Gradientes de proteínas, los grandes arquitectos del plan corporal

Cuando entendemos un poco más el funcionamiento y coordinación que existen entre las células de los organismos complejos aparecen muchas preguntas. Podemos leer miles de artículos, donde se nos dicen que un gen X, al expresarse en una célula Y hace que esta célula se diferencie a una célula del tipo Z. En los libros de biología, de desarrollo, etc., podréis encontrar centenares de ejemplos como este, tantos como rutas de señalización. Pero, ¿Cómo sabe la célula Y que tiene que expresar el gen X? ¿Por qué ella sí lo hace y no las células que se encuentran unos cuantos centímetros más allá? Porque recordemos que todas las células del cuerpo (excepto las germinales maduras) son clones idénticos del cigoto, y por tanto su genoma es idéntico…

Bacterias contra el cáncer

El otro día buscando artículos para hacer un trabajo de la universidad me topé con este review que me pareció realmente interesante. En él se habla acerca de terapia contra el cáncer usando bacterias capaces de atacar tejidos tumorales.

La ciencia de la vida, la biología os desea Feliz Navidad

Muchos de vosotros habréis visto que hemos cambiado el estilo del blog….y es que ya se acerca Año Nuevo y al blog le viene bien refrescarse. Muchos habréis descubierto que andamos escasos de publicaciones, no os preocupéis que intentaremos publicar cosas interesantes más a menudo, pero con toda la carga que tenemos encima es difícil. Mientras para mucha gente la navidad es lo que veis en la siguiente imagen:

 

Arbolitos, polvorones, tiempo para pasear por las calles iluminadas, visitar algún que otro belén…para nosotros, los universitarios, la navidad se ha convertido en lo que podéis ver en la siguiente imagen:

 

Nos guste o no los exámenes de Enero los tenemos a la vuelta de la esquina. Por eso desde este blog queremos felicitar las navidades a todos nuestros lectores, especialmente a aquellos que están en la misma situación que nosotros. Intentaremos publicar siempre y cuando nuestros apuntes y libros nos permitan un respiro y la inspiración ronde nuestras neuronas. Nuestros mejores deseos y lo dicho:

 

FELIZ NAVIDAD Y PRÓSPERO AÑO NUEVO

La ciencia de la vida, la biología ahora en tu “Smartphone”

Hoy la entrada es más tecnológica que biológica. Como poseedor de uno de estos teléfonos inteligentes sé lo difícil que se hace consultar algunos blogs en una pantalla tan pequeña como la de un móvil, su lectura es dificultosa, tarda en cargar la página y tienes que ir desplazándote a través de ella para leer todo el contenido, por eso a partir de hoy tenéis disponible este blog en formato para móviles, a partir de ahora cuando intentéis acceder al blog os saldrá un formato como este:

A partir de ahora podréis consultar y navegar por las entradas del blog en un formato mucho más simple y sencillo, además de rápido…ya no tenéis excusa para no leer ciencia mientras esperáis el autobús o en los viajes en tren. Os agradeceríamos que lo probaseis y nos informaseis de los inconvenientes, problemas de visualización…ya que estamos en fase de pruebas.

Genagen, un ejemplo de como usar las redes sociales e internet para la difusión de los conocimientos de genética

Son tiempos difíciles para los autores de este blog, las obligaciones son lo primero y por estas fechas ambos tenemos muchas, no obstante hoy tengo un pequeño hueco para hablaros del uso de las redes sociales e internet para la difusión de los conocimientos de la genética y de la biología en general.
Si paseando por la calle preguntamos a cualquier persona si les suena la palabra Tuenti o Facebook en la mayoría de casos la respuesta será afirmativa si nuestros encuestados son gente joven (nos sorprendería también el número de gente “mayor” que los conoce y los usa…). Las redes sociales no sólo son un medio de difusión de fotos “haciendo morritos”, se han convertido en un medio de difusión de conocimiento como es la página de Facebook de la que os voy a hablar hoy.
Se trata de Genagen, gracias al profesor Manuel Pérez-Alonso, he podido conocer este proyecto, cuyo objetivo es compartir las noticias, enlaces e información sobre Genética, enfermedades hereditarias, la medicina genómica…e intentar hacerlas llegar a publico que tal vez no esté tan especializado en estos temas como los que escribimos estas líneas. Muchos de nosotros nos conectamos diariamente a las redes sociales para cotillear la vida de los amigos que ya hace tiempo que no hemos visto, o que incluso acabamos de ver en clase, ¿por qué no enterarnos de paso de las noticias más importantes relacionadas con la genética? Todas las iniciativas que contribuyan a difundir la ciencia son bienvenidas en este blog, por eso os animo a que agreguéis este grupo a favoritos y disfrutéis de sus actualizaciones tal y como habéis hecho muchos de vosotros con nuestro blog.

Aquí tenéis el enlace al grupo:
http://www.facebook.com/somosgenagen?ref=ts

Bacteria corroe al Titanic

El título no es ninguna secuela de la película de James Cameron, se trata del descubrimiento de una nueva bacteria sobre los restos del Titanic, hundido en 1912. El científico Antonio Ventosa lleva más de 30 años dedicado al estudio del género al que pertenece esta bacteria, el género Halomonas. En honor al sitio en el que se ha encontrado se le ha asignado el nombre de Halomonas titanicae.

El hallazgo de Ventosa ha sido fruto de la colaboración con un grupo científico de la Universidad de Halifax que se encarga de estudiar el efecto que pueden tener las bacterias en el proceso de corrosión del acero. Parte de las muestras que se obtuvieron fueron enviadas a la Facultad de Farmacia de la Universidad de Sevilla, donde el profesor Ventosa junto con su colaboradora Cristina Sánchez-Porro, han hecho el descubrimiento.

Esta es una de las especies bacterianas que está colaborando en la corrosión del casco de acero. He dado un vistazo al artículo, que aun está en fase de borrador (o al menos eso me parece) y en él podéis encontrar una descripción exhaustiva sobre los sustratos que es capaz de metabolizar, temperaturas de crecimiento, etc. Además se representan los árboles filogenéticos a partir del estudio de la subunidad 16s del ribosoma y su posición con respecto del resto de bacterias del género.

Poco más os puedo contar…en el artículo hacen una descripción de la bacteria y poco más, no esperéis encontrar cuál es su papel en la corrosión del casco del barco, por lo menos yo no la he encontrado, si hubiese sido una sulfatoreductora sí que hubiese tenido más sentido, pero en este caso no se lo encuentro.

 

Dejo la referencia del artículo por si alguien se anima a consultarlo:

 

Sanchez-Porro, C., Kaur, B., Mann, H., and Ventosa, A. (2010) Halomonas titanicae sp. nov., a halophilic bacterium isolated from the RMS Titanic. Int. J. Syst. Evol. Microbiol

Una bacteria capaz de sobrevivir en el arsénico, nada más…

Después de masticar un poco más la noticia, la rueda de prensa la vi a medias por problemas técnicos, y a pesar de que la noticia estuvo dos horas antes de dicha rueda de prensa, esperé antes de escribir nada y sacar conclusiones precipitadas. Ahora que tengo el artículo en mis manos estoy apto para poder comentar más o menos lo que tenía que ser ese gran golpe de la astrobiología.
De primeras quiero recomendar la lectura del artículo escrito por Dani Martínez (gran compañero por cierto) sobre lo acontecido ayer en la tarde, en él podréis encontrar comentarios y consideraciones de los invitados a la rueda de prensa, lo podéis leer aquí.
En segundo lugar, y ya con el artículo en las manos, veo que realmente NO hay para tanto. Evidentemente dudaba de todo lo que se había comentado sobre el posible descubrimiento de vida en Titán…pero tenía la ligera esperanza, y no me parecía tan descabellado, encontrar un metabolismo en que el asénico hubiese substituido al fósforo. Teniendo en cuenta que son elementos realmente similares, y contiguos en la tabla periódica. Además el arseniato tiene la misma versatilidad a la hora de formar enlaces que el fosfato…Otra cosa hubiese sido explicar cómo se habría llegado hasta ahí.
No obstante el artículo que ha llegado de las manos de Science es, sin duda, un artículo que hay que coger con pinzas. En parte entiendo la postura de los autores, intentan evitar que nadie les pise algo que podría tener cierto impacto, pero a veces las prisas hacen que se saquen conclusiones precipitadas o no se corroboren bien las cosas y diría que es lo que ha pasado aquí.
Concretamente lo que han hecho ha sido buscar en un lago de California, con concentraciones considerables de arsénico, microorganismos que fuesen capaces de sobrevivir en él sin demasiado problema. La “víctima” es una bacteria bastante común, GFAJ-1, que pertenece a un grupo bastante conocido de proteobacterias, y en este grupo el abanico y las rarezas metabólicas están al orden del día. Después de diversos lavados han eliminado “todo” el fosfato del medio y la han cultivado en ausencia de fosfato y en presencia de arsénico, alcanzando unos niveles de crecimiento del 60% con respecto a cuando crece en presencia de fosfato.
Lo que hace diferente este artículo de los demás que muestran particularidades metabólicas es que los autores han llegado a sugerir que el arsénico sustituye de forma casi completa el fósforo de los componentes celulares, y aquí es donde Science ha sido muy, pero que muy flexible, al no pedir un mayor número de resultados y pruebas empíricas para justificar sus hipótesis, y más cuando los resultados de la espectroscopia de masas no han sido concluyentes.
Como humilde casi biólogo puedo decir que sólo nos queda esperar un tiempo, no alzar las campanas al vuelo, y esperar nuevos resultados o una posible retracción por parte de los autores, el tiempo lo dirá…
Si queréis dar un vistazo al artículo: http://www.sciencemag.org/content/early/2010/12/01/science.1197258.abstract
Por mi parte poco más, una muestra más de la plasticidad y promiscuidad de la bioquímica que ha permitido lidiar con los cambios del entorno durante años de evolución hasta llegar al momento en que nos encontramos ahora. ¿Qué pensáis vosotros de todo esto?

