EL CRECIMIENTO DE LOS ÁRBOLES NO ESTÁ LIMITADO POR LA FOTOSÍNTESIS

Investigadores de la Universidad de Utah, Estados Unidos, han dirigido un estudio, publicado en Science del que han descubierto que el crecimiento de los árboles no parece estar limitado en general por la fotosíntesis, sino por el crecimiento celular. Esto sugiere que es preciso replantearse la forma de prever el crecimiento de los bosques en un clima cambiante, los bosques del futuro podrían no ser capaces de absorber tanto carbono de la atmósfera como se pensaba.

"El crecimiento de un árbol es como un carro y un caballo que avanzan por la carretera" explica William Anderegg, principal investigador del estudio y profesor asociado de la Facultad de Ciencias Biológicas. "Pero básicamente no sabemos si la fotosíntesis es el caballo más a menudo o si es la expansión y división celular."

El proceso de obtención de alimento de los árboles no es tan básico como el que aprendemos de pequeños en el colegio, porque para convertir el carbono obtenido por la fotosíntesis en madera es necesario que las células de la madera se expandan y dividan.

La fuente de carbono de los árboles es su obtención de la atmósfera a través de la fotosíntesis. Luego gasta ese carbono para construir nuevas células de madera, el sumidero de carbono del árbol. Si el crecimiento de los árboles está limitado por esta fuente, entonces solo está limitado por la cantidad de fotosíntesis que el árbol puede realizar y el crecimiento de los árboles sería relativamente fácil de predecir en un modelo matemático. Por tanto, el aumento del dióxido de carbono en la atmósfera debería aliviar esa limitación y permitir que los árboles crezcan más.

Pero si sucede lo contrario, el crecimiento de los árboles está limitado por el sumidero, el árbol solamente puede crecer tan rápido como sus células puedan dividirse. Hay muchos factores que pueden afectar a la fotosíntesis y a la tasa de crecimiento directamente, como la temperatura y la disponibilidad de agua o nutrientes. Por tanto, si los árboles están limitados por el sumidero, la simulación de su crecimiento debe incluir la respuesta del sumidero a estos factores.

Los investigadores del estudio pusieron esto a prueba comparando las tasa de origen y de sumidero de los árboles en lugares de Norteamérica, Europa, Japón y Australia. Fue relativamente fácil medir las tasa de sumidero de carbono y los investigadores solo recogieron muestras de árboles que contenían registros de crecimiento.

Más tarde, analizaron los datos recogidos en busca de pruebas de que el crecimiento de los árboles y la fotosíntesis fueran procesos vinculados, y no los encontraron. No se producía un aumento o una disminución paralelos del crecimiento de los árboles. 

"Se esperaba un fuerte acoplamiento entra la fotosíntesis y el crecimiento de los árboles en el caso de que el crecimiento esté limitado por la fuente" subraya Antonie Cabon, investigador postdoctoral de la Facultad de Ciencias Biológicas. "El hecho de que observemos mayoritariamente un desacoplamiento es nuestro principal argumento para concluir que el crecimiento de los árboles no está limitado por la fuente".

Además, sorprendentemente, el desacoplamiento se observó en entornos de todo el mundo. Cabon, añade que esperaba verlo en algunos lugares, pero no ver un patrón tan generalizado.

Fuentes: La Jornada, Heraldo de Aragón

LA FOTOSÍNTESIS NO LIMITA EL CRECIMIENTO DE LOS ÁRBOLES

Un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Utah (Estados Unidos), ha descubierto que el crecimiento de los árboles no parece estar limitado en general por la fotosíntesis, sino por el crecimiento celular. Esto sugiere que es preciso replantearse la forma de prever el crecimiento de los bosques en un clima cambiante, y que los bosques del futuro podrían no ser capaces de absorber tanto carbono de la atmósfera como se pensaba. 

En el colegio se enseña que los árboles producen su propio alimento mediante la fotosíntesis, tomando la luz del sol, el dióxido de carbono y el agua y convirtiéndolos en hojas y madera. Pero, este proceso no es tan básico porque para convertir el carbono obtenido por la fotosíntesis en madera es necesario que las células de la madera se expandan y dividan. Los árboles obtienen el carbono de la atmósfera a través de la fotosíntesis. Esta es la fuente de carbono de los árboles. Posteriormente gastan ese carbono para construir nuevas células de madera, el sumidero del árbol.

Si el crecimiento del árbol está limitado por la fuente, entonces solo está limitado por la cantidad de fotosíntesis que el árbol puede realizar, y por lo tanto el crecimento de los árboles sería fácil de predecir en un modelo matemático. Por tanto, el aumento del dióxido de carbono en teoría en la atmósfera debería de aliviar esa tensión y permitir que los árboles crezcan más.

Pero, si por el contrario el crecimiento de los árboles está limitado por el sumidero, entonces el árbol solo puede crecer tan rápido como sus células puedan dividirse. Hay muchos factores que pueden afectar directamente a la fotosíntesis y a la tasa de crecimiento celular, como la temperatura y la disponibilidad de agua o nutrientes. Por tanto, si los árboles están limitados por el sumidero, la simulación de su crecimiento debe incluir la respuesta del sumidero a estos factores.

Los investigadores pusieron a prueba esta cuestión comparando las tasas de origen y de sumidero de los árboles en lugares de Norteamérica, Europa, Japón y Australia. Medir las tasas de sumidero de carbono fue relativamente fácil y los investigadores sólo recogieron muestras de árboles que contenían registros de crecimiento. Medir las fuentes de carbono es más difícil, pero posible.

Los investigadores analizaron los datos recogidos en busca de pruebas de que el crecimiento de los árboles y la fotosíntesis fueran procesos vinculados, pero no lo encontraron. Cuando la fotosíntesis aumentaba o disminuía, no se producía un aumento o una disminución paralela del crecimiento de los árboles. Se esperaría un fuerte acoplamiento entre la fotosíntesis y el crecimiento de los árboles en el caso de que el crecimiento de los árboles estuviese limitado por la fuente, pero el hecho de observar mayoritariamente un desacoplamiento es el principal argumento para concluir que el crecimiento de los árboles no está limitado por la fuente.

La fuerza de acoplamiento o desacoplamiento entre dos procesos puede situarse en un espectro, por lo que los investigadores se interesaron por las condiciones que conducían a un desacoplamiento más fuerte o más débil. Por ejemplo, una mayor diversidad en un bosque aumenta el acoplamiento, mientras que por otro lado, las copas densas y cubiertas de hojas lo disminuyen.

