¿Qué demonios es eso? Misteriosa estructura aparece en la selva peruana

No es un árbol en medio de un corral de caballos del mundo de los insectos, tampoco el Stonehenge de la entomología. Lo cierto es que esta imagen ha estado rondando por la red todo el día y nadie ha podido identificar lo que es, incluso los más reconocidos entomólogos a los que se ha consultado.

Estas imágenes han sido capturadas por Troy Alexander, un estudiante graduado del Instituto de Tecnología de Georgia (EEUU) que actualmente colabora como investigador voluntario en el Tambopata Research Center, una sede de exploraciones de la naturaleza y la vida silvestre amazónica, ubicada en la Reserva Nacional de Tambopata.

La primera de las estructuras fue observada sobre la parte inferior de una carpa azulada el pasado 7 de junio. Tenía la forma de una cerca de dos centímetros de diámetro rodeando una pequeña estaca puntiaguda en el centro. Al principio pensó que se trataba del capullo de una polilla que no llegó a desarrollarse por completo. Luego, Troy observó esta misma estructura en tres oportunidades más en los troncos de los árboles de la selva y como ni el ni su tutor tenían idea de lo que era, publicó la foto en Reddit con el fin de que otros científicos en el mundo pudieran analizar las fotos e identificar lo que realmente es esa estructura.

Hasta ahora, todos los científicos (biólogos, entomólogos, arcanólogos, entre otros) que han sido consultados o han dejado sus comentarios en las distintas páginas y redes sociales donde se han publicado las fotos no han logrado identificarlo. Las posibilidades rondan entre el capullo dejado por alguna polilla de la familia Bucculatricidae, el nido de una araña nueva para la ciencia (posiblemente de Marte xD) o una especie de hongo desconocido hasta ahora.

Lo cierto es que el misterio sigue sin ser resuelto.

Vía | WiredScience.

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La tuberculosis emergió en África hace 70.000 años

Hace unos 10.000 años, la población humana sufrió una transición demográfica importante: pasó de una vida nómada basada en la caza y la recolección —a través del empleo de armas y herramientas hechos a base de piedra— hacia una vida sedentaria, gracias al descubrimiento de la agricultura, la ganadería y el perfeccionamiento de la pesca. Esta transición además se caracteriza por el aumento vertiginoso de la tasa de natalidad humana, el hacinamiento de las poblaciones en pequeñas aldeas y la aparición de muchas enfermedades infecciosas que hoy aquejan a millones de personas en todo el mundo.

Una de las enfermedades más comunes de las ciudades densamente pobladas es la tuberculosis (TBC), causado por un diminuto organismo de forma bacilar llamado Mycobacterium tuberculosis (MT). Esta bacteria mata aproximadamente 1,5 millones de personas cada año, con una tasa de mortalidad del 50% si los pacientes no reciben el tratamiento. Y por si fuera poco, cada año aumentan lo casos de personas que contraen la versión más temible de la bacteria, una que es capaz de soportar el ataque de los antibióticos más potentes que existen en el mundo y que provoca la llamada tuberculosis extremadamente drogorresistente (TB-XDR).

Por muchos años se creyó que la tuberculosis apareció en la transición demográfica del neolítico (TDN). Los humanos empezaron a exponerse a los virus, bacterias y otros parásitos presentes en los animales que habían domesticado. Luego, estos microorganismos adaptaron su ciclo de vida al nuevo hospedero —el hombre—  para que finalmente aprovecharan del hacinamiento en el que vivían y los viajes que realizaban entre una aldea y otra para diseminarse rápidamente por distintas regiones.

Sin embargo, un estudio publicado esta semana en Nature Genetics, por un grupo internacional de investigadores dirigido por el Dr. Sebastien Gagneux, sitúa el origen de la tuberculosis 60.000 años antes de la TDN, en el continente africano.

Lo que hicieron Gagneux y su equipo fue secuenciar el genoma de 259 cepas de M. tuberculosis aislados en diferentes partes del mundo para caracterizar su diversidad genética y reconstruir su historia evolutiva. Grande fue su sorpresa cuando compararon el árbol filogenético de la bacteria (Fig. c) con el árbol filogenético humano (Fig. d) y vieron lo siguiente [Clic para ampliar la imagen]:

Comas et al. (2013) Nature Genetics doi: 10.1038/ng.2744

Ambos árboles se corresponden mutuamente como si estuvieran frente a un espejo: presentan la misma topología y la misma distribución geográfica. Esto sugiere que M. tuberculosis infectó a las primeras poblaciones humanas en África.

