TOP TEN del 2012

Y llegó el 31 de diciembre. De seguro a muchos les ha quedado la sensación de que el año se ha pasado volando. Y no hay mejor forma de cerrarlo con las 10 mejores entradas del blog en el 2012.

Si bien este año no he sido tan productivo como el año anterior, por lo cual pido disculpas, en el blog hemos cubierto interesantes investigaciones que espero hayan disfrutado leerlas tanto como yo disfruté escribiéndolas. Así que sin más preámbulo, este es el Top 10…

10. Las propiedades mecánicas de la telaraña

Las propiedades de la seda de las arañas son espectaculares. Con un grosor menor al de un cabello humano puede llegar a ser más resistente que una fibra de acero del mismo espesor, a parte de ser cientos de veces más elástico. Por esta razón, muchos científicos en el mundo está buscando la forma de sintetizarla en el laboratorio; una tarea sumamente complicada por ahora. Pero ¿a qué se debe las extraordinarias propiedades de las telarañas?.

9. Células madre desde el “más allá” y neuronas obtenidas a partir de la orina

Los cadáveres pueden ser una nueva fuente de células madre… ¡No es broma! Resulta que un grupo de investigadores liderados por Shahragim Tajbakhsh y Fabrice Chrétiendel del Instituto Pasteur (Francia), han logrado aislar células madre musculares de cadáveres humanos y de ratones dos semanas después de muertos, y han demostrado que al ser trasplantados en los ratones son capaces de regenerar el tejido dañado.

Por otro lado, científicos chinos del Instituto del Sur de China para la Biología de las Células Madre y la Medicina Regenerativa han logrado generar progenitores de células neuronales humanas a partir de las células epiteliales que se desprenden cuando orinamos. Estérate como…

8. H5N1: Cuatro mutaciones y toda una controversia

En el 2003 apareció una cepa muy patógena del virus de la gripe H5N1, también conocida como gripe aviar. Desde entonces ha infectado a unas 600 personas en el mundo matando al 60%. Sin embargo, este virus no se disemina efectivamente entre los humanos porque es incapaz de aferrarse a las células de la nariz y garganta de las personas.

El año pasado, dos grupos de investigadores —uno del Centro Médico Erasmus (Holanda) y el otro de la Universidad de Wisconsin-Madison (EEUU)— manifestaron haber desarrollado dos nuevas versiones del virus que pueden transmitirse fácilmente entre los hurones, unos pequeños mamíferos considerados como buenos modelos biológicos para el estudio de la transmisión de la gripe en humanos.

7. Reconstruyendo el metabolismo más primitivo

Usando herramientas bioinformáticas, investigadores americanos han reconstruido una red metabólica representativa del último ancestro común de todos los seres vivos.

6. Colaboraciones

Este año fue particularmente bueno para mí. Tuve el privilegio de ser invitado a colaborar con uno de los mejores portales de divulgación científica en español: Naukas (antes Amazings.es). Naukas congrega a más de 100 colaboradores, muchos de ellos reconocidos divulgadores de la ciencia en español, asegurando así la calidad de los artículos. Sin pensarlo dos veces asumí este gran reto y les puedo decir que ha sido una de las más gratas experiencias que he tenido en esta labor que desempeño en mis ratos libres: divulgar la ciencia. Espero que mis tres colaboraciones de este año les haya gustado. Si no las leyeron, aquí se las presento:

“El misterio de los virus gigantes”

“¿Cómo se hace un radiofármaco?”

“¿Cómo empaquetan los virus su ADN?”

5. Araña escultora de arañas

En medio de la Reserva Nacional de Tambopata (Perú), el entomólogo americano Phil Torres descubrió una pequeña araña con la extraña habilidad de crear señuelos y autorretratos a mayor escala para despistar a sus depredadores.

4. Transposones en virus

Científicos descubren una matrioska infecciosa: un fragmento de ADN que se integra en el genoma de un virófago, que se integra en el genoma de un virus gigante, que se integra en el genoma de una ameba, que infecta el ojo de un humano.

3. Siete formas cómo los animales usan la nanotecnología

La nanotecnología ha tenido un gran desarrollo en los últimos años. Gracias a ella, hoy contamos con dispositivos electrónicos cada vez más pequeños y eficientes. Sin embargo, la naturaleza lleva usándola por millones de años. Este artículo hace un recuento de siete usos de la nanotecnología en el mundo natural: pieles adherentes, lentes microscópicas, alas iridiscentes, nanofibras, paneles solares, escamas superdeslizantes, fibras superresistentes.

