Localizan la Región Cerebral Responsable de Nuestro Sentido del Espacio Personal

Neurología
9 de Octubre de 2009.

En todas las culturas, las distancias interpersonales aceptadas pueden variar mucho. Entre las personas de culturas en cuyos países suele escasear el espacio libre (por ejemplo Japón), se tolera una distancia mucho más pequeña que entre individuos en cuyas naciones las poblaciones viven más holgadas de espacio, por ejemplo Estados Unidos.

Aparte de esto, podemos renunciar temporalmente a nuestra distancia personal preferida, estando mucho más dispuestos a aceptar menos espacio en un atestado vagón de metro de lo que estaríamos dispuestos durante un paseo por el campo.

En un descubrimiento que aporta nuevos y esclarecedores datos sobre los mecanismos neurales implicados en el comportamiento social, unos neurocientíficos en el Instituto Tecnológico de California (Caltech) han localizado la estructura cerebral responsable de nuestro sentido del espacio personal.

El descubrimiento podría a su vez conducir a importantes hallazgos sobre el autismo y otros trastornos mentales donde la distancia social es una cuestión importante.

La estructura es la amígdala (un par de regiones en forma de almendra localizadas en los lóbulos temporales mediales.

Los científicos, dirigidos por Ralph Adolphs y Daniel P. Kennedy, fueron capaces de detectar esta relación con la ayuda de una paciente única, una mujer de 42 años a la que se refieren como SM, quien tiene una lesión extensa en la amígdala a ambos lados de su cerebro.

"SM es única, porque ella es una de las pocas personas en el mundo con una lesión bilateral tan clara de la amígdala, lo cual nos da la oportunidad de estudiar su papel en los humanos", explica Kennedy.

SM tiene dificultad para reconocer el miedo en la cara de los demás, y para valorar la honradez de una persona, dos consecuencias de las lesiones en la amígdala.

Durante los años en que la ha estudiado, Adolphs también ha comprobado que la muy extrovertida SM es casi demasiado amistosa, hasta el punto de "violar" lo que otros podrían percibir como su propio espacio personal. En otras palabras, que se acerca físicamente demasiado a las personas. "Ella es sumamente amistosa, y quiere acercarse a la gente más de lo normal. Es algo que resulta evidente de inmediato cuando se interactúa con ella ", explica Kennedy.

Los estudios anteriores en humanos nunca habían revelado una asociación entre la amígdala y el espacio personal.

Intrigado por el insólito comportamiento social de SM, Adolphs, Kennedy, y sus colegas diseñaron un experimento simple para cuantificar y comparar el sentido del espacio personal de ella con el de voluntarios sanos.

El experimento consiste en lo siguiente: La persona (SM o uno de otros 20 voluntarios, representando una muestra representativa en cuanto a edad, etnia, educación, y género) empieza a una distancia predeterminada de un experimentador, luego camina hacia él y se detiene cuando la distancia entre ambos es la que le resulta más confortable. La distancia entre el sujeto y el experimentador se mide entonces con un dispositivo digital láser.

Para los 20 sujetos normales, el promedio de la distancia preferida era de 64 centímetros. La distancia preferida de SM era de sólo 34 centímetros.

Adolphs y sus colegas usaron un escáner de resonancia magnética funcional por imágenes (fMRI) para examinar la activación de la amígdala en un grupo separado de sujetos sanos que fueron confrontados a distancias variables al experimentador. La relación resultó evidente. Los resultados del estudio muestran que la amígdala está implicada en la regulación de la distancia social.

Microbiología: Bacteria Desconocida Ha Sobrevivido en el Hielo de Groenlandia 120.000 Años

Boletín NC&T Vol. 1, No. 636 11 de Julio de 2008.

Un equipo de científicos de la Universidad Estatal de Pensilvania ha descubierto una especie muy pequeña de bacteria que ha sobrevivido durante más de 120.000 años en el hielo de un glaciar de Groenlandia a una profundidad de alrededor de 3 kilómetros.

La capacidad del microorganismo de persistir en este hábitat de tan baja temperatura, pobre nivel de oxígeno, escasos nutrientes, y alta presión, la hacen particularmente útil para estudiar cómo la vida, en general, puede sobrevivir en una amplia variedad de ambientes extremos tanto en la Tierra como, posiblemente, en otros lugares del sistema solar.

Esta nueva especie pertenece a la categoría de las ubicuas, aún misteriosas, bacterias ultrapequeñas, tan diminutas que pueden pasar a través de filtros microbiológicos. De hecho, se han encontrado algunas especies viviendo en el agua extremadamente purificada que se usa en la diálisis. "Las células ultrapequeñas podrían ser contaminantes desconocidos en medios de cultivo y soluciones médicas supuestamente esterilizadas con el uso de filtros", advierte Jennifer Loveland-Curtze, investigadora del laboratorio dirigido por Jean Brenchley, profesor de bioquímica y biología molecular de la Universidad Estatal de Pensilvania.

El tamaño tan minúsculo de la nueva especie podría constituir una explicación de por qué pudo sobrevivir durante tanto tiempo en el glaciar de Groenlandia. Llamada Chryseobacterium greenlandensis, está genéticamente relacionada con cierta bacteria encontrada en peces, lodo marino, y las raíces de algunas plantas. El organismo es uno de sólo una decena de nuevas especies científicamente descritas procedentes de hielos polares y glaciares.

El equipo espera que su estudio sobre esta especie, así como los que se realicen sobre otras de los hielos de Groenlandia, revelen más detalles sobre cómo sobreviven las células y cómo se pueden alterar su bioquímica y su fisiología con el transcurso del tiempo.

Biología: Un Estudio Muestra la Relación Depredación-Evolución

Boletín NC&T Vol. 1, No. 519 3 de Octubre de 2007.

El registro fósil parece indicar que la diversidad de criaturas marinas se ha elevado y ha decrecido durante cientos de millones de años en clara correlación con la presión ejercida por sus depredadores, según un nuevo estudio realizado por expertos del Instituto Tecnológico de Virginia (Virginia Tech).

Durante décadas ha existido un fuerte debate entre paleontólogos, biólogos y ecólogos acerca del papel de las interacciones ecológicas, tales como la depredación, en las pautas seguidas por la evolución animal a largo plazo.

John Warren Huntley y Micha Kowalewski decidieron estudiar la importancia de la ecología escarbando en la literatura científica en busca de incidentes de depredación en los invertebrados marinos, como las almejas y sus parientes.

Hoy, algunos depredadores dejan marcas fáciles de identificar sobre las conchas de sus presas, como agujeros limpios y redondeados. Tales agujeros taladrados por los depredadores pueden ser encontrados también en las conchas fósiles.

Los investigadores también buscaron cicatrices en las conchas de las criaturas que sobrevivieron a un ataque.

El estudio fue realizado a partir del análisis de los datos aportados por estudios que informasen sobre la frecuencia de agujeros taladrados y de cicatrices en las especies fósiles de los últimos 550 millones de años.

En primer lugar, Huntley y Kowalewski encontraron que la depredación se incrementó notablemente hace unos 480 millones de años, unos 50 millones de años más temprano que lo sugerido por estudios anteriores. Los estudios más antiguos se basaban en los cambios en la morfología (depredadores con mandíbulas y garras más fuertes, y presas con conchas más ornamentadas). En el nuevo estudio, los investigadores se centraron en la frecuencia de los ataques, los cuales se incrementaron unos 50 millones de años antes de que aparecieran los cambios en las estructuras que ejercen de armadura.