La principal conclusión es que los modelos de vegetación podrían tener que actualizarse, ya que prácticamente todos estos modelos asumen que el crecimiento de los árboles está limitado por la fuente. Los modelos de vegetación actuales predicen que los bosques prosperarán con un mayor dióxido de carbono atmosférico. Esto tiene implicaciones adicionales puesto que los bosques absorben y almacenan actualmente alrededor de una cuarta parte de nuestras emisiones actuales de dióxido de carbono. Si el crecimiento de los árboles se ralentiza, también lo hará su capacidad de absorber carbono y de frenar el cambio climático. 

Fuentes: Heraldo, EuropaPress, DiarioDigitalRD

ALIMENTAN UN MICROPROCESADOR MEDIANTE FOTOSÍNTESIS

Científicos han hecho uso de una especie muy extendida de algas verde-azules con el objetivo de alimentar un microprocesador continuamente durante un año, usando solamente la luz ambiental y el agua. Este sistema tiene un potencial fiable y renovable para alimentar pequeños dispositivos.

Este nuevo sistema tiene un tamaño comparable al de una pila AA, está formado por un tipo de alga no tóxica llamada Synechocystis la cual es capaz de recoger de forma natural energía solar mediante la fotosíntesis. La corriente eléctrica que genera este sistema interactúa con un electrodo de aluminio y se usa para alimentar el microprocesador.

Este microprocesador podría fabricarse fácilmente cientos de miles de veces para alimentar un gran número de pequeños dispositivos como parte del internet de las cosas, ya que el sistema está fabricado con materiales comunes, baratos y en gran medida reciclables. Según los científicos investigadores, este sistema es más útil en situaciones fuera de la red o en lugares remotos, donde una pequeña cantidad de energía puede llegar a ser muy beneficiosa.

"La creciente Internet de los objetos necesita cada vez más energía, y creemos que ésta tendrá que provenir de sistemas que puedan generar energía, en lugar de simplemente almacenarla como las baterías", afirma el profesor Christopher Howe, del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, coautor principal del artículo.

Y añadió: "Nuestro dispositivo fotosintético no se agota como lo hace una pila porque utiliza continuamente la luz como fuente de energía".

En el experimento de prueba, el dispositivo se utilizó para alimentar un Arm Cortex M0+, un microprocesador muy utilizado en los dispositivos. Esta prueba funcionó en un entorno doméstico en condiciones semi exteriores bajo la luz natural y las fluctuaciones de temperatura asociadas, y tras seis meses de producción continua de energía los resultados se presentaron para su publicación.

"Nos impresionó la constancia con la que el sistema funcionó durante un largo periodo de tiempo; pensábamos que se detendría al cabo de unas semanas, pero siguió funcionando", afirma el Dr. Paolo Bombelli, del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, primer autor del artículo.

El alga crea su propio alimento al realizar la fotosíntesis, por lo que no necesita alimentarse. Y aunque la fotosíntesis requiere de luz, el dispositivo puede seguir produciendo energía incluso durante períodos de oscuridad. Los científicos piensan que esto es debido a que las algas procesan parte de su alimento cuando no hay luz, y esto sigue generando una corriente eléctrica.

Según los investigadores sería poco práctico alimentar trillones de dispositivos con baterías de iones de litio, ya que se necesitaría tres veces más litio del que se produce anualmente en todo el mundo. Los materiales peligrosos que se usan para fabricar dispositivos fotovoltaicos tradicionales tienen grandes efectos medioambientales adversos.

El experimento se trata de una colaboración entre la Universidad de Cambridge y Arm, empresa líder en el diseño de microprocesadores. Arm Research desarrolló el chip de prueba Arm Cortex M0+ ultraeficiente, construyó la placa y creó la interfaz de recogida de datos en la nube presentada en los experimentos.

Fuentes: química, chem Europe

 

 

ARABIDOPSIS THALIANA: LA PRIMERA PLANTA EN SUELO LUNAR

Los astronautas de la NASA se trajeron, entre rocas y arena (regolito), 382 kilogramos de Luna entre los años 1969 y 1972 durante las misiones Apolo. Este material ha sido estudiado y usado para cultivar en él esta planta, la Arabidopsis thaliana, originaria de África y Eurasia. Está relacionada con las hojas de mostaza y otras verduras crucíferas como el brócoli, la coliflor y las coles de Bruselas.

Cincuenta años después, tres de esas muestras se han utilizado para cultivar plantas con éxito. Por primera vez, los investigadores han hecho crecer esta planta resistente y bien estudiada en regolito lunar, pobre en nutrientes (con lo cual algo peor y con más dificultad).

Los científicos eligieron la Arabidopsis thaliana porque es a las plantas lo que las cobayas y ratones de laboratorio son entre los animales, aparte de que esta planta fue el primer vegetal del que se secuenció su genoma.

Entre unas 48 y 60 horas la mayoría de las plantas germinaron después de sembrar las semillas, emergiendo al poco unas pequeñas hojas de entre la tierra lunar. Es algo que no esperaban, reconocieron los científicos. Esto les sirvió para descubrir que los suelos lunares no interfieren en las hormonas y señales que intervienen en la germinación de las plantas.

Pero al sexto día se dieron cuenta de que algo no iba bien. Al podar las plantas para concentrar su estudio en un solo tallo, comprobaron que las podas tenían las raíces atrofiadas, más gordas, retorcidas y cortas que las plantas que habían plantado en tierras terrestres. Y eso pese a que las regaron con agua con los mismos nutrientes.

El desarrollo de la parte aérea de las plantas a partir del octavo día era más irregular y lento, con menos hojas y más pequeñas, y les salieron manchas rojizas. Todos estos síntomas indicaban que estaban sufriendo un estrés que no pasaron las muestras cultivadas en suelo terrestre.

Para determinar de dónde venía ese estrés, los investigadores estudiaron su transcriptona, las moléculas de ARN presentes en las células vegetales. La lectura del transcriptoma fue tan precisa que permitió diferenciar también entre las plantas cultivadas con suelo lunar, pero traído por las distintas misiones, la Apolo 11, la 12 y la 17. Las sembradas en suelo traído por la Apolo 17 presentaban un aspecto general mejor. Por dentro, a nivel genético, se confirmó la diferencia: había menor diferenciación del transcriptoma en las del Apolo 17 que, en las primeras, que se posaron en zonas más viejas o maduras expuestas al viento solar y la radiación cósmica, mientras que esta última trajo el material más protegido y menos maduro.

Fuentes: El País, Urbano Puebla

PLANTAS PARÁSITAS QUE ROBAN GENES

Las plantas parásitas son plantas que viven sobre otras y que utilizan sus raíces para extraer la savia de su huésped. Sin embargo, no solo roban savia, algunas también pueden robar genes.

Un estudio basado en rastrear el origen de cada gen del genoma de 17 especies de plantas reveló que 13 de cada 17 especies tenían genes con historia evolutiva distinta.