Usando unos modelos matemáticos y estadísticos, los investigadores estimaron que este primer contacto entre la bacteria y el hombre se dio hace 70.000 años, mucho antes de que los humanos empezaran a domesticar animales. Las cepas de M. tuberculosis de esa época eran mucho más inofensivas comparadas con las actuales, y fue los cambios en el estilo de vida de las poblaciones humanas durante TDN lo que favoreció el desarrollo de su virulencia y agresividad.

Sin embargo, M. tuberculosis aún presenta características típicas de las enfermedades más antiguas de la humanidad, tales como: un periodo de latencia prolongado (puede pasar meses, incluso años, antes de reactivarse) y una progresión de la enfermedad bastante lenta.

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Referencia:

Comas, Iñaki, Coscolla, Mireia, Luo, Tao, Borrell, Sonia, Holt, Kathryn E, Kato-Maeda, Midori, Parkhill, Julian, Malla, Bijaya, Berg, Stefan, Thwaites, Guy, Yeboah-Manu, Dorothy, Bothamley, Graham, Mei, Jian, Wei, Lanhai, Bentley, Stephen, Harris, Simon R, Niemann, Stefan, Diel, Roland, Aseffa, Abraham, Gao, Qian, Young, Douglas, & Gagneux, Sebastien (2013). Out-of-Africa migration and Neolithic coexpansion of Mycobacterium tuberculosis with modern humans Nature Genetics DOI: 10.1038/ng.2744

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Microbios en la comida

Sin darnos cuenta, los humanos hemos estado inoculando una serie de microbios en nuestros alimentos durante milenios. Gracias a ellos tenemos el pan, la cerveza, los quesos y la chicha de jora. Su principal función es degradar y romper ciertas moléculas de los alimentos —que por su gran tamaño no pueden ser reconocidos por los receptores gustativos— para transformarlas en otras moléculas más pequeñas con determinados sabores y aromas.

Un estupendo artículo publicado esta semana en Wired hace un recuento de los principales microorganismos que no solo mejoran, sino que son los responsables de dar el sabor a nuestras comidas y bebidas.

Penicillium roqueforti

Se tiene registros de la producción de quesos azules desde el año 79 d.C., pero no fue hasta el año 1906 en que el microbiólogo Charles Thom aisló y describió por primera vez al hongo responsable de dar el sabor y el aroma a estos quesos.

Son dos especies de hongos los usados en la industria quesera: Penicillium roqueforti, en los quesos Roquefort, Gorgonzola y Azul Danés; y P. camemberti, en el queso Camembert. Estos hongos requieren de oxígeno para su crecimiento, razón por la cual, los quesos son agujereados con ayuda de un sacabocado de metal.

Saccharomyces cerevisiae

A ella le debemos nuestra felicidad. S. cerevisiae es la responsable de que cada fin de semana o “jueves de patas” tengamos una cerveza bien helada en nuestras mesas. Esta pequeña levadura es capaz de generar una gran variedad de aromas dependiendo de la cepa utilizada, razón por la cual no sólo se usa en la industria cervecera, sino también en la elaboración del pan y de algunos vinos.

Tal es la variedad de cepas que podemos elaborar diferentes tipos de cerveza usando la misma receta, por ejemplo: la cepa Burton ale produce una mayor concentración de ésteres que le dan a la cerveza un aroma más afrutado; mientras que las cepas Lager producen menos ésteres dejando un aroma más fuerte a malta y lúpulo.

Brettanomyces bruxellensis

No solo se usa a S. cerevisiae para producir cervezas. Si bien en Perú casi todas nuestras cervezas son del tipo Pilsen, en bares donde se comercializan cervezas artesanales o cervezas belgas podemos encontrar experimentar nuevos sabores mucho más amargos, ácidos, agrios, incluso astringentes. B. bruxellensis es una levadura que se caracteriza por producir compuestos fenólicos con sabores fuertes y desagradables, pero que gracias a sus bajas concentraciones y al estar mezclados con otros compuestos de la cerveza, le dan un sabor muy agradable.

Leuconostoc mesenteroides

Originalmente, el sushi se hacía con arroz fermentado por L. mesenteroides —una bacteria capaz de producir grandes cantidades de ácido láctico. Ahora, los chefs japoneses sólo vinagre para acidificar el arroz.

El acido láctico producido por este tipo de bacterias generan un ambiente muy desfavorable para el crecimiento de otros microorganismos que pueden llegar a ser causantes de enfermedades humanas. Muchas de estas bacterias, además, sobreviven a altas concentraciones de sales, lo que las hace útiles para la producción de encurtidos, una técnica empleada para prolongar la conservación de los alimentos.

