domingo, 25 de diciembre de 2016

Las 5 noticias científicas más importantes del año 2016

El año 2016 ha sido un año científicamente apasionante. Pero debido a la inundación de la información que sufrimos todos los días, en muchos casos mezclada con la “pseudociencia” que tergiversa todo lo que toca, es difícil extraer las noticias más importantes y quedarse con lo que realmente han sido descubrimientos o progresos históricos en la ciencia. En este artículo he querido resumir y destacar lo que sin duda son los eventos científicos que han marcado un antes y un después histórico en sus disciplinas.

El pasado 11 de febrero se anunció que se había detectado por primera vez una onda gravitatoria, una perturbación del espacio-tiempo producida por un cuerpo masivo acelerado. La existencia de ese tipo de onda, que consiste en la propagación de una perturbación gravitatoria en el espacio-tiempo y que se transmite a la velocidad de la luz, fue predicha por Einstein en su teoría de la relatividad general. Pero ha sido este año (100 años después de su predicción) cuando se anunció que el año anterior el famoso experimento LIGO (de sus siglas en inglés, Observatorio de ondas gravitacionales por interferometría láser). Este anuncio ha sido la confirmación de la Teoría de la Relatividad de Einstein, además de dar más evidencias de la existencia de los agujeros negros. Además, ha sido importantísimo porque han confirmado una nueva forma de estudiar el cosmos, mediante el LIGO se puede “ver” el universo a través de las ondas gravitacionales, lo que abre un sinfín de posibilidades que veremos los próximos años. 

2. Aplicación en humanos de la técnica de modificación genética CRISPR–Cas9
CRISPR–Cas9 es una técnica de modificación genética (descubierto originalmente por un español, el Dr. Mojica), que ha revolucionado la forma de modificar el genoma de cualquier ser vivo, haciéndolo mucho más fácil, rápido y accesible. A pesar de que esta técnica se conoce desde hace unos años, y que ya se ha aplicado a plantas y a animales, en China, el pasado 28 de octubre se aplicó por primera vez a un ser humano. Lo que se hizo fue modificar un gen de algunas células de un paciente con cáncer de hígado para luchar contra la enfermedad. Pero este es solo el principio porque el próximo año se tiene planeado realizar muchos más ensayos en humanos en Estados Unidos y China.


3. Progreso en la lucha contra el cambio climático
A lo largo del año se han ido firmando por la inmensa mayoría de los países del planeta el acuerdo que se concretó en París en Diciembre del año anterior. Este progreso es especialmente importante porque nunca en la historia lo habían firmado tal cantidad de países, especialmente los mayores contaminantes del planeta, Estados Unidos y China (solamente ellos dos producen el 38% de las emisiones globales). El pacto entró en vigor el pasado 4 de Noviembre. Pero este no ha sido el único progreso, el pasado 6 de octubre, la Organización de Aviación Civil Internacional de las Naciones Unidas  (ICAO) llegó un acuerdo para reducir emisiones, y el 15 de octubre, 197 países llegaron a un acuerdo para proteger a la capa de Ozono. Además, después de 4 años se ha conseguido crear la reserva Marina más grande del planeta en el Mar de Ross en la Antártida. 
A pesar de todo ello, los devastadores efectos del cambio climático no esperan, ya que el año 2016 ha sido el más caluroso de la serie histórica, los corales de todo el planeta están desapareciendo y fenómenos climáticos catastróficos aparecen cada vez más frecuentemente por todo el planeta. Esperemos que estos acuerdos internacionales se lleven a la práctica y podamos frenar (porque parece tarde para detener) los efectos del cambio climático.


4. Irrupción mundial del Virus del Zika
El pasado febrero, la Organización Mundial de la Salud (OMS), confirmó que la explosión de nacimiento de niños con problemas (incluyendo microcefalia) vinculados al virus del Zika en Brasil constituían una emergencia pública sanitaria real. Sin embargo, la esperada explosión de casos de microcefalia en el resto de países de América no se ha producido, a pesar de la propagación del virus. Incluso en Brasil las altísimas tasas de microcefalia solamente se han dado en una región al noreste de Brasil. El pasado 18 de Noviembre, la OMS declaró el fin de la emergencia sanitaria, para centrarse en el estudio de la enfermedad y la búsqueda de una vacuna. Hoy en día hay numerosos grupos de investigación trabajando en el tema, por lo que esperemos que el 2017 sea un año importante para el progreso de la lucha contra esta enfermedad. 

5.Nacimiento de un bebé con 3 progenitores
Después de décadas de investigación en técnicas de reproducción asistida, se ha conseguido concebir un bebé con DNA mezclado de 3 personas. El objetivo era evitar que el niño naciera con una enfermedad con origen en la mitocondria, las estructuras productoras de energía. En Septiembre nació un niño sano en una clínica mexicana, y posteriormente nació otro con la misma técnica en China. Y en Octubre se consiguió en Ucrania a partir de una madre estéril. 