La causa de este suceso es la transferencia de genes horizontal, es decir, el movimiento de material genético de un organismo al genoma de otra especie. Este tipo de transferencia de genes es común entre microbios y bacterias para obtener resistencia a los antibióticos. Se considera que ha sido un factor de gran importancia en el proceso evolutivo.

Este robo se lleva a cabo mediante unas raíces modificadas llamadas haustorios que penetran en los tejidos de la planta huésped hasta que conecta con su sistema vascular. Gracias al estrecho contacto que se produce entre las células de ambas plantas. De esta manera es como se da la transferencia de genes.

"No vemos muchos ejemplos de transferencia horizontal de genes en organismos complejos como las

plantas, y cuando lo vemos, el material genético transferido generalmente no se usa. En este estudio presentamos el caso más dramático conocido transferencia horizontal de genes funcionales jamás encontrado en organismos complejos"

Aunque muchos de los genes transferidos no lleguen a resultar útiles para la planta parásita, algunos de ellos si son funcionales y contribuyen a una buena salud de la planta.

También se investiga si la transferencia es de una sola vía, o en cambio, la planta huésped también puede obtener material genético.

"Las plantas parasitarias viven muy íntimamente en relación con su huésped, extrayendo nutrientes, pero también obtienen material genético en el proceso, y a veces incorporan ese material en su genoma. Estudios previos se centraron en genes únicos transferidos. Aquí, usamos conjuntos de datos a escala genómica sobre la expresión de genes para determinar si la gran cantidad de material genético que proviene de la transferencia horizontal de genes se está utilizando"

Fuentes: ChileBio, The Conversation, Agro-Bio

LAS PLANTAS CARNÍVORAS Y LOS CAMPOS MAGNÉTICOS

Algunas plantas carnívoras son capaces de generar sus propios campos magnéticos al alimentarse, las famosas Venus Atrapamoscas, científicamente conocidas como Dionaea muscipula, no solo son carnívoras, sino que también tienen impulsos eléctricos naturales en sus tejidos. En general, esto no es raro en seres vivos como los animales o los propios humanos. No obstante, en plantas estas ocurrencias siguen siendo una noticia llamativa.

A estas alturas, la ciencia ya nos ha permitido conocer cómo actúan las Venus Atrapamoscas y qué trucos utilizan para alimentarse. Pero, ahora, con la nueva información tenemos acceso a una perspectiva del proceso que antes ni nos imaginábamos. Gracias a esto, sabemos que, luego de que la planta haya atraído a la presa hasta sus fauces, al momento de atraparla a su alrededor se genera un pequeño campo magnético como respuesta al movimiento de la Venus.

Para poder detectar esto, Fabricant, la líder del estudio, y sus colegas trabajaron con sensores de vidrio denominados “magnetómetros atómicos”. Estos son unos de los más novedosos equipos existentes para la medición de campos magnéticos. En la actualidad, fue exactamente gracias a su precisión y adaptabilidad que estos dispositivos colaboraron con la detección de las leves señales magnéticas en las plantas carnívoras.

¿Y para qué sirve esto? Para poner en perspectiva la potencia de los campos magnéticos de las plantas carnívoras, podemos compararlo con aquel que rodea a la Tierra. Este es más de un millón de veces más fuerte que el que rodea a las Venus Atrapamoscas. Con esto en mente, podemos entender que ambos, a pesar de ser campos magnéticos, definitivamente no cumplen las mismas funciones. De hecho, con una intensidad tan baja, las señales magnéticas de las plantas carnívoras no sirven como medios de defensa.

Por este motivo, Fabricant y sus colegas consideran que la generación de estos campos nos es un medio para un fin, sino la consecuencia de un proceso. En pocas palabras, como explicación, plantean que las señales solo se liberan cuando la planta se mueve para atacar a su presa y atraparla entre sus hojas. Para esto, pequeños impulsos eléctricos la instan a movilizarse. Y, justamente, de ellos proviene la energía necesaria para la generación de un leve campo magnético.

Hasta la fecha, al menos otras dos especies de plantas también han mostrado señales de poseer biomagnetismo –la generación de corrientes eléctricas y campos magnéticos en organismos vivos como animales, humanos y también plantas–. Pero esto no evita que el descubrimiento marque una situación altamente particular en el mundo de la flora.

Ahora, la siguiente meta de los investigadores es medir otras plantas para poder detectar más campos magnéticos como los de las carnívoras. Incluso, esperan poder aprovechar los avances de la tecnología para detectar y medir hasta señales más débiles que las de este último descubrimiento, de hacerlo, se estaría abriendo camino a todo un nuevo campo de investigación biomagnética en el mundo de las plantas. Un área que, hasta ahora, se ha mantenido casi completamente inexplorada.

Detrás del estudio que ha revelado esta información estuvieron los investigadores alemanes Anne Fabricant, Geoffrey Z. Iwata, Sönke Scherzer, Lykourgos Bougas, Katharina Rolfs, Anna Jodko-Władzińska, Jens Voigt, Rainer Hedrich y Dmitry Budker. En enero, los resultados de su investigación se publicaron en la revista en línea Scientific Reports.

Fuentes: La Verdad, Tekcrispy

JARDINERÍA EXTRATARRESTE, CULTIVAN PLANTAS EN SUELO LUNAR

Los científicos acaban de demostrar que es posible sembrar vida en la Luna, pero va a ser todo un reto para los botánicos, Tres científicos de la Universidad de Florida han logrado cultivar plantas en varias muestras de suelo lunar recogidas hace más de 50 años por las misiones Apolo. 

La NASA anunció hace unos años su programa Artemisa. Su misión es llegar a la Luna a mediados de esta década y montar una base permanente ya para finales. Entre las muchas cosas que necesitarán los nuevos selenitas está la comida. Además de la que les llegue desde la Tierra, planean cultivar sus propias verduras allí. 

Ya hay miles de propuestas para plantar vegetales en suelo lunar. Este nuevo interés fue la ocasión para un grupo de investigadores de la Universidad de Florida. Llevaban años queriendo sembrar en el regolito que la NASA tiene en sus laboratorios para estudiar la interacción entre material extraterrestre y la biología terrestre. Por fin, hace unos meses recibieron 12 gramos de tierra de la Luna. No les llegaba para un latifundio, pero se las apañaron para plantar varios ejemplares de Arabidopsis thaliana, una pequeña planta de florecillas blancas. La A. thaliana fue el primer vegetal del que se secuenció su genoma y, para los científicos, es a las plantas lo que los ratones de laboratorio son entre los animales.

Así, en la NASA han desarrollado una impresora 3D que funcionará con polvo lunar y en China están dando avances en producir oxígeno y combustible a partir del suelo lunar para un soporte vital extraterrestre. El objetivo en todos los casos es mejorar la autonomía de los astronautas in situ durante las misiones para que no dependan tanto de la Tierra.