Faltan 24h para el anuncio de la NASA…

Muchos de vosotros, si habéis estado atentos a las noticias, habréis oído hablar que para mañana hay una rueda de prensa acerca de un nuevo descubrimiento astrobiológico de la NASA. Las expectativas son bastante altas y muchos periódicos ya se han hecho eco de la noticia, el ABC por ejemplo nos habla de ello: noticia en el ABC.  Por mi parte, al menos de momento, no he visto nada en el Mundo ni en el País... La verdad es que en el ABC han sido bastante cautelosos a la hora de publicar la noticia, otros medios británicos como el periódico The Sun no dudan en meter en la noticia la foto de E.T…pero bueno estos de prensa seria tienen más bien poco.

El objetivo de la rueda de prensa es discutir un hallazgo en astrobiología que tendrá un gran impacto en la búsqueda de pruebas de vida extraterrestres. Entre los asistentes hay conocidos astrobiólogos, entre ellos Steven Benner que forma parte del equipo de científicos que estudian Titán, la mayor luna de Saturno, cuya química se postula que es muy similar a la de la Tierra primitiva. Esto junto con un artículo previsto para este jueves, publicado por la revista Science, que habla sobre un microorganismo con un metabolismo diferente a lo que  se conoce hasta ahora, basado en la utilización de arsénico, ha desatado la imaginación por doquier acerca de lo que veremos mañana en la rueda de prensa.

No vamos a ser sensacionalistas y simplemente seremos cautelosos hasta la conferencia de mañana que será a las 2 hora local…así que aquí en España podréis verla a las 8:00 pm en el propio canal de la NASA.

Por lo poco que se conoce parece ser que han descubierto en un lago de California, un microorganismo con un metabolismo que no está basado en el fosfato, parece ser que su metabolismo esta basado en el arsénico y es totalmente distinto de lo que se conocía hasta el momento. Si queréis un poco de información más concreta pasaros por aquí . Faltan poco más de 24 h para ver si realmente estamos ante algo que causará un impacto real o simplemente será una estrategia de marketing por parte de la NASA. Aquí seguiremos atento a todo lo que ocurra y haremos una entrada sean cual sea el resultado de la rueda de prensa.

Para seguir la rueda de prensa en directo lo podéis hacer de esta página:

http://www.nasa.gov/home/hqnews/2010/nov/HQ_M10-167_Astrobiology.html

¿Los eslabones perdidos de los eucariotas?

Hay diferentes hipótesis del origen de las células eucariotas a partir de las células procariotas. Muchas de ellas proponen que el origen de la célula eucariota proviene de la fusión de dos células procariotas, otras proponen que eucariotas y arqueas tendrían un ancestro común que habría emergido a partir de los eucariotas, o bien por una fusión entre un antecesor arqueano y un antecesor bacteriano… Sea como sea todas parten de un origen posterior y con base eucariota.

En principio todo esto está muy bien hasta que nos topamos en los libros de texto con las típicas tablas que comparan  qué tienen los eucariotas diferente de los procariotas. Si nos detenemos a pensar durante unos segundos lo primero que nos viene a la cabeza es que los procariotas carecen de citoesqueleto, que los cromosomas no están empaquetados, que las membranas no tienen colesterol, que el DNA no está envuelto por una membrana…Pero claro, si somos estrictos con estas afirmaciones nos encontramos con una paradoja. ¿Cómo van a proceder los eucariotas de procariotas ancestrales cuando las características que los diferencian no están presentes en los procariotas?. La pregunta puede resultar un poco liosa pero es muy simple, la evolución es un proceso gradual, y no apareció de la noche a la mañana una célula eucariota con todo lo que hoy en día la caracteriza, si las células eucariotas proceden de una quimera procariota (sea cuál sea de todos los modelos existentes) deben existir, al menos, relictos o características similares en organismos procariotas que estén presentes en eucariotas.

Estos procariotas existen y presentan propiedades y elementos que siempre habíamos atribuido única y exclusivamente a los procariotas, en uno de los artículos de la revista Science del mes de noviembre hay un artículo de Damien P. Devos y Emmanuel G. Reynaud que resume todas estas características que mucha gente cree que son únicas y exclusivas de los eucariotas y no lo son. En concreto en el artículo se recogen las características se un superphylum PVC compuesto por bacterias del género Verrucomicrobia, Chlamydiae y Planctomycetes. En esta tabla podéis ver una serie de características presentes en el phylum que se habían atribuido exclusivamente a eucariotas como la presencia de la histona H1, la presencia de ésteres, la pérdida de FstZ (paso previo a la adquisición de la tubulina…), DNA envuelto por membrana…

Para que entendáis la tabla Eu = eucariotas, Pl = Planctomycetes, Ch =Chlamydiae, Ve = Verrucomicrobia y Ar = Archaea.

Como podéis ver la tabla esta repleta de esas características que creíamos únicas. Un ejemplo muy curioso es el de la capacidad endocítica. La endocitosis de partículas siempre ha sido una característica universal de eucariotas porque para que una célula tenga esa capacidad debe existir un citoesqueleto organizado y versátil que medie el proceso. No obstante existe un plantomiceto capaz de endocitar, recibe el nombre de Gemmata obscuriglobus, esta bacteria tiene la capacidad de endocitosis, como podéis ver en la microfotografía del artículo y además presenta una estructura interna bastante compleja con respecto a lo que estamos acostumbrados con los procariotas habituales.

 

La leyenda de ambas imágenes es: N= nucleo, P = parifoplasma, NE = envoltura nuclear, R = riboplasma, CM= membrana citoplasmática, CW= pared celular y ICM= membrana intracitoplasmática.

 

Evidentemente el título de la entrada del blog esta hecho adrede para captar vuestra atención pero día a día se están encontrando nuevas bacterias con nuevas características que poco a poco permiten pasar de un árbol filogenético universal muy pixelado a tener una resolución bastante aceptable, os recomiendo que si os interesa reviséis los artículos porque son realmente interesantes

Referencias:

Devos, Damien P. and Reynaud, Emmanuel G., 2010. Intermediate Steps. 330: 1187 - 1188

Lonhienne, Thierry G. A., Sagulenko, Evgeny, Webb, Richard I., Lee, Kuo Chang, Franke, Josef, Devos, Damien P., Nouwens, Amanda, Carroll, Bernard J., and Fuerst, John A., 2010. Endocytosis-like protein uptake in the bacterium Gemmata obscuriglobus. 107: 12883 - 12888

Green Algae, Pink Salmon

Le he querido dar a este post el mismo nombre que tiene el video que os pongo a continuación porque me ha parecido bastante explícito. Este es otro ejemplo de que no siempre sabemos lo que estamos comiendo realmente, ni a qué se deben sus propiedades organolépticas, quizás, ni siquiera lo imaginemos.

Todo parte de la existencia de un pigmento carotenoide denominado astaxantina, presente en varios tipos de algas, levaduras, y otros organismos como crustáceos, peces y en las plumas de algunas aves como los flamencos. En los salmones en concreto, se ha visto que su pigmentación depende de esta sustancia entre otros factores, de modo que en algunos países de opta por proporcionar a los salmones pienso con un elevado contenido de astaxantina para aumentar su coloración y hacerlo más atractivo de cara a la venta.