Otra aplicación importante de estas bacterias es en la producción de aceitunas. Cuando estos frutos son recién cosechados de los arboles son muy duros y amargos. Por esta razón, las aceitunas son sumergidas en salmuera durante semanas, incluso meses, para que las bacterias descompongan las pectinas (haciendo más suave al fruto) y degraden los componentes que le dan el sabor amargo, volviéndolas mucho más apetecibles.

En la producción del chocolate y café, los frutos son dejados fermentar bajo el sol para que estas bacterias degraden sus tejidos y liberen los sabores de las vainas de cacao y las cerezas de café.

Staphylococcus

Este género de bacterias es responsable de causar una serie abscesos, intoxicación alimentaria y otras desagradables infecciones en humanos, pero sin ellos no tendríamos el famoso queso cheddar ni los deliciosos salames que acompañan a las pizzas.

Para más información, visitar este link.

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Dido3 y su relación con la proliferación y diferenciación de células madre

Dido es un gen que codifica tres proteínas diferentes a través del splicing alternativo, esto quiere decir que las proteínas se diferencian en función a las porciones del gen que no son editadas que llegan a expresarse (exones). Una de estas proteínas es Dido3, la cual está presente en todos los tejidos humanos, especialmente en el núcleo de las células, el huso mitótico y el complejo sinaptonémico, lo que indicaría que cumple un rol importante en la división celular.

Por otro lado, se ha reportado que mutaciones en Dido3 causan el bloqueo de la diferenciación de células madre, defectos de segregación de los cromosomas durante la división celular y alteraciones profase de la meiosis, por lo que también sería un factor importante en el mantenimiento de la estabilidad genómica. Estudios bioinformáticos permitieron identificar un homeodominio de planta de la familia de los dedos de zinc (PHD finger) que reconocen las colas de las histonas encargadas de organizar a los cromosomas. 

Un grupo de investigadores del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de España, en colaboración con investigadores de la Universidad de Colorado, acaban de publicar un trabajo en el que determinan su estructura cristalina del dominio PHD de Dido3 con una resolución de 1.8 A. La unión de este dominio con el cromosoma a través de la histona causaría modificaciones en la expresión de diferentes genes que le dan a las células madre su capacidad de dividirse y diferenciarse en células adultas.

Además de identificar la zona de la proteína que se une a las histonas que organizan los cromosomas, los investigadores han profundizado en cómo se regula su función según el momento del ciclo celular en que se encuentre la célula. Sus datos indican que cuando las células madre se diferencian, Dido3 es desplazada del cromosoma por el aumento de Dido1. Esto conlleva una disminución en la expresión de genes que dotan a las células madre de su pluripotencia.

En este mismo aspecto, durante la mitosis han observado que Dido3 pasa de estar unido a la cromatina a desplazarse hasta el huso mitótico que dispone a los cromosomas en el ecuador de la célula como paso previo a separarlos hacia los polos cuando se va a producir la división de una célula en dos. De este modo, queda descrita por primera vez, y a través de Dido, la relación entre la expresión de genes durante el desarrollo embrionario y la regulación del ciclo celular.

En la actualidad, los científicos tratan de comprender los mecanismos moleculares que regulan en las células madre el equilibrio entre ambos procesos, la división y la diferenciación. Últimamente se han identificado genes que permiten reprogramar células especializadas y convertirlas en células madre pero aun hay muchos genes específicos de estas células cuya función es desconocida.

Referencia:

Gatchalian J, Fütterer A, Rothbart SB, Tong Q, Rincon-Arano H, Sánchez de Diego A, Groudine M, Strahl BD, Martínez-A C, van Wely KH, Kutateladze TG. Dido3 PHD modulates cell differentiation and division. Cell Rep 2013 Jul 2. pii: S2211-1247(13)00292-1.

Fuente | CNB-CSIC.

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Encuentro cercano con Plutón

En 685 días, 6 horas y 10 minutos (al momento que escribí este post), la sonda espacial New Horizons de la NASA pasará a tan solo 12.500 Km de la superficie de Plutón, el recordado noveno planeta del Sistema Solar hasta el 2006, año en el que fue degradado a la categoría de planeta enano, según la nueva clasificación de la Unión Astronómica Internacional (UAI).

El 14 de julio del 2015, New Horizons y Plutón tendrán un encuentro fugaz. Tan sólo durará unas horas debido a la velocidad de la sonda: 49.000 Km/h. Sin embargo, el tiempo será suficiente para revelar algunos de los secretos que esconde este misterioso cuerpo rocoso y continuar su viaje hacia el Cinturón de Kuiper.