Pero el descubrimiento más notable ha sido la observación de que la incidencia de agujeros taladrados y cicatrices presenta un fuerte paralelismo con la curva de diversidad de Sepkoski para los invertebrados marinos. Esta curva de diversidad, elaborada por el fallecido Jack Sepkoski, de la Universidad de Chicago, registra el origen y la extinción de géneros de animales marinos a través de los últimos 540 millones de años.

Los investigadores ofrecen tres hipótesis rivales para explicar la correlación.

La primera hipótesis es que la intensidad de la depredación pudo estar dirigiendo la diversificación. En este caso, las interacciones ecológicas podrían ser de especial importancia para la evolución. Los organismos evolucionan a largo plazo en respuesta a sus enemigos. Y si se incrementa la intensidad de depredación, más especies evolucionarán.

La segunda hipótesis es que a medida que la biodiversidad se elevó, evolucionaron los depredadores con estrategias de alimentación más complejas. Las técnicas sofisticadas de depredación, como la de taladrar y abrir las conchas, están más guiadas por la evolución que las formas de depredación más primitivas, como la ingestión de invertebrados enteros. En este escenario, cabe esperar que evolucionen formas sofisticadas de depredación sólo cuando la diversidad es alta.

Y la tercera hipótesis es que existe una desviación engañosa de datos que influye sobre las probabilidades de los investigadores para encontrar muestras con altas intensidades de depredación. Algunos períodos tienen más rocas sedimentarias, y por ende más fósiles preservados que otros períodos. Así pues, se observará menos diversidad cuando haya menos fósiles que estudiar, y se puede llegar a conclusiones equivocadas.

Ahora, los investigadores tratarán de comprobar estas hipótesis

Biología: Células Madre de Folículos Pilosos Para Ayudar a Desarrollar Nuevos Vasos Sanguíneos

Boletín NC&T Vol. 1, No. 615 23 de Mayo de 2008.
Para disponer de una rica fuente de células madre que puedan ser manipuladas con el fin de desarrollar nuevos vasos sanguíneos o tejido epidérmico, los médicos tal vez no necesiten en el futuro más que un poco de pelo de la cabeza de sus pacientes, según una nueva investigación llevada a cabo por especialistas de la Universidad en Buffalo (Universidad Estatal de Nueva York).

Según los investigadores, obtener vasos sanguíneos idóneos para la cirugía de bypass, promover la formación de nuevos vasos sanguíneos, o regenerar la piel con tejido nuevo, empleando para todo ello células madre obtenidas de la fuente más asequible (los folículos pilosos), es una posibilidad real.

Científicos de otras instituciones habían demostrado con anterioridad la presencia de células madre en los folículos pilosos, que son las raíces del cabello.

En el presente estudio, los investigadores de la Universidad en Buffalo demostraron que las células madre aisladas de los folículos pilosos de unas ovejas contenían las células de músculo liso que crecen formando nuevo tejido vascular. El grupo obtuvo recientemente resultados que demuestran que las células madre obtenidas de folículos pilosos humanos también se diferenciaban en células de músculo liso contráctil.

Los investigadores han demostrado que los vasos sanguíneos creados a partir de células progenitoras de músculo liso provenientes de los folículos pilosos son capaces de dilatarse y contraerse, propiedades críticas que las hacen ideales para la regeneración de tejido cardiovascular.

Además de permitir el crecimiento de nueva piel para pacientes quemados, estas células provenientes de los folículos pilosos pueden, potencialmente, ser empleadas para producir injertos vasculares y hasta quizá regenerar tejido cardíaco para los pacientes con problemas del corazón.

Dado que las células de músculo liso forman parte de numerosos tejidos y órganos, entre ellos la vejiga, la cavidad abdominal y los tractos gastrointestinal y respiratorio, esta nueva y accesible fuente de células también puede hacer posible el desarrollo de tratamientos futuros que permitan la regeneración de estos órganos en caso de que sufran daños.

Biología: Nuevo Hallazgo Sobre un Producto Natural Anticáncer Creado Por una Bacteria Marina

Boletín NC&T Vol. 1, No. 587 14 de Marzo de 2008.
Un inesperado descubrimiento realizado en unos laboratorios biomédicos marinos del Instituto Scripps de Oceanografía, dependiente de la Universidad de California en San Diego, ha aportado nuevos y decisivos datos sobre procesos biológicos fundamentales de un organismo marino, el cual crea un producto natural que actualmente está siendo sometido a pruebas para comprobar su eficacia como tratamiento para el cáncer en los seres humanos. Este hallazgo podría conducir a nuevas aplicaciones de ese producto natural en el tratamiento de enfermedades humanas.
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El equipo de investigación, liderado por Bradley Moore, profesor del Centro para la Biotecnología y la Biomedicina Marinas, del Instituto Scripps, y la investigadora Alessandra Eustáquio, junto a sus colegas del Instituto Salk para Estudios Biológicos, han descubierto una enzima llamada SalL en el interior de la Salinispora tropica, una prometedora bacteria marina identificada en 1991 por investigadores del Instituto Scripps.

Los investigadores también han identificado un proceso nuevo (una "vía") por el que esta bacteria incorpora un átomo de cloro, el ingrediente principal que activa al potente producto natural anticáncer. Los métodos previamente conocidos para activar el cloro contaban con procesamientos basados en sistemas fundamentados en el oxígeno. El nuevo método, por otro lado, emplea una estrategia de sustitución que emplea cloro no oxidado, tal como se encuentra en la naturaleza, como por ejemplo en la sal común o sal de mesa.


"Ésta fue una vía del todo inesperada", destaca Moore. "Existen alrededor de dos mil productos naturales clorados, y éste es el primer caso en el que el cloro es asimilado por esta clase de vía".

El producto procedente de la Salinispora, denominado salinosporamida A, se encuentra actualmente sometido a ensayos clínicos de fase I en humanos, para el tratamiento del mieloma múltiple y otros cánceres. Un equipo dirigido por Moore y Daniel Udwary, también del Instituto Scripps, dilucidó el genoma de la S. tropica en junio del pasado año, un logro que allanó el camino para estos nuevos descubrimientos.

Moore cree que los últimos hallazgos despliegan un nuevo "mapa de carreteras" para el posterior desarrollo de medicamentos explotando al máximo el potencial anticáncer de la S. tropica. Conocer la vía metabólica a través de la que se sintetiza el producto natural podría dar a los investigadores de campos como la farmacología y la biotecnología la capacidad de manipular moléculas decisivas para diseñar nuevas versiones de fármacos derivados del producto de la Salinispora. La ingeniería genética puede permitir el desarrollo de compuestos de segunda generación, que no pueden ser encontrados en la naturaleza.

Crucial avance hacia la creación de una vida artificial

WASHINGTON (AFP) — Investigadores estadounidenses del Instituto Venter produjeron el primer genoma sintético de una bacteria, una etapa crucial para la creación del primer organismo vivo artificial, cuyas aplicaciones potenciales son desde la producción de biocombustibles hasta el tratamiento biológico de desechos tóxicos.

Se trata de la mayor estructura de ADN -elemento base de la vida- jamás fabricada por el hombre, subrayaron los autores de esta investigación publicada en la revista Science del 24 de enero.

"Este es un avance alentador para nuestros investigadores y esta disciplina", celebró Dan Gibson, principal autor del estudio, en el cual también participó Craig Venter, fundador del Instituto y controvertido pionero de la biotecnología.