Green Algae Pink Salmon

El cometa Listeria

No os confundáis, a pesar del título astronómico de la entrada de hoy no me he pasado al lado oscuro ni nada por el estilo, seguís en La ciencia de la vida, la biología. Si nos fijamos en la imagen de la derecha podríamos pensar que es un dibujo de un cometa, con su cola, las partículas de polvo y de gas…Pero nada más lejos, se trata de una bacteria, y más concretamente de Listeria monocytogenes.
No me voy a detener a contar cada una de las virtudes de esta bacteria, pero sí que os voy a hablar de su forma tan elegante de eludir al sistema inmune a la hora de desplazarse entre células vecinas, pasando totalmente desapercibida. Si queréis información más detallada de la bacteria pasaros por aquí.
El dibujo de la derecha se corresponde una parte del esquema siguiente:

Una vez Listeria ha inducido su fagocitosis por parte de las células se multiplica sin matarla en el citoplasma y posteriormente pone en marcha el mecanismo de propagación célula a célula que podéis ver en el esquema. Esta propagación se consigue con  la expresión del gen ActA que se encuentra en la superficie de la membrana, preferentemente en uno de los polos, y que es capaz de inducir la polimerización de filamentos de actina. Estos filamentos que están anclados al citoesqueleto de la célula invadida hacen de “propulsores” de manera que la bacteria es disparada con fuerza contra la membrana celular, dando lugar a las protuberancias del esquema. Algunas de estas protuberancias impactarán en las células vecinas y algunas de ellas serán endocitadas. Una vez endocitadas saldrán de su envoltura de doble membrana mediante una lecitinasa y se dividirán en el citoplasma de la nueva célula hospedadora. En este video lo podréis entender mejor, sin duda un mecanismo muy efectivo a la hora de evitar el sistema inmune, cuyos elementos están presentes a lo largo del plasma intersticial, ya que la bacteria nunca sale como tal de las células, lo hace camuflada con las membranas del propio organismo al que invade escapando así cualquier ataque.

Mecanismo  infeccion de listeria

Sumideros de CO2 y secretos de algas.

Enlazando con el post anterior sobre la acidificación de los océanos, desde hace unos años, se están buscando alternativas más ecológicas al uso de combustibles fósiles que tan contaminantes se consideran y sistemas de captación o eliminación del CO2. En este aspecto, las algas, son un mundo de posibilidades de cara a la fabricación de biocombustibles.

Hace unos años, se propusieron unos dispositivos denominados árboles artificiales de filtrado que se pondrían en zonas industriales para supuestamente captar el exceso de CO2. Fue una idea sin demasiadas repercusiones ya que quizás faltase un empujón a iniciativa. Hoy en día, se investiga con diversos aspectos de las algas, y es que ellas también llevan a cabo la fotosíntesis y por ello consumen CO2, pudiendo actuar como otro pequeño sumidero de la gran cantidad de este gas que tenemos en la atmósfera.

Lo que se propone es tener tanques de cultivos de microalgas que tengan un nivel de consumo de CO2 importante, de modo que proporcionándoles un medio de vida y luz (lo cual no es muy difícil) vayan capturando y empleando CO2. En el video que os dejo a continuación se explica bastante bien todo el proceso, además de las muchas utilidades que se le puede dar.

Microalgas

Y si os interesa el tema de los birreactores y el biodiesel originado a partir de las algas aquí os dejo un link interesante:

http://www.biodisol.com/biocombustibles/biodiesel-de-algas-es-el-unico-biocombustible-alternativo-capaz-de-sustituir-al-petroleo-energias-renovables-investigacion-e-innovacion/

Acidificación de los océanos, el otro problema del carbono

Hace unos meses, el profesor Norberto Ovando me propuso que publicásemos en el blog un artículo sobre Las Yungas y los bosques nubosos en peligro. Esta vez nos ha vuelto a escribir para proponernos uno de sus nuevos artículos. Si no lo conocéis ya es el vicepresidente de la Asociación Amigos de los Parques Nacionales "Perito Francisco P. Moreno", además de Experto en la Comisión Mundial de Áreas Protegidas (WCP) de la UICIN, así como de la Red Latinoamericana de Áreas Protegidas (RELAP). Sin más dilación os dejo disfrutar de este artículo:

 

 

 

 

Cuando el dióxido de carbono (CO₂) emitido a la atmósfera se disuelve en el agua de mar, tienen lugar una serie de reacciones químicas que resultan en el proceso conocido como, acidificación oceánica

Por Prof. Norberto Ovando*

El otro problema del CO₂

La acidificación oceánica es un problema detectado recientemente, aunque sus implicaciones podrían llegar a ser tan importantes como las asociadas con el calentamiento global. De hecho, mientras éste último resulta un tanto elusivo y es difícil de monitorizar, la acidificación oceánica puede ser cuantificada, es predecible y es progresiva.

Algunos estudios recientes muestran que la captación actual de CO₂ por parte del océano superficial – y su consiguiente tasa de acidificación – ocurre unas 100 veces más rápidamente que durante el final de la última glaciación (hace 20.000 años), que fue el último momento en el cual el CO₂ aumentó de forma significativa.

La acidificación oceánica

El cambio del medio marino hacia unas condiciones más ácidas (o menos básicas) se debe al incremento de la cantidad de CO₂ en la atmósfera. Esto se conoce como acidificación oceánica y ocurre cuando este CO₂ reacciona con el agua de mar, al ser captado por el océano, produciendo un compuesto ácido. Cuanto más rápido aumente el contenido en CO₂ de la atmosfera, más rápida e intensa será la acidificación del océano.

Diversos proyectos de investigación alrededor del mundo estudian este problema y, aunque todavía existen muchos interrogantes, hay un considerable consenso científico de que la acidificación oceánica es un hecho real y supone una amenaza importante para nuestro estilo de vida.

La quema de combustibles fósiles provoca un aumento del CO₂ en la atmósfera que es captado por el océano y hace que éste se vuelva más ácido.

La acidificación oceánica producida por el hombre está afectando al océano de manera mucho más rápida que el ritmo de recuperación natural de la Tierra. La tasa actual de acidificación es 10 veces más rápida que cualquier otra experimentada desde la era de los dinosaurios, hace 65 millones de años.

Distintos océanos

Aunque la acidificación oceánica ocurrirá de manera global, ésta se producirá de forma más intensa y rápida en algunas regiones del océano que en otras, y sus impactos también variarán debido a diferencias en la temperatura o en los patrones de circulación.

La mayor parte del CO₂ se acumula en una capa de agua de mar muy cercana a la superficie del océano. Aproximadamente, el 50% del CO₂ que hemos emitido reside en el 10% del océano más superficial.

Es inevitable que los niveles de CO₂ atmosférico sobrepasen el nivel actual de 391 ppmv, y esto seguirá disminuyendo el pH de la superficie del mar. Sin embargo, la velocidad y el alcance del futuro aumento son difíciles de predecir, debido a que dependen de si somos capaces de reducir nuestras emisiones de CO₂ y en qué medida.

Vida marina

Muchos organismos marinos,  en sus fases larvarias, juveniles y adultos pueden verse afectados de manera diferente por la acidificación del océano. Podrían crecen menos y más lentamente, los depredadores serán menos eficaces y las presas probablemente menos capaces de evitar su captura. En el caso de los adultos, el estrés causado por la acidificación del océano puede afectar a su comportamiento y en última instancia reducir sus tasas de crecimiento y la capacidad reproductora podría mermar, hasta el punto en que las poblaciones se vean afectadas.

La pregunta clave no es si la vida del océano se adaptará y se desarrollará en respuesta a la acidificación del océano. Lo que es cuestionable es su capacidad de adaptarse y desarrollarse suficientemente ante la ‘rápida’ acidificación del océano, de tal modo que las ‘nuevas’ comunidades que surjan sean capaces de proporcionar los mismos servicios y bienes esenciales que usamos y nos mantienen.

Aunque ya estamos viendo cambios en la química del agua del océano como consecuencia de la absorción de CO₂ atmosférico y los impactos derivados de ello sobre los ecosistemas marinos, estos cambios son reversibles a largo plazo.

Recomendaciones

Recomendamos leer la guía multilingüe “Acidificación Oceánica: Los Hechos” financiada  por Fundación Príncipe Alberto II de Mónaco, Patrimonio Natural Escocés, Inglaterra Natural, UICN, EPOCA y el UK Ocean Acidification Research Programme.

Ver documental sobre acidificación de los océanos con subtítulos en español:

Documental sobre la acidificación de los océanos

Dan Laffoley, Vicepresidente encargado del tema marino de la Comisión Mundial de Áreas Protegidas de la UICN y redactor principal de la guía, dice “El cambio climático está en primera plana en todas partes, pero tiene un mellizo diabólico, derivado del mismo dióxido de carbono invisible, con efectos más medibles, rápidos, y al parecer, incontenibles”.