No se sabe a ciencia cierta cómo es Plutón físicamente. El telescopio espacial Hubble no es ha podido revelar ningún secreto de su superficie debido a su pequeño tamaño. Sólo se sabe que tiene un satélite orbitando a su alrededor casi de su mismo tamaño llamado Caronte, y otros cuatro más orbitando a estos dos.

Se estima que la temperatura del planeta esté 40 grados por encima del cero absoluto (-233°C). Su presión atmosférica es 100 mil veces más débil que de la Tierra, lo que provoca que su superficie rocosa cubierta de nitrógeno congelado, trazas de metano y monóxido de carbono, se sublime (pase directamente de estado sólido al gaseoso).

Las cámaras del New Horizons, equipadas además con espectrómetros especiales para analizar la composición química de la atmósfera, permitirán revelar cuál es el origen del enrojecimiento del planeta, un fenómeno que ha sido observado desde hace más de 10 años.

Otras de las preguntas que la sonda New Horizons podrá revelar si existe algún tipo de actividad geológica en Plutón. Para algunos astrónomos, Plutón se asemeja más a Tritón, una de las lunas de Neptuno; mientras que para otros, se asemeja más a Calisto, una de las lunas de Júpiter.

La diferencia entre ellos es que Tritón tiene una órbita retrógrada, o sea, orbita en dirección contraria a la rotación del planeta. Esto hace suponer que originalmente Tritón formó parte del Cinturón de Kuiper —al igual que Plutón— y luego fue capturado por la gravedad de Neptuno. Además se cree que Tritón tuvo una fuente de calor interno debido al decaimiento de elementos radiactivos en su núcleo. Este calor provocó erupciones de lava congelada a lo largo de millones de años que terminaron por alisar la superficie del satélite. Incluso hay investigadores que creen que aún hay calor suficiente para mantener un océano líquido en su interior que podría albergar algún tipo de forma de vida. Por su parte, Calisto, no cuenta con calor interno que genere algún tipo de actividad geológica y su superficie está llena de cráteres.

Sólo queda esperar un par de años para obtener respuestas a todas estas interrogantes sobre Plutón.

Vía | Science.

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DINO PET, la mascota bioluminiscente

De vez en cuando, en Kickstarter aparecen unos bizarros proyectos que requieren de tu apoyo económico para concretarse. En esta oportunidad, la empresa norteamericana Yonder Biology (la misma empresa creadora del DNA Art) ha desarrollado una mascota que “fotosintetiza durante el día y brilla en la noche” llamada Dino Pet.

“Nuestro objetivo con esta campaña de Kickstarter (y la mayoría de todos nuestros proyectos) es dar a conocer la biología de una manera divertida e inspiradora”, dicen los creadores. Además lo consideran como un juguete interactivo que enseña a los niños a comprender que la magia se puede encontrar en las cosas que los rodean.

Los DINO PET no son más que unos diminutos organismos unicelulares del grupo de los dinoflagelados colocados dentro de envases en forma de dinosaurio. Estos organismos —que pertenecen a la especie Pyrocystis fusiformis— tienen la capacidad de emitir destellos de luz azul (bioluminiscencia) cuando son sometidos a algún tipo de fuerza mecánica, por ejemplo, cuando rompen las olas del mar o cuando son agitados dentro de un frasco de cultivo (tal como se ve en el video).

El movimiento físico genera un pulso eléctrico que va desde las membranas celulares de los dinoflagelados hacia las vacuolas que hay en su interior, provocando la apertura de los canales de iones que liberan protones hacia unas estructuras conocidas como scintillons. La reducción del pH de los scintillons activa la producción de una enzima conocida como luciferasa quien es la responsable de la activación de los destellos lumínicos.

Durante mucho tiempo, los investigadores de Yonder Biology han logrado optimizar el método de cultivo de los dinoflagelados para que crezcan rápidamente y mantengan su intensa bioluminiscencia. Una vez que lograron alcanzar una producción de 300 litros por año, probaron una variedad de materiales de distintas formas y tamaños para poder fabricar unos recipientes capaces de mantenerlos vivos por un buen periodo de tiempo. Finalmente, eligieron la forma de los contenedores para ponerlos a la venta.

Para concretar el proyecto se requiere de $50.000, los cuales ya fueron superados el día de hoy. Las colaboraciones van desde los $5 (recibes un sticker oficial). Si vives en EEUU puedes adquirir uno por tan sólo $40. Si vives fuera de los EEUU, el DINO PET es tuyo por $125. Los envíos se estiman a partir de abril del 2014, así que un poquito de paciencia.