La investigación, publicada en la revista Nature, empleó muestras recogidas por el Apolo 11, 12 y 17, junto con un grupo control de suelo volcánico terrestre con una composición similar. Para favorecer el crecimiento emplearon una solución nutritiva a base de agua como fertilizante. Como era de esperar, la planta creció aún peor en el suelo de la Luna que en entre la hostil ceniza volcánica, pero igualmente logró germinar y crecer.

Casi todas las plantas germinaron entre 48 y 60 horas después de sembrar las semillas, emergiendo al poco unas pequeñas hojas de entre la tierra lunar. Es algo que no esperaban, reconocen los creadores de este pequeño jardín lunar. El problema, como dijo el Dr. Stephen Elardo, uno de los tres investigadores, a Futurism, es que en la Luna “todo está basado en rocas. Casi no hay carbono, ni agua, ni fósforo, ni nitrógeno… todo lo que necesita una planta”. Y tras esto vieron al sexto día que algo no iba bien. Tras podar las plantas para concentrar su estudio en un solo tallo (tampoco les sobraba la tierra), comprobaron que las podas tenían las raíces atrofiadas, más gordas, retorcidas y cortas que los ejemplares que habían plantado en tierras terrestres, las plantas de control.

De momento, se está analizando el suelo lunar para identificar mejor sus deficiencias y poder desarrollar abono extraterrestre, pero ya se ha demostrado que es una vía de investigación fértil y posible.

“Ya no necesitamos llevar toda la tierra con nosotros”, dice Elardo. “Podemos usar el suelo lunar que ya está allí, agregarle algunas enmiendas y, con suerte, estar en condiciones de cultivar”.

Fuentes: Esquire, El País

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

HALLADO EL PRIMER RETRATO COMPLETO SOBRE EL MICROBIOMA ORAL

La diversidad del microbioma oral cambia de manera significativa con la edad, según los resultados de un nuevo estudio publicado hoy en la revista científica Biofilms and Microbiomes, desarrollado por el equipo científico de ‘Saca la Lengua’ del Centro de Regulación Genómica (CRG), dirigido por el Dr. Toni Gabaldón, con el apoyo de la Fundación ”la Caixa”. 

El estudio de 1.648 personas, de entre 7 y 85 años de edad, repartidas por todo el territorio español, revela la existencia de una tendencia parabólica que resulta en tres etapas distintas en la composición de microorganismos residentes en la boca.

Según los autores del estudio, los adolescentes tienen un microbioma oral muy biodiverso y que varía mucho entre personas, lo que quizás esté relacionado con cambios hormonales y de hábitos durante esta fase. Las personas de mediana edad tienen una biodiversidad más baja y además una composición más homogénea entre personas, representando una etapa de alta estabilidad. A partir de los 60 años, la biodiversidad y las diferencias entre personas aumentan de nuevo y de manera muy considerable.

Los autores del estudio se percataron de que la alta diversidad del microbioma oral en personas de edad avanzada era la causa del establecimiento de especies oportunistas raras, casi todas vinculadas a enfermedades orales como la periodontitis. Los autores postulan que la diferencia entre la edad media y avanzada puede deberse a diferencias en el sistema inmune, que al debilitarse con la edad hace que la cavidad bucal sea más susceptible a la colonización de especies oportunistas que serían normalmente rechazadas.

Con el objetivo de entender las características ambientales y/o de estilo de vida que influyen en el microbioma oral, los participantes del estudio rellenaron un cuestionario que examina 80 aspectos diferentes sobre el estilo de vida, la dieta, la higiene y la salud.

Los factores asociados a cambios importantes en el microbioma oral están vinculados a enfermedades crónicas como la fibrosis quística o en síndromes como el síndrome de Down, seguidos por los de estilo de vida como fumar. Cada uno de estos factores cambió el microbioma de una manera particular, resultando en una señal específica. También influyeron, aunque en menor medida, la celiaquía, la hipertensión o el uso de antibióticos.

El impacto de las relaciones sociales y familiares también influye sobre la composición del microbioma oral. Miembros de la misma familia – por ejemplo, padres e hijos, o dos hermanos o hermanas – tienen un microbioma más parecido que entre dos personas de diferentes familias. La asociación existe incluso entre los miembros de la misma clase escolar, un hallazgo que hace que los autores postulen que compartir el mismo entorno, aunque sea unas horas al día, puede afectar significativamente al microbioma oral.

Los resultados, que son el primer estudio de los cambios de la diversidad del microbioma oral con la edad, podrían acelerar el desarrollo de técnicas que usen la saliva para informar sobre el estado de salud de las personas.

«La salud bucal está conectada con todo el cuerpo humano. Por esta razón, la saliva contiene mucha información útil que puede proporcionar información complementaria a otras analíticas como las de sangre. Los resultados de ‘Saca la Lengua’ proporcionan un diccionario que ayuda a interpretar el lenguaje del microbioma oral de tal manera que, puede que un día, la muestra de saliva sea tan rutinaria como los análisis de sangre u orina» afirma el Profesor de Investigación ICREA Toni Gabaldón, responsable científico del proyecto ‘Saca la Lengua’, y actualmente jefe de grupo en el Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) y el Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS).

El estudio ha descubierto que las personas con enfermedades crónicas como la fibrosis quística o en síndromes como el síndrome de Down tienen un microbioma oral diferente y característico. Las diferencias encontradas tienen relación con problemas específicos en estas personas. Por ejemplo, una mayor presencia de especies asociadas a periodontitis en personas con síndrome de Down, y una mayor presencia de patógenos oportunistas de las vías respiratorias en personas con fibrosis quística. Un mayor conocimiento del microbioma oral en estas personas allana el camino para tratamientos específicos que reduzcan estos riesgos, y que podrían consistir en pre- o probióticos específicamente diseñados con este fin.

‘Saca la Lengua’ es un proyecto de ciencia ciudadana impulsado por el Centro de Regulación Genómica y la Fundación ”la Caixa” que tenía como objetivo descubrir la variedad de microorganismos que viven en nuestra boca. La primera edición del proyecto fue lanzada en 2015 con el objetivo de determinar la relación del microbioma oral con las características ambientales y/o de estilo de vida entre adolescentes.

Tras el éxito del primer proyecto, en 2017 se lanzó la segunda edición de ‘Saca la Lengua’ con el objetivo de ampliar el primer retrato del microbioma oral con datos de otros grupos de edad o de pacientes de ciertas enfermedades como la celiaquía, la fibrosis quística, o en síndromes como el síndrome de Down.

