DESCUBREN CÓMO REALIZAR UNA FOTOSÍNTESIS EN LA LUNA

Del mismo modo que hacen las plantas en la Tierra, en nuestro satélite se podría producir oxígeno y combustible a partir de la radiación solar, el CO₂ que emitan los astronautas y los compuestos del suelo lunar. Esto ha sido demostrado gracias a científicos chinos tras analizar las muestras que ha traído la nave Chang'e 5. 

El oxígeno que respiramos viene de las plantas y otros organismos fotosintéticos, como las cianobacterias; producido mientras convierten el dióxido de carbono y la luz solar en energéticos azúcares. 

Según el estudio que publican esta semana en la revista Joule, investigadores chinos proponen realizar un proceso de fotosíntesis similar en la Luna. Los autores descubrieron que la muestra, tras analizar el suelo lunar traído por la nave espacial china Chang'e 5, contiene algunos compuestos como sustancias ricas en hierro y titanio que podrían funcionar como catalizadores para producir oxígeno y combustible a partir de la radiación solar y el CO₂ que exhalarán los futuros astronautas. El equipo de la Universidad de Nanjing plantea una estrategia de "fotosíntesis extraterrestre" que se podría usar para facilitar la exploración humana en la Luna y más allá.

El sistema utiliza el suelo lunar para electrolizar el agua, con la ayuda de la radiación solar, que se podría extraer de la Luna y deshidratando los gases que exhalen los astronautas, produciendo dos productos: oxígeno e hidrógeno. El dióxido de carbono que liberen los posibles habitantes de la Luna también se puede almacenar y combinar con ese hidrógeno mediante un proceso de hidrogenación catalizado por el suelo lunar. Se originan hidrocarburos como el metano, que se podría emplear como combustible.

Este método no consume energía externa, solo la luz solar, para generar una serie de productos de interés que sustentaría la vida en una base lunar. Este equipo probablemente probará este sistema en el espacio con las futuras misiones lunares tripuladas de China. 

A pesar de que la eficiencia catalítica del suelo lunar es menor que la de los catalizadores disponibles en la Tierra, el equipo mejorará su diseño; por ejemplo, fundiendo el suelo lunar en un "material nanoestructurado de alta entropía", que es un mejor catalizador.

Los autores afirman que hay opciones de supervivencia extraterrestre, pero que requieren fuentes de energía de la Tierra. Un ejemplo sería el rover Perseverance de la NASA, que presenta un instrumento que puede usar CO₂ de la atmósfera de Marte para fabricar oxígeno, aunque está alimentado por una batería nuclear. 

El equipo está seguro de que ahora entramos en una "Edad del Espacio" donde tendremos que pensar en formas de reducir la carga útil, es decir, depender del menor número posible de suministros de la Tierra y utilizar en su lugar los recursos extraterrestres.

Fuentes: ABC, SINC

IDENTIFICAN LA CUTÍCULA COMO PRIMERA BARRERA DE PROTECCIÓN DE LAS PLANTAS FRENTE A LA RADIACIÓN ULTRAVIOLETA

La cutícula, la parte más externa de las plantas que actúa como interfase entre esta y el medio externo, cada vez tiene un papel más relevante en la agricultura. Ya han sido demostradas sus propiedades hídricas, para evitar la pérdida de agua, o mecánicas, frente al agrietado de los frutos, así como su participación en la protección ante patógenos.

Ahora, científicos del Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea La Mayora (IHSM), pertenecientes a la Universidad de Málaga (UMA) y al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), han dado un paso más en su estudio, identificando a la cutícula como primera barrera de protección de las plantas frente a la radiación ultravioleta (UV), en concreto, ante la UV-B (entre 280 y 310 nm) que, aunque representa solo un 2% de la luz solar incidente, es potencialmente nociva para las plantas, pudiendo dañar los tejidos e, incluso, alterar el material genético.

Se trata de un estudio interdisciplinar, que se ha publicado en la revista 'Nature Communications', en el que confluyen la Biología Vegetal, la Espectroscopia Molecular y la Química Cuántica.

"Hasta ahora se suponía que las hojas y frutos se protegían de la radiación UV mediante un amplio abanico de estructuras moleculares, denominados genéricamente compuestos fenólicos, presentes en diversos órganos y compartimentos celulares internos de las plantas", explica el catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la UMA Antonio Heredia, uno de los autores de este trabajo.

Con este estudio se ha demostrado que la protección es ya mayor al 90% en la mayoría de las plantas, gracias a la estructura de la cutícula y que esta defensa se debe, fundamentalmente, a unos compuestos fenólicos, denominados ácidos cinámicos, localizados a bajas concentraciones desde hace millones de años en la membrana cuticular de los vegetales.

Asimismo, en esta investigación se ha descrito el mecanismo de fotoprotección, evidenciando que se trata de un proceso de rotación a través de un doble enlace debilitado tras la absorción de la radiación UV, "extraordinariamente rápido" --con una duración de una billonésima de segundo-- y, además, cíclico, lo que permite mantener la protección a nivel cuticular de forma continuada.

"Los ácidos cinámicos presentes en las cutículas tienen una estructura molecular aromática conjugada con un doble enlace que absorbe especialmente radiación de la zona espectral UV-B. La molécula absorbe la energía y gira de forma instantánea", señala la científica del CSIC Eva Domínguez, quien aclara que, finalmente, la radiación absorbida se transforma en calor, es decir, la energía luminosa se disipa en forma de energía térmica volviendo la molécula a su estructura original para reiniciar el proceso.

La experta afirma que este mecanismo nunca se había comprobado en un sistema biológico y que abre la puerta a nuevos trabajos relacionados con otras posibles propiedades de la cutícula como la conductividad eléctrica inducida por la luz.

Fuente: Europa Press

RESUCITA UNA ESPECIE DE CORAL PERDIDA DURANTE MEDIO SIGLO

Investigadores de la Universidad de Curtin han hecho el alentador descubrimiento de una especie de coral 'perdida' que había estado oculta durante más de 50 años.

Con aproximadamente un tercio de los corales del mundo actualmente en peligro de extinción debido al cambio climático, científicos encontraron que el coral Plesiastrea versipora, que está muy extendido en el Océano Indo-Pacífico, en realidad escondía una segunda especie críptica.