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¿Prueba de sangre para identificar suicidas?

En marzo de 1994, Mónica Santa María, la animadora más bonita de Nubeluz, se quitó la vida dejando muy tristes a todos los niños del Perú. Si ella se hubiera hecho un análisis de sangre días antes de tomar la fatal decisión, probablemente su médico de cabecera —o su psiquiatra— se hubieran percatado que los niveles de expresión del gen SAT1 eran más altos de lo normal y tal vez hubieran podido prevenir la tragedia. Lamentablemente, el estudio que relaciona la sobreexpresión de este gen con las tendencias suicidas fue publicado el martes 20 de agosto en Molecular Psychiatry.

Se estima que un millón de personas en el mundo se quita la vida cada año. El suicidio es considerada como la primera causa de muerte en pacientes con problemas psiquiátricos. En la mayoría de los casos, los suicidas nunca mostraron indicios de querer atentar contra su vida por lo que muchos médicos en el mundo están ansiosos por encontrar algún tipo de señal que les permita prevenir estos trágicos desenlaces.

Años atrás, el Dr. Alexander Niculescu de la Escuela de Medicina de la Universidad de Indiana (EEUU) y sus colaboradores lograron identificar moléculas (biomarcadores) presentes en la sangre que permitían identificar y predecir los trastornos bipolares y psicosis en las personas mediante una técnica desarrollada por él mismo —y al parecer, aplicada sólo por él mismo y su esposa, Helen Le Niculescu— llamada Genómica Funcional Convergente (CFG, por sus siglas en inglés).

Esta técnica consiste en integrar estadísticamente diferentes evidencias independientes de estudios en humanos y en animales modelos sobre la relación entre una molécula (biomarcador) y un fenómeno psiquiátrico, para así aumentar la probabilidad de que los resultados obtenidos sean reproducibles.

Para no hacer larga la historia, el equipo del Dr. Niculescu quiso saber si existían moléculas en la sangre que permitan identificar a las personas con tendencias suicidas. Para ello reclutaron a un grupo de 75 pacientes con trastornos bipolares —quienes son propensas al suicidio debido a sus cambios repentinos de humor— para tomarles muestras de sangre en dos diferentes momentos: cuando sus escalas de ideación suicidas (SSI, por sus siglas en inglés) son bajas y cuando son altas; para así comparar los genes que se expresan en uno y otro caso.

De los 75 pacientes que participaron del estudio, sólo nueve mostraron los dos extremos de la SSI. Compararon los biomarcadores de sus sangres en estos dos momentos y hallaron que cuatro genes se sobreexpresaban (SAT1, FOXN3, PIK3R5 y GBP1) y uno se subexpresaba (CD24). Luego, para determinar cuál de estos genes era el más importante para predecir las tendencias suicidas en las personas, el Dr. Niculescu y su equipo visitaron la oficina del forense y solicitaron muestras de sangre de personas que habían llegado a suicidarse ya sea por ahorcamiento, disparo o corte de venas (pero no por sobredosis porque la sustancia química utilizada podría afectar la prueba). De las nueve muestras obtenidas, todas ellas mostraban los niveles del gen SAT1 sobreexpresados.

Finalmente, para validar los resultados, los investigadores hicieron un seguimiento a largo plazo a dos poblaciones con alto riesgo de tener tendencias suicidas: 42 varones con trastornos bipolares y 46 con esquizofrenia. Como era de esperarse, los pacientes que posteriormente fueron internados por presentar comportamientos suicidas tenían los niveles de expresión del gen SAT1 ligeramente más elevados.

Una de las críticas a este estudio es que el número de pacientes estudiados es muy bajo y poco diverso (todos eran varones, de la misma región geográfica y con el mismo trastorno psiquiátrico) por lo que estos resultados no podrían ser extrapolados a los diferentes grupos poblacionales que hay en el mundo, las mujeres o personas que sufren de depresión u otro tipo de trastorno psicológico.

Asimismo, se debe diferenciar entre una conducta suicida y una acción suicida. Al parecer el estudio permite predecir lo primero que muchas veces no es causa directa de lo segundo. Ya se han visto muchos casos en que las acciones suicidas pueden darse sin que antes se haya manifestado una conducta suicida. No obstante, de confirmarse estos resultados, sería de mucha ayuda para que los psiquiatras estén atentos a cualquier indicio de una conducta suicida de sus pacientes.

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Referencia:

H Le-Niculescu, et al. (2013). Discovery and validation of blood biomarkers for suicidality Molecular Psychiatry DOI: 10.1038/mp.2013.95

Imagen | The Suicide. ©Wikimedia Commons.

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