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17 febrero 2015 2 17 /02 /febrero /2015 21:31

 

The transplanted gene means the goat produce milk containing an extra protein, which is extracted and spun into spider silk thread.


Las cabras con genes de araña producen leche con fibra de seda de gran resistencia
La noticia dió la vuelta al mundo en enero de 2012 cuando el Prof Randy Lewis mostró cabras en una granja en la Universidad del Estado de Utah, que producían grandes cantidades de una tela de seda de araña que se encuentra entre las fibras más fuertes conocidas por el hombre
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Modificadas genéticamente.
El gen trasplantado en las cabras significa que la leche de estos caprinos contiene un producto extra, una proteína, que se extrae y transforma en hilo de seda de araña, casi como si de cualquier otro hilo se tratara.

 

BIOSTEEL

BioSteel es una fibra de alta resistencia hecha de proteína similar a la seda de araña extraída de la leche de cabras transgénicas, producida por Nexia Biotechnologies y luego por los laboratorios de Randy Lewis de University of Wyoming y Utah State University. [1] Es 7-10 veces tan fuerte como el acero si se compara peso/peso, y se puede estirar reversiblemente hasta 20 veces su tamaño sin perder sus propiedades de resistencia. También tiene muy alta resistencia a temperaturas extremas, sin perder ninguna de sus propiedades en el rango térmico de 20°C a 330°C.

 

http://en.wikipedia.org/wiki/BioSteel
 

La compañía creó líneas de cabras para producir versiones recombinantes de MaSpI (Major ampullate spidroin I) o   dragline I (por su excepcional elasticidad, flexibilidad y fuerza) de Nephila clavipes, la araña tejedora de tela orbicular de oro (o simplemente araña hilo de oro, nativa de Las Americas) o versiones recombinantes de MaSpII (Major ampullate spidroin 2) o dragline 2 de la misma arañita Nephila clavipes) en las proteínas de su leche. [2] [3] Cuando las cabras producen leche, que contiene la seda recombinante, esta es cosechada y sometida a técnicas cromatográficas para purificar las proteína de seda recombinante.

 

Las proteínas de seda purificada puede ser secada, se disuelta con disolventes (DOPE formation) y transformada en microfibras utilizando métodos de producción de fibra de hilatura en húmedo. Se informa que las fibras hiladas presentan resistencia a la tracción en el intervalo de 2 - 3 gramos / denier y a la elongación en el rango de 25-45%. El "biopolímero BioSteel" se ha transformado en nanofibras y nanoredecillas utilizando la técnica de electrospinning. [4]

 
EL RETO ES LA PRODUCCIÓN COMERCIAL
Nexia es la única compañía que ha logrado producir fibras de seda de araña en la leche de cabras. El laboratorio de Lewis ha producido fibras de proteína de seda de araña recombinante en bacterias E. coli y leche de cabras, sin embargo, nadie ha sido capaz de producir la seda en cantidades comerciales hasta el momento.

La compañía fue fundada en 1993 por el Dr. Jeffrey Turner y Paul Ballard, y fue vendida en 2005 a PharmAthene.

 


En 2009, dos cabras transgénicas fueron vendidas al Canada Agriculture Museum después de que Nexia  Biotechnologies  quebró. [5]

La investigación ha continuado con la ayuda de Randy Lewis, profesor retirado de la Universidad de Wyoming y ahora en la Utah State University. Tuvo éxito en reproducir cabras con genes de araña con el fin de crear la seda artificial. En la actualidad hay cerca de 30 cabras-araña en una granja de la universidad. [6]

Las eventuales aplicaciones de la seda de araña artificial podrían incluir el desarrollo de ligamentos y tendones artificiales debido a su elasticidad intrínseca y dada su biocompatibilidad. Otras aplicaciones incluyen la creación de chalecos antibalas que posiblemente podrían ser más delgados y más fuertes que los chalecos de Kevlar, mejores airbags para automóviles y más fuertes y fiables paracaídas. [7]

 

http://en.wikipedia.org/wiki/BioSteel
http://en.wikipedia.org/wiki/BioSteel

 

 

Cabras que producen seda de telaraña

 
"Cabras araña" en la granja de la Universidad Estatal de Utah Foto gentileza Horizon

Las cabras en la granja de la Universidad de Utah producen seda en su leche. Foto: gentileza Horizon

En una granja en el estado de Utah, en Estados Unidos, un grupo de cabras están siendo ordeñadas. No parecen diferentes de otras de su especie, pero se trata de animales extraordinarios. Estas cabras son, en parte, arañas.

La granja pertenece a la Universidad Estatal de Utah y es allí donde el profesor de genética Randy Lewis y sus colegas han logrado algo que parece ciencia ficción: cabras que producen en su leche seda de arañas, un material de alto valor comercial por su gran fortaleza y elasticidad.

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Randy Lewis

El Prof. Randy Lewis ha venido estudiando la seda de las arañas durante más de dos décadas.