La especie P. peroni se describió hace unos 200 años, sin embargo, con el paso del tiempo, los taxónomos la agruparon con P. versipora, pero ahora hemos resucitado la especie anterior, que había estado oculta durante más de medio siglo".

Recorrieron 200 años de literatura histórica y moderna para comprender primero las características morfológicas más grandes de P. versipora, que se describió por primera vez como una sola especie en 1816. Al bucear en varios sitios alrededor de Australia y el Indo-Pacífico, recolectaron muestras, que usaron para estudiar la micromorfología y la microestructura del esqueleto de coral para identificar aún más sus características intrincadas únicas.

Después de llevar a cabo la secuenciación genética, encontraron que esta especie de coral en realidad contenía una segunda especie críptica, a la que llamamon P. peroni, y se encuentra al norte del Trópico de Capricornio en Australia y en todo el Indo-Pacífico. 

Ser capaz de identificar con precisión las especies es fundamental para la investigación ecológica de calidad y la toma de decisiones de conservación, por lo que este estudio permitirá a los ecólogos y biólogos de coral saber en qué especies de Plesiastrea están trabajando.

Juszkiewicz dijo que el descubrimiento de una nueva especie ayudó a la conservación de la biodiversidad y ayudó a prevenir la pérdida de diversidad de especies. Con el impacto cada vez mayor del cambio climático en el medio ambiente marino, nunca ha sido más importante comprender las especies de coral y dónde se encuentran".

"No podemos proteger a las especies si no conocemos su existencia o su rango geográfico actual, por lo que este estudio es un paso para lograrlo. Con muchas especies de vida marina y terrestre amenazadas por el cambio climático provocado por el hombre, este estudio refuerza nuestra comprensión del árbol de la vida y destaca la importancia de los proyectos de taxonomía que nos ayudan a comprender los organismos que existen en nuestro planeta, cómo se todos están relacionados y cómo protegerlos mejor".

Fuente: Europa Press

DESARROLLAN UN CHUPETE BIOELECTRÓNICO PARA MONITOREAR LA SALUD DE LOS BEBÉS EN LOS HOSPITALES

Un equipo de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación de la Universidad Estatal de Washington (Estados Unidos) ha desarrollado un chupete bioelectrónico capaz de monitorizar el estado de la sangre de los bebés en las Unidades de Ciudados Intensivos para Recién Nacidos (NICU, por sus siglas en inglés).

Con este dispositivo electrónico e inalámbrico se pueden controlar los electrolitos salivales de los neonatos, así como detectar sus niveles de sodio y potasio en tiempo real sin recurrir a procedimientos como de extracción de sangre.

Según se indica en la revista universitaria Biosensors and Bioelectronics, este chupete inteligente evitaría métodos invasivos para los recién nacidos y proporcionaría una atención hospitalaria extra a bebés prematuros o con otros problemas de salud.

En primer lugar, ha recordado que el objetivo principal de este proyecto de desarrollo de chupetes bioelectrónicos se centra en eliminar todos los cables que habitualmente rodean a los bebés recién nacidos y prematuros en las NICU.

"A menudo vemos imágenes donde los bebés están conectados a un montón de cables para controlar sus condiciones de salud, como la frecuencia cardíaca la respiratoria, la temperatura corporal y la presión arterial. Queremos deshacernos de esos cables", ha manifestado. Asimismo, el docente ha indicado que las extracciones de sangre no solo pueden ser potencialmente dolorosas para los recién nacidos, sino que en ellas se recopila información aleatoria, debido a que se realizan en tramos concretos (por la mañana y por la noche) y no de forma constante.

Para poder ofrecer datos detallados sobre el estado del bebé, este chupete bioelectrónico presenta un sistema que se incorpora a un chupete normal y va tomando muestras de la saliva del bebé a través de canales de microfluidos. De ese modo, siempre que el bebé tenga el chupete puesto, se va recopilando información a través de estos canales, por lo que el dispositivo no requiere ningún tipo de sistema de bombeo y funciona de manera autónoma. 

Además, estos canales microfluídicos integran una serie de sensores selectivos que miden las concentraciones de iones de sodio y potasio en la saliva de los bebés.

Una vez el dispositivo recopila toda esta información acerca de los pacientes, la transmite de forma inalámbrica a un dispositivo electrónico, a través de Bluetooth.

De este modo, el equipo médico que esté al cuidado del recién nacido podrá conocer en todo momento cuál es el estado de salud de los bebés hospitalizados, sin extracciones de sangre ni otros métodos invasivos.

Por el momento, el equipo de investigadores que ha desarrollado este dispositivo inteligente está trabajando en conseguir componentes más asequibles y que se puedan reciclar. Una vez los consiga, planea desarrollar un prototipo más grande del chupete bioelectrónico para probarlo en otros pacientes de mayor edad.

Fuente: Europa Press

EL TIPO DE DIETA PUEDE AUMENTAR UNOS GASES POTENCIALMENTE DAÑINOS EN EL INTESTINO

Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Minnesota (Estados Unidos) han analizado la producción de sulfuro de hidrógeno colónico, un gas tóxico en el organismo que huele a huevo podrido, en personas en respuesta a intervenciones dietéticas basadas en animales y plantas. 

“Aunque el papel del sulfuro de hidrógeno ha sido durante mucho tiempo un tema de gran interés en la patogénesis de múltiples enfermedades importantes, como la colitis ulcerosa, el cáncer de colon y la obesidad, las investigaciones anteriores no han sido capaces de vincular los datos dietéticos, la caracterización del microbioma y la producción real de sulfuro de hidrógeno. Esto es lo que hemos hecho aquí”, explica el doctor Alexander Khoruts, uno de los responsables del estudio, que se ha publicado en la revista científica ‘Clinical Nutrition’. 

A partir de una cohorte humana, el estudio apoya la hipótesis general de que el sulfuro de hidrógeno producido por la microbiota intestinal aumenta con una dieta basada en animales. Sin embargo, los resultados también sugirieron la existencia de enterotipos del microbioma intestinal que responden de forma diferencial e incluso paradójica a diferentes aportes dietéticos. 

El estudio descubrió que, en la mayoría de los participantes, una dieta basada en plantas dio lugar a una menor producción de sulfuro de hidrógeno en comparación con una dieta basada en animales (es decir, occidental).