Carl Gustaf Lundin, Director del Programa Mundial Marino y Polar de la UICN opino que “Un océano acidificado es una amenaza real y grave a nuestra existencia. Ha llegado la hora de actuar para limitar el impacto sobre los sistemas que sustentan la vida antes de que sea demasiado tarde.”

Conclusión

Los efectos de la acidificación del océano se incrementarán paulatinamente y aunque los impactos que ya son evidentes parecen ser relativamente leves, continuarán aumentando junto con la tasa de acidificación.

Debemos estar bien informados sobre la acidificación oceánica, para poder actuar con mayor consenso, ambición y urgencia, y saber como hacer frente a uno de los problemas ambientales más significativos al que se enfrentan las presentes y futuras generaciones.

Una disminución de los niveles de CO₂ atmosféricos es esencial si queremos primero reducir, y después detener la acidificación del océano.

“Pido una drástica reducción de los niveles de dióxido de carbono (CO₂), para evitar que la acidificación oceánica cause daños extensos y severos a los ecosistemas marinos”.    HSH Príncipe Alberto II de Mónaco

Fuente: Ocean Acidification Reference User Group

* Presidente / Asociación Amigos de los Parques Nacionales - AAPN -

Experto Comisión Mundial de Áreas Protegidas - WCPA - de la UICN.

Red Latinoamericana de Áreas Protegidas - RELAP -

Concepto de vallas en la conservación de los alimentos

En la microbiología de los alimentos, entre otros aspectos, se estudian los posibles tratamientos que se pueden aplicar a los alimentos para hacerlos seguros microbiológicamente hablando o bien evitar su alteración. Hay un gran abanico de tratamientos posibles, como por ejemplo realizar un tratamiento térmico, como por ejemplo ocurre con la pasteurización de la leche que garantiza la eliminación de todos los microorganismos patógenos, o bien la bajada del pH, como por ejemplo en los yogures ya comentados en este blog.

No obstante todos estos tratamientos, evidentemente, van a alterar las propiedades organolépticas del alimento y en los últimos años la tendencia del gusto del consumidor es hacia alimentos suaves lo más parecido posible a lo natural. A bote pronto esto va en contra, en principio, de la salubridad del alimento. Es decir, no podemos exigir que un alimento sepa igual que uno fresco si ha recibido un tratamiento a 65º C, pero tampoco podemos exigir un alimento libre de patógenos que conserve al máximo las propiedades organolépticas naturales del alimento.

Este problema se resuelve mediante el concepto de valla. El objetivo es acabar o frenar con el crecimiento de los microorganismos. Para ello, como hemos visto, se modifican los parámetros extrínsecos como la temperatura o el pH. Cuando esto ocurre los microorganismos se encuentran fuera de sus óptimos de crecimiento y ponen en marcha la maquinaria genética necesaria para mantener la homeostasis con respecto a ese nuevo medio externo, es decir mantener sus condiciones internas constantes. Esto requiere una inversión de energía en forma de ATP, desde el bombeo de iones a la transcripción y traducción de nuevos genes que van a responder a estos cambios. Toda esta energía que se está dedicando para mantener la homeostasis no se dedica al crecimiento, y por tanto este se ve frenado. Pongamos un ejemplo, imaginemos una bacteria que crece óptimamente a pH 7 pero bajamos el pH del alimento a 4. Esto va a provocar desequilibrios osmóticos en la bacteria a los que deberá responder bombeando iones, sintetizando nuevos transportadores, etc.

Pero si además de este tratamiento añadimos sal al alimento para reducir la actividad de agua se añade otro obstáculo más para la bacteria y ahora tendrá que dedicar la energía a la hosmoregulación por la bajada del pH y solventar la escasez de agua…es decir la teoría de vallas consiste un variar distintos parámetros ambientales extrínsecos, en lugar de variar uno de forma agresiva. Poe ejemplo se consigue el mismo efecto reduciendo la actividad e agua a 0.92 y al mismo tiempo disminuir el pH a 5.2 que disminuir el pH a 4.5 o bajar la actividad de agua a 0.86 de forma independiente.

Los microorganismos se verán igualmente afectados pero las propiedades organolépticas del alimento se asemejan más a las del alimento sin tratar, siendo más apreciados estos productos por el consumidor.

Por tanto la combinación de diversos tratamientos con intensidades menos agresivas tiene el mismo resultado que usar un único tratamiento pero con intensidades más altas, no obstante en este caso la calidad de cara al consumidor disminuye. Aquí es cierto el refrán: La unión hace la fuerza.

Antirrhinum y sus polinizadores

En la naturaleza, la evolución no es más que una carrera de armamentos en la que participan innumerables organismos. Hoy os traigo otro ejemplo de especies que han evolucionado conjuntamente hasta dar lugar a lo que hoy en día constituye un fenómeno admirable. Podéis ver otro aquí.

El Antirrhinum o también conocida como flor del dragoncillo es una especie vegetal mediterránea cuyas flores tienen una morfología que hace que sus estambres sean de difícil acceso de cara a los insectos polinizadores.

Recientemente, un estudio del CSIC ha demostrado que pese a que abejas de peso y fuerza considerable pueden abrir la corola y llevar a cabo la polinización, abejas de tamaño más pequeño también pueden acceder al néctar y al polen. Tanto es así, que se ha comprobado que cuatro de las 1000 especies de abejas que hay en España son las polinizadoras principales, llevando a cabo la fecundación de forma significativa, de modo que su relación con la planta llega a ser tan importante, que sin éstas la mayoría de las especies de Antirrhinum desaparecerían.

El estudio se ha realizado en tres de las 23 especies de Antirrhinum que existen en España, de las cuales 17 son endémicas de la Península Ibérica y 8 se consideran en peligro de extinción. Quedaría estudiar, según el autor, si el resto de Dragoncillos que están en peligro de extinción es debido a que los principales polinizadores no están presentes en la zona en donde se encuentran.

Imágenes de las tres especies de Antirrhinum y sus posibles polinizadores (A) Antirrhinum braun-blanquetii; (B) Bombus hortorum; (C) Anthidium manicatum; (D) Lasioglossum smeathmanellum; (E) Antirrhinum charidemi; (F) Chalicodoma lefebvrei; (G) Anthidium sticticum; (H) Anthophora dispar; (I) Ceratina cucurbitina; (J) Antirrhinum graniticum; (K) Xylocopa violacea; (L) Anthidium cingulatum; (M) Lasioglossum buccale.

Pablo Vargas, Concepción Ornosa, Francisco Javier Ortiz-Sánchez & Juan Arroyo. Is the occluded corolla of Antirrhinum bee-specialized? Journal of Natural History, vol. 44, nos. 23–24, June 2010, 1427–1443

La niña del exorcista tan sólo padecía una enfermedad autoinmune

Aprovechando que ayer muchos de vosotros celebrasteis el Halloween os cuento algo que he leído en la prensa de este fin de semana y que tiene relación con una de las pelis de terror más conocidas, El exorcista.
Supongo que todos nuestros lectores recordarán la película, una niña que estaba poseída por el demonio, tenía espasmos, se retorcía, alucinaba, escuchaba voces…y un largo etc. Pues va y resulta que la pobre niña padecía una enfermedad autoinmune.
Según un trabajo realizado por un investigador de la Universidad de Pensilvania junto con uno del Hospital Clínic de Barcelona, Josep Dalmau, han llegado a la conclusión de que la la niña de la película y todos aquellos a los que les otorgaban estos síntomas no estaban poseídos, ni si quiera padecían esquizofrenia, tal y como se había pensado hasta el momento.
Son consecuencia de una enfermedad autoinmune que suele presentarse en chicas de entre 15 y 20 años, y en todas ellas hay presencia de anticuerpos contra los receptores NMDA del cerebro, estos receptores son activados por el neurotransmisor glutamato. La función de estos receptores es crucial por ser los encargados de establecer las sinapsis de la circuitería del cerebro en cuanto a memoria y aprendizaje. Y la verdad es que parece que tiene cura si se consigue bloquear estos anticuerpos por competencia en el 80% de los casos.
¿Pero por qué se producen estos anticuerpos anti-NMDA? Se ha visto que más de la mitad de las enfermas sufría un pequeño tumor en el ovario de tipo benigno, pero en el que parte de sus células se diferenciaban de forma equivocada a células pertenecientes al tejido nervioso, la situación deslocalizada y en gran abundancia de estas proteínas receptoras en ocasiones da pie a que el sistema inmune responda detectando estos receptores como algo ajeno y dando lugar a una respuesta inmune. Cuando los anticuerpos viajan en la sangre y llegan al cerebro es donde causan la patología al reconocer los receptores y bloquearlos, perdiendo toda su funcionalidad.
Los síntomas son realmente asombrosos, una de las pacientes que sirvieron para la elaboración del artículo veía ‘‘hombres de barba blanca a cuatro patas“ fue ingresada de  por un cuadro de agresividad, conductas impulsivas con amenazas de suicidio, coprolalia, insomnio y alucinaciones visuales complejas. Como veis digno de una película de terror, pero una vez más explicable desde el punto de vista de la ciencia…os recomiendo que ojeéis el artículo si os interesa la neurobiología.