El equipo científico de ‘Saca la Lengua’ visitó más de 30 centros educativos y centros cívicos en varias ciudades del territorio español. El equipo habilitó una furgoneta con los equipos necesarios para el procesamiento inicial de las muestras de saliva, recorriendo más de 7.000 kilómetros entre Barcelona, las Islas Baleares, la Comunidad Valenciana, Murcia, Andalucía, Madrid, Galicia, País Vasco y Aragón.

«Este se planteó desde un principio como un proyecto participativo, en el que la ciudadanía podía contribuir no solo con una muestra de saliva, sino también con las preguntas que debíamos explorar y la priorización de los datos a analizar» afirma la Dra. Elisabetta Broglio, Coordinadora de Ciencia Ciudadana en el CRG. «Entre asociaciones de pacientes, bares, museos, escuelas, centros cívicos y aulas de la tercera edad, todos se volcaron para formar parte del estudio. Sin esta participación masiva hubiera sido imposible conseguir unos resultados con este nivel de resolución.»

Fuente: BioTech

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

NUEVO MÉTODO QUE DESCRIBE LA EVOLUCIÓN DE LA BACTERIA DE LA TUBERCULOSIS

Un grupo de investigación del Instituto de Biomedicina de Valencia (IBV), del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha realizado el estudio más completo hasta la fecha de la evolución del grupo de bacterias patógenas que causa la tuberculosis, la enfermedad infecciosa más mortal en el mundo hasta la aparición de la covid-19. Utilizando un nuevo método, el equipo científico comprobó que al menos la mitad de los 4.000 genes del complejo Mycobacterium tuberculosis (MTBC) presentan mutaciones como respuesta a cambios en la presión de selección que ejerce el hospedador durante la infección o a los antibióticos. Los resultados se publican en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

El complejo de Mycobacterium tuberculosis (MTBC) comprende un grupo de bacterias patógenas que provocan la enfermedad de la tuberculosis en humanos y otros mamíferos. Tiene alrededor de 4.000 genes, de los cuales se conoce la función de menos de la mitad. De las formas que afectan a los humanos hay nueve ‘familias’ principales que divergieron de un ancestro común y se diversificaron en diferentes regiones del mundo. Se calcula que una cuarta parte de la población mundial está infectada por el bacilo de la tuberculosis sin desarrollar la enfermedad, lo que se conoce como tuberculosis latente.

El grupo de investigación del IBV-CSIC liderado por Iñaki Comas y Álvaro Chiner ha desarrollado una metodología nueva que permite estudiar la evolución de la mayor parte de estos 4.000 genes en respuesta a distintas presiones de selección externas desde que el bacilo de la tuberculosis comenzó a infectar humanos y otros mamíferos. “Hemos visto que al menos la mitad de los genes del MTBC ha estado, en algún punto de su trayectoria evolutiva, bajo selección positiva. Esto significa que han acumulado mutaciones y cambios como mecanismo de adaptación”, explica Álvaro Chiner Oms, el autor principal de este trabajo.

En los estudios anteriores apenas se había documentado este fenómeno en un 10% del genoma. “Entre estos genes tenemos, por ejemplo, genes de los llamados ‘sistemas de dos componentes’, que regulan la interacción entre el patógeno y su hospedador”, recuerda Chiner. “También encontramos epítopos, regiones reconocidas por el sistema inmunitario del hospedador humano, bajo selección positiva en el pasado, pero muy conservados en las cepas actuales”, resume el investigador. Para llevar a cabo este estudio se analizaron 9.000 cepas del complejo MTBC obtenidas en distintas partes del mundo.
Identificar genes causantes de la resistencia a antibióticos.

Además, el equipo del IBV ha identificado genes del complejo MTBC que acumulan mutaciones procedentes de tratamientos con antibióticos de segunda línea, aquellos que se usan cuando el procedimiento prescrito en la literatura médica no funciona. “Esto nos permite identificar potenciales determinantes de resistencia a antibióticos en pacientes que tienen infecciones multirresistentes a antibióticos”, señala Iñaki Comas. De hecho, un trabajo de la Universidad de Harvard aún no revisado por pares corrobora el efecto de uno de los candidatos propuestos, tanto en la asociación a multirresistencias como a la probabilidad de fallo de los tratamientos.

La principal ventaja de esta metodología es que permite discriminar variaciones históricas sufridas por un patógeno e identificar los genes involucrados con gran precisión, lo que permitiría comprobar si algunos genes evolucionan en respuesta a condiciones concretas. Por ejemplo, la introducción de los antibióticos a partir de la segunda mitad del siglo XX provocó un cambio en la trayectoria evolutiva de los genes implicados en la resistencia a este tratamiento, cambio que ahora se puede medir. “Hasta ahora, las aproximaciones que utilizábamos no nos permitían discriminar el efecto de estas presiones de selección históricas”, asegura Chiner.

En 2020, 1,5 millones de personas murieron de tuberculosis, y casi 10 millones la contrajeron. Esta enfermedad, causada por la transmisión de la bacteria Mycobacterium tuberculosis (MTBC), es curable y prevenible, y su erradicación es uno de los Objetivos de Desarrollo Sostenible establecidos por Naciones Unidas para 2030. El IBV-CSIC desarrolla varios proyectos para estudiar la bacteria causante de esta enfermedad, entre ellos el proyecto europeo TB-Reconnect, una Consolidator Grant del European Research Council liderada por Iñaki Comas. Además, la tuberculosis es uno de los focos de la PTI Salud Global del CSIC junto con otros retos infecciosos de impacto global como la covid-19 o la resistencia a antibióticos.

Fuentes: CSIC

REVELAN LA ESTRUCTURA Y EL MECANISMO DE LA PROTEÍNA ALFA-2MACROGLOBULINA

Un trabajo conjunto del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB) y del Centro Nacional de Biotecnología (CNB), ambos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), detalla a nivel molecular el mecanismo que utiliza la molécula alfa2-macroglobulina humana (hA2M) para inhibir muchos tipos de endopeptidasas, unas enzimas que cortan otras proteínas y péptidos. Este peculiar mecanismo permite la inhibición de diferentes clases de endopeptidasas y los investigadores lo comparan de forma gráfica con una trampa de planta carnívora.

Los resultados, publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), son el resultado de nueve años de trabajo con técnicas avanzadas de criomicroscopía electrónica por parte de los equipos liderados por F. Xavier Gomis-Rüth, del IBMB-CSIC, y José R. Castón, del CNB-CSIC, en colaboración con la Unidad de Microscopía Electrónica del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) y la Universidad de Leeds (Inglaterra).