Como se esperaba, una dieta basada en plantas contenía más fibra, mientras que una dieta basada en animales contenía más proteínas. En algunos individuos, las dietas basadas en plantas no redujeron la producción de sulfuro de hidrógeno e incluso la aumentaron. Los resultados preliminares sugieren la existencia de diferentes composiciones de la microbiota intestinal (enterotipos) que se correlacionan con una respuesta diferencial a la dieta en términos de producción de sulfuro de hidrógeno. 

“El estudio concuerda con la idea general de que la ingesta regular de alimentos que contienen fibra es beneficiosa para la salud intestinal. Los futuros análisis del microbioma intestinal podrían ayudar a individualizar las intervenciones nutricionales”, apunta otro de los responsables de la investigación, Levi Teigen.

Fuente: Infosalus

ATROFIA TESTICULAR CAUSADA POR EL COVID-19

El coronavirus SARS-CoV-2, responsable del Covid-19, puede causar daño testicular agudo, atrofia testicular asimétrica crónica y cambios hormonales en hámsteres a pesar de una neumonía leve. Esto lo han observado investigadores del Departamento de Microbiología de la Universidad de Hong Kong.

Según han recogido algunos estudios, pacientes que han tenido Covid-19 han informado de dolor testicular y las autopsias de hombres que fallecieron a causa de la enfermedad mostraron orquitis con mucho daño en las células testiculares. Sin embargo, los investigadores no han encontrado presencia de SARS-CoV-2 de manera constante en las muestras de semen.

Los profesionales sanitarios tienen en cuenta que los hombres convalecientes de esta enfermedad pueden presentar el posible hipogonadismo o bajo deseo sexual y la subfertilidad. Según el estudio publicado en Journal Clinical Infectious Diseases, la vacunación contra el Covid-19 puede prevenir esta complicación.

Los investigadores analizaron los cambios testiculares y hormonales de los hámsteres infectados por el virus administrado por vía intranasal o testicular directa usando el virus de la gripe en el grupo de control.

Descubrieron que se producía el desarrollo de neumonía. Además, bastaba con una inoculación intranasal con SARS-CoV-2 para causar una disminución aguda en el número de espermatozoides y la testosterona sérica a partir de los cuatro a siete días.

Estos hámsteres desarrollaron atrofia testicular con tamaño y peso testicular reducidos. Se pudo observar una notable disminución en el nivel de hormonas sexuales séricas entre los 42 a 120 días después de la infección. La inflamación testicular aguda, hemorragia y necrosis de los túbulos seminíferos y alteración de la espermatogénesis fueron algunos de los síntomas más evidentes observados.

En algunos casos, la inflamación, degeneración y necrosis del tejido testicular persistió hasta 120 días después de la infección. La provocación intranasal con variantes ómicron y delta inducía cambios testiculares similares.

El control de estos animales inoculados con el virus de la gripe A administrado por vía intranasal o intratesticular no mostró infección ni daño testicular.

Fuentes: La Sexta, ABC

TODOS LOS ANIMALES DESARROLLARON LA CAPACIDAD DE GALOPAR DE LOS PECES

Todo ello fue hace 472 millones de años. Para todos los cuadrúpedos, desde los caballos a los leones o las jirafas, el galope es una forma clave de desplazarse, una pieza fundamental de su repertorio de movimientos mientras están en marcha. El galope es, en efecto, una forma eficaz de cubrir grandes distancias, o de poner tierra por medio cuando las cosas se ponen feas y los depredadores acechan.

¿Pero cuándo surgió exactamente? ¿Cuándo y cómo desarrollaron los animales la capacidad de galopar? Según la idea más extendida el galope, junto a otras formas de desplazarse como el salto, se desarrolló justo después de que los mamíferos aparecieran en la Tierra, hace unos 210 millones de años. Pero según explican Eric McElroy y Michael Granatosky en un estudio recién publicado en 'Journal of Experimental Biology', la realidad es bien distinta, y el galope pudo desarrollarse mucho antes, hace ya la friolera de 475 millones de años. Es decir, más de 250 millones de años antes de lo que se pensaba. Por lo que no es algo exclusivo de los mamíferos.

Marchas asimétricas: Para los investigadores, el galope es solo un tipo concreto de movimiento que forma parte de una serie de maniobras conocidas como 'marchas asimétricas', en las que el ritmo de las pisadas se distribuye de forma desigual. Entre esas maniobras, además, se incluyen también los saltos (como los de los conejos), las 'muletas' de los anfibios cuando se arrastran fuera del agua con sus aletas, y las 'bateas', que es lo que hacen los peces cuando se empujan con sus aletas pélvicas en los fondos marinos y fluviales.

En su estudio, McElroy y Grantosky explican que, además de los mamíferos, hay muchos otros animales que pueden galopar, como los cocodrilos, o saltar, como lo hacen algunas tortugas. Algo que les hizo preguntarse si los animales podrían haber desarrollado la capacidad de coordinar sus extremidades de forma independiente mucho antes de lo que se pensaba. Y lo que hallaron fue que, efectivamente, los animales 'aprendieron' a llevar a cabo marchas asimétricas hace aproximadamente 472 millones de años, mucho antes de que la vida abandonara los mares para conquistar la tierra firme.

Un árbol genealógico a medida: Para llegar a esta conclusión, los investigadores revisaron la literatura científica disponible y elaboraron un árbol genealógico a medida, que incluía mamíferos, marsupiales, monotremas, reptiles, ranas, sapos y peces de los que se sabe que en la actualidad son capaces de hacer algún tipo de marcha asimétrica. «En total -explica McElroy- recopilamos datos de 308 especies».

Los dos científicos asignaron un valor de '0' a las especies que solo usaban caminatas, trotes y carreras en tiempos regulares, y una puntuación de '1' a las que mostraban signos de algún otro movimiento asimétrico Luego, McElroy y Grantosky hicieron una serie de simulaciones para averiguar las probabilidades de que los modos de andar asimétricos aparecieran antes o después en el árbol evolutivo.

«Nos llevó meses resolver todos los problemas del análisis -prosigue el investigador- pero descubrimos que lo más probable es que hace unos 472 millones de años, los primeros ancestros de casi todos los animales modernos, incluidos los peces, ya fueran capaces de moverse con algún tipo de prototipo de marcha asimétrica». 