González-Valcárcel, J.; Rosenfeld, M. R. and Dalmau, J. "Diagnóstico diferencial en la encefalitis por anticuerpos contra el receptor NMDA". Neurología 25: 409-413. 2010.

Cambio de hora y ritmos circadianos

Este sábado nos cambian la hora, y por mucho que lo neguemos, nos afecta. Afecta a nuestros ritmos biológicos y a nuestras funciones fisiológicas . Todo esto se debe a que nuestro cuerpo tiene su propio reloj, que también es conocido con el nombre de sistema circadiano. En condiciones  naturales los ritmos biológicos se ajustan a los ciclos ambientales, el más importante de los cuales es el de luz y oscuridad.
Este sistema está compuesto por tres componentes, el exógeno, anteriormente comentado, también conocido con el nombre de zeitgeber, el reloj biológico (componente endógeno) y finalmente los ritmos biológicos. Básicamente los ritmos están determinados por el reloj biológico, ya que existe un acoplamiento, y a su vez se sincronizan con el componente exógeno (Cardinali, D. P. 1994). No obstante no toda la sincronización va a depender de las señales sensoriales, por ejemplo de la luz, ya que si fuese así no podríamos dormir cuando las luces están encendidas…hay un nivel adicional de regulación por la existencia de osciladores autónomos.
Estos osciladores autónomos son los que producen que nos entre sueño aproximadamente a la misma hora, que nos entre hambre a la misma hora, e incluso que vayamos al baño a la misma hora.
Ahora tocará adaptar de nuevo nuestro oscilador interno con respecto a las condiciones ambientales para no levantarnos una hora antes ni irnos a acostar temprano…cuesta…pero al final poco a poco por intercambio de señales entre los diferentes puntos del sistema nos volveremos a acostumbrar al horario.
El reloj biológico tiene su localización concreta en el cuerpo, y más concretamente en el cerebro, los núcleos supraquiasmáticos son los encargados de recibir la información y la glándula pineal de responder a esta mediante la secreción de melatonina. Esta secreción presenta un patrón circadiano, con niveles bajos durante las horas de luz y elevados durante las de oscuridad. Se observan cambios en las concentraciones pineales de melatonina y sus precursores, así como en la de los enzimas que intervienen en su síntesis, como es el caso de SNAT y HIOMT, para responder rápidamente a cambios en la luz.

La exposición de un animal a la luz mantiene inhibida la actividad eléctrica de las neuronas ganglionares, mientras que la interrupción del estímulo lumínico produce una inmediata activación neuronal y se libera norepinefrina en las terminaciones postganglionares de las fibras simpáticas, ésta interactúa con los receptores β-adrenérgicos de los pinealocitos y desencadena una serie de procesos como son el aumento del potencial de membrana, el incremento de la actividad adenilato ciclasa y de los niveles de AMPc, aumento de síntesis de RNA y proteínas, y finalmente la activación de los genes de la síntesis de melatonina, como SNAT y HIOMT (figura 6). Figura 6. Vía a través de la cual la información luminosa regula la síntesis de melatonina en la glándula pineal. Modificado de: (Cardinali, D. P. 1994). A este esquema de regulación pineal hay que añadir más factores como la presencia de receptores α1 que potencian el efecto de los β activando una fosfolipasa, así como la existencia de inervación desde el sistema nervioso central ya que se han descrito receptores de diversos neurotransmisores relacionados con este como el GABA, serotonina, etc. (Cardinali, D. P. 1994).


La melatonina producida pasaría hacia la sangre y llegaría a los órganos diana produciendo distintos efectos, como la activación del metabolismo, etc. Como veis el sistema de regulación dependiente de la luz se conoce con bastante detalle…pero no podemos decir lo mismo de la regulación a nivel endógeno.
* Las imágenes las he extraído de un trabajo que realicé para la universidad, para facilitar la edición del post he copiado los pies de figura como imágenes y por eso tenemos referencias como figura 5 o 6.


Cardinali, D. P., Jordá Catalá, J. J., Sánchez Barceló, E. J., Universidad de Cantabria. 1994. Introducción a la cronobiología: Fisiología de los ritmos biológicos. Universidad de Cantabria, Santander. 158 pp.

El hilo víscido de las arañas

Hace unos días leí la noticia de que unos investigadores del Grupo de Materiales Biológicos y Biomateriales de la UPM habían demostrado que las fibras de hilo víscido de las arañas pueden recuperar totalmente sus propiedades tras haber sido deformadas, una propiedad que según han explicado sólo se pensaba que se daba en el hilo de seguridad o hilo MA (que recibe su nombre de la glándula que lo fabrica, Major Ampullate).

Para entender esta noticia un poco mejor será necesario explicar cómo está constituida una telaraña típica. En las telarañas hay dos tipos de sedas con un diámetro de unas pocas micras, las fibras de la seda víscida son aquellas que forman los segmentos circulares y las fibras MA se emplean en los radios, como amarre a las estructuras próximas a la zona donde se construya la telaraña y como hilo de seguridad a la que están cogidas mientras se desplazan por ésta.

Hasta ahora se conocía la capacidad de deformación y recuperación de la fibra MA, pero se ha descubierto esta propiedad también en las fibras de seda víscida, las cuales tienen una sección irregular y además están revestidas por una sustancia viscosa y bastante adherente que hace que los insectos que queden atrapados en la telaraña no logren desengancharse y por tanto no consigan huir. Así pues, pese a la diferente composición de ambas fibras, las dos recuperan sus propiedades en condiciones de elevada humedad.

Uno de los motivos por los que este fenómeno resulta interesante es por la intención que tienen algunos investigadores de en un futuro desarrollar a nivel biotecnológico fibras inspiradas en estas sedas, con una composición similar a partir de la síntesis de las proteínas deseadas.

 

FIGURA: Imágenes de fibras de seda víscida con recubrimiento adherente (superior) y limpia (inferior)

Guinea, GV; Cerdeira, M; Plaza, GR; Elices, M; Perez-Rigueiro, J; Biomacromolecules 11 (5): 1174-1179 MAY 2010.Recovery in Viscid Line Fibers

Autopoiesis y definición de la vida

La verdad es que desde que he empezado la asignatura de Evolución Química y Bioquímica, entre unas cosas y otras me paso el día dándole vueltas al tema del origen de la vida…Uno de los libros que estoy leyendo como parte de la asignatura es “La vida emergente” (ya haré una pequeña reseña cuando lo concluya). En él se plantea un concepto, que si bien de forma indirecta pasea por nuestras mentes, nadie hasta ahora lo había comentado a lo largo de la carrera, y este es el concepto de autopoiesis acuñado por los científicos Martuana y Varela.

Si alguien nos preguntase que diferenciásemos lo que está vivo de lo que no está vivo es muy probable que tras una serie de cameos por distintas definiciones infructuosas y cuestionables con distintos ejemplos llegásemos al concepto de autopoiesis.

Según este concepto podríamos decir que un sistema o un organismo está vivo cuando es capaz de regenerarse desde dentro. O de forma más científica y tomada del libro: se puede decir que un sistema está vivo si es capaz de transformar materia/energía externa en un proceso interno de automantenimiento y producción de sus propios componentes.

Tal vez, a la hora de definir la vida o lo viviente muchos de vosotros recorrerías a la capacidad reproductiva…pero entonces ¿no esta vivo un mulo? ¿o tu abuela? ¿o un bebé?, ninguno de ellos son capaces de reproducirse, sin embargo están vivos…otros apelarían a la capacidad de tomar alimento que les permiten hacer sus funciones gracias a la producción de energía que se transforma en acción…pero claro, esto también lo hace un coche o un robot…toman la energía del combustible, o la energía eléctrica para transformarla en acción. Volvemos de nuevo a la definición de autopoiesis.