Otras que el tiempo lo dirá...
Realmente es muy complicado elegir el avance científico más importante del año. No podemos saber a ciencia cierta los descubrimientos y avances que revolucionarán nuestra vida o nuestra forma de ver el mundo. Aunque he seleccionado estos avances, hay muchos que pueden ser muy importantes también, el descubrimiento de que el envejecimiento se puede revertir, la optimización de la fotosíntesis de los cultivos, el uso de células madre para hacer recuperar la movilidad a pacientes tetrapléjicos, el posible descubrimiento de un noveno planeta en el sistema solar, o incluso el descubrimiento de un nuevo número primo, el tiempo será nuestro único juez...
Parte de la inspiración para este artículo la he obtenido de un artículo recién salido en nature.







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domingo, 18 de diciembre de 2016

Precursores de Trehalosa: Revolucionaria forma de mejorar la producción del trigo y su resistencia a sequía.

El incremento de la población mundial, el cambio climático y la reducción de tierras cultivables hace que tengamos que buscar soluciones para incrementar la producción de los cultivos sin dañar el medio ambiente. A grandes rasgos existen dos grandes grupos de soluciones para mejorar la producción de cultivos:
  • Aplicación de productos externamente, mediante la aplicación de fertilizantes, pesticidas, estimulantes (ya sean químicos o biológicos).
  • Mejora genética de los cultivos, mediante mejora tradicional o mediante modificación genética (como a través de la mejora de la fotosíntesis, como comenté en un artículo anterior del blog,  o a través de cultivos resistentes a insectos, como también comenté en este otro artículo)).

Se acaba de publicar en la prestigiosa revista Nature un descubrimiento que puede revolucionar el mundo de los fertilizantes. La Trehalosa-6-fosfato (a partir de ahora en el artículo lo llamaré por su abreviatura T6P) es un azúcar central en el metabolismo de las plantas, regula el uso y localización de la sacarosa (azúcar principal de las plantas) con una influencia vital en su crecimiento y desarrollo. Un grupo de científicos de Reino Unido e India han descubierto que aplicando sustancias que modifiquen el metabolismo de la Trehalosa pueden  mejorar el rendimiento del trigo, mejorando además su resistencia al estrés, como las sequías.

¿Cómo lo han hecho?
Como he comentado anteriormente, la T6P es un azúcar fundamental en el metabolismo del azúcar de la planta, a grandes rasgos: cuanto más T6P tenga la planta, más crecerá ésta y más azúcares producirá. Sabiendo esto te preguntarás: ¿Por qué os complicáis la vida? Simplemente produce esta sustancia y se la echas a la planta... ¡pues no! Eso no vale, porque la T6P es una molécula hidrófila,  y las moléculas hidrófilas y cargadas no pueden entrar tan fácilmente dentro de la planta, a menos que se transporten por la planta de forma activa (es decir, con canales en los cuales la planta gasta mucha energía).
Este grupo de científicos han utilizado otra estrategia, han diseñado "precursores" de esta molécula, es decir, moléculas que con pequeñas modificaciones producen la T6P. Y estos precursores, tan "sencillos" como los de la imagen inferior, tienen "enmascarados" sus enlaces cargados, son menos hidrofílicos, y son capaces de formar T6P si se le aplica luz. Es decir, la estrategia es: aplicar a la planta estos precursores (echándolos en el riego o por spray), la planta los absorbe, y una vez dentro de la planta, mediante la luz se incrementa la producción de T6P, y esta provoca el incremento de azúcares y, por tanto, de la producción.
Para esto hicieron los siguientes pasos (os lo explico muuuuuy simplificado). Para más información, podéis ir al artículo original, del cual provienen algunas de las imágenes del post).

1.Diseñaron y sintetizaron precursores de la T6P, de forma que fueran hidrofóbicos, pudieran entrar en la planta y produjeran T6P dentro de la planta, induciendo la transformación de éstos mediante la aplicación de luz.
2. De todos los que diseñaron, comprobaron mediante varias técnicas cual o cuales eran los que producían más rápidamente y en mayor cantidad la T6P. Además probaron con varias longitudes de onda (tipos de luz), la luz que más se pareciera a la que la planta encotraría en el campo.
3. Una vez seleccionaron a los mejores precursores in vitro, probaron si en la planta funcionaba el sistema (concretamente en Arabidopsis, la planta modelo utilizada en biología vegetal). ¡Demostraron que funcionaba! Incluso mucho mejor que otras plantas transgénicas que habían probado anteriormente otros investigadores. Las plantas modificadas genéticamente no pudieron aumentar la cantidad de T6P más de 2 o 3 veces, sin embargo, con estos precursores pudieron incrementarla hasta 100 veces.  
4. Después de muchas pruebas genéticas y moleculares y una vez comprobado que estos precursores no son tóxicos para la planta se decidieron a comprobar si el mecanismo funcionaba  en un cultivo real en condiciones reales, concretamente en el trigo. Y efectivamente funcionaba, aplicando cantidades muy pequeñas, a penas de 1mM, se incrementaba no solamente el crecimiento de las plantas, sino también la producción de almidón en un 20%, un indicador de que el cultivo es más productivo.
5. Por último,  probaron si en unas condiciones de sequía, la planta podría sobrevivir mejor si se aplicaban estos precursores. Y efectivamente se incrementaba la cantidad de tejido producido una vez finalizaban las condiciones de sequía, es decir, la planta aguantaba mejor y se recuperaba antes.