Una auténtica sorpresa, además, fue descubrir que algunas criaturas actuales, como lagartijas, salamandras, sapos e incluso elefantes, han perdido la capacidad de saltar y galopar, y ello a pesar de tener antepasados en su árbol genealógico que sí que fueron capaces de llevar a cabo esos movimientos.

Por lo tanto, la capacidad de saltar y galopar no es exclusiva de los mamíferos. Casi todos los animales que están vivos hoy en día tienen antepasados que eran capaces de moverse asimétricamente, aunque algunos la perdieron en algún punto de su línea evolutiva. Puede que perdieran los nervios necesarios para coordinar estas maniobras o que se volvieran demasiado grandes, o demasiado lentos, para llevarlas a cabo. En todo caso, todos hemos heredado la capacidad de coordinar movimientos asimétricos de algún antiguo pez que se impulsaba a sí mismo en el fondo del mar con sus aletas mucho antes de que cualquier especie pusiera un pie, o aleta, en tierra.

Fuente: ABC

DESCUBREN UN FÓSIL CON CUERNOS DE LA TORTUGA GIGANTE MÁS GRANDE QUE HA EXISTIDO

En el lugar donde ahora hallamos uno de los desiertos más áridos del planeta solía encontrarse, hace entre 5 y 14 millones de años, un ecosistema completamente diferente. Una región húmeda y pantanosa, repleta de ríos y lagos, donde habitaba la tortuga con el caparazón más grande que ha existido en nuestro planeta.

Descrita por primera vez a mediados de la década de 1970, la biología y las características de esta colosal especie del Mioceno, que se extendía a lo largo de todo el norte de América del Sur, siguen siendo grandes desconocidas debido a los escasos fósiles encontrados hasta el momento.

Ahora, un grupo de paleobiólogos ha descubierto los restos de un caparazón con cuernos de más de tres metros en el desierto de Venezuela, lo que indica que este pariente lejano de las tortugas actuales pesaba más de 1.100 kilogramos. Esta cifra se traduce en “casi cien veces el tamaño de su pariente vivo más cercano, la tortuga del río Amazonas Peltocephalus dumerilianus, y el doble que la de la tortuga más grande existente, la baula marina Dermochelys coriácea”, según el estudio.

Stupendemys geographicus ha sido bautizada en honor al calificativo de “estupenda” y a la financiación de la National Geographic Society a la investigación y el descubrimiento de estos fósiles. Su estudio ha sido publicado en la revista científica Sciences Advances.

"El caparazón de algunos individuos de Stupendemys alcanzó casi tres metros, lo que lo convirtió en una de las tortugas más grandes, si no la más grande que jamás haya existido", afirma en un comunicado Marcelo Sánchez, director del Instituto y Museo Paleontológico de la Universidad de Zúrich y jefe del estudio. Además de los investigadores de la Universidad de Zúrich, también han participado en el estudio paleontólogos de Colombia, Venezuela y Brasil, que en conjunto han reportado especímenes excepcionales de esta tortuga gigante.

“Desde la extinción de los dinosaurios no aviarios, los neotrópicos del norte han albergado vertebrados ahora extintos de gran tamaño”, afirma el estudio. “Entre ellos, se encuentran la serpiente más grande, el caimán, el gavial y algunos de los roedores más grandes”.

¿Qué indican los cuernos de su caparazón?

"Los dos tipos de caparazones indican que existieron dos sexos de Stupendemys: los machos con caparazones con cuernos y las hembras con caparazones sin cuernos". Según explica el experto, este nuevo fósil es la primera prueba de dimorfismo sexual en forma de caparazones con cuernos en este gran grupo de tortugas.

En muchas de las áreas estudiadas, los fósiles de Stupendemys coinciden con Purussaurus, la especie de caimanes más grandes. Debido a las marcas de mordedura y los huesos perforados en los caparazones fósiles de Stupendemys, los investigadores sugieren que probablemente fue un depredador de la tortuga gigant por su tamaño y tipo de alimentación.

"Según estudios de la anatomía de las tortugas, ahora sabemos que algunas tortugas vivas de la región amazónica son los parientes vivos más cercanos", dice Sánchez. “Además, los nuevos descubrimientos y la investigación de fósiles existentes de Brasil, Colombia y Venezuela indican una distribución geográfica mucho más amplia de Stupendemys de lo que se suponía anteriormente”. Los nuevos especímenes descubiertos aumentan por tanto en gran medida el conocimiento sobre la biología y la evolución de esta especie icónica.

Fuente: National Grographic

NUEVO VÍNCULO ENTRE LA MICROBIOMA INTESTINAL Y LOS GRUPOS SANGUÍNEOS

Una sustancia común del microbioma intestinal humano tiene una preferencia específica por los antígenos del grupo sanguíneo A y ha sido descubierta por investigadores del Quadram Institute. El estudio ha sido publicado en la revista ‘PLOS Biology’ y podría tener una aplicación potencial para el diagnóstico o la terapéutica.

La existencia del antígeno del grupo sanguíneo A en el moco es distinta en diferentes partes del intestino, y de esta manera se puede asegurar que estos microbios colonicen las partes correctas del sistema digestivo para aumentar sus beneficios para nuestra salud.

Muchas personas están familiarizadas con los tipos de sangre, que están determinados por la presencia o ausencia de moléculas, conocidas como antígenos A y B, en la superficie de los glóbulos rojos.

Antígenos del grupo sanguíneo en el epitelio intestinal: Uno de los lugares donde están localizados los antígenos de los grupos sanguíneos es en el moco que recubre el revestimiento del sistema digestivo. Esta sustancia espesa y pegajosa facilita un entorno para que viva el microbioma intestinal (así como azúcares para la nutrición). Estos microbios son vitales para la salud y la prevención de enfermedades e infecciones, y el cuerpo produce moco que actúa como una barrera protectora.

Además, se ha estudiado cómo la capa de moco del cuerpo incrementa el equilibrio óptimo de microbios para colonizar y florecer. El moco está compuesto de proteínas llamadas mucinas, que son cadenas largas cubiertas de azúcares. Estas proteínas están "cubiertas" con moléculas diferentes que impiden que las bacterias entren a los azúcares, a menos que tengan enzimas específicas para romper la capa.