No obstante habría que adornar un poco a la autopoiesis para que se ajustase a la definición de vida por completo…consideremos por ejemplo una vesícula cuya membrana estuviese compuesta por un compuesto S y que en el medio hubiese una molécula S-S, cuando la molécula S-S entra en contacto con la membrana formada por S se hidroliza dando dos moléculas S y pasando a formar parte de la membrana. Llegaría un punto en que la vesícula sería tan grande que podría escindirse en más pequeñas, es decir reproducirse…¿pero puede considerarse vida? Nos olvidamos de un detalle y es el entorno. Si a este sistema le eliminamos del entorno S-S ya no tiene sentido, y no puede modificarse. Un sistema vivo tiene que ser capaz de adaptarse a los cambios del entorno, y para eso debe darse cuenta de los cambios, es decir tiene que tener capacidad cognitiva (no pensemos en esta propiedad desde el punto de vista antropocéntrico). Por tanto para tener una definición de vida completa podríamos decir que un sistema está vivo cuando se automantiene gracias a una red de procesos regenerativos intrínsecos en el propio sistema y que además es capaz de interactuar de forma cognitiva y adaptativa con el medio que le rodea.

Esto puede ser para algunos lectores difícil de asimilar…pero sin duda es muy interesante desde el punto filosófico y biológico de la definición de lo que está vivo. Me espero más adelante a poner la reseña completa del libro con algún que otro comentario más.

El yogur, un ejemplo de cooperación entre bacterias

Cada año tengo asignaturas que se prestan más a ser objetivo de mis entradas, algunas porque tienen la capacidad de despertar más mi interés, y otras, como es el caso, porque se presta al conocimiento de un montón de curiosidades y anécdotas.
Cuantas veces habréis abierto un tarro de yogur y os lo habréis comido…sin embargo estoy seguro que algunos de vosotros desconoceréis le proceso de elaboración…otros simplemente os sonará de algo que la leche fermenta…a partir de ahora todo aquel que lea esta entrada conocerá como se elabora y en que consiste.
El yogur se elabora a partir de la leche de vaca ¿y nada más? En principio sí. Pero es una leche cuyas propiedades han sido modificadas gracias a la acción de microorganismos. Si os fijáis el yogur tiene una consistencia más sólida y además un sabor ácido característico. La razón es que el yogur es resultado de la precipitación de la caseína, la proteína mayoritaria de la leche. Esta proteína es totalmente soluble cuando el pH es 7, es decir, tal y como sale de la ubre de la vaca (aunque luego antes de la elaboración del yogur sea pasteurizada). Sin embargo el pH del yogur no es 7, está alrededor de 4,5 y a este pH los grupos ácidos de los residuos aminoacídicos están protonados, la proteína ya no forma coloides, produciéndose la precipitación y dando lugar a eso que conocemos como yogur.
La bajada del pH de 4,5 a 7 está provocada por los microorganismos que se utilizan para la elaboración del yogur: Streptococcus salivarius y Lactobacillus delbruecki subs. bulgaricus.
Estos dos microorganismos utilizan los azúcares de la leche como fuente de carbono, y más concretamente la lactosa. La lactosa es un disacárido compuesto por galactosa y glucosa que estos microorganismos son capaces de hidrolizar en sus monómeros y fermentarlos. Durante el proceso de fermentación se obtiene como producto el ácido láctico, el responsable de la bajada del pH y la precipitación de la caseína.
Supongo que todos, después de leer esto os estaréis preguntando por qué no se usa uno de los dos…en lugar de los dos. La razón es que la producción del yogur es un proceso metabiótico .Cuando la leche pasteurizada es inoculada con los dos tipos de microorganismos y se incuba a 42ºC Streptococcus se encuentra en condiciones óptimas, de manera que la fase de latencia es nula y pasa a la fase de crecimiento exponencial. Sin embargo Lactobacillus no crece bien bajo estas condiciones, prefiere un pH más ácido para crecer y su fase de latencia es más larga. En el transcurso de unos 30 minutos después de la inoculación se ha alcanzado un pH en la leche de 6. Bajo estas condiciones Streptococcus llega a la fase estacionaria, llegando incluso al declive, pero deja un pH aproximadamente de 6. Como Lactobacillus tiene un pH óptimo de crecimiento de 5.5 se dispara la fase exponencial de crecimiento de éste y la producción de ácido láctico es máxima, alcanzando un pH de 4.5. A este pH Lactobacillus llega a la fase estacionaria (sin crecimiento neto) y la caseína de la leche ha precipitado por completo. Como podéis ver hay una especie de “colaboración” entre ambas bacterias, ya que Streptococcus prepara el terreno a Lactobacillus.
Si usásemos sólo Streptococcus tendríamos un yogur poco ácido, líquido y sobre todo peligroso, ya que a pH 6 pueden crecer perfectamente bacterias enteropatógenas y el yogur dejaría de ser un alimento seguro, y si usásemos sólo Lactobacillus  tendíamos una fase de latencia muy larga en la cual podrían crecer bacterias enteropatógenas con una tasa de división mayor que las lácticas, dejando de ser también un alimento seguro. Por tanto en la elaboración del yogur la colaboración de ambas bacterias es esencial…Una vez más la biología, y en este caso la microbiología, está detrás de algo tan cotidiano como coger la cuchara, ir a la nevera y comerse un yogur.

Adiós a la peste bovina…

Esta noticia apareció anteayer en los medios pero no he tenido tiempo de escribirla en el blog hasta hoy. Es la segunda vez en la historia de la humanidad que ocurre algo parecido, se ha conseguido  erradicar, de forma oficial, el virus de la peste bovina tal y como se hizo con la viruela hace ya más de 20 años.
La peste bovina es una enfermedad aguda muy contagiosa de bovinos, búfalos domésticos y otras especies silvestres. Es letal para el ganado y durante años ha ocasionado grandes pérdidas. Si bien es cierto que había sido erradicada en Europa a principios del siglo XX seguían ocurriendo epidemias en África sub-Sahariana y en muchas partes de Asia. Es la primera vez en la historia que se erradica un patógeno exclusivamente de animales.

Aquí tenéis un link a la noticia:
http://www.telegraph.co.uk/earth/agriculture/farming/8065856/Deadly-cattle-disease-eliminated.html
Y otro link para conocer más a fondo la peste bovina:
 http://www.cfsph.iastate.edu/Factsheets/es/peste_bovina_rinderpest.pdf

Sin duda es una gran noticia, sobre todo para los ganaderos, pero recordemos que la prevención es la clave para que no hayan brotes nunca más y por eso no hay que bajar la guardia.

Actualización: Mirar comentarios...parece ser que no es del todo oficial y los de la noticia del link de más arriba se han precipitado un poco...y nosotros también. Pero parece ser que el fin esta cerca. Aprovecho también para decir que en el blog Curiosidades de la Microbiología hay una entrada dedicada a la peste bovina.

Charla de Biodiversidad en Antella

Reconozco que la cantidad de precipitaciones, en forma de entradas en el blog, esta siendo escasa durante estas últimas semanas que realmente están siendo muy movidas para ambos. No obstante no quiero dejar escapar la oportunidad de contaros la fantástica charla que dio nuestra editora del blog, Chantal Deruelle, en el ayuntamiento de Antella este pasado viernes.

Primero que nada felicitarla por un fantástico trabajo, que sin duda dejó boquiabierto a más de uno de los asistentes. El enfoque de la presentación fue sublime, hablando para empezar de la situación mundial y el número de especies en extinción, para pasar por los problemas que esta teniendo España, la Comunidad Valenciana y finalmente su localidad. Un repaso que hizo entender a los habitantes del pueblo, que pudieron asistir, la necesidad y la importancia de mantener al máximo todas aquellos organismos que nos rodean

Absolutamente todos forman un papel crucial en el ecosistema porque todos de una u otra forma quedan interconectados entre sí. Imaginemos por un momento una red de alcantarillado en la que en uno de los puntos aparece un atasco (que equivaldría a la desaparición de una especie), el flujo de agua (que sería equivalente al flujo de materia y energía de un ecosistema) acabaría por interrumpirse. En ocasiones el gran abanico de posibilidades que ofrece la naturaleza permite encontrar caminos alternativos, pero en ocasiones la desaparición de una especie, por insignificante que pueda parecer, puede llegar a provocar el colapso del sistema.

Una vez más quiero alabar la sencillez  y claridad con la que se explicaron las cosas durante aquella charla. Hay que tener en cuenta que la mayoría de los asistentes fueron personas mayores, gente que tiene pocos estudios y muy ajenos a los términos y conceptos que usamos los biólogos con nuestros colegas. Por tanto es un auténtico reto preparar una exposición que llegue a gente que está en distinto nivel de conocimientos, desde niños hasta labradores. La clave está en explicar claramente los conceptos pero sobre todo hacerlo de manera que aquel que tenga más conocimientos pueda sacarle jugo y el que no los tenga no se quede perdido en medio de la explicación. Sin duda ella lo consiguió.