 

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La seda producida por las arañas está hecha de proteína. "Lo que hicimos fue tomar de las arañas el gen de la producción de seda y ponerlo en un segmento de ADN que copia exactamente las mismas secuencias de control de ADN en la cabra, de forma que la proteína en el gen que extrajimos sólo será elaborada en la ubre cuando la cabra produce leche", explicó a BBC Mundo Lewis, cuyo trabajo fue tema central esta semana en la serie de documentales Horizon, de la BBC.

Cuando se obtiene la leche, es preciso separar y filtrar por un lado los glóbulos de grasa y por otro la proteína. "Luego la concentramos, la precipitamos con una solución de sal y obtenemos proteína relativamente pura de seda de arañas, que puede hilarse".

Las "cabras araña", como se ha llamado a los animales, son ejemplo de un nuevo y polémico campo conocido como biología sintetica, un término amplio en el que se incluyen diversas formas de manipulación de ADN y fundamentalmente la introducción de nuevo material genético en un organismo.

 

Más fuerte que un chaleco antibalas

¿Por qué introducir material genético de arañas en cabras?

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Seda

La seda es más fuerte que el Kevlar y más elástica que el nylon. Podría tener aplicaciones médicas. Foto: gentileza Randy Lewis

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"Hemos venido estudiando la seda de las arañas durante más de 20 años, pero el problema es que las arañas no pueden colocarse en granjas. Son animales caníbales, se comen unas a otras y son muy territoriales y además elaboran tipos diferentes de sedas", explicó Lewis a BBC Mundo.

En un comienzo los expertos de Utah intentaron introducir el gen de las arañas en bacterias, lo que funcionó bien en el laboratorio pero no es una opción ideal "si se busca producir kilos de seda en lugar de gramos".

Los experimentos en Utah comenzaron en colaboración con una compañía canadiense, pero son actualmente un proyecto exclusivo de la universidad, aunque varias empresas han mostrado interés en el material.

La sede de arañas es entre tres y cuatro veces más fuerte que el Kevlar, el material utilizado en chalecos antibalas, y es más elástica que el nylon.

"Además, como hay diferentes tipos de seda, podemos elegir qué propiedades queremos. Algunas tienen gran elasticidad, otras menos, algunas son más fuertes que otras, así que tenemos una gama de diferentes materiales que podemos generar".

Lewis y su equipo esperan iniciar en un año las primeras pruebas, en animales, de potenciales aplicaciones médicas para la seda. "Por ejemplo, para reemplazar o reparar tendones y ligamentos o regenerar tejido óseo o para suturas. Algunos estudios sugieren que al introducirse en el cuerpo no causarían inflamación".

El material también podría utilizarse para la elaboración de bolsas de aire para vehículos, equipo deportivo y cuerdas de paracaídas. "Nos contactó por ejemplo una compañía que fabrica barcos de navegación a vela", dijo Lewis a BBC Mundo.

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Polémica

Cabras

La nueva generación de cabras con material genético de arañas produce más leche que las originales. Foto: gentileza Randy Lewis

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Hasta ahora el material no está disponible comercialmente porque no se han generado cantidades suficientes, pero Lewis y sus colegas esperan incrementar la producción en el corto plazo.

"Acaba de nacer una nueva generacion de cabras. En los últimos tres dias nacieron cinco bebés y esperamos comenzar el ordeñe en un par de días", señaló el científico.

Técnicas tradicionales de selección animal fueron utilizadas para llegar a una nueva generación con mayor rendimiento en la producción de leche.

Algunas organizaciones como Amigos de la Tierra y ETC Group en Estados Unidos han expresado preocupación por las posibles consecuencias futuras e imprevistas de la biología sintética.

 

En Estados Unidos, el trabajo de Lewis está regulado por la agencia sobre salud y medicamentos (FDA, Food and Drugs Administration), así como por el Departamento de Agricultura. La leche, por ejemplo, sólo puede ser utilizada para esta investigación y las cabras no pueden entrar en contacto con otros animales. Al morir deben ser incineradas.

Para Lewis, su trabajo no es diferente en esencia de la selección animal tradicional que ha tenido lugar durante cientos de años.

"Lo que hacemos no difiere de lo que realizaron los agricultores que comenzaron cruzando cabras hace siglos. En mi opinión es mucho peor lo que hacen los criadores de perros a veces, al cruzar un labrador con un animal mucho mas pequeño".

"En nuestro caso sólo hicimos un único cambio genético, sabemos exactamente cual es y cuáles son los resultados".

 


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Hombre Araña

Desde hace décadas, los científicos buscan producir una seda tan fuerte como la del Hombre Araña.

 

Gusanos genéticamente modificados que producen una seda extraordinariamente fuerte.

Investigadores en Estados Unidos desarrollaron gusanos genéticamente modificados que producen una seda extraordinariamente fuerte.