"No obstante, seguimos trabajando hacia el objetivo final de insertar un cromosoma sintético en una célula y lograr así la creación del primer organismo artificial", añadió.

Se trata de hecho de crear una bacteria nueva por completo injertándole un genoma fabricado a medida para que pueda cumplir una función específica.

"Hemos mostrado que es posible crear artificialmente grandes genomas y ajustar su tamaño, lo que abre el camino a potenciales aplicaciones importantes como la producción de biocombustibles", explicó el doctor Hamilton Smith, del Instituto Venter y uno de los coautores del trabajo.

También se podrían producir organismos artificiales para el tratamiento biológico de los desechos tóxicos o el secuestro del dióxido de carbono (CO2), aseguraron los autores del estudio.

Esta investigación "representa la segunda de tres etapas hacia la creación de un organismo vivo enteramente artificial", precisó Dan Gibson.

La primera etapa fue franqueada en 2007 con la exitosa transferencia de un genoma de una bacteria a otra bacteria, convertida en una especie diferente en el proceso.

Para la etapa final, sobre la cual ya trabajan los investigadores del Instituto Venter, intentarán crear una célula artificial de bacteria basada enteramente en el genoma sintético de la bacteria Mycoplasma genitalium que acaban de fabricar.

La bacteria M. genitalium posee uno de los genomas celulares más pequeños conocidos, con poco más de 580 genes, de ahí su interés para los investigadores. En comparación, el genoma humano cuenta con casi 30.000.

Estos investigadores explican que lograron "esta proeza técnica" produciendo químicamente los fragmentos de ADN de esta bacteria en su laboratorio, desarrollando nuevos métodos para ensamblarlos y reproducirlos. Previamente habían despojado al genoma de los genes inútiles, conservando solo aquellos estrictamente necesarios para las funciones biológicas.

"Cuando comenzamos esta investigación hace varios años, sabíamos lo difícil que sería llegar a un resultado, ya que nos aventurábamos en territorio totalmente desconocido", subrayó Hamilton Smith.

Pero otros científicos son más cautos, estimando que Venter y su equipo todavía están lejos de poder crear vida artificial.

Eckard Wimmer, profesor de biología molecular en el Departamento de Genética Molecular de la Universidad de Nueva York, se pregunta por qué el Instituto Venter no pudo ya, con este genoma artificial, recrear un organismo artificial.

Subrayó un comentario de los autores al final del estudio indicando que "el vector (genoma artificial) tal vez no era viable para transplantes experimentales".

Una opinión compartida por Helen Wallace, bióloga y portavoz de GeneWatch Gran Bretaña, que estimó que aunque el equipo de Venter ha logrado una proeza técnica, no es vida artificial.

"Venter no es Dios (...) Está a un largo camino de crear vida", dijo a AFP.

"Es un tipo de ingeniería genética que permitiría a la gente realizar cambios genéticos mucho mayores, lo que significa que en el futuro se podrían crear organismos con nuevas secuencias de genes", estimó.

Investigaciones científicas favorecen la biomedicina

Actualizado 5:45 P.M. (hora local)

La Habana, viernes 18 de enero de 2008. Año 12 / Número 20

Ibis Isabel Frade Brito (estudiante de Periodismo)

Para contribuir al desarrollo de la biomedicina y la industria, el Centro de Estudio de Proteínas (CEP), adscrito a la Facultad de Biología de la Universidad de La Habana, trabaja en la obtención de nuevas proteínas naturales y recombinantes.

Desde su creación en el año 2000, el CEP se dedica a la búsqueda de extractos de especies marinas y bacterianas de potencialidades terapéuticas en el tratamiento del virus de inmunodeficiencia humana (VIH) y la malaria, y a diseñar tecnologías para lograr productos de interés en la biomedicina, informó la doctora María E. Lanio, vicedirectora del centro.

De manera conjunta con el Centro de Inmunología Molecular, la institución incursiona en diferentes líneas de investigación, entre ellas la obtención de inhibidores de proteasa —enzimas que destruyen proteínas— y la construcción de inmunotoxinas en los laboratorios para atacar células tumorales.

La doctora María E. Lanio explicó que los inhibidores de proteasa pueden tener aplicaciones en el control de procesos relacionados con la coagulación sanguínea, la inflamación y el crecimiento tumoral; y también se utilizan en la producción de reactivos diagnosticadores que emplean hoy el Centro de Inmunoensayo y el Instituto Nacional de Endocrinología del Ministerio de Salud Pública.

La inmovilización de proteínas posibilitó el desarrollo de biorreactores como el Miolatex, muy útil en la detección temprana de infarto del miocardio, preparado a partir de látex y un tipo de proteína llamada mioglobina.

El Centro también desarrolla una sustancia biodegradable que se utiliza en la producción de envases, materiales de curación e implantes óseos, y asesora al Ministerio del Azúcar en materia de transferencia de tecnologías.

Biología: Relaciones Peligrosas

 

 

 

 

15 de Octubre de 2007.

Los botánicos genetistas y los criadores de animales conocen bien el problema: A veces, individuos o hasta camadas enteras no logran desarrollarse debidamente; algunos mueren temprano; y aquellos que sobreviven presentan una complexión física muy débil, no siendo útiles para programas de cría continua. Las descendencias inapropiadas son un ejemplo de que el material genético no siempre puede ser combinado a voluntad. Un nuevo estudio desvela algunas cuestiones clave sobre el fenómeno.
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Al parecer, existen barreras reproductivas que no sólo impiden el intercambio de genes entre especies bien establecidas, sino también entre variedades de una misma especie. El cómo surgen estas barreras es de importancia fundamental si se desea comprender el origen de la biodiversidad.

Un equipo de investigadores dirigido por Detlef Weigel, del Instituto Max Planck para la Biología del Desarrollo, en Alemania, y por Jeff Dangl, de la Universidad de Carolina del Norte, ha demostrado ahora que un sistema inmunológico mal regulado puede establecer barreras reproductivas, pudiendo ser el primer paso hacia la especiación, la separación en dos grupos de los individuos de una especie hasta el punto de que se acaban convirtiendo en dos especies distintas. Ellos estudiaron una incompatibilidad genética conocida como necrosis híbrida, empleando la Arabidopsis thaliana.

El nuevo trabajo se basó sobre la observación de que los híbridos inadecuados de diferentes especies de plantas tienen problemas muy similares. Los investigadores sospecharon que la necrosis híbrida está causada siempre por el mismo mecanismo bioquímico.

Para comprobar esta hipótesis, los científicos tomaron 280 cepas genéticamente diferentes de la Arabidopsis, recolectadas en puntos de muchas partes del planeta, a las que cruzaron en 861 combinaciones diferentes. La mayoría de los híbridos de estas plantas fueron fuertes y crecieron con normalidad, pero 20 de ellos (el dos por ciento aproximadamente) produjeron tan sólo pequeñas plantas enfermas y necróticas.

Los experimentos demostraron que todos estos híbridos tenían unos perfiles comparables de actividad genética: un grupo común de unos 1.000 genes, que eran o más activos o menos activos en los híbridos que en sus progenitores sanos. Otro detalle revelador es que este patrón fue muy similar a lo que se ve con una respuesta inmunológica fuerte montada contra patógenos durante una infección normal. Esas plantas híbridas problemáticas parecen confundir sus propias células con gérmenes patógenos.