Desde aquí también quiero animar a otros consistorios que tomen iniciativas similares, seguro que hay muchos biólogos (¿quién mejor para explicar estas cosas?) dispuestos a colaborar y difundir estos conocimientos de forma totalmente desinteresada. ¿Qué mejor forma de ir cerrando el último trimestre del año 2010, que recordemos, es el año de la biodiversidad?

 

Hielo con olor a… ¡sandía!

Dado que este curso tengo una asignatura dedicada a la biología de las algas, espero poder conocer mejor el mundillo que albergan ya que lo desconozco bastante y siempre es interesante saber algo de todo. Algunos biólogos se dicen aprendices de todo y maestros de nada y es verdad, nunca lograremos saberlo todo, pero sí algo, por lo menos lo más básico. Así que empiezo con esta curiosidad ahora que el frío va viniendo.

En lo alto de las montañas del oeste de Norteamérica y en los Alpes, excursionistas y campistas se han encontrado en numerosas ocasiones con nieve que presenta una coloración rosácea o rojiza y aroma a sandía. Se dice que también sabe a esta fruta y algunos optan por comerla, aunque en grandes cantidades puede ocasionar indigestión.

Sorprendentemente, la nieve con olor a sandía, también conocida como nieve roja o nieve ensangrentada, se debe a varias docenas de especies de cianobacterias y “algas de nieve”, entre ellas destaca el alga verde Chlamydomonas nivalis. Este alga, además de presentar la clorofila típica de estos organismos, contiene una elevada concentración de un pigmento carotenoide denominado astaxanthina, que protege las células de un exceso de luz UV. .

Desde mediados de año hasta finales del verano las algas florecen formando los conocidos como blooms, produciendo extensas áreas de nieve con este característico aroma. Obtienen los minerales de la suciedad y el polvo que se deposita sobre ésta y a su vez sirven como alimento a protistas, invertebrados, aves y mamíferos, de modo que constituyen una cadena alimentaria basada en la producción primaria de las algas. Durante el invierno desaparecen y al comenzar los deshielos al inicio del verano vuelven a crecer.

El gusano C.elegans, un modelo a seguir…

Aunque muchos de vosotros ya lo conoceréis de sobra, y hemos hablado de él en algún caso. Pero si os preguntasen cuál creéis que es uno de los principales modelos para explicar los fenómenos que ocurren durante el desarrollo…¿llegaríais a la conclusión de que es un gusano de apenas 1 mm?

La principal caracterísica de este gusano es que es el único organismo del que se conoce absolutamente todo el árbol genealógico de todas y cada una de sus células.

Se conoce el destino de cada una de las células resultantes de una división y existe una base de datos a partir de la cual se puede realizar un seguimiento y ver qué tejido de destino tiene cada una de las 956 células somáticas del gusano: http://www.wormbase.org/.

Al ser transparente y translúcido es muy fácil marcar las células con algún tipo de fluorocromo y ver su destino. A la próxima deberíais replantearos menospreciar un gusano. Por cierto os recomiendo que trasteéis un poco por la base de datos porque es bastante interesante.

Relevancia funcional y patológica de los sistemas proteolíticos

Bueno, lo prometido es deuda. En una de las entradas del blog acerca del congreso comenté que desmenuzaría con mucho más detalle una de las charlas que nos dio el Dr.. Carlos López Otín, de la Universidad de Oviedo. He de decir que nos dejó a todos boquiabiertos, fue una presentación fantástica y una forma sublime de inaugurar el curso de Iniciación a la Investigación en BBM.

El profesor López hizo un repaso de 20 años de investigación en un mismo tema, las metaloproteasas, desde que se empieza, con unas ideas y ves como día tras día descubres nuevos procesos y nuevos datos que no habías imaginado en tus hipótesis y que cual todoterreno te hacen adaptarte a la investigación hasta que llega un punto que es la sucesión de descubrimientos la que lleva las riendas de la investigación.

Para que cualquier tumor sufra un proceso de metástasis y se difunda por todo el cuerpo las células deben romper una barrera física de componente glucoprotéico, la lámina basal. Esta lámina basal está sintetizada y remodelada por las propias células que están en contacto con ella, aportando colágeno, glucanos, etc. pero además estas células también poseen enzimas capaces de romper parte de estos componentes. Estos enzimas se usan como remodeladores en procesos de crecimiento, por ejemplo. El problema viene cuando las células alteradas sobreexpresan estas proteasas y hay una rotura descontrolada de la lámina, es en este punto cuando las células tumorales pueden pasar al torrente sanguíneo y colonizar el resto del organismo.

Por su importancia es fácil deducir que estas metaloproteasas podrían ser una diana clave para fármacos contra la metástasis de tumores y es por ello que el profesor López decidió investigar en esta dirección.

Pronto se encontró con la primera barrera y es que pronto descubrió que se conocían más de 60 metaloproteasas distintas, y si bien es cierto que todas ellas tenían el centro de reacción similar existía una gran variabilidad. No contento con esto y aprovechando los avances en secuenciación decidió realizar un degradoma, es decir buscar mediante métodos computacionales, en el DNA, todo aquello que pudiese codificar enzimas proteolíticos, y se encontró con un total de 569 genes posibles. Además comparando con distintas especies vio como las básicas se mantenían casi idénticas, pero otras eran distintas y tenían papeles importantes en el desarrollo, la reproducción, etc.

Se ensayaron fármacos contra las proteasas y se vio que en ninguno de los casos funcionaban y muy pronto se dieron cuenta de que  los inhibidores son específicos para cada proteasa, pero los tumores no tienen un patrón de expresión concreto de las proteasas, cada paciente es un mundo y el tratamiento del cáncer, tal y como va evolucionando la tecnología de secuenciación, se realizará de forma individual. Una vez detectado se analizarán los genes que se están expresando en exceso o en defecto con respecto a una célula normal y a partir de ese momento se planteará una terapia individualizada.

Si tenéis oportunidad de ir alguna charla o conferencia os lo recomiendo, da gusto escucharlo explicar…

El PICUDO

A la salida del pueblo, en el campo, en la carretera, en muchos chalets, de camino a la universidad… cada palmera que os encontréis con semblante triste y apagado ha sido atacada y está en plena guerra interna contra los apuestos guerreros llamados Rhynchophorus ferrugineus. Se trata de unos coleópteros cucurlionidos de entre dos y cinco centímetros y coloración rojiza bastante vistosa. Estos simpáticos y aparentemente inofensivos animalitos son los que están acabando con todas aquellas palmeras que adornan cada rincón de nuestra geografía. Son originarios del sureste asiático y en España aparecieron en Almuñécar en 1994 por palmeras introducidas procedentes de Egipto y del norte de África. Afecta sobre todo a los pies macho de la palmera canaria, Phoenix canariensis y en menor proporción a la datilera Phoenix dactylifera.

Todo comienza cuando la hembra accede a la corona de la palmera depositando los huevos, a partir de los cuales salen las larvas de un color amarillentas y sin patas

que van excavando galerías por el interior de las hojas provocando que se marchiten y amarilleen. Las palmeras afectadas presentarán las hojas caídas, secas y desprenden un olor característico, muy similar al olor a dátil. De la larva saldrá la pupa que en unos 20-25 días originará el individuo adulto, el cual puede abandonar la palmera para reproducirse y encontrar un nuevo hábitat. En lugares en los que hay palmeras es fácil encontrar algún ejemplar revoloteando el tronco.

Mucho se está investigando sobre el tratamiento, pero es un caso difícil ya que las larvas, que son las que provocan el mayor daño al alimentarse del interior de las hojas, no están al alcance si rociamos la palmera con algún tratamiento químico, de modo que lo más probable es que un simple rociado no acabe con la plaga. Otros tratamientos implican inyecciones de químicos, proceso algo más efectivo y lo último que se nos explicó que parece ser la panacea o lo plantearon como tal es el uso de nematodos que espolvoreados y en condiciones de humedad buscan activamente las larvas devorándolas. Este tipo de control biológico sería el más efectivo teniendo en cuenta que mientras haya nematodos las larvas serán devoradas y una vez desaparezcan los nematodos morirán por falta de alimento.  Sin embargo, estamos ante una plaga de difícil solución por varias causas, una de ellas es que la plaga no es demasiado visible, cuando la palmera presenta un estado afectado ya es tarde para su tratamiento y también porque básicamente las palmeras no son como un árbol al cual podemos cortar una rama si está afectada, en este caso no podemos cortar la corona, porque si no la palmera muere.