La hA2M es una proteína muy abundante en el plasma sanguíneo humano que actúa como inhibidor de endopeptidasas (moléculas que degradan proteínas en procesos como la digestión o la señalización celular) y tiene otras funciones relevantes, como la respuesta inmune innata, la homeostasis (el equilibrio interno del organismo) y la defensa frente a patógenos. Su mal funcionamiento está relacionado con enfermedades como el Alzheimer, diabetes, progresión y crecimiento de tumores y enfermedades inflamatorias o cardiovasculares. Sin embargo, a pesar de un meticuloso análisis bioquímico durante más de 75 años, su estructura molecular no se había caracterizado hasta ahora.

Normalmente, los inhibidores de endopeptidasas funcionan con mecanismos del tipo 'llave-y-cerradura’, receptores moleculares que reconocen y se ensamblan de forma muy específica, lo que hace que “un inhibidor solo actúe frente a una o unas pocas endopeptidasas muy concretas”. Tal y como explica Gomis-Rüth, del IBMB-CSIC, la peculiaridad de la hA2M es que “puede inhibir muchas clases de endopeptidasas de manera inespecífica”.

Castón, investigador del CNB-CSIC, destaca la peculiaridad de hA2M que “toma las proteínas que debe inactivar mediante un mecanismo de ‘trampa’, comparable al de las plantas carnívoras: cuando un insecto toca un ‘gatillo’ en el fondo de la planta abierta, se dispara un mecanismo de cierre que atrapa la presa.” De modo similar, cuando una endopeptidasa entra en la hA2M, se dispara “una reordenación ultrarrápida de su estructura de tetrámero, que da lugar a un tetrámero cerrado: una especie de jaula de la cual la endopeptidasa, como si fuera una presa, no puede escapar”.

Daniel Luque, científico del ISCIII concluye: “en este proceso también se exponen en la superficie segmentos de la molécula que están escondidos en la forma abierta, de forma que el complejo formado por hA2M y su diana puede ser reconocido por las células que se encargarán de eliminarlo de la circulación sanguínea”.

“Es así como la hA2M actúa como un cazador dentro del torrente sanguíneo en busca de peptidasas que hayan terminado sus funciones biológicas y deban eliminarse”, explican los investigadores.

Fuentes: BioTech

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

LA PRIMERA IMAGEN CAPTADA DEL AGUJERO NEGRO DEL CENTRO DE LA GALAXIA

Un equipo internacional de investigadores ha captado la primera imagen histórica de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo situado en el centro de la Vía Láctea. Este resultado constituye una evidencia abrumadora de que el objeto es realmente un agujero negro y aporta valiosas pistas sobre el funcionamiento de estos gigantes que, se cree, residen en el centro de la mayoría de las galaxias. La imagen ha sido obtenida por un equipo de investigación global, la Colaboración del Telescopio del Horizonte de Sucesos (del inglés Event Horizon Telescope, EHT), utilizando observaciones con una red mundial de radiotelescopios, que funciona como un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. Los resultados del equipo EHT se publican hoy jueves, 12 de mayo, en una edición especial de The Astrophysical Journal Letters.

La imagen representa una visión largamente esperada del enorme objeto que se encuentra en el centro de nuestra galaxia. Investigaciones anteriores habían detectado estrellas girando alrededor de un objeto invisible, compacto y muy masivo en el centro de la Vía Láctea, lo que sugería que este objeto –conocido como Sagitario A* (nombrado Sagitario A estrella o Sgr A*)– es un agujero negro. La imagen que se difunde hoy proporciona la primera evidencia visual directa de ello. 

Aunque no podemos ver el agujero negro en sí, ya que se trata de un objeto totalmente oscuro, el gas brillante que lo rodea muestra una firma reveladora: una región central oscura (llamada sombra) rodeada por una estructura brillante en forma de anillo. Esta nueva visión capta la luz doblada por la poderosa gravedad del agujero negro, que tiene una masa de cuatro millones de veces la del Sol.

“Nos sorprendió lo bien que coincidía el tamaño del anillo con las predicciones de la Teoría de la relatividad general de Einstein", señala el científico principal del proyecto EHT Geoffrey Bower, del Instituto de Astronomía y Astrofísica, Academia Sínica (Taipei). "Estas observaciones sin precedentes han mejorado enormemente nuestra comprensión de lo que sucede en el centro de nuestra galaxia y ofrecen nuevos conocimientos sobre cómo los agujeros negros gigantes interactúan con su entorno”.

Debido a que el agujero negro se halla a unos veintisiete mil años luz de la Tierra, desde nuestra perspectiva su tamaño en el cielo es, aproximadamente, el de una rosquilla en la Luna. Para obtener la imagen, el equipo empleó el poderoso Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT), que unió ocho radiotelescopios distribuidos a lo largo de todo el planeta para formar un solo telescopio virtual del tamaño de la Tierra.

El EHT observó Sgr A* varias noches recopilando datos durante numerosas horas seguidas, de forma similar al uso de un tiempo de exposición prolongado en una cámara fotográfica. Entre los radiotelescopios que forman el EHT, la antena IRAM de treinta metros situada en Sierra Nevada (Granada) ha jugado un papel esencial en las observaciones que han permitido obtener la primera imagen del agujero negro en SgrA*.

Este nuevo hito continúa la senda de la colaboración EHT, que en 2019 difundía la primera imagen de un agujero negro, M87*, situada en el centro de la galaxia más lejana: Messier 87.

Los dos agujeros negros se ven notablemente similares, a pesar de que el agujero negro de nuestra galaxia es más de mil veces más pequeño y menos masivo que M87*. "Tenemos dos tipos completamente diferentes de galaxias y dos masas de agujeros negros muy diferentes, pero cerca del borde de estos agujeros negros se ven increíblemente similares –apunta Sera Markoff, copresidente del Consejo Científico del EHT y profesor de astrofísica teórica en la Universidad de Ámsterdam–. Esto nos dice que la Relatividad General gobierna estos objetos de cerca, y cualquier diferencia que veamos a mayor distancia se debe a diferencias en el material que rodea los agujeros negros".

Este resultado fue considerablemente más difícil que el de M87*, a pesar de que Sgr A* se halla mucho más cerca. El científico del EHT Chi-kwan Chan, del Observatorio Steward y del Departamento de Astronomía y del Instituto de Ciencia de Datos de la Universidad de Arizona (EE UU), explica: "El gas en las proximidades de los agujeros negros se mueve a la misma velocidad -casi tan rápido como la luz- alrededor de Sgr A* y de M87*. Pero, mientras que el gas tarda entre días y semanas en orbitar alrededor de M87*, más grande, en Sgr A*, mucho más pequeño, completa una órbita en cuestión de minutos. Esto significa que el brillo y el patrón del gas alrededor de Sgr A* cambiaban rápidamente mientras la Colaboración EHT lo observaba: era un poco como intentar tomar una foto clara de un cachorro que persigue rápidamente su cola".
Nuevas herramientas de observación

El equipo tuvo que desarrollar nuevas y sofisticadas herramientas que dieran cuenta del movimiento del gas alrededor de Sgr A*. Mientras que M87* era un objetivo más fácil y estable, en el que casi todas las imágenes se veían igual, ese no era el caso de Sgr A*. La imagen del agujero negro Sgr A* es un promedio de las diferentes imágenes que el equipo extrajo, revelando finalmente el gigante que reside en el centro de nuestra galaxia por primera vez.