Aunque los genes que determinan la autoinmunidad anormal son diferentes en la mayoría de los cruzamientos analizados, los investigadores descubrieron que generalmente se requieren sólo dos genes para causar la respuesta híbrida necrótica. Uno de los genes fatales se recibe del padre, y el otro de la madre.

Los científicos recalcan, sin embargo, que los híbridos no son las víctimas de genes que funcionen mal. La necrosis no se debe a que cada progenitor aporte una copia defectuosa del mismo gen. Lo que sucede es que hay una interacción destructiva entre dos genes diferentes, incompatibles entre sí. Los genes en sí mismos son inofensivos, o incluso abiertamente beneficiosos, ya que tanto el padre como la madre gozan de buena salud. Sólo la combinación de las variantes alteradas de los genes crea problemas.

Los resultados de este nuevo estudio desafían a la definición clásica de especie, según la cual los individuos de una especie pueden aparearse a su voluntad y producir una descendencia fértil. Aparentemente, existen barreras para el libre intercambio de genes incluso dentro de la especie.

El estudio de las células madre de reptiles podría permitir curar enfermedades neurodegenerativas

Sábado, 28 julio 2007 IBLNEWS, AGENCIAS El estudio de las células madre en la masa cerebral de los reptiles y aves puede resultar clave en el futuro para desarrollar nuevos tratamientos contra enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer o el Parkinson. Así lo sostiene el catedrático de Biología Celular de la Universidad de Valencia, José Manuel García Verdugo, que esta semana ha participado en los cursos de verano de la Universidad de Málaga. García Verdugo cree que es "fundamental" conocer más en profundidad el funcionamiento de las células madre en el cerebro humano para que estas se puedan utilizar para generar neuronas que palien dichas patologías. Este experto reconoce que los estudios con material cerebral humano son muy complicados debido, entre otras cosas, a la escasez y mal estado de las muestras disponibles, procedentes de intervenciones quirúrgicas o de personas fallecidas. Se sabe que las células madre existen en todos los vertebrados, pero su disposición y organización en aves y reptiles es más sencillo, "por lo que es más fácil aprender cómo se organizan", y extrapolar lo aprendido a los mamíferos. "Hoy día sabemos que la producción de nuevas neuronas existe en todas las especies, incluso en el ser humano", recuerda el profesor, que afirma que gracias a las células madre se podrían generar neuronas sanas que sustituyan a las que mueren y dan lugar a las mencionadas enfermedades. En cualquier caso, García Verdugo es consciente de que "queda mucho camino y no podemos prometer que se logre a corto o medio plazo".
© IBLNEWS. New York 2007

Biología: Nuevo Enfoque en la Reconstrucción de la Biología de Especies Extintas

 

 

 

 

 

26 de Julio de 2007.

Un equipo internacional de investigación ha documentado el vínculo entre la manera de moverse de un animal y las dimensiones de una parte importante de su órgano de equilibrio, los tres canales semicirculares del oído interno en cada lado del cráneo. La investigación muestra que un mecanismo fundamental de adaptación relaciona la locomoción de una especie con los sistemas sensoriales que procesan la información acerca del entorno del animal.

El oído de los vertebrados es una estructura compleja con funciones múltiples. Los canales semicirculares del oído interno son tubos óseos llenos de un fluido que se desplaza en su interior cuando el animal se mueve. El movimiento del fluido es detectado por células especiales que envían señales al cerebro, el cual usa entonces esta información para ayudar a coordinar la postura y los movimientos del cuerpo durante la locomoción. También activa los músculos del cuello y los ojos para mantener estable la imagen que estos últimos captan.

Los autores de este estudio muestran que primates y otros mamíferos que son ágiles y de locomoción rápida y variable tienen canales significativamente más largos, teniendo en cuenta la masa corporal, que aquellos de movimiento más cauteloso. Por consiguiente, los estudios futuros pueden utilizar el tamaño relativo de los canales semicirculares como una guía para estimar la conducta de especies extintas al estudiar sus cuerpos fósiles, incluyendo los antepasados de los seres humanos modernos.

Los investigadores estudiaron 91 especies de primates, con representación de todas las familias taxonómicas del orden. El estudio incluyó también 119 especies adicionales, la mayor parte de las cuales son mamíferos cuya gama de tallas va desde la del ratón hasta la del elefante, que habitualmente se mueven de maneras diversas en entornos variados.

El proyecto es el primer estudio a gran escala para documentar la relación de las dimensiones de los canales semicirculares con la locomoción.

La hipótesis básica del proyecto era que el órgano de equilibrio, que ayuda a estabilizar la mirada de un animal y a coordinar sus movimientos cuando se desplaza por el entorno, está irrevocablemente unido al tipo de locomoción producido por sus extremidades.

Si un animal evoluciona adquiriendo una nueva manera de desplazarse por el entorno, su órgano del equilibrio debe evolucionar de acuerdo con ello. El animal monitoriza a partir de la información visual su posición respecto a objetos estacionarios como troncos de árbol, ramas, rocas, precipicios, o la tierra sobre la que circula. Tener una imagen estable del entorno es especialmente crucial para animales acrobáticos que saltan, vuelan o se mueven de otras maneras también complejas y de cierto riesgo.

Los resultados revelaron una relación estadística altamente significativa entre el radio de curvatura de los canales semicirculares de la especie y su modo habitual de moverse. Las especies más acrobáticas tienen, consecuentemente, canales semicirculares con un radio más grande de curvatura que las especies de movimiento lento.

El estudio fue realizado por investigadores del University College de Londres, la Universidad de Winnipeg en Canadá, la de California en Riverside, la Universidad Estatal de Pensilvania, y la compañía eCollege.

Biología Evolutiva: Las Poblaciones de las Ranas Caribeñas Comenzaron Con Un Unico y Antiguo Viaje

 

 

 

 

 

 

19 de Julio de 2007.
Casi todas las 162 especies de ranas que pueblan las islas caribeñas se originaron de una sola especie que llegó en un viaje por mar desde América del Sur. Esas ranas ancestrales llegaron hace entre 30 y 50 millones de años, según los análisis de las secuencias de ADN, realizados por los autores de este estudio.

De igual modo, los científicos encontraron que los parientes centroamericanos de estos anfibios caribeños también surgieron de una sola especie que llegó de América del Sur.

"Este descubrimiento es sorprendente porque ninguna teoría anterior sobre la forma en que llegaron allí había predicho un único origen para las ranas terrestres del Caribe, y porque los grupos de parientes cercanos, raramente dominan por completo la fauna de un continente o una gran región geográfica", explica el biólogo evolutivo Blair Hedges, de Universidad del Estado de Pensilvania, director de la investigación. "Como las conexiones entre continentes han permitido a los animales terrestres dispersarse libremente durante millones de años, la fauna de cualquier continente normalmente está compuesta por muchos tipos de animales".

El trabajo de campo para el estudio exigió de casi tres décadas para completarse, porque muchas de las especies se restringen a remotas y aisladas cimas montañosas u otras áreas inaccesibles. Se cree que algunas especies incluidas en el estudio actualmente se han extinguido debido a la degradación del hábitat y a otras causas.

Con anterioridad, la anatomía de las ranas del Caribe había llevado a los científicos a concluir que las especies en Cuba y otras islas del Caribe Occidental estaban relacionadas con diferentes especies del continente que las especies existentes en Puerto Rico y otras islas del Caribe Oriental, sin tener en cuenta cómo llegaron allí. Por lo tanto, el descubrimiento de un origen único para todas estas especies a lo largo de las islas del Caribe ha sido una gran sorpresa.