2. Astrobiología: No solo es buscar vida fuera del planeta

A principios del siglo XX, el astrónomo William Pickering usó el telescopio del Observatorio de la Universidad de Harvard —uno de los más avanzados de su época— para corroborar su extravagante teoría en la cual afirmaba que las manchas oscuras de la Luna eran causadas por enjambres de insectos en plena migración estacional. Una interesante historia sobre la evolución de la Astrobiología.

1. ¿El ATN fue el primer material genético de la vida?

La información se transmite a través del ADN y se expresa gracias al ARN. Pero, ¿por qué la naturaleza eligió los azúcares de cinco carbonos (las ribofuranosas) y no otros como el componente central del material genético? Descúbrelo aquí…

Bonus Track: Las peores cosas de trabajar en un laboratorio:

Tus amigos no-científicos no entienden lo que haces, tu horario está determinado por cosas intangibles, tu trabajo es peligroso, los laboratorios no son propicios para el sexo, y más…

 

Y así terminamos el año, con las 10 entradas que más me han gustado. Espero que también estén entre sus favoritas. Ahora solo me queda desearles un Feliz Año 2013 lleno de éxitos y mucha felicidad. ¡Nos vemos!

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¡Virus gigantes!

Hace un año hablé sobre el descubrimiento del virus más grande de todos. Es tan grande que supera en tamaño a muchas bacterias intracelulares, tales como, los mycoplasmas, las clamidias, entre otros. Y no sólo eso, su genoma tiene más de 1.200.000 pares de bases el cual codifica alrededor de 1200 genes. Lo enigmático de este y otros virus de su tipo es que posee genes que no deberían estar ahí ya que corresponden a organismos más complejos como las bacterias, las arqueas y los eucariotas. ¿A qué se debe esto? Para averiguarlo, no dejes de leer: “El misterio de los virus gigantes”, mi tercera colaboración para Naukas.

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Navidad en una placa de Petri

El espíritu navideño también llega a los laboratorios…

Los hongos, por lo general, son mal vistos en los laboratorios porque contaminan las placas donde se cultiva algún microorganismo de interés. Sin embargo, pese a su mala reputación, en el Instituto Craig Venter buscaron la forma de cambiar su imagen cultivándolos de la manera adecuada para hacer arte con ellos.

El árbol de navidad que vemos en la imagen superior fue hecho usando cuatro especies de hongos: las ramas con Asperigullus nidulans, el tronco con Aspergillus terreus, los adornos con Penicillium marneffei y la estrella en la punta del árbol con Talaromyces stipitatus.

Si bien en nuestro país estamos en pleno verano y no es común —por no decir: es imposible— ver hombres de nieve en las calles, en los países del hemisferio norte si lo es, y no podía faltar uno en versión fúngica:

En este caso, los ojos, el sombrero, la boca y los botones están hechos con Aspergillus niger, las manos con Aspergillus nidulans, la nariz con Aspergillus terreus y Penicillium marneffei, y el cuerpo con Neosartorya fischeri.

Tampoco podía faltar el gordo bonachón, Santa… bueno, al menos su gorro:

Para hacer un gorro de santa necesitas lo siguiente: Neosartorya fischeri para la base del gorro y la bolita, Penicillium marneffei para el resto del gorro y Aspergillus flavus para las letras (Ho-Ho-Ho).

Como pueden ver, la ciencia además de ser apasionante, es creativa y divertida.

Vía | JCVI Blog.

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Araña escultora de arañas

En medio de la Reserva Nacional de Tambopata, ubicado en la región suroriental del Perú, vive una diminuta araña con una extraña habilidad.

Hace unos meses, Phil Torres, un conservacionista graduado en entomología por la Universidad de Cornell (EEUU) organizó una expedición para unos visitantes que habían llegado a la reserva. Durante el trayecto observaron lo que aparentaba ser una araña muerta atrapada en una telaraña. Tenía un aspecto escamoso, como el cadáver de un artrópodo cubierto por hongos. Al acercarse un poco más, el cadáver extrañamente empezó a moverse. Una observación más detallada reveló el truco: no era una araña muerta sino un señuelo hecho con restos hojas, escombros e insectos muertos. Una pulgada más arriba había una pequeña arañita de medio centímetro que movía el señuelo como si fuera una marioneta.

Torres quedó asombrado porque era la primera vez que veía una araña con esta habilidad. Entonces se puso en contacto con su colega Linda Rayor, experta en arácnidos de la Universidad de Cornell. Ella le dijo que este tipo de comportamiento no había sido reportado antes y que era muy probable que se tratase de una nueva especie del género Cyclosa.

Este género se caracteriza por crear adornos en sus telarañas que se parecen mucho a saco de huevos o a detritos de plantas. Un estudio realizado en Cyclosa mulmeinensis sugiere que la función de estos adornos es camuflarse o despistar a sus depredadores. Aunque también se ha observado que una telaraña más decorada aumenta las probabilidades de capturar la cena.