Microbioma intestinal: Su trabajo se ha centrado en la bacteria Ruminococcus gnavus (destacado del microbioma intestinal). Se encuentran entre las primeras bacterias en colonizar el intestino de los bebés, aunque también se sitúan en el 90% de los adultos. Esta bacteria se ha asociado positiva o negativamente con una variedad de enfermedades y afecciones humanas, desde la enfermedad inflamatoria intestinal (EII) hasta los trastornos neurológicos. Los mecanismos de ‘R. gnavuslas’ cepas se adaptan al entorno intestinal. Los investigadores señalan que cepas de Ruminococcus gnavus pueden producir las enzimas que se utilizan para descomponer las capas de mucina fabricadas a partir del antígeno del grupo sanguíneo A. La actividad es muy específica del antígeno del grupo sanguíneo A. Otro análisis confirmó que no podía actuar sobre otros antígenos de grupos sanguíneos.

El equipo trabajó con compañeros de Diamond Light Source y expertos en RMN de la UEA con el fin de comprender la base de la especificidad de la enzima para los antígenos del grupo sanguíneo A. Querían revelar las interacciones estructurales de la enzima con el grupo sanguíneo A y mostrar cómo su forma encaja perfectamente con la del antígeno, que es muy importante para su actividad. Por otra parte, pudieron identificar las partes de la enzima responsables de su actividad, proporcionando información con detalle sobre su funcionamiento.

En el análisis genómico se mostró que el gen de esta enzima forma parte de un grupo de genes que permiten a las bacterias usar mucinas como fuente de energía, con la enzima antígeno del grupo sanguíneo A como fundamental para desbloquear este potencial.

El hallazgo de cepas de bacterias en el microbioma intestinal que poseen esta especificidad para digerir mucinas con antígenos del grupo sanguíneo A añade otra capa a nuestra comprensión de cómo se establecen los microbiomas.

Fuentes: Infosalus, Aula de la farmacia

HALLAN DOS NUEVAS ESPECIES INVASORAS DE GUSANOS CABEZA DE MARTILLO

El descubrimiento de la existencia de dos nuevas especies de gusanos cabeza de martillo, que pertenecen a una de las familias de pequeños animales depredadores con gran potencial invasor, ha sido posible gracias a investigadores de Francia, Italia y Reino Unido. En España existen ejemplares de una docena de especies invasoras de gusanos de cabeza de martillo. Una de las consecuencias de la globalización es la propagación inadvertida de especies animales y vegetales invasoras. A través del comercio de las plantas, los platelmintos terrestres han invadido el mundo entero. Hay muchas especies ahora que están muy extendidas, como Obama nungara, Platydemus manokwari y Bipalium kewense.

Mediante un artículo en la revista PeerJ, el equipo internacional dirigido por el profesor Jan-Lou Justine de ISYEB ha dado a conocer el descubrimiento de dos nuevas especies de esta familia de gusanos terrestres. 

Los platelmintos terrestres se definen como depredadores de los animales del suelo, incluyendo las lombrices de tierra, las babosas y los caracoles. Amenazan a la biodiversidad y ecología del suelo cuando se introducen en un nuevo entorno.

Los platelmintos cabeza de martillo son miembros especializados de esta familia que tienen una cabeza ensanchada. Los científicos han descubierto nuevas especies de estos, a partir de especímenes obtenidos de los países ya invadidos. Las dos nuevas especies se encuentran en los EE. UU., Bipalium pennsylvanicum y Bipalium adventitium, que tienen su origen en Asia, pero no fueron reportadas de ningún país asiático.

Existe un problema de las especies exóticas y su potencial para convertirse en invasoras (amenazan la biodiversidad). Dentro de los platelmintos cabeza de martillo, podemos encontrar algunos gigantes entre los platelmintos terrestres, con una especie que alcanza un metro de longitud. Por el contrario, las nuevas especies descubiertas son pequeñas.

La primera especie nueva se llamó Humbertium covidum referido al trabajo que se realizó en los bloqueos causados por la pandemia global y como homenaje a las víctimas de COVID-19. Encontrado en dos jardines en los Pirineos Atlánticos (Francia) y en Véneto (Italia). Tiene un tamaño pequeño (30 mm) y es uniforme negro metálico, que es un color inusual en los platelmintos cabeza de martillo. Consumen caracoles ya que esto ha sido investigado a través de análisis genéticos de su contenido intestinal. Por lo tanto, el origen de esta especie es asiático y potencialmente invasora.

La segunda especie nueva se denominó Diversibipalium mayottensis y se encontró en Mayotte. La especie es pequeña (30 mm) y es una iridiscencia azul verdosa sobre un fondo marrón. Se ha confirmado que esta especie es un grupo hermano de todos los demás gusanos planos cabeza de martillo y gracias a ello se puede comprender mejor la evolución de estos gusanos. Esto se supo mediante análisis genéticos, incluidos mitogenomas. Su origen podría ser Madagascar, desde se ha traído a Mayotte sin darse cuenta por personas en algún momento del pasado.

Los métodos de estudio que utilizaron los investigadores fueron los mitogenomas o genomas mitocondriales. Estos tienen alrededor de 15.000 pares de bases que ofrecen una gran cantidad significativa, sobre todo de sus genes. Anteriormente, los investigadores habían estudiado los mitogenomas completos de cinco especies de platelmintos martillo.
Los mitogenomas completos y otras secuencias como las del ARN ribosómico de subunidades pequeñas y grandes, permitieron al equipo de investigación realizar el primer estudio molecular de las relaciones dentro de los platelmintos cabeza de martillo (subfamilia Bipaliine).

Fuentes: Europa Press, La Vanguardia, Prensa Latina

NUEVO BIOCHIP PARA EL DESARROLLO DE PIEL HUMANA IN VITRO

La simplificación del proceso de fabricación de piel in vitro y de otros tejidos complejos de múltiples capas se debe al diseño de un biochip que unos investigadores han elaborado. Se podría reducir el coste de ensayos preclínico al emplear la piel humana modelada con este dispositivo para poner a prueba medicamentos y cosméticos. Todo ello ha sido realizado por un equipo de la Universidad Politécnica de Madrid y de la Universidad Carlos III de Madrid, en España.

El biochip utilizado, ya se había empleado con éxito por investigadores de la UPM para albergar neuronas de invertebrados, demostrando su uso para acoger diferentes tipos de células y tejidos. El estudio fue publicado en la revista Biotechnology Journal. Gracias a investigadores de la UPM y de la UC3M se ha podido demostrar en modelos de piel tridimensional. 

