¿Biotecnología Marina...?

Marine biotechnology explores and uses marine bioresources as the target for or origin of technological applications, which are used for the production of products and services.

Examples of products and services developed by technological applications using marine bioresources. [1]

In the context of a global economic downturn, we are now facing complex and difficult challenges such as the sustainable supply of food and energy, climate change and environmental degradation, human health and ageing populations. 

Yet concurrently, the seas represent one of the most abundant sources of food and energy production on the planet, as well as containing the potential for countless innovations in drug production, industrial process development, ecosystem management and other related fields. Marine Biotechnology can make an increasingly important contribution towards meeting these societal challenges and supporting economic recovery and growth, by delivering new knowledge, products and services.

Estimates predict an annual growth in the sector of up to 10-12% in the coming years, revealing the huge potential and high expectations for further development of the Marine Biotechnology sector at a global scale.^[2]

References

1. ↑ Source: Background Paper, OECD Global Forum on Biotechnology, Vancouver, 30-31 May 2012.
2. ↑ Marine Biotechnology: A New Vision and Strategy for Europe, Marine Board-ESF Position Paper 15, 2010.

Fuente:  http://www.marinebiotech.eu/wiki

Developments in life science technologies are one of the key drivers of Marine Biotechnology research. Previous advances in molecular biology, genomics and -omics have contributed to Marine Biotechnology developments. 

There are further challenges in developing and optimising an appropriate biotechnology toolbox for innovations using marine bioresources. These include tailored -omics techniques, in situ measurement, sampling and monitoring, improvements in the cultivation of microorganisms and the use of marine model organisms. An improved and well-adapted toolbox is expected to have a large impact on future progress in marine biotechnology. 

Main Research Areas

The target research and innovation areas that can address key societal challenges are listed below:

	Food: Development of food products and ingredients of marine origin (algae, invertebrates, fish) with optimal nutritional properties for human health and with improved food security and safety prospects.
	Energy: Development and demonstration of viable renewable energy products and processes, notably through the use of marine algae including seaweeds and microalgae.
	Human Health: Discovery of new molecules and development of novel medicines, nutraceuticals and personal care products.
	Industrial Products and Processes: Development of marine-derived molecules that can be used to establish green and new processes, including enzymes, biopolymers and biomaterials, and that can replace petrochemical products.
	Environmental Health: Development of biotechnological approaches, mechanisms and applications to address key environmental issues including bioremediation, enhancement of waste water and integrated aquaculture systems that minimize the environmental impact of fish and shellfish farming. Fuente: http://www.marinebiotech.eu/wiki

Investigadores españoles secuencian el genoma del océano profundo global

• Malaspinomics supondrá el hallazgo de decenas de millones de genes nuevos en los próximos años
• El 60% de las especies de bacterias recogidas en el océano profundo durante la expedición Malaspina son desconocidas
• Los científicos han detectado bacterias capaces de degradar compuestos muy tóxicos acumulados en el fondo marino

Un equipo de investigadores españoles coordinado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha comenzado a secuenciar el genoma del océano profundo global empleando más de 2.000 muestras de microorganismos recogidas en el Atlántico, el Índico y el Pacífico durante la expedición Malaspina. Esta colección de genómica microbiana marina, la primera del mundo a escala global, aportará nuevas claves sobre un reservorio de biodiversidad aún por explorar, ya que podría suponer el

hallazgo de decenas de millones de genes nuevos en los próximos años.

Los trabajos de secuenciación, enmarcados en el proyecto Malaspinomics, se centran en los virus, bacterias y protistas que pueblan el océano hasta los 4.000 metros de profundidad. La mayor parte de la masa viva de los organismos marinos está compuesta por microorganismos. De ellos, un 72% habita el océano oscuro, a partir de los 200 metros de profundidad. 

No obstante, hasta ahora la secuenciación del ADN o ARN había quedado limitada casi exclusivamente a las aguas superficiales del océano. Resultados preliminares de Malaspinomics revelan una cantidad ingente de especies desconocidas de microorganismos en el océano profundo, caracterizado por una

actividad biológica intensa. En concreto, el 60% de las especies bacterianas del océano profundo detectadas mediante técnicas de secuenciación masiva son desconocidas.