Para lograr su hallazgo, los investigadores secuenciaron el ADN de casi 300 especies de ranas del Caribe, Centroamérica y Sudamérica. El análisis del ADN reveló que, si bien deben haberse producido muchas dispersiones con el transcurso del tiempo a través del océano, sólo dos llevaron a las faunas actuales: una para las islas del Caribe y otra para Centroamérica.

Las ranas originales que colonizaron con éxito las islas del Caribe probablemente se movieron sobre esteras flotantes de vegetación, método usualmente empleado por los animales de tierra para viajar a través del agua salada. No es probable que esas ranas simplemente se dispersaran nadando, porque las ranas se secan fácilmente y no toleran el agua salada.

Además de los descubrimientos sobre las ranas del Caribe y Centroamérica, la investigación también ha revelado un número extraordinariamente grande e inesperado de especies de ranas en Sudamérica.

El grupo de las ranas sudamericanas puede tener más de 400 especies y está asociado fundamentalmente a las grandes montañas de los Andes, en América del Sur.

Hedges y su colega en el estudio, William Duellman, de la Universidad de Kansas, llevaron a cabo gran parte del trabajo de campo. Un tercer coautor es Matthew Heinicke, quien realizó el análisis de las secuencias de ADN.

Biología: Desenredan Secretos Genéticos de la Seda de la Araña Viuda Negra

 

 

 

 

 

 

 

17 de Julio de 2007.
Unos biólogos de la Universidad de California en Riverside han identificado los genes, y determinado las secuencias de ADN, de dos proteínas importantes en la seda del hilo de seguridad, conocida también como "seda Dragline", de la viuda negra. Éste es un logro que puede llevar a una amplia variedad de nuevos materiales para usos industriales, médicos y militares.

La seda Dragline de la viuda negra sobresale al ser comparada con otras, por su resistencia y extensibilidad superiores, combinación que permite la absorción de cantidades enormes de energía. Estas propiedades hacen pensar que la seda sintéticamente producida podría encontrar aplicaciones tan diversas como armaduras corporales ligeras y muy fuertes, componentes para dispositivos médicos, así como atuendos atléticos de alta tecnología.

El grupo de investigación, integrado por Cheryl Hayashi, Nadia Ayoub, Jessica Garb, Robin Tinghitella y Matthew Collin, ha identificado los genes que codifican las dos proteínas claves, llamadas MaSp1 y MaSp2, además de determinar las secuencias completas de ADN de los genes.

No hay ningún producto actualmente en el mercado basado en la seda Dragline de las arañas.

Conocidos ahora los ingredientes y su mapa genético, puede ser posible producir sintéticamente las proteínas insertando las secuencias genéticas en otros organismos, como bacterias, plantas o animales. Una vez que se obtengan las proteínas puras, será un desafío industrial hilarlas en fibras de seda que tengan las mismas notables propiedades que posee la seda hilada por la araña. Por suerte, recientemente se han hecho varios avances prometedores en los métodos artificiales de hilado.

Cuando las arañas fabrican la seda Dragline, sus glándulas producen una lechada de las proteínas "pegajosas" necesarias, que se transportan al órgano de hilado a través de un conducto donde las proteínas interactúan alineándose para formar los hilos de seda.

Las sedas de araña tienen algunas de las mejores propiedades mecánicas de todas las fibras naturales conocidas, por lo que están siendo consideradas para mejorar una gran variedad de productos, incluyendo microsuturas quirúrgicas y cuerdas especiales. La seda Dragline es sólo una de las siete clases diferentes de seda que produce una araña individual, y es utilizada por ellas como la base estructural de sus telarañas y para sostener el peso de su cuerpo cuando deben moverse sin contar con la seguridad de una superficie firme y estable. La seda Dragline de las viudas negras es una de las sedas de araña más fuertes y resistentes identificadas hasta ahora.

Biología: Nuevos Datos Genéticos Derriban Teoría Largamente Sostenida Sobre el Desarrollo de las Extremidades

 

 

 

 

 

 

10 de Julio de 2007.
Mucho antes de que entrasen en escena los animales con extremidades (los tetrápodos), hace aproximadamente 365 millones de años, los peces ya poseían los genes asociados con los sistemas necesarios para ayudar a hacer crecer manos y pies (autópodos), según un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Chicago.

Este hallazgo derriba una teoría sostenida durante muchos años, aunque muy debatida, que plantea que la adquisición de extremidades fue un evento evolutivo nuevo, que requirió de los descendientes de los peces de aleta lobulada una drástica alteración de sus genes para adaptar sus cuerpos al nuevo entorno de arroyos y pantanos.

El estudio muestra que el aparato genético y del desarrollo que construye las extremidades con dedos ya se había desarrollado mucho antes de la adquisición de las extremidades, según los científicos, y que este aparato existe en forma primitiva en un osteictio (pez con huesos o espinas), el Polyodon spathula, un "fósil viviente".

En lugar de emplear al pez cebra, el modelo de preferencia para los estudios de laboratorio sobre el desarrollo, los científicos emplearon al Polyodon spathula como un representante de un ancestro más primitivo. A diferencia de las aletas simples del pez cebra, el Polyodon spathula tiene un elaborado patrón esquelético de aleta, similar al visto en otros vertebrados primitivos, como los tiburones y muchos peces fósiles. Este pez, del tipo de los esturiones, es cultivado para producir caviar, lo que da a los científicos un acceso relativamente fácil a esta especie para su estudio.

La aleta del Polyodon spathula se parece a la del pez cebra. El ordenamiento interior es el mismo, pero la parte trasera de la aleta del Polyodon spathula tiene elementos más largos. La teoría aceptada hasta el momento por los científicos ha sido que el patrón de expresión del gen Hox visto en el pez cebra representa la condición primitiva para las aletas en cualquier vertebrado, y que en el grupo que condujo a los tetrápodos, la evolución trabajó sobre la expresión de este gen Hox añadiendo una segunda fase e incorporándola al patrón esquelético.

Los científicos estudiaron el desarrollo de las aletas de Polyodon spathula para comprobar si los genes activados para formar manos y pies en los tetrápodos eran diferentes de los genes activados para hacer aletas de peces. Los investigadores (Marcus Davis, Randall Dahn, Neil Shubin) han refutado la teoría convencional. Prestaron especial atención a los genes Hox (que desempeñan un papel vital en el desarrollo de las extremidades) en las aletas pectorales del Polyodon spathula.

Para rastrear en qué lugar de la aleta están activos los genes Hox, el equipo insertó marcadores moleculares y averiguó que el patrón de actividad tiene similitudes con los patrones de estos mismos genes en las extremidades de los tetrápodos.

Los tetrápodos tienen una segunda fase de expresión de los genes Hox que se manifiesta en una etapa posterior del desarrollo. Durante esta segunda etapa, se desarrollan las manos y los pies. Aunque no se conoce esta segunda fase en el pez cebra, los científicos sí la encontraron en el Polyodon spathula, lo cual revela que un patrón de actividad genética que hasta el momento se consideraba exclusivo de los vertebrados con manos y pies, es de hecho mucho más primitivo.

CIENCIA: Animales se bañan a 350 grados

Por Stephen Leahy

PUERTO AYORA, Galápagos, Ecuador, jul (IPS) - Científicos celebran un hallazgo en el archipiélago ecuatoriano de Galápagos que el padre de la teoría de la evolución de las especies, Charles Darwin, ni siquiera soñó: extraños animales que viven en total oscuridad alrededor de volcanes submarinos activos.