En un principio, este chip se usó en vinilo biocompatible y micromecanizado. Los dispositivos microfluídicos se efectuaron mediante fotolitografía: una técnica compleja y de coste elevado. Por otra parte, la tecnología empleada por los investigadores de estas universidades es muy prometedora, barata, accesible y versátil, incluso modifica diseños a un coste cero.

Este dispositivo permite cultivar piel in vitro en su interior. Tiene dos canales divididos superpuestos separados por una membrana porosa. Por el canal inferior se simula el flujo sanguíneo y por el canal superior se genera la piel nutrida del medio de cultivo que fluye por el canal inferior mediante la membrana. Las bombas de jeringa de gran presión permiten controlar todos los fluidos. El procedimiento se realiza en una sala de cultivo celular y ambiente estéril. Los biochips se incuban en una atmósfera controlada de humedad, con el 5 por ciento de CO₂ y 37º de temperatura. Esto fue explicado por científicos del Departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial de la UC3M.

Las técnicas desarrolladas se han verificado en una prueba que ha consistido en la generación de una piel tridimensional con sus dos capas principales. La dermis se ha realizado a base de un hidrogel de fibrina proveniente de plasma humano, mientras que la epidermis se ha conseguido con una monocapa de queratinocitos que se siembran sobre el gel de fibrina. Un nuevo método creado ha permitido controlar la altura de la dermis basada en el flujo paralelo, una técnica que consiste en un proceso de deposición in situ de los compartimentos dérmico y epidérmico.

Se puede llevar a cabo este estudio sobre cualquier otro tipo de tejido que tenga la misma estructura que la piel. Además, existe la posibilidad de modelar en tejidos de una sola monocapa de células, como en los "órganos de un chip". Generar estas células resulta similar a funciones de órganos vivos a escala microscópica y con ello, podremos desarrollar nuevos fármacos y de menos coste.

El objetivo futuro es conseguir una piel madura: una epidermis diferenciada, con todas sus capas. Otro reto se basa en el estudio de la integración de biosensores que monitoricen en tiempo real el estado de la piel, pudiendo probar este modelo como método de testeo.

Fuentes: SINC, NCYT

¿CUÁL ES LA CAUSA DE LA PROGRESIÓN DEL ALZHÉIMER?

La enfermedad de Alzhéimer afecta inicialmente y simultáneamente a diferentes regiones del cerebro, y al contrario de lo que se pensaba, no comienza desde una única área desde la que se inicia una reacción en cadena. Lo ha visto un equipo internacional, dirigido por la Universidad de Cambridge.

Estos hallazgos podrían tener importantes implicaciones para el desarrollo de posibles tratamientos, han sido publicados en la revista Science Advances, y abren nuevas formas de comprender el progreso de esta enfermedad y otras patologías neurodegenerativas, y nuevas formas de desarrollar tratamientos futuros. Durante muchos años, los procesos dentro del cerebro que dan lugar a la enfermedad de Alzheimer se han descrito utilizando términos como «cascada» y «reacción en cadena». Es una enfermedad difícil de estudiar, ya que se desarrolla durante décadas, y solo se puede dar un diagnóstico definitivo hasta después de examinar muestras de tejido cerebral después de la muerte.

Con anterioridad, los estudios se basaban en su mayoría en modelos animales y concluían que la enfermedad de Alzheimer se propagaba rápidamente, ya que los grupos de proteínas tóxicas colonizaban diferentes partes del cerebro.

Se pensaba que el alzhéimer se desarrollaba de una manera similar a muchos cánceres: los agregados se forman en una región y luego se diseminan por el cerebro.
En cambio, hemos descubierto que cuando comienza la enfermedad ya hay agregados, en múltiples regiones del cerebro, por lo que tratar de detener la propagación entre regiones hará poco para frenar la enfermedad.

«Es emocionante ver el progreso en este campo: hace quince años, nosotros y otros, determinamos los mecanismos moleculares básicos en los laboratorios; pero ahora podemos estudiar este proceso a nivel molecular en pacientes reales, lo cual es un paso importante para algún día desarrollar tratamientos», afirma el profesor Tuomas Knowles, también del Departamento de Química.

Los investigadores han descubierto que la replicación de los agregados de Tau es lenta, demorándose hasta cinco años.

Las neuronas son increíblemente efectivas para detener la formación de agregados, aunque necesitamos encontrar formas de mejorar aún más si queremos encontrar un tratamiento efectivo.

El descubrimiento clave es que el detener la replicación de agregados en lugar de su propagación, será más efectivo en las etapas de la enfermedad que estudiamos.

Fuente: ABC

NUEVO MECANISMO QUE REGULA LA AUTOFAGIA CELULAR

El control de la autofagia —proceso por el cual la célula degrada y recicla sus propios componentes para adecuarse a fluctuaciones en la disponibilidad de nutrientes— es esencial para el correcto funcionamiento de las células y tejidos. Este proceso se encuentra alterado en patologías relevantes, como trastornos metabólicos, cáncer y enfermedades cardiovasculares o neurodegenerativas. Además, se sabe que una autofagia desregulada está muy ligada al envejecimiento fisiológico.

Ahora, en un trabajo publicado en Nature Communications, investigadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO), centro mixto de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM)/CSIC, y del CIBER de Enfermedades Cardiovasculares (CIBERCV) han desvelado un nuevo mecanismo por el que las células regulan la autofagia, y en el que participa una subunidad de proteínas G denominada Gαq.

De acuerdo con los autores, un mejor conocimiento de los mecanismos de control de autofagia por este nuevo mecanismo vía Gαq puede contribuir a entender dichas situaciones patológicas, así como a impulsar el diseño de estrategias terapéuticas (Gαq: Regulador central de la autofagia).
La proteína Gαq, en presencia de distintos tipos de nutrientes, forma parte y promueve la formación de complejos activos de mTORC1, colaborando así al mantenimiento de los niveles basales reducidos de autofagia.

Las células que carecen de Gαq muestran una mayor autofagia tanto basal como ante diferentes tipos de estrés nutricional, y un estado de activación de mTORC1 disminuido. Además, tras la recuperación de nutrientes, esas células deficientes en Gαq son incapaces de reactivar de nuevo mTORC1 y, por lo tanto, de inactivar la autofagia existente.