Sin embargo, esta araña descubierta en la Amazonía peruana construye una réplica muy exacta de sí misma pero a una mayor escala. "Teniendo en cuenta que las arañas pueden hacer diseños geométricos realmente impresionantes con sus telas, no es de extrañar que puedan dar ese salto para hacer un diseño impresionante a parir de escombros y otras cosas", mencionó Torres.

Tres días después de su extraño descubrimiento, Torres se enrumbó en una nueva expedición encontrando cerca de 25 individuos cerca a las instalaciones del centro de investigación. Al extender su búsqueda a otras áreas no arrojó buenos resultados. Torres cree que estas arañas tienen una distribución muy limitada, al menos a nivel local.

Ahora, ¿cuál es el siguiente paso? Torres dice que se necesita de mucho tiempo y esfuerzo para describir el comportamiento de las arañas en campo. Además se deberá solicitar un permiso formal para colectar algunos especímenes que serán enviados a taxónomos especializados en arácnidos para que las comparen con otras especies descritas anteriormente. También podrán harán disecciones que les permitan analizar sus genitales (las especies arañas se distinguen en base a la estructura de sus órganos genitales). Finalmente, en base a toda la información colectada, se hará la descripción escrita y se enviará a una revista especializada para demostrar que se trata de una nueva especie.

Por el momento, Torres está buscando expertos en arañas que colaboren con él en la descripción de este extraño individuo que esconde la selva peruana. Mientras tanto disfrutará enseñándola a los turistas que visitan constantemente la Reserva Nacional de Tambopata.

Vía | WiredScience & Perunature.

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Nuevo tipo de división celular

Miren con atención el siguiente video:

Lo primero que salta a la vista es que las células del cultivo tienen dos núcleos. Luego vemos que una de estas células se divide espontáneamente en dos más pequeñas. Resulta que este video es la evidencia de un nuevo tipo de división celular recientemente descubierto por el Dr. Mark Burkard y sus colaboradores de la Universidad de Wisconsin – Madison.

Error en la división

En todo momento, miles de células de nuestro cuerpo están dividiéndose. El proceso se desarrolla, básicamente, en cuatro etapas. En la primera, el material genético se  duplica y luego se condensa formando los cromosomas. En la segunda, los cromosomas migran al centro de la célula. En la tercera, los cromosomas se dividen por la mitad para dirigirse hacia los polos gracias al huso mitótico. Finalmente, en la cuarta, la célula se divide en dos a través de un proceso llamado citocinesis.

Sin embargo, a veces el proceso falla y la citocinesis no ocurre. Esto provoca que la célula termine con cuatro copias de cada cromosoma (poliploidía). Estudios previos han reportado la presencia de células poliploides en el 14% de los casos de cáncer de mama y en el 35% de los casos de cáncer de páncreas. Esto sugiere que la poliploidía es un factor que podría desencadenar la aparición de células cancerosas.

Un resultado inesperado

Con el fin de estudiar el mecanismo por el cual una célula poliploide se transforma en una célula cancerosa, Burkard y su equipo cultivaron células del epitelio pigmentario retinal en un medio enriquecido con una sustancia que inhibía la citocinesis, provocando así que las células no completen el proceso de división y terminen con dos núcleos. Luego, estas células binucleadas fueron transferidas a un nuevo medio de cultivo para ver lo que pasaba.

Lo que Burkard esperaba observar al cabo de cierto tiempo es que las células binucleadas formaran pequeños tumores. Sin embargo, esto no ocurrió. Es más, la tercera parte de las células binucleadas desarrollaron colonias de células hijas normales y el 90% de su progenie eran células con un número normal de cromosomas.

Para determinar exactamente qué era lo que había ocurrido, el Dr. Burkard decidió hacer un seguimiento a las células en tiempo real. Para ello puso los cultivos bajo un microscopio que toma fotos automáticamente cada cierto tiempo para crear con él un time-lapse del proceso. Cuando reconstruyeron los videos observaron que las células binucleadas, al cabo de cierto tiempo, crecían y se dividían en dos de manera espontánea, cada una portando uno de los núcleos.

Pero lo más interesante del proceso era que las células se dividían sin la presencia de las proteínas habituales necesarias para activar la citocinesis. Esto indicaba que lo que estaban observando era un nuevo mecanismo de división celular al cual bautizaron como “clerocinesis” (“cleros”: del vocablo griego que significa “herencia asignada”).

Burkard cree que la clerocinesis es un mecanismo de respaldo que tienen las células ante un eventual fallo de la citocinesis.

Vía | Quantum Day.