Hace 30 años, los investigadores detectaron la primera "chimenea hidrotermal", que calienta el agua a elevadísimas temperaturas, 2.500 metros debajo de la superficie del mar, rodeada de su propia y única comunidad de flora y fauna.

La mera definición de "vida" sobre la Tierra cambió para siempre al descubrirse el florecimiento de estos organismos sin la luz del sol y, en consecuencia, sin fotosíntesis. Así, se abrieron nuevos paradigmas sobre la posibilidad de vida en el universo.

Después de todo, si un diminuto camarón puede vivir en total oscuridad, bajo una presión de toneladas en una sopa tóxica e hirviente por la presencia de una fuente de calor de 350 grados, ¿por qué no habría vida en algún planetoide remoto con condiciones no tan duras?

"Fue lo más grande que le ocurrió a la biología en el siglo pasado", recuerda Fred Grassle, de la estadounidense Universidad de Rutgers, en Nueva Jersey, quien organizó en 1977 la primera expedición de biólogos a las entonces recién descubiertas chimeneas hidrotermales en el océano Pacífico, a unos 350 kilómetros de las islas Galápagos.

Grassle pasó muchas horas en las profundidades en sumergibles diminutos, como el famoso "Alvin", con el que se realizó el descubrimiento.

"Entonces se pensaba que las profundidades oceánicas estaban privadas de vida, o que la poca que había allí dependía del alimento que caía desde arriba", dijo el científico en un pequeño auditorio con numerosos escolares de Puerto Ayora, en una de las celebraciones.

Grassle les mostró viejas diapositivas de científicos preparándose para explorar un ambiente tan exótico y peligroso como el espacio exterior.

Aunque los niños son concientes de que las islas Galápagos son famosas por su flora y fauna únicas, las profundidades del mar que la rodea son un reino tan fantástico como la Luna. "Sabemos más sobre la superficie lunar que sobre el mar profundo", suele decir el científico.

Ubicada a 1.000 kilómetros de la costa oeste de Ecuador, Galápagos es también una región volcánica muy activa, en lo alto de un punto clave de magma de la cuenca tectónica de Nazca.

En 1977, el "Alvin" siguió un rastro de almejas blancas hacia una pequeña colección de fisuras en la superficie planetaria, emitiendo una suerte de agua nubosa, extremadamente caliente, llamada "black smokers".

Si bien es suficientemente caliente para derretir la mayoría de los metales, el agua no hierve a causa de la tremenda presión a tales profundidades.

Cubriendo un área no mucho más grande que un campo de béisbol, se pensó que era la única en el planeta, dijo Grassle a IPS.

Una serie de experimentos de compleja realización terminó demostrando que las sorprendentes criaturas --gusanos tubo, camarones y otros-- que viven al lado de estas aberturas usan la energía química que de ellas emana para sobrevivir. El componente clave en este sistema ecológico único es la bacteria quimiosintética que a menudo vive en simbiosis con los animales residentes, como almejas y gusanos tubo.

Estas bacterias especializadas oxidan el tóxico sulfuro de hidrógeno que procede de las aberturas, proporcionando nutrientes a animales que están en una posición superior de la cadena alimenticia. Y en el caso de los gusanos tubo, que no tienen bocas o estómagos, la bacteria reside en su interior, suministrando los compuestos orgánicos necesarios a cambio de un cómodo hogar.

Estas bacterias amantes del azufre toman el lugar de la fotosíntesis, que genera vida en el resto del planeta, explicó Grassle. Son antiguas, y algunos científicos especulan con que pueden haber sido las primeras formas de vida sobre la Tierra.

Estos descubrimientos desataron un auge internacional en materia de investigaciones de las profundidades del mar. Alrededor de 100 de estas aberturas han sido encontradas a la fecha en los océanos Atlántico y Pacífico.

Están ubicadas a lo largo de una cadena montañosa de 64.000 kilómetros de extensión, que zigzaguea como un gigantesco cierre relámpago sobre las cuencas oceánicas del planeta, explicó Christopher German, copresidente de la no gubernamental InterRidge y de la organización Biogeografía de la Quimiosíntesis de los Ecosistemas de Aguas Profundas (ChEss, por su sigla en inglés).

La cadena montañosa marca el área donde las placas tectónicas de la Tierra se separaron y una nueva corteza se formó de la lava caliente que surgió del manto, dijo German a IPS.

"En cualquier lugar que observemos a lo largo de la cadena encontramos aberturas, que albergan a diferentes especies animales en distintas regiones del océano", agregó.

Alrededor de 550 especies han sido descubiertas viviendo en condiciones de extrema presión y temperatura y nuevas especies son halladas a razón de dos al mes, dijo Ron Tyler, copresidente de ChEss, uno de los 14 programas del Censo de la Vida Marina, un proyecto internacional para documentar la vida en los océanos para 2010.

El estudio de esas aberturas ha dominado el campo de la biología de las profundidades del mar durante los últimos 30 años, agregó.

Las futuras investigaciones se focalizarán más en los minerales que en la biología. Por lo menos dos compañías mineras están explorando esas aberturas por su abundancia en oro, cobre y otros minerales valiosos. Los avances tecnológicos permiten la explotación del fondo marino, aunque estas operaciones son muy complejas y costosas.

El impacto ambiental en las especias que habitan estas aberturas puede ser catastrófico, tanto para las que se encuentran en el sitio como para aquéllas "corriente abajo" por los sedimentos que serán removidos.

La explotación minera podría comenzar en 2009, dijo la directora del Laboratorio Marino de la Universidad Duke, de Estados Unidos, Cindy Van Dover. Los científicos deberán tomar una parte activa en el desarrollo de normas para las compañías, que incluyan una completa evaluación del impacto ambiental de las propuestas áreas mineras, advirtió.

La verdadera riqueza de las "chimeneas hidrotermales" es su enorme biodiversidad, indicó Grassle.

"Ellas nos abren los ojos en relación con los lugares y las condiciones bajo las cuales la vida puede prosperar", dijo. "Lo que aprendí en los últimos 30 años es que los pequeños organismos como las bacterias son escasamente apreciados", agregó.

El hecho de que este hallazgo se haya producido en donde Darwin realizó uno de los mayores avances científicos de la historia "es una grata coincidencia", agregó con una pequeña sonrisa. (FIN/2007)

Biología: Los Pájaros e Insectos Polinizadores Dirigen la Evolución de las Flores

 

 

 

 

 

 

5 de Julio de 2007.
Las flores evolucionan de una manera predecible para encajar con las partes bucales de aves e insectos polinizadores, según un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de California, en Davis, y en Santa Bárbara. La investigación se erige, en parte, sobre el trabajo hecho al respecto por Charles Darwin hace más de 140 años.

Algunas flores, todas presentes en el Hemisferio Norte, pero con excepcional diversidad en el oeste de América del Norte, almacenan su néctar en el fondo de un espolón nectario de unos pocos centímetros de largo, cuyas dimensiones pueden variar de manera significativa dependiendo de la especie. Las abejas, los pájaros o ciertas mariposas que las visitan para beber el néctar quedan "empolvados" de polen.

Justen Whittall construyó un árbol genealógico de algunas de las plantas Aquilegia norteamericanas, con la colaboración de Scott Hodges. Encontraron que las flores analizadas evolucionaron repetidamente en una sucesión predecible de espolones nectarios con longitudes que progresaban desde las cortas hacia las medianas, o desde las medianas hacia las largas, sin llegar a acortarse. Esta progresión coincidía con las estructuras bucales cada vez más largas de las abejas, colibríes y mariposas que las visitan.


