pruebas

Precisamente, sobre el papel de las levaduras como “banco de pruebas” en las ciencias de la vida se ha hablado esta semana en Madrid, en la Fundación Ramón Areces, en un simposio internacional coordinado por Gancedo y por Jack Pronk, del Kluyver Centre for Genomics of Industrial Fermentation and Department of Biotechnology de la Delft University of Technology (Países Bajos).

Las levaduras han acompañado a los humanos desde hace miles de años y durante la mayor parte de este tiempo se ignoró su existencia y la identidad de estos “esforzados microorganismos”, relatan ambos científicos en la presentación del simposio.

Carlos Gancedo, del Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-Universidad Autónoma de Madrid) en el simposio sobre levaduras. Imagen de la Fundación Ramón Areces.

Carlos Gancedo, del Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-UAM) en el simposio sobre levaduras. Foto: Fundación Ramón Areces.

Después de que Anton van Leeuwenhoek, un comerciante y científico neerlandés, dibujase en el siglo XVII unos misteriosos glóbulos encontrados en la cerveza en fermentación, el siglo XIX asistió a acalorados debates sobre sus funciones.

En el siglo XX, más allá de la fermentación, este microorganismo asumió un nuevo papel en el laboratorio: se convirtió en organismo y en herramienta.

Según Gancedo, desde entonces, las levaduras han sido organismos modelo de investigación importantísimos: son eucariotas, se reproducen bastante rápido y son fácilmente accesibles a la manipulación genética.

No obstante, agrega Gancedo, la visión sobre ellas ha cambiado drásticamente en las últimas décadas con la aparición de las nuevas tecnologías.

La secuenciación completa del genoma de Saccharomyces cerevisiae se finalizó en 1996, tras cuatro años de un proyecto liderado por la Unión Europea y la participación de más de cien laboratorios de todo el mundo, relata el CSIC en su web en un monográfico sobre organismos modelos.

La levadura, el primer eucariota en ser secuenciado

Fue el primer organismo eucariota en ser secuenciado y actualmente es posiblemente el genoma eucariota mejor conocido.

A pesar de los mil millones de años de divergencia evolutiva, más de una tercera parte de los genes de la levadura se encuentran también en humanos (homólogos) y en muchos casos realizan funciones similares (ortólogos), explica este centro.

De éstos, decenas corresponden a genes relacionados con enfermedades hereditarias, metabólicas o con cáncer.

Ciertas patologías se pueden empezar a estudiar en las levaduras, donde es más fácil experimentar o hacer mutaciones en un gen, que por razones éticas no se hacen en humanos“, afirma Gancedo.

Levaduras y ratones, cada uno su papel

Levaduras y ratones tienen cada uno su papel.  Entre las limitaciones de las levaduras, que no tienen las mismas hormonas que los organismos superiores, así que no todo se puede estudiar, y entre las ventajas, la facilidad y rapidez en la manipulación genética, una genética abordable bastante sencilla y su precio: su crecimiento es económico.

'Yarrowia lipolytica', una levadura de gran interés básico y tecnológico perteneciente al grupo de las llamadas no-convencionales. Imagen de Carmen-Lisset Flores del Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols, CSIC-UAM.

‘Yarrowia lipolytica’, una levadura de gran interés básico y tecnológico perteneciente al grupo de las llamadas no-convencionales. Imagen de Carmen-Lisset Flores del Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols, CSIC-UAM.

Estudios básicos utilizando levaduras en campos tan diversos como la regulación del ciclo celular, el ensamblaje de membranas o el transporte vesicular han proporcionado conocimientos que se aplican actualmente a problemas sanitarios, detalla Gancedo.

Los avances continúan: el uso de las levaduras permitió por ejemplo la reciente reconstrucción in vitro del proceso de replicación del ADN (la revista Nature señaló en 2015 que este importante logro no hubiera sido posible sin el considerable trabajo bioquímico y genético de los últimos 30 años, particularmente usando levadura).

Otro ejemplo: el Nobel de Medicina 2016, el japonés Yoshinori Ohsumi, fue premiado por descubrir los mecanismos de la autofagia, para lo que partió del análisis de la levadura, que le sirvió para identificar genes esenciales para este mecanismo y sentar las bases para su posterior estudio en organismos superiores.

En este sentido, Gancedo y Pronk defienden la inversión en investigación básica y en particular en este campo: cuando administradores con visión cortoplacista exigen una investigación traslacional con resultados inmediatos, se ponen en peligro los valiosos cimientos de una auténtica innovación.

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Publicado en: Ciencia

Las levaduras son hongos unicelulares de forma ovoide que se reproducen por división celular o gemación, y producen enzimas capaces de descomponer diversos cuerpos orgánicos, principalmente los azúcares.