El esfuerzo ha sido posible gracias al ingenio del equipo de más de 300 personas de 80 institutos de todo el mundo que forman la colaboración EHT. Además de desarrollar complejas herramientas para superar los retos que ha supuesto obtener la primera imagen de Sgr A*, el equipo trabajó rigurosamente durante cinco años, utilizando supercomputadoras para combinar y analizar sus datos, todo ello mientras compilaban una biblioteca sin precedentes de agujeros negros simulados para comparar con las observaciones.

“Estudios previos, galardonados con el Premio Nobel de Física en 2020, habían demostrado que en el centro de nuestra galaxia reside un objeto extremadamente compacto con una masa cuatro millones de veces mayor que nuestro Sol. Ahora, gracias al EHT, hemos podido obtener la primera confirmación visual de que este objeto es, casi con toda seguridad, un agujero negro con propiedades que concuerdan perfectamente con la Teoría de la Relatividad General de Einstein”, afirma José Luis Gómez, miembro del Consejo Científico del EHT y líder del grupo del EHT en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC). Las investigaciones con el EHT forman parte fundamental del proyecto estratégico Severo Ochoa del IAA-CSIC.

Fuente: CSIC

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

PLANTAS CON SUPERPODERES

Los últimos y vertiginosos avances en ingeniería genética y la aparición de una nueva disciplina, la nanobiónica vegetal, nos ponen ante un futuro a corto plazo con especies vegetales diseñadas en el laboratorio.

No solo para maximizar sus propiedades nutricionales o su adaptabilidad y resistencia a diferentes entornos y condiciones climáticas, también son capaces de desarrollar funciones y aplicaciones ajenas a su naturaleza.

En primer lugar, el caso de la cubierta protectora Plant Armor, recientemente desarrollada por investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte. Este recubrimiento textil se caracteriza por su estructura interna, una red tridimensional integrada por tres capas de tejido de punto, con la capa intermedia dispuesta perpendicularmente a las otras dos. Este intrincado diseño se convierte en un laberinto para los insectos, pero esto presenta un inconveniente, si es lo suficientemente pequeño para evitar que los insectos más diminutos la traspasen, impide también el paso de gotas de agua y aire. De esta manera, se plantea el dilema de dejar que el cultivo quede expuesto al ataque de las plagas o vea limitado el suministro de recursos básicos.

La bioluminiscencia es un proceso por el cual algunos organismos son capaces de producir luz a través de una reacción química en el interior de sus células. Consiste en la oxidación de un compuesto que dichos organismos producen, la luciferina.

El pasado mes de diciembre, investigadores de la Universidad de Washington daban a conocer su creación de unas plantas purificadoras se trata de una versión modificada genéticamente de la popular planta de interior photos (Epipremnum aureum), capaz de eliminar el cloroformo y el benceno (dos compuestos cancerígenos). Y el logro se ha alcanzado tras desarrollar una versión de gen artificial que codifica el Citocromo P4502E1, una proteína que se produce de forma natural en el hígado de los mamíferos y que permite la degradación de los citados compuestos.

El gen artificial fue introducido en el material genético de la planta para que estuviese presente en las células de las hojas. Y tras esto se declaró que los nuevos ejemplares reducían la concentración en el aire del benceno y el cloroformo en más un de 75%.

Un equipo internacional ha conseguido identificar los tres genes que permiten a esos organismos sintetizar la luciferina. Los investigadores han podido insertar estos genes, así como el gen que codifica la enzima luciferasa, en el material genético de organismos no luminosos para conseguir que lo fuesen con esto podría ser posible plantar árboles luminiscentes en las calles para que iluminen como las farolas.

La Aegilops sharonensis es una planta herbácea de la familia de las gramíneas con una increíble inmunidad, es capaz de sobrevivir a plagas, y al hongo "Roya negra" que acaba con las plantaciones de trigo. La clave está en un gen bautizado como "Sr62", que no está presente ni en las demás variedades de trigo ni en otros cereales, por tanto, mediante la implantación de este gen permitiría una mayor inmunidad de las plantaciones de cereales.

Un grupo de investigadores estadounidenses ha conseguido acelerar el crecimiento de las plantas a través de la ingeniería genética, han diseñado un método de fotosíntesis “mejorada” que aumenta la productividad de los cultivos. La fotosíntesis no es perfecta, porque a veces no diferencia entre las moléculas de CO₂ y H₂O con las de O2, 2 de cada 10 veces este proceso falla.

Una mejora de este proceso permitiría alimentar a 200 millones con lo perdido durante este.

La nanobiónica vegetal es una nueva y revolucionaria disciplina que se basa en la introducción de nanoestructuras en las plantas con el fin de dotarlas de capacidades y funciones extra. El grupo de ingeniería liderado por Michael Strano en el MIT, que en 2016 obtuvo espinacas que podían detectar la presencia de sustancias explosivas en su entorno. Los poros por los que las hojas transpiran o por las raíces, se enlazan con el polímero y provocan una fluorescencia que al ser detectada activa la alarma.

Fuentes: BBVA Openmind, I'm Novation,

FOTOSÍNTESIS EXTRATERRESTRE

El oxígeno que respiramos proviene de plantas y otros organismos fotosintéticos, como por ejemplo las cianobacterias. Lo fabrican mientras transforman el dióxido de carbono (CO₂) y la luz solar en energía química en forma de azúcares. Según un estudio publicado en la revista Joule, actualmente investigadores chinos han propuesto desarrollar un proceso de fotosíntesis similar en la Luna.

Después del análisis del suelo de la Luna traído por la nave espacial china Chang'e 5, los autores descubrieron que dicha muestra tenía algunos compuestos (como sustancias ricas en hierro y titanio) que podrían funcionar como catalizadores para la fabricación de oxígeno y combustible a partir de la radiación solar y el CO₂ exhalado por los futuros astronautas.

El equipo, dirigido por los científicos Yingfang Yao y Zhigang Zou de la Universidad de Nanjing, propone una estrategia de fotosíntesis extraterrestre que podría ser utilizada para favorecer la exploración humana en la Luna e incluso más allá.

Con la ayuda de la radiación solar, el sistema emplea el suelo lunar para electrolizar el agua, que se podría extraer de la propia Luna y deshidratando los gases que exhalen los astronautas, generando dos productos: oxígeno e hidrógeno.