“Malaspinomics supone un salto adelante porque estamos analizando por primera vez las muestras del océano profundo, cubriendo los grandes océanos. Los nuevos protocolos de secuenciación y de análisis permiten extraer bastante más información que en estudios previos, limitados a regiones concretas o a aguas superficiales, y a un nivel de resolución sin precedentes”, asegura el investigador del CSIC y coordinador de la expedición Malaspina Carlos Duarte.

El superordenador MareNostrum (Centro Nacional de Supercomputación en Barcelona).

Los investigadores ya han detectado bacterias capaces de degradar compuestos altamente tóxicos que se ha ido acumulando en el fondo marino. “Hemos descubierto bacterias con rutas metabólicas capaces de degradar metilmercurio derivado de la actividad humana. Otras bacterias, los metanotrofos, utilizan los productos de degradación de esos compuestos tóxicos como fuente de carbono y energía. La detección de estas plantas de reciclaje del océano profundo nos permite identificar aquellas regiones con mayor cúmulo de sustancias tóxicas y utilizar estas bacterias como biosensores del estado ecológico de un ambiente tan desconocido hasta ahora”, asegura Silvia Acinas, investigadora del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar.

Los análisis se están llevando a cabo por un equipo que integra investigadores del Instituto de Ciencias del Mar (CSIC), el Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (mixto del CSIC y la Universidad de las Islas Baleares) y el Centro Nacional de Análisis Genómico de Barcelona. Cuentan también con la colaboración del MareNostrum (Centro Nacional de Supercomputación en Barcelona), el Joint Genome Institute (EE

UU) y el European Molecular Biology Laboratory (Alemania).

Placas de Petri con cultivos de microorganismos recogidos durante la expedición Malaspina.

Millones de genes nuevos

Para Josep Maria Gasol, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar y líder del bloque de microorganismos de Malaspina, las muestras “son especialmente valiosas porque provienen de zonas científicamente poco estudiadas hasta ahora, como el Índico y el Pacífico Sur. Las evidencias más recientes sugieren que el océano profundo alberga bacterias activas y muy diversas, así como arqueas protistas, virus y zooplancton”.

“El número de especies marinas utilizadas como fuente de genes con interés comercial crece a un ritmo de un 12% anual. El potencial biotecnológico de los organismos marinos es inmenso y más aún en el océano profundo. Esperamos que los genes recolectados en Malaspina abran la puerta a múltiples aplicaciones biotecnológicas en campos como la bioenergía, la alimentación o la cosmética”, explica Jesús María Arrieta, investigador del CSIC en el Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados.

“Esta colección tiene un incalculable valor estratégico porque ningún país posee este tipo de muestras a escala global. Vamos a entregar a las bases de datos internacionales centenares de millones de genes nuevos con capacidades metabólicas hasta ahora desconocidas y con posibles aplicaciones. Cuando empezamos a gestionar Malaspina, no contábamos con que fuera posible secuenciar en España, pero ahora disponemos

de la tecnología necesaria para llevarlo a cabo”, destaca Duarte. La expedición Malaspina, un proyecto Consolider‐Ingenio 2010 financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad, comprende 27 grupos de investigación del CSIC, el Instituto Español de Oceanografía, 16 universidades españolas, un museo, una

fundación pública de investigación y la Armada Española. La financiación total, en la que también han colaborado el CSIC y la Fundación BBVA, así como varias universidades españolas y organismos públicos de investigación, ronda los 6 millones de euros. La primera parte de Malaspinomics ha sido financiada por el Ministerio de Economía y Competitividad.

Imagen del superordenador MareNostrum (Centro Nacional de Supercomputación en Barcelona).

Fuente: www.csic.es 

La farmacia en el fondo del mar

  Los arrecifes de coral -a menudo llamados "los bosques tropicales de los mares"- son uno de los hábitats más biodiversos del mundo.

"Al bucear en los arrecifes me siento como si estuviera en otro mundo. ¡Todos esos patrones y combinaciones salvajes, distintas a todo lo que he visto antes! Ni los diseñadores de moda pueden imaginarse algo tan extravagante", le cuenta a la BBC la economista ecológica Trista Patterson.

Sin embargo, la belleza de las criaturas oculta un propósito mucho más importante que sencillamente deslumbrarnos.