Conocida desde la antigüedad, la levadura del pan, del vino y de la cerveza, Saccharomyces cerevisiae, se ha convertido en un organismo de estudio común en el laboratorio (hay similitud entre los sistemas celulares fundamentales -división celular, cromosomas o respuesta al estrés- de la levadura y de los animales superiores).

Aparte de esa especie, otras especies de levadura han penetrado en los laboratorios y en la industria.

Las levaduras, un banco de pruebas

Precisamente, sobre el papel de las levaduras como “banco de pruebas” en las ciencias de la vida se ha hablado esta semana en Madrid, en la Fundación Ramón Areces, en un simposio internacional coordinado por Gancedo y por Jack Pronk, del Kluyver Centre for Genomics of Industrial Fermentation and Department of Biotechnology de la Delft University of Technology (Países Bajos).

Las levaduras han acompañado a los humanos desde hace miles de años y durante la mayor parte de este tiempo se ignoró su existencia y la identidad de estos “esforzados microorganismos”, relatan ambos científicos en la presentación del simposio.

Carlos Gancedo, del Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-Universidad Autónoma de Madrid) en el simposio sobre levaduras. Imagen de la Fundación Ramón Areces.

Carlos Gancedo, del Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-UAM) en el simposio sobre levaduras. Foto: Fundación Ramón Areces.

Después de que Anton van Leeuwenhoek, un comerciante y científico neerlandés, dibujase en el siglo XVII unos misteriosos glóbulos encontrados en la cerveza en fermentación, el siglo XIX asistió a acalorados debates sobre sus funciones.

En el siglo XX, más allá de la fermentación, este microorganismo asumió un nuevo papel en el laboratorio: se convirtió en organismo y en herramienta.

Según Gancedo, desde entonces, las levaduras han sido organismos modelo de investigación importantísimos: son eucariotas, se reproducen bastante rápido y son fácilmente accesibles a la manipulación genética.

No obstante, agrega Gancedo, la visión sobre ellas ha cambiado drásticamente en las últimas décadas con la aparición de las nuevas tecnologías.

La secuenciación completa del genoma de Saccharomyces cerevisiae se finalizó en 1996, tras cuatro años de un proyecto liderado por la Unión Europea y la participación de más de cien laboratorios de todo el mundo, relata el CSIC en su web en un monográfico sobre organismos modelos.

La levadura, el primer eucariota en ser secuenciado

Fue el primer organismo eucariota en ser secuenciado y actualmente es posiblemente el genoma eucariota mejor conocido.

A pesar de los mil millones de años de divergencia evolutiva, más de una tercera parte de los genes de la levadura se encuentran también en humanos (homólogos) y en muchos casos realizan funciones similares (ortólogos), explica este centro.

De éstos, decenas corresponden a genes relacionados con enfermedades hereditarias, metabólicas o con cáncer.

Ciertas patologías se pueden empezar a estudiar en las levaduras, donde es más fácil experimentar o hacer mutaciones en un gen, que por razones éticas no se hacen en humanos“, afirma Gancedo.

Levaduras y ratones, cada uno su papel

Levaduras y ratones tienen cada uno su papel.  Entre las limitaciones de las levaduras, que no tienen las mismas hormonas que los organismos superiores, así que no todo se puede estudiar, y entre las ventajas, la facilidad y rapidez en la manipulación genética, una genética abordable bastante sencilla y su precio: su crecimiento es económico.

'Yarrowia lipolytica', una levadura de gran interés básico y tecnológico perteneciente al grupo de las llamadas no-convencionales. Imagen de Carmen-Lisset Flores del Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols, CSIC-UAM.

‘Yarrowia lipolytica’, una levadura de gran interés básico y tecnológico perteneciente al grupo de las llamadas no-convencionales. Imagen de Carmen-Lisset Flores del Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols, CSIC-UAM.

Estudios básicos utilizando levaduras en campos tan diversos como la regulación del ciclo celular, el ensamblaje de membranas o el transporte vesicular han proporcionado conocimientos que se aplican actualmente a problemas sanitarios, detalla Gancedo.

Los avances continúan: el uso de las levaduras permitió por ejemplo la reciente reconstrucción in vitro del proceso de replicación del ADN (la revista Nature señaló en 2015 que este importante logro no hubiera sido posible sin el considerable trabajo bioquímico y genético de los últimos 30 años, particularmente usando levadura).

Otro ejemplo: el Nobel de Medicina 2016, el japonés Yoshinori Ohsumi, fue premiado por descubrir los mecanismos de la autofagia, para lo que partió del análisis de la levadura, que le sirvió para identificar genes esenciales para este mecanismo y sentar las bases para su posterior estudio en organismos superiores.

En este sentido, Gancedo y Pronk defienden la inversión en investigación básica y en particular en este campo: cuando administradores con visión cortoplacista exigen una investigación traslacional con resultados inmediatos, se ponen en peligro los valiosos cimientos de una auténtica innovación.

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