Casi tres cuartas partes de la variación en las flores se producían con rapidez cuando nuevas especies se formaban, probablemente para aprovecharse de un nuevo polinizador. La variación restante podría haber ocurrido a través de un mecanismo más gradual, como el propuesto por Darwin.

En 1862, Darwin predijo que una orquídea selvática de flor alargada y honda podría ser polinizada por una polilla con una estructura bucal igualmente larga. Tal insecto fue descubierto en 1903, pero no se le observó polinizando a la orquídea hasta 1997.

Tanto Darwin como Alfred Russell Wallace, el otro pionero de la teoría de la evolución, propusieron que flores y polinizadores se comprometen en una carrera evolutiva. Si el espolón floral se vuelve un poco más profundo, los polinizadores tenderán a evolucionar para hacer más largas sus estructuras bucales, y entonces las flores se vuelven un poco más hondas de nuevo, y así sucesivamente en una serie de pasos pequeños y recíprocos. Sin embargo, algunas flores de Aquilegia han evolucionado en un lapso increíblemente breve. Así las cosas, las estructuras bucales de sus polinizadores probablemente ya tenían una longitud óptima para otras flores cuando éstas de Aquilegia aparecieron en la escena. Las plantas, al parecer, tenían que evolucionar rápido para encajar con las estructuras bucales, pero éstas probablemente evolucionaron muy poco.

Los polinizadores de estructuras bucales largas siempre pueden tomar néctar de las flores con espolones nectarios cortos, pero los animales que las tienen cortas no pueden obtener alimento de flores con espolones largos. Esto significa que los cambios en los polinizadores serán generalmente de alargamiento de sus estructuras bucales y que los espolones nectarios se volverán entonces más y más largos durante la evolución.

Logran eliminar el HIV de células infectadas

Científicos alemanes anunciaron que lograron un "hito biotecnológico", al extraer por primera vez los genes del virus del Sida de células humanas, en experimentos realizados en laboratorio, mientras sus pares de Argentina manifestaron un "optimismo cauto" sobre el tema.

"Conseguimos eliminar el virus de las células, algo que no había sido logrado nunca antes. Es un hito biotecnológico", afirmó Joachim Hauber, del Instituto Heinrich Pette de Virología e Inmunología Experimental, en la ciudad alemana de Hamburgo, según publica el último número de la revista Science.

En la investigación participó también el Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética, de Dresde.

El informe menciona esperanzas moderadas acerca del desarrollo de una terapia contra el Sida, que no sólo contenga la multiplicación de los virus, sino que cure la enfermedad.

Hasta ahora, la infección con el virus de inmunodeficiencia humana (VIH) era considerada irreversible, pero este agente es un retrovirus, que inserta su ADN en el genoma de las células humanas a las que infecta y, según Hauber, existe una moderada esperanza de desarrollar en un plazo de 10 años una terapia para humanos.

El experto adelantó que el próximo paso es realizar tres años de experimentos con ratones y a continuación iniciar amplios estudios con pacientes, en Hamburgo.

El infectólogo argentino Pedro Cahn, presidente de la Fundación Huésped y de la Sociedad Internacional de Sida, dijo que "se trata de un estudio preliminar interesante, ya que intenta desacoplar el virus del sida de las células".

"El experimento tuvo éxito en la primera fase, llamada in vitro, y esto abre el camino para que pase en el modelo animal y luego en humanos si es que funciona bien", recalcó Cahn.

El médico infectólogo advirtió que "no es una noticia que le va a cambiar la vida a los pacientes que sufren HIV actualmente, pero es un nuevo descubrimiento auspicioso, por el cual hay que tener un optimismo cauto".

"Es difícil afirmar, independientemente de los resultados, si va a ser bueno en los seres humanos, hay veces que en los animales es seguro pero no en los humanos", aclaró.

Luego agregó que "el objetivo es que todos los pacientes puedan suspender sus tratamientos; todos los descubrimientos se dirigen hacia ese objetivo por lo que hay que tener un moderado optimismo".

El estudio aprovecha una característica de determinadas enzimas naturales, denominadas recombinasas CRE que, como una tijera, cortan el ADN en determinados sitios y lo vuelven a unir, ya que reconoce una secuencia de bases de ADN específica y actúa justamente allí.

El genoma del virus del Sida tiene en ambos extremos dos secuencias idénticas, perfectamente conocidas, que casi no sufren modificaciones aún en el caso de mutaciones del VIH.

En estos sectores, Frank Buchholz y colegas en Dresde utilizaron la tijera molecular, y para adaptarla al objetivo la enzima tuvo que ser modificada a través de 120 generaciones de recombinasas.

Así, los biólogos moleculares pudieron "cultivar", a partir de la recombinasa CRE, la recombinasa TRE, que ataca exactamente las secuencias de los extremos del virus del Sida y "el fragmento recortado es degradado por la propia célula", por lo cual queda libre del virus, explicó Hauber.

En caso de que el método pueda ser desarrollado en una terapia, sería posible un tratamiento de los pacientes con Sida, aunque sería muy complicado, dijo el científico.

Hauber consideró que se deberían obtener células madre de la sangre del paciente y limpiarlas de los virus en el laboratorio y luego serían reintroducidas en el paciente y deberían regenerar su sistema inmune.

Pese a que de esta manera muy probablemente no se puedan eliminar del cuerpo todos los VIH, Hauber espera que se logre un retroceso de la carga viral tal que la infección esté controlada, aunque aclaró que "esto es medicina de alta tecnología, que no se puede administrar en forma de píldora".

Buchhaolz agregó que en el caso de que se produzcan mutaciones en las secuencias de los extremos del virus del Sida, las recombinasas podrían ser adaptadas rápidamente, con lo que se dispondría de una serie de enzimas diferentes, que podrían ser combinadas y desarrolladas rápidamente.

En comparación con los costos de una terapia antirretroviral convencional, que fácilmente supera los 15.000 euros anuales, este nuevo tratamiento sería más barato.

Crean bacteria sintética en laboratorio

Washington, 29 jun (PL) Un grupo de expertos logró producir con éxito una bacteria diseñada al transferir material genético de otra, indica un artículo divulgado en la revista Science.

Ambos microbios son idénticos, destaca el texto, que también afirma como los científicos pretenden usar su técnica para diseñar bacterias a medida y con ello contribuir a la solución de muchas de las enfermedades del planeta.

Craig Venter, pionero en la secuenciación del genoma humano y autor principal del trabajo, expresó que gráficamente el experimento equivale a transformar una computadora Macintosh en una PC, insertando un nuevo software.

El científico, quién dirige su propio instituto en Rockville, Maryland, agregó que espera poder crear células artificiales.

En las páginas de Science se expone paso a paso el proceso seguido. El minucioso aislamiento del genoma de la bacteria donante, "lavado" una y otra vez de proteínas, tratado con agentes que lo hicieran resistente a determinado antibiótico.

Todo ello, con el máximo cuidado para prevenir contaminaciones y no romper el ADN. La bacteria que sobrevivió portaba sólo los genes que habían sido implantados.

Hechas todas las comprobaciones, se determinó que los profesionales consiguieron realizar un trasplante genómico, y con ello crearon una especie nueva. Se ha subido un peldaño importantísimo hacia la viabilidad de la biología sintética, resalta el documento.

Sin embargo, los especialistas no están seguros en cómo el nuevo ADN reprogramó parte de la bacteria o qué pasó con el código genético original.