Esos caleidoscopios de color y vida que cubren menos del 0,1% del planeta son el hogar del 25% de las especies marinas.
Por ello, son el escenario de una contienda submarina.

"Los organismos de los arrecifes de coral viven en una intensa competencia por el espacio y están en riesgo constante de depredación", explica el científico principal de la organización internacional sin fines de lucro The Nature Conservancy, el doctor M. Sanjayan.

"Así que hay vecinos desagradables y vecinos que están tratando de comérselos".

Como muchas de las criaturas son estacionarias o pequeñas, han desarrollado defensas químicas para protegerse de los depredadores. Y curiosamente es por eso que en este antiguo ecosistema potencialmente está la base de los fármacos del futuro.

"Esos pequeños animales que habitan los arrecifes de coral necesitan estar llenos de productos químicos: sustancias químicas inusuales, distintivas, muy ofensivas, para que nadie se les acerque o para evitar que se los coman". Esas potentes armas pueden guardar claves para encontrar la manera de curar una gama de enfermedades que van desde el cáncer o Alzheimer hasta ciertos virus o artritis.

"Es esa sopa de productos químicos lo que hace de los arrecifes de coral un cofre de tesoros para cualquier cazador de medicinas".

"Podría ser la farmacopea más grande de la naturaleza", le dice a la BBC el biólogo de conservación marina Callum Roberts. "Decenas de miles de sustancias químicas ya han sido identificadas, de las cuales cientos están actualmente bajo investigación intensiva", asegura el experto.

Por ejemplo, señala, "las esponjas son fuentes de productos químicos particularmente ricas, especialmente de productos químicos contra el cáncer: varios han mostrado ser supresores de tumores y uno ya tiene licencia para ser usado en el tratamiento de quimioterapia".

Es tres o cuatro cientos de veces más posible encontrar más remedios en el océano que en tierra firme.
Pero este botiquín de medicinas que potencialmente salvarían vidas, enfrenta un futuro incierto.

Los arrecifes de coral son uno de los ecosistemas más vulnerables de la Tierra.

"Están amenazados por un coctel de factores estresantes que incluyen la polución, la sobrepesca y el cambio climático", señala Callum. Y lamenta: "perder esa posibilidad de tratamientos por la destrucción de los arrecifes de coral sería una insensatez sin parangón".

"La pérdida de los arrecifes significa que esta vasta alacena de drogas, que sólo ahora estamos empezando a entender y a utilizar para nuestro beneficio, se perdería para siempre", le dice Sanjayan a la BBC.

Fuente: BBC mundo,  http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2013/06/130531_farmacias_marinas_finde.shtml

Científicos capturan por primera vez imágenes de átomos uniéndose

Las fotografías son sumamente similares a las de los diagramas utilizados actualmente en el área de la química y muestran la ruptura y creación de enlaces.

WASHINGTON.- Un grupo de investigadores del Departamento de Energía del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley han capturado por primera vez las imágenes de un proceso que se explica normalmente en los colegios y que es conocido teóricamente por muchos, la unión de los átomos.

Este innovador resultado llegó por accidente a las manos de este equipo mientras intentaban crear nano estructuras de grafeno mediante un microscopio de fuerza atómica utilizado para ordenar correctamente sus partes. Para su sorpresa, este instrumento capto paralelamente los átomos de carbono mientras se creaban enlaces entre sí.

Unas fotografías que, además, según los científicos son sumamente similares a la que muchos estudiantes han podido ver con el paso de los años en los diagramas utilizados en las clases de química.

"Estábamos pensando en crear imágenes interesantes, pero para hacerlo a nivel atómico necesitábamos una herramienta suficientemente sensible. Nadie había captado estas uniones de moléculas individuales, por lo menos no antes de que comenzaban su compleja reacción orgánica", señaló Felix Fischer, científico parte del proyecto que será publicado en la edición de papel de la revista Science en junio.

Estas uniones son sumamente pequeñas, a un nivel de ocupar solamente 10 millonésimas de un milímetro y su estudio servirá para que estos científicos puedan continuar con el desarrollo de nuevos materiales y equipos electrónicos de alta precisión pero a escala nanométrica.

Fuente: http://www.emol.com/noticias/tecnologia/2013/05/31/601459/cientificos-capturan-por-primera-vez-imagenes-de-atomos-uniendose.html