Más allá del dogma de la biología molecular: la sumoilación

Casi sin descanso empieza un nuevo curso y es hora de ir desmenuzando, poco a poco, todo aquello que he ido aprendiendo y descubriendo durante el congreso. De todos los simposios que había para elegir me pareció interesante descubrir todo aquello que hay detrás del dogma. Como todos sabéis el dogma de la biología molecular se basa en un flujo de información, desde el DNA que contiene las instrucciones hasta las proteínas que son las encargadas de realizar las respectivas funciones en la célula. Pronto descubrieron que esto se alejaba de la realidad al descubrir por ejemplo virus con genoma de RNA y la retrotranscriptasa reversa capaz de copiar DNA a partir de RNA. Tal y como se iba avanzando en investigación aparecían nuevas excepciones que confirmaban la regla, y no una secuencia de DNA tiene por qué codificar para una sola proteína, se ha visto que depende del procesado posterior, así como de las modificaciones postraduccionales, que no dependen directamente del DNA sino del contexto en el que se encuentre la célula en cada momento.

La sumoilación es un ejemplo de modificaciones postraduccionales. He de confesar que a lo largo de la carrera nadie había nombrado este tipo de modificación y por eso me pareció muy interesante contarla en el blog, sobre todo por las similitudes que comparte con otro proceso mucho más conocido por todos vosotros, la ubicuitinación.

SUMO es un péptido muy similar a la ubicuitina, al igual que esta se une de forma covalente a las proteínas marcándolas. No obstante en el caso de la ubicuitinación esta marca es como una pena de muerte para la proteína que es etiquetada ya que es directamente dirigida hacia el proteasoma para su destrucción. En este caso la sumoilación regula la interacción entre proteínas. De forma similar a la fosforilación que puede activar o desactivar un enzima, la sumoilación proviene a la proteína de un nuevo parche de interacción, de manera que puede interaccionar con otra y activar, por ejemplo, la transcripción de un gen concreto.

Al igual que la ubicuitina también tiene enzimas específicos encargados de establecer el enlace covalente entre el péptido y dicha molécula y a pesar de que su efecto es duradero puede ser reversible.

Las funciones de SUMO son múltiples, y aun quedan muchas por descubrir, algunas de ellas son la localización subcelular, el control del ciclo, modulación transcripcional y sobre todo muy importante en vertebrados porque al parecer tiene un papel muy importante en la formación del romboencéfalo posterior durante el desarrollo del cerebro.

 

 

1. ↑ Owerbach D, McKay EM, Yeh ET, Gabbay KH, Bohren KM. (2005). «A proline-90 residue unique to SUMO-4 prevents maturation and sumoylation». Biochem Biophys Res Commun Nov 18. 337(2):517-20.

 

1. ↑ Verger A, Perdomo J, Crossley M. Modification with SUMO. A role in transcriptional regulation. EMBO Rep. 2003 Feb;4(2):137-42.

 

1. ↑ Zhou W, Ryan JJ, Zhou H. Global analyses of sumoylated proteins in Saccharomyces cerevisiae. Induction of protein sumoylation by cellular stresses. J Biol Chem. 2004 Jul 30;279(31):32262-8

Días 3 y 4: Simposios, conferencias plenarias, reuniones…

Os preguntaréis si esto ha sido tan intenso que ayer no pude ni pararme a escribir, y la respuesta es sí. Mi objetivo era aprovechar al máximo esta oportunidad y he asistido a todas las conferencias, simposios y reuniones que han permitido los horarios, y es que muchas de las reuniones o simposios son simultáneos y aquí es cuando toca elegir (difícil decisión para un estudiante).

La verdad es que es casi imposible que haga un resumen de todas y cada una de las charlas a las que he asistido, como hice con el curso de iniciación. Pero sí puedo destacar por ejemplo que disfruté al máximo en la reunión del grupo de Estructura y función de proteínas, por que es el campo que realmente me interesa y con el que pienso trabajar (siempre y cuando sea posible). Las conferencias plenarias también han sido una auténtica delicia, y como lo mejor siempre se guarda para el final, ayer tuvo el gran honor de cerrar el congreso Timothy Hunt, Premio Nobel de Medicina en el año 2001 por su investigación relacionada con el papel de las ciclinas y las quinasas dependientes de ciclinas en el ciclo celular, realmente una conferencia brillante. Demostró que no hacen falta complejas figuras para hacer entender a la gente cosas complejas.

La foto de la izquierda es de la propia conferencia, y no se trata de un congreso de electricidad, lo que ocurre es que Timothy quería hacernos entender que algo que parece tan simple como un interruptor detrás esconde una maquinaria mucho más compleja, y lo mismo ocurre con el ciclo celular. A pesar de ser un simple círculo detrás esconde una complejísima red de regulación que nos intentó describir con la mayor sencillez posible.

Aún así, a pesar de la intensidad del congreso, ha quedado tiempo para disfrutar de actividades más lúdicas. Siempre he dicho que los científicos somos gente “pa echarnos de comer aparte” y que mejor manera de hacerlo que invadir las tabernas de la ciudad con una ruta de las tapas, en donde pudimos hablar de ciencia en un ambiente más distendido, pero también divertirnos y cambiar un poco de tercio.

Anoche mismo tuvimos el acto final, el colofón de 4 días intensos con una cena de clausura en la Hacienda de la Albaida en donde pudimos disfrutar de una exhibición de canto flamenco, baile y la belleza de admirar a los caballos bailando al son de las palmas del cantaor.

Tengo que admitirlo y en Córdoba se queda una parte de mí, me ha parecido una ciudad encantadora, que te arropa nada más poner el pié en el andén. Desde aquí quiero dar las gracias a toda la organización del congreso de la SEBBM de este año, y en especial a una persona que ha estado al lado de los estudiantes en todo momento, Jose Antonio Ruiz Bárcenas, el encargado de organizar el curso de iniciación y en gran parte el responsable de que yo por lo menos haya pasado unos días de ensueño.

Por su puesto no puedo dejar de lado a mis compañeros de curso, llegamos todos el mismo día, la mayoría no conocía a nadie, pero esa mente abierta que caracteriza a la gente que nos interesa a la ciencia hizo que el segundo día pareciese que nos conociésemos desde hace mucho tiempo. Sinceramente gente fantástica y muy agradable, y desde aquí os digo (si alguno de vosotros me leéis) que siempre que algo relacionado con el congreso, ya sea un bolígrafo, la credencial, libreta, etc. os aseguro que una sonrisa invadirá mi cara recordando los momentos de complicidad, las risas y esas largas charlas sobre diversos temas con todos vosotros.

Ahora mismo estoy mirando por la ventana y el cielo esta gris, que mejor metáfora para explicar como nos sentimos todos y cada uno de nosotros por tener que abandonar esta mágica ciudad y volver a la rutina. Eso sí, con toda la ilusión del mundo para algún día poder participar en el congreso como ponentes, o quién sabe, como organizadores.

Día 2: Primer día de congreso…

Bueno, esto es casi imposible llevarlo al día. La actividad en un congreso si lo aprovechas al máximo puede ser realmente frenética, tanto como pasar por el hotel desde las 8:30 que salí, hasta casi la 1:00 de la madrugada.

Ayer fue el día de la inauguración del congreso. Es impresionante la cantidad de gente y la organización que puede llegar a tener un evento de este calibre. Antes de la inauguración Sten Orrenius, una de las personalidades en el campo de la apoptosis y de la muerte celular, tuvo el placer de compartir un desayuno con todos los estudiantes invitados al congreso, desde aquí le agradezco que haya compartido ese tiempo con nosotros y nos haya aconsejado en nuestra futura carrera científica.

A lo largo del día hay varias charlas y simposios en donde debes elegir el tema que más te puede interesar. En mi caso elegí Más allá del dogma central de la biología molecular. Dos horas de simposios donde diferentes científicos expusieron situaciones en donde el dogma se queda corto para representar la complejidad de los procesos de regulación de la expresión génica, desde modificaciones postraduccionales poco conocidas (al menos para mi), pasando por la sumoilación (ya os explicaré en que consiste) o la propia degradación por ubicuitinación del proteasoma.

También dieron dos conferencias plenarias, una sobre apoptosis por Sten Orrenius y la otra sobre el papel de los microsatélites en la ganancia o pérdida de función de ciertos genes por Laura P. Ranum. Al finalizar se celebro una mesa redonda sobre La ciencia en pareja en donde se discutieron las ventajas, los inconvenientes y cómo hay que distribuirse las responsabilidades en una pareja en que ambos miembros son científicos.

Aquí terminó la actividad más académica, pero no la cultural. Antes de cenar disfrutamos de una visita guiada a la Mezquita de Córdoba y posteriormente el acto de recepción en el Alcázar de los Reyes Cristianos, incluyendo un recital de guitarra y un brindis.

Como podéis ver un día frenético. Voy a ver que me depara el día de hoy…