"Creo que no sabemos con certeza cómo el genoma donante toma el control", dijo el investigador Ham Smith del Instituto Venter.

Neurología: Fármaco Contra el Cáncer Incrementa la Memoria de Largo Plazo

28 de Junio de 2007.
Un fármaco que sirve para tratar el cáncer ha demostrado acrecentar la memoria de largo plazo y fortalecer las conexiones neuronales del cerebro, según un reciente estudio efectuado por científicos de la Universidad de California en Irvine (UCI).

En los experimentos, con ratones, los científicos encontraron que los inhibidores de HDAC, usados actualmente en pruebas clínicas para tratar tumores cancerosos, relajan la estructura proteica que organiza y compacta el ADN genómico, permitiendo una más fácil activación de los genes implicados en el almacenamiento de recuerdos.

Este hallazgo sugiere que los inhibidores de HDAC podrían incrementar la memoria en seres humanos, y, debido a su forma de acción, resultar una terapia efectiva para personas con la enfermedad de Alzheimer o la de Huntington, y para aquellas con el síndrome de Rubenstein-Taybi.

Los investigadores han demostrado por primera vez que los inhibidores de HDAC aplicados directamente en el hipocampo realzan la memoria y la plasticidad sináptica en el cerebro, y también conocen un mecanismo molecular a través del cual estos efectos positivos se producen.

"Éste es un aspecto fundamental de la biología molecular, y resulta fascinante que pueda afectar a la memoria, al cáncer, a procesos neurodegenerativos, y potencialmente a trastornos tales como la drogadicción y algunas otras alteraciones psiquiátricas", destaca Marcelo Wood, profesor del Departamento de Neurobiología y Comportamiento en la UCI y uno de los autores del estudio.

La científica Sara Cabrera de la UCI, e investigadores de la Universidad de Pensilvania, la Universidad de Salud y Ciencia de Oregon, y el Hospital St. Jude de Investigación Pediátrica, también trabajaron en este estudio.

Un complejo proteico llamado cromatina causa que el ADN genómico se comprima, como se acorta el cordón de un teléfono cuando se enrolla. Cuando la cromatina se afloja, los genes asociados a la memoria pueden activarse con mayor facilidad. Estudios anteriores han demostrado que la proteína CBP actúa aflojando la cromatina, facilitando de esta forma la activación de los genes requeridos para la formación de recuerdos. Las enzimas que revierten este proceso, es decir, que hacen más compacta a la cromatina, son conocidas como HDACs.

La acción de los inhibidores de HDAC aflojando a la cromatina conduce a una formación más eficaz de recuerdos.

Tecnología Médica: Diminutas Biocomputadoras Implantables

26 de Junio de 2007.
Investigadores de las Universidades de Harvard y Princeton han dado un paso crucial hacia las computadoras biológicas, construyendo diminutos dispositivos implantables, calificables como biocomputadores, que pueden supervisar las actividades y características de las células humanas. La información proporcionada por estos "doctores moleculares", construidos completamente de ADN, ARN y proteínas, podría revolucionar la medicina del futuro dirigiendo las terapias sólo a las células o tejidos enfermos.

"Cada célula humana ya posee todas las herramientas requeridas para construir por sí misma estas biocomputadoras", explica Yaakov "Kobi" Benenson, del Centro para la Biología de Sistemas en la Universidad de Harvard. "Todo lo que debe proporcionarse es un plano genético de la máquina, y nuestra propia biología hará el resto. Sus células literalmente construirán estas biocomputadoras para usted".

Trabajando con ecuaciones de lógica booleana dentro de las células, estos autómatas moleculares lo detectarán todo, desde la presencia de un gen mutado, hasta la actividad de los genes dentro de la célula. Las señales de entrada o "input" de las biocomputadoras son el ARN, y proteínas y sustancias químicas presentes en el citoplasma. Las señales de salida u "output" son las moléculas que indican la presencia de señales delatoras, fácilmente discernibles con equipamiento básico de laboratorio.

Hoy día no existen herramientas viables para leer las señales celulares. Así que estas biocomputadoras pueden ser muy importantes porque son capaces de traducir complejas firmas celulares, como las dejadas por la actividad de múltiples genes, en un "output" fácilmente observable. Incluso pueden programarse para traducir automáticamente en una acción concreta estos datos de salida, por lo que podrían ser utilizadas en el etiquetaje de células para su posterior localización con fines analíticos o terapéuticos, e incluso serían capaces de realizar por sí mismas la acción terapéutica.

Benenson y su equipo demuestran en el estudio que las biocomputadoras pueden funcionar en un cultivo de células humanas de riñón. Todavía se encuentra en marcha la investigación sobre la capacidad que posee el sistema para monitorizar señales intracelulares tales como mutaciones y niveles anormales de los genes, e interactuar con ellas.

Benenson y sus colegas, entre quienes figura Ron Weiss, profesor de ingeniería electrónica de la Universidad de Princeton, también han desarrollado un esquema conceptual por medio del cual pueden representarse lógicamente varios fenotipos.

Los cálculos de una biocomputadora, si bien matemáticamente simples, podrían permitir a los investigadores construir biosensores, así como sistemas para aplicación precisa de medicamentos, con el denominador común de ser capaces de distinguir entre tipos o grupos muy específicos de células en el cuerpo humano. Los autómatas moleculares podrían permitir a los médicos actuar sólo sobre las células cancerosas o enfermas a través de una sofisticada integración con las señales intracelulares de la enfermedad, dejando intactas a las células sanas.

Benenson y Weiss han estado trabajando en colaboración con Keller Rinaudo, Leonidas Bleris, Rohan Maddamsetti y Sairam Subramanian.

Tecnología Médica: Desvelado el Humano Virtual Más Complejo

21 de Junio de 2007.
Científicos en la Universidad de Calgary han creado el primer modelo informático completo de su clase de un cuerpo humano en el mundo. Desvelado ahora, el atlas humano, denominado CAVEman por el equipo que lo creó, permite a los científicos introducirse virtualmente dentro de sus experimentos, gracias a que los datos médicos y genómicos se traducen a imágenes.

Este proyecto constituye un gran paso adelante en la informática médica y la biología de sistemas. La herramienta no sólo será útil a los investigadores que analizan enfermedades, sino también a los médicos que exploran nuevas vías de acceso en la planificación quirúrgica.

El CAVEman ("cavernícola" en español) reside en la sala de realidad virtual en forma de cubo conocida como CAVE (la "caverna"), que algunos apodan como "la Holodeck para la investigación científica". En la sala CAVE, el modelo humano flota en el espacio, proyectado desde tres paredes y por debajo desde el suelo.

El atlas humano fue construido con los datos de los libros de texto básicos de anatomía. Los sistemas y órganos fundamentales del cuerpo fueron convertidos en imágenes animadas por un artista gráfico y luego se pasaron a Java 3DTM para darles vida en el entono virtual de la CAVE. El CAVEman está diseñado para parecer como un humano real, pero también puede ser mostrado en cualquier tamaño que deseen los usuarios. Es posible mostrar todos o sólo algunos componentes seleccionados del modelo en cualquier momento.

El CAVEman está diseñado para ayudar a los científicos del campo médico a investigar la genética de varias enfermedades, así como nuevos métodos de tratamiento. A medida que la tecnología crezca, será útil para una mayor gama de estudios de crecimiento y desarrollo, tanto para crear modelos predictivos como para visualizaciones complejas.