Los científicos, de la Universidad de Wyoming, comunicaron a fines de 2011 que su meta es obtener seda con la misma resistencia de la sustancia producida por arañas.

En proporción a su peso, la seda de las telarañas es más fuerte que el acero.

El Hombre Araña, el legendario personaje de historietas y filmes, generaba seda para atrapar a los villanos y desplazarse colgado de rascacielos.

Durante décadas, los expertos han venido intentando producir una seda igualmente resistente. Pero no es factible utilizar arañas para una producción comercial debido a que generan cantidades muy limitadas de seda y son proclives a comerse unas a otras.

Los gusanos de seda, en cambio, pueden utilizarse para producción a gran escala. Generan enormes cantidades de seda, pero el gran problema es que su material es frágil.

Buscando obtener seda con las dos condiciones deseadas -superresistencia y cantidad industrial- los científicos trasplantaron a gusanos genes de arañas.

Hasta ahora, los gusanos genéticamente modificados no habían producido las grandes cantidades de seda deseadas.

La novedad de los gusanos modificados por el profesor Don Jarvis, de la Universidad de Wyoming, es que parecen generar un nuevo material en forma abundante.

La sustancia es una mezcla de la seda típica de los gusanos y la de las telarañas.

El nuevo material representa un paso más hacia la producción comercial de seda superfuerte

"Esencialmente, esta investigación muestra que es posible lograr que gusanos hilen componentes de seda de araña junto con su propia seda", dijo Guy Poppy, de la Universidad de Southampton, en Inglaterra.

 

http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2012/01/120104_seda_hombre_arana_am.shtml

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03/05/2010 Since the time of the ancient Greeks, humans have been using spider silk to dress wounds. Scientists now know spider webs not only have healing qualities, they can be stronger than steel! University of Wyoming Molecular Biologist Randy Lewis adds an almost science fiction aspect to the study of spider silk : making large quantities of it by, "growing it," in goat's milk. With funding from the National Science Foundation, Lewis has cloned and sequenced genes for the proteins that make up five different spider silks, some stronger than Kevlar, other more elastic than nylon. Spider silk is also antimicrobial, hypoallergenic and completely biodegradable. The gene for, "spider dragline silk," has been introduced into the cells of goats by non-viral methods. The goats excrete the spider silk protein in their milk. Several goats with this gene were born in Lewis' lab in late January 2010.

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¿Cabras que producen seda de arañas?

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Spider Silk: An Ancient Biomaterial for the Future

Dr. Lewis’ research focuses on the “ancient new” material of natural silks produced by spiders. His work is creating the potential to mass-produce innovative materials that are stronger than steel and stretchier than nylon.

 

http://rgs.usu.edu/sunrise/htm/past-presentations/randy-lewis

 

His research has garnered press attention from around the world and commercial interest from numerous companies. In his presentation, Dr. Lewis will discuss the importance of spider silk and its many potential uses, such as ligament and tendon repair, bulletproof skin, high-tech clothing, parachutes, and airbags. He will give an overview of his group’s work to reproduce those silks using a variety of different systems including bacteria, goats, alfalfa and silkworms. Dr. Lewis will also discuss several new discoveries made since he came to USU in June.

Randy Lewis

USTAR Professor of Biology
Synthetic Biomanufacturing Center

Email

Dr. Lewis received his bachelor’s degree from CalTech and his master’s and Ph.D. from the University of California at San Diego. He was a postdoctoral fellow at the Roche Institute of Molecular Biology before he joined the faculty at the University of Wyoming in 1980 as professor of molecular biology. He also served as department chair for five years and as a special assistant to the vice president for research before coming to Utah State in 2011. Currently, Lewis is a USTAR professor of biology in the Synthetic Biomanufacturing Center.

Dr. Lewis’ group has published over 130 papers in a wide variety of journals and has written 16 book chapters. They have seven issued patents and grants totaling over $31 million. Their research has also been featured widely in the press (National Geographic, Time) and on television (Discovery channel, Nova, CNN’s The Big I, and CSI: NY).

 

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Published by Malcolm Allison H malcolm.mallison@gmail.com - en Ciencias Innovación Tecnología
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  • : Ecología y sostenibilidad socioambiental, énfasis en conservación de ríos y ecosistemas, denuncia de impacto de megaproyectos. Todo esto es indesligable de la política y por ello esta también se observa. Ecology, social and environmental sustainability, emphasis on conservation of rivers and ecosystems, denounces impact of megaprojects. All this is inseparable from politics, for it, the politics is also evaluated.
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  • Malcolm Allison H malcolm.mallison@gmail.com
  • Biólogo desde hace más de treinta años, desde la época en que aún los biólogos no eran empleados de los abogados ambientalistas. Actualmente preocupado …alarmado en realidad, por el LESIVO TRATADO DE(DES)INTEGRACIÓN ENERGÉTICA CON BRASIL
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