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Necrofilia anura

Los pequeños sapos amazónicos de la especie Rhinella proboscidea tienen un comportamiento sexual explosivo. Durante la época de apareamiento, los machos se reúnen en grupos para atraer a las hembras provocando feroces luchas entre ellos. A veces, varios machos tratan de aparear a una sola hembra causándole una muerte dolorosa por aplastamiento o ahogamiento.

Desde un punto de vista evolutivo, esto podría ser contraproducente porque se disminuye el éxito reproductivo de la especie. Los machos gastan mucha energía compitiendo contra otros para que finalmente sólo les quede una hembra muerta.

Sin embargo, investigadores del Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (Brasil) liderados por Thiago Izzo descubrieron que este pequeño sapo es capaz de extraer los óvulos de la hembra ya fallecida para fertilizarlos y lograr producir embriones. Esto sugiere que la necrofilia permite la selección de machos cada vez más fuertes y agresivos que tendrán más probabilidades de pasar sus genes a la siguiente generación (mayor éxito reproductivo).

Vía | Journal of Natural History.

Imagen | Flickr @euprepiosau.

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Neuronas obtenidas de la orina

Parece un encabezado sensacionalista pero no lo es. Resulta que científicos chinos del Instituto del Sur de China para la Biología de las Células Madre y la Medicina Regenerativa han logrado generar progenitores de células neuronales humanas a partir de las células epiteliales que se desprenden cuando orinamos.

Estudios previos demostraron que las células humanas ya diferenciadas y especializadas pueden transformarse en otras distintas simplemente dándoles un coctel de factores de transcripción —proteínas que encienden o apagan genes— que permiten reprogramarlas.

En el blog ya vimos algunos ejemplos. En el 2011, un equipo de investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford (EEUU) lograron transformar células de la piel en neuronas, mientras que otro equipo de la Universidad de Kyushu (Japón) convirtieron células del fibroblasto en células hepáticas.

En estos estudios, los genes que codifican los factores de transcripción necesarios para reprogramar las células se insertaron a través de un virus (vectores) que, por su propia naturaleza, integra su material genético en el genoma de la célula infectada. Sin embargo, la integración puede ocurrir en una región crítica del genoma provocando problemas en el proceso de desarrollo.

Para evitar los problemas asociados a los vectores virales, los investigadores chinos liderados por el Dr. Duanqing Pei usaron episomas. Los episomas son pequeñas porciones de ADN libre con la capacidad de replicarse y transcribirse de manera autónoma y que no llegan a integrarse en el genoma del hospedero. Un ejemplo típico de un episoma son los plásmidos.

Entonces, los episomas portando todos los factores de transcripción necesarios para la reprogramación celular (OCT4 (POU5F1), SOX2, SV40LT, KLF4 y los microARN MIR302–367) fueron introducidos en las células epiteliales obtenidas de la orina de un hombre de 37 años mediante la electroporación (una técnica que usa pulsos eléctricos para permeabilizar las membranas celulares y permitir el ingreso de moléculas de ADN externo). Un par de semanas después, el 0.2% de las células epiteliales se transformaron en progenitores de células cerebrales.

Cuando Pei y su equipo pusieron a las células reprogramadas en medios usados para cultivar neuronas, éstas expresaron marcadores específicos de células mucho más especializadas como las neuronas glutamatérgicas, GABAérgicas y dopaminérgicas y los astrocitos. Incluso mostraron potenciales de acción lo que indicaba que eran completamente funcionales.

Finalmente, para demostrar su potencial uso en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas, los investigadores trasplantaron las células reprogramadas en ratones recién nacidos. Cuatro semanas después del trasplante, se observó que las células se integraron bien al sistema nervioso del animal y no desarrollaron tumores.

Sin dudas, el estudio es un gran avance hacia el uso de la reprogramación celular en el tratamiento de enfermedades asociadas al sistema nervioso. Las ventajas que presenta con respecto a otras técnicas es que los genes de los factores usados para la reprogramación celular no se integran al genoma de las células tratadas, reduciendo el riesgo de que ocurran problemas en el desarrollo. Además, el tiempo que tomó en transformar una célula epitelial en neuronal fue mucho más rápido comparado con el uso de células madre pluripotente inducidas (iPSC). Y al usarse células del mismo paciente al cual se le hará el tratamiento, las probabilidades de rechazo del tejido o reacciones alérgicas son menores.

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Referencia:

Wang, L., Wang, L., Huang, W., Su, H., Xue, Y., Su, Z., Liao, B., Wang, H., Bao, X., Qin, D., He, J., Wu, W., So, K., Pan, G., & Pei, D. (2012). Generation of integration-free neural progenitor cells from cells in human urine Nature Methods DOI: 10.1038/Nmeth.2283

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