El dióxido de carbono emitido por los futuros habitantes de la Luna también se podría reservar y combinar con ese hidrógeno mediante un proceso de hidrogenación catalizado por el suelo lunar. Así se generarían hidrocarburos como el metano, que se podría usar como combustible.

Esta estrategia solo usa la luz solar, no energía externa, para producir ciertos productos de interés (como agua, oxígeno y combustible) que, según los investigadores, podrían mantener la vida en una base lunar. El equipo está actualmente buscando una oportunidad para poder probar este sistema en el espacio, posiblemente con las futuras misiones lunares tripuladas de China.

Aunque la eficiencia catalítica del suelo lunar es más pequeña que la de los catalizadores disponibles en la Tierra, Yao anticipa que el equipo de investigadores está probando distintos enfoques para mejorar su diseño, como fundir el suelo lunar en un material nanoestructurado de alta entropía, que es un mejor catalizador.

Los autores recuerdan que se han sugerido muchas alternativas para la supervivencia extraterrestre, pero la mayoría necesitan alguna fuente de energía proveniente de la Tierra. Por ejemplo, el rover Perseverance de la NASA dispone de un instrumento que puede usar CO₂ de la atmósfera de Marte para fabricar oxígeno, pero tiene una batería nuclear que lo alimenta.

Según comenta Yao, puede que en un futuro no muy lejano veamos desarrollarse rápidamente la industria de los vuelos espaciales con tripulación. Al igual que en la "Edad de la Vela" en el siglo XVII, cuando cientos de barcos se lanzaron al mar, ahora entraríamos en una "Edad del Espacio".

Además, dice que si queremos que esta exploración se lleve a cabo a gran escala, tendremos que pensar alguna manera de dejar de depender del mayor número de suministros de la Tierra y pasar a utilizar los recursos extraterrestres en su lugar.

Fuentes: Agencia Sinc, The Objective

LA BABOSA FOTOSINTÉTICA

La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas absorben la energía del sol para transformar la materia inorgánica en materia orgánica rica en energía. Un desarrollo metabólico que siempre se ha relacionado en exclusiva con el ámbito de las plantas, hasta ahora.

Llamada científicamente Elysia chlorotica, la babosa esmeralda es conocida como uno de los animales más extraños del mundo. Un molusco gasterópodo marino que habita en el litoral Atlántico de América del Norte donde suele acechar cercana a las desembocaduras de los ríos. Su peculiar apariencia con forma de hoja junto a su intenso color verdoso acompañado de manchas blancas o rojas ha generado la curiosidad de miles de estudiosos que han querido saber más cosas acerca de este organismo.

La fisiología de su cuerpo es tan estrecha como una hoja. Tiene un torso que se ensancha en los laterales cuando la babosa se encuentra en estado de reposo. Es un ser vivo muy difícil de ver tanto por sus rasgos de camuflaje como por unas dimensiones que no pasan de los 45 mm de tamaño. Además, la babosa esmeralda tiene la capacidad de plegarse sobre si misma cuando se encuentra en alguna situación de peligro.

 La forma de este animal no pasa desapercibida pero lo que sin duda le distingue del resto es que puede fotosintetizar durante la mayor parte de su vida. Una habilidad que el organismo no posee de nacimiento pero que va adquiriendo al alimentarse de un alga xantofícea llamada Vaucheria Litorea. Una curiosa especie de la que extrae los cloroplastos para incorporarlos a su propio cuerpo.

Este alimento permite dotar a la babosa de una capacidad única de las plantas y todo un privilegio: fabricar su propia materia orgánica. Los cloroplastos son una toxina habitual para la mayor parte de los seres vivos, pero los rasgos evolutivos de la babosa esmeralda han permitido que esta misma sustancia pueda permitirles alimentarse del mismo sol. Un rasgo verdaderamente interesante que está siendo estudiado por los científicos con la finalidad de aprender más sobre este proceso.

Fuente: Ok Diario

LA EXTRAÑA REPRODUCCIÓN ASEXUAL DE DOS CÓNDORES

Los cóndores de California llevan años en peligro de extinción. Y el programa de cría en cautiverio de estas aves comenzó cuando estaban en un peligro tal que solo había 22 individuos en la naturaleza. Esto causa que se realicen estudios para determinar el parentesco de las crías. La sorpresa llegó cuando descubrieron que había dos polluelos que eran hijos cada uno de una hembra de cóndor, pero el extraño fenómeno es que no estaban relacionados genéticamente con ningún macho, lo que significa que, biológicamente, eran huérfanos de padre.

La conclusión a la que llegaron es que estos habían sido producidos por partenogénesis, una forma de reproducción asexual. Lo llamativo es que las madres de estas aves, que se encontraban en cautividad, convivían con machos y anteriormente se habían reproducido sexualmente. Por todo esto es el primer caso de partenogénesis en cóndores y el primero de cualquier especie aviar donde la hembra tuvo acceso a un macho.

La paternogénesis consiste en la segmentación del óvulo sin fecundar, esta solo ocurre en las hembras por la condición de los óvulos de totipotencia. Hay una duplicación del material genético de la hembra y es la que va a contribuir a producir el polluelo. La partenogénesis obligada y la facultativa son las dos principales. La partenogénesis obligada se da cuando el desarrollo de un nuevo individuo ocurre exclusivamente sin la contribución masculina. Se asocia con la hibridación entre un macho y una hembra de distintas especies y que en el resultado “se producen alteraciones que hace que, a partir de ese único apareamiento, la hembra se convierta en partenogenética y dé lugar a un clon. Con esto se establece una especie en la que a partir de ese momento ya no hay machos”. En este caso es facultativa, ya que son hembras que normalmente se reproducen sexualmente, pero que, por motivos que estos científicos desconocen, en esta ocasión ha sido asexual.

Ambas crías eran macho nacidas en años diferentes, muriendo prematuramente, ambas eran diferentes de los machos de su misma especie, eran más débiles y tenían problemas corporales como escoliosis en el caso de la segunda y una menor proporción en altura y peso. 

La paternogénesis es un proceso de reproducción asexual, que podría plantearse como una opción para ayudar las cifras de las poblaciones que están en peligro de extinción, pero es muy complejo porque es un proceso que ocurre de manera natural. También se plantea que puede ser un mecanismo para empezar nuevas poblaciones cuando migran a otras áreas.

Pero “Tampoco es completamente beneficioso para una población que todos los individuos sean producidos por partenogénesis porque hay una disminución de la variabilidad genética”. Son muchos los casos en los que las hembras partenogenéticas solo producen machos, por lo que dificultaría aún más la expansión de la especie, ya que solos no se pueden reproducir.

Fuentes: El País, Muy Interesante.