De este modo, explican los autores, Gαq surge como un regulador central de la maquinaria de autofagia necesaria para mantener la homeostasis celular.

Sofía Cabezudo, coautora del trabajo, destaca que “Gαq, previamente descrita como parte de la maquinaria de señalización de receptores en la membrana plasmática, está presente también en el interior de la célula en compartimentos autofágicos y lisosomas, formando parte del complejo multimolecular mTORC1, y contribuyendo a su ensamblaje y activación a través de su interacción, dependiente de nutrientes, con una proteína denominada p62”.

Por su parte, la también coautora María Sanz, señala que “es de particular relevancia que Gαq utiliza para esta interacción con p62/mTORC1 un nuevo dominio funcional de unión a efectores, lo que abre nuevas perspectivas funcionales para Gαq”.

Fuentes: Diario Salud

PISTAS SOBRE EL CEREBRO GRACIAS A LAS ESPONJAS ACUÁTICAS

El cerebro es un órgano fundamental del sistema nervioso. Sin embargo, aún se desconocen muchos aspectos sobre su origen evolutivo. Se sabe que los primeros cerebros animales aparecieron hace cientos de millones de años y que sólo las especies animales más primitivas, como las esponjas acuáticas, carecen de él.

Ahora, un estudio publicado en Science afirma que, paradójicamente, las esponjas pueden ayudar a desvelar el misterio de cómo evolucionaron las neuronas y los cerebros.

Las neuronas del cerebro se comunican mediante conexiones entre células (sinapsis) que son el núcleo de la función cerebral y están reguladas por una serie de genes. Las esponjas no tienen estas sinapsis, pero su genoma sigue codificando muchos de los genes sinápticos. Pero, si no tienen cerebro ¿cuál es la función de estos genes?

 
Para estudiar el papel de estos genes sinápticos en las esponjas, el laboratorio de Arendt empleó tecnologías de microfluidos y tecnologías genómicas en la esponja de agua dulce Spongilla lacustris, unas técnicas que permitieron a los científicos capturar células individuales de varias esponjas dentro de gotitas de microfluidos y luego perfilar la actividad genética de cada célula.

 
El estudio detalla que las esponjas utilizan sus cámaras digestivas para filtrar el alimento del agua e interactuar con los microbios del entorno.

 

Los científicos captaron instantáneas tridimensionales de células que se arrastran por la cámara digestiva para eliminar las bacterias invasoras y envían largos brazos que envuelven el aparato de alimentación de determinadas células digestivas. Este comportamiento crea una interfaz para la comunicación célula-célula dirigida, como también ocurre a través de las sinapsis entre las células neuronales en nuestro cerebro.

Los resultados apuntan a que las células que regulan la alimentación y controlan el entorno microbiano son posibles precursoras evolutivas de los primeros cerebros animales.

Fuentes: Telemundo, El Periódico, NCYT

FORMACIÓN DE ALETAS DE LOS PECES SIMILAR A DEDOS HUMANOS

Una nueva investigación ha explorado el misterio sobre la formación de las aletas de los peces se debe a mecanismos genéticos similares a los que regulan la formación de los dedos humanos.

Para el estudio se han realizado experimentos en modelos animales como el pez medaka y el ratón.
Los resultados de la investigación, actuada por científicos del CSIC en España, han revelado que los mecanismos que usan las células de las aletas de los peces y las de los dedos de mamíferos para dividirse son muy similares, a pesar de que estas estructuras son muy diferentes.

Entre otros cambios, los peces desarrollaron pulmones que les permitían extraer el oxígeno del aire y sus aletas, adaptadas a la natación, se transformaron en patas robustas que les permitieron caminar en el medio terrestre. Esta estructura de extremidad es la misma que podemos observar en el esqueleto humano. Pero, ¿de dónde vienen estos huesos, que no están presentes en los peces?

En concreto, el número de dedos que se forman está bajo el control de la vía Shh-Gli3. Si disminuye la actividad de esta, se forman menos de cinco dedos y si la vía está más activa, se forman más. De hecho, el gen Gli3 es responsable de restringir el número de dedos a cinco, y mutaciones en humanos o en ratón que inactivan este gen dan lugar a manos y pies con entre 6 y 9 dedos, lo que se conoce como polidactilia.

El estudio, cuyos primeros firmantes son Joaquín Letelier y Silvia Naranjo, ha sido resultado de una colaboración entre los grupos liderados por José Luis Gómez-Skarmeta, Juan Ramón Martínez-Morales y Javier López-Ríos, investigadores del CABD, Instituto mixto del CSIC, la Universidad Pablo de Olavide (UPO) y la Junta de Andalucía, y que recientemente ha renovado su acreditación como Unidad de Excelencia María de Maeztu.

 
Estos investigadores se plantearon: ¿Qué ocurre si inactivamos el gen Gli3 en peces, que no tienen dedos? Para responder a esta pregunta, López-Ríos explica: “Recurrimos a la tecnología CRISPR/Cas9 para eliminar la función del gen Gli3 en pez medaka, un pez de origen japonés y separado evolutivamente de los tetrápodos por más de 400 millones de años de evolución. Sorprendentemente, los peces que carecen de la actividad Gli3 desarrollan alelas mucho más grandes, con muchos más huesos, lo que recuerda a la polidactilia que aparece en ratones y humanos cuando Gli3 no funciona correctamente”.

Mediante métodos moleculares y genéticos, se concluye que las aletas de los peces y nuestros dedos se forman mediante mecanismos parecidos, pero no idénticos, y que nuevos genes se fueron incorporando a estas redes de regulación que controlan el desarrollo de la extremidad para dar lugar al esqueleto de nuestros brazos y piernas como los conocemos en la actualidad.

Estos estudios revelan que la función primigenia de la vía Shh-Gli3 era controlar el tamaño de las aletas, y que esta función se ha mantenido en las aletas de los peces y los dedos de los tetrápodos, lo que indica que, al contrario de lo que se pensaba, existe una relación ancestral muy profunda entre estas estructuras.

Fuente: El País, NCYT

MITOCONDRIAS DE NEURONAS CONTROLAN LA MEMORIA

Una investigación coordinada por los científicos de la U713 CIBERER muestra la actividad mitocondrial como principal señalización en memoria y aprendizaje. Además, este trabajo permitirá el estudio de nuevas aproximaciones terapéuticas para enfermedades con problemas cognitivos que tengan un componente mitocondrial. Mediante el estudio, publicado en 'PLos Biology' y liderado por José Manuel Cuezva en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (UAM-CSIC), han demostrado, utilizando modelos de ratón, que la inhibición de una parte de ATP sintasa de las mitocondrias neuronales por IF1 es capaz de promover la producción de las especies reactivas de oxígeno (ROS) necesarias para estimular la transmisión sináptica y consolidar la memoria.

Las mitocondrias producen la mayor parte de la energía en forma de ATP y son conocidas como "las centrales energéticas". En los últimos años, se han descubierto otras funciones de las mitocondrias claves para el organismo, como es el caso de "orgánulos de señalización". El control de la proliferación o muerte de la célula, la respuesta inmune y la adaptación a situaciones de estrés son otras funciones.

Todas estas funciones nombradas se pueden llevar a cabo gracias a determinadas "señales" de las mitocondrias para comunicarse con el resto de la célula y/o tejidos. Teniendo como objetivo la elaboración de respuestas coordinadas que permitan afrontar con éxito la adaptación a situaciones fisiológicas cambiantes.

IF1 es una proteína que inhibe la actividad de la ATP sintasa (principal enzima mitocondrial que produce ATP). Las células con mayor contenido de la proteína IF1 son las neuronas del cerebro humano y del ratón. Pau Esparza, primer firmante del artículo, afirma que durante muchos años se ha pensado que IF1 solo es capaz de inhibir la actividad hidrolítica de la ATP sintasa en situaciones patológicas. Sin embargo, han demostrado que IF1 posee una gran importancia como regulador de la actividad de la ATP sintasa en condiciones fisiológicas y como regulador clave de la actividad mitocondrial y de la señalización por ROS. Junto a otros científicos del CBMSO, el Institut de Recerca Sant Joan de Déu de Barcelona y la Universidad de Cambridge, el equipo se valió de un abordaje multidisciplinar para identificar los procesos celulares que están controlados por IF1.

Por lo tanto, los autores del estudio han afirmado y demostrado que IF1 es clave para la transmisión sináptica y el aprendizaje, debido a que su silenciamiento afecta a la memoria, mientras que la memoria y la transmisión sináptica aumentan con la sobre expresión de IF1. Los autores muestran que la dosis de esta, en neuronas, controla la producción de las especies reactivas del oxígeno y que las ROS regulan la memoria, al activar vías de señalización implicadas en la función sináptica.

Con el uso de herramientas genéticas han comprobado que el ATP/IF1 sintasa es fundamental para el control de la función mitocondrial, actividad sináptica y memoria. El trabajo sienta las bases para analizar como ha afectado todo ello en las funciones cerebrales complejas, así como el aprendizaje.

Fuentes: Infosalus, NCYT, UAM

COCINANDO UN NUEVO MENÚ REVOLUCIONARIO CON PROTEÍNAS

Los nuevas proteínas que intentan introducirse en nuestra alimentación humana, aunque se encuentran con serias barreras para dar el salto; son los insectos.

Este hecho, es posible gracias a los beneficios que aportan: requieren 100 veces menos de tierras para producir la misma cantidad de proteína animal, consumen menos agua y para su producción no se requiere de antibióticos.
Debido al aumento de la población humana es necesaria la búsqueda de alternativas proteicas al generar una demanda masiva de proteína animal para la población. 

En España existen empresas dedicadas a producir y procesar insectos (80% del reino animal) para la alimentación de animales de granja. La FAO estudia una mayor investigación sobre los inversores que apuestan por este sector (se encuentran en fase de expansión). «Los lípidos y proteínas de insectos, tienen una alta digestibilidad», explica Jordi Calbet, consejero delegado de Iberinsect. Nutricionalmente es un producto que nos ofrece macronutrientes y micronutrientes de gran valor.

Según la FAO, en 2050 aumentará un 70% la necesidad de alimentos y un 5% lo haremos con tierras agrícolas disminuyendo recursos de agua. Una solución podrían ser los insectos, ya que Europa tiene un déficit de proteínas y estos insectos otorgarían más sostenibilidad a acuicultura, animales de compañía...
Los insectos seguros para el consumo incluye: grillo doméstico, gusano de harina, langosta migratoria, langosta de desierto, escarabajo de estiércol, abeja europea y saltamontes.

En los continentes asiático, africano y parte de América y Oceanía es popular el consumo de insectos (entomofagia). En Europa ocurre lo contrario. Algunos insectos presentan todos los aminoácidos esenciales, y a su vez, son ricos en ácidos grasos, monoinsaturados y poliinsaturados que contribuyen en el desarrollo infantil y la prevención del deterioro cognitivo en personas mayores.

Tebrio (compañía pionera y líder en la cría industrial del insecto tenebrio molitor) tiene en sus planes construir una planta en Salamanca para alimentación animal creando 200 empleos (inversión de 50 millones de euros). Casillas explica que del gusano extraemos proteína, aceite, fertilizante orgánico. La quitina y el quitosano la extraemos del caparazón de los insectos y se utiliza para envases y cosmética, por ejemplo.

Otro ejemplo para introducir los insectos en la cadena agroalimentaria global, es la empresa llamada Insekt Label Biotech. Empezaron con la cría y comercialización de especies para el mercado de mascotas y posteriormente para el mundo animal. Desde hace año y medio, la empresa está enfocada a la búsqueda de soluciones para alimentación humana. Crían los insectos y los transforman ya sea por deshidratación o elaborando harina.

La Universidad Católica de Murcia (UCAM) trata de fomentar la innovación empresarial, generar y divulgar conocimiento científico y crear programas formativo transformando residuos orgánicos biodegradables en compuestos que presenten interés para sectores como la agricultura, la ganadería... 

José María Cayuela, vicedecano del Grado en Nutrición Humana y Dietética de la UCAM explica que los insectos son una fuente alternativa proteica sostenible para alimentación. Pueden sustituir fuentes de proteína como la de soja y reducir la harina de pescado en la alimentación de los animales. Se espera que sume entre en el 10-15% de la dieta de los animales,

Fuentes: ABC, The Conversation