Conclusión
Como conclusión me gustaría destacar la importancia de este artículo por varias causas. En primer lugar porque demuestra que con cantidades muy pequeñas de una sustancia se pueden obtener grandes respuestas positivas de la planta, lo que demuestra la eficacia de los llamados nuevos bioestimulantes. Por otra parte demuestra una estrategia que puede revolucionar el mundo de los fertilizantes y bioestimulantes, ya que consigue, diseñando un precursor sintético de una molécula biológica, incrementar la producción de los cultivos de forma muy importante. Esto puede incrementar las posibilidades de una futura nueva gama de productos agrícolas de alta producción sostenibles medioambientalmente.






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domingo, 11 de diciembre de 2016

¿Tu vida sana te puede salvar de una enfermedad a la que te condenan tus genes?


A pesar de todas las campañas que se hacen en todo el planeta por una alimentación sana, contra el sedentarismo o contra el tabaco, nosotros seguimos sin creer totalmente que todos nuestros malos hábitos tengan una influencia en nuestra salud. Esto puede ser debido a que aunque por un lado hay cientos de estudios que han probado las ventajas de una vida sana, también se ha demostrado que si en nuestros genes estamos marcados con una determinada enfermedad, poco debemos hacer al respecto, ¿o no? Lo cierto es que está demostrado que, concretamente en enfermedades cardiovasculares, se ha demostrado que las personas con los genes considerados “de riesgo” tienen unas probabilidades entre 3 y 5 veces mayores de enfermar que las que no tienen estos malditos genes.
¿Pero podemos hacer algo para luchar contra nuestro destino?
Un grupo de médicos estadounidenses acaban de publicar la respuesta en un artículo publicado este mes en la prestigiosa revista  The New England Journal of Medicine. Y la respuesta es que: SI, ¡CLARO QUE SI! En él explican cómo han demostrado que, a pesar de que el riesgo genético tiene una fuerte influencia en la posibilidad de sufrir una enfermedad cardiovascular, el hecho de tener una vida sana reduce este riesgo de forma muy importante.

¿Cómo lo han hecho?
El estudio lo han hecho en unas 60.000 personas, por lo que el volumen del estudio es muy importante. Esto es esencial a la hora de darle credibilidad a un artículo científico, porque no es lo mismo hacer una afirmación sobre una muestra de 10 personas, que sobre 60.000.
De estas personas tenían su perfil genético (por tanto pudieron definir su riesgo de sufrir la enfermedad), sus analíticas médicas, como colesterol, hipertensión, diabetes, etc. Y les hicieron una encuesta en la que les preguntaron sobre sus hábitos de vida. Estos hábitos se basaron en cuatro puntos fundamentales: actividad física, dieta, obesidad y tabaquismo. Y con toda esta información hicieron un gran trabajo estadístico.

Algunos resultados fueron obvios y poco esperanzadores, las personas con mayor riesgo genético también tenían mayor riesgo de sufrir la enfermedad cardiovascular (un 91% mayor).
Pero otros resultados fueron muy esperanzadores, en todas las personas, las que tenían riesgo genético alto, intermedio y bajo, se reducía drásticamente el riesgo de sufrir enfermedades cardiovasculares (alrededor de un 45% menor).
Es decir, la respuesta a la pregunta del título es SI. Aunque genéticamente tengas mayor riesgo de sufrir una enfermedad, seguir un hábito de vida saludable puede reducir ese riesgo en casi en un 45% de posibilidades. Pero por otra parte, aunque no tengas riesgo genético, ¡no te confíes! Las personas del estudio sin riesgo genético, pero sin hábitos de vida saludables, también aumentaban su riesgo de sufrir la enfermedad.

Conclusión
Como conclusión quisiera destacar que este estudio confirma de forma tajante la importancia de unos hábitos de vida saludable para reducir el riesgo de padecer una enfermedad cardiovascular. Por tanto, ¡no valen excusas!, deja el tabaco, apúntate al gimnasio y come más fruta y verdura (menos grasas y azúcares). Puede ser un buen propósito para el 2017.
El artículo completo lo podéis leer en este link

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domingo, 4 de diciembre de 2016

Descubre por qué tus plantas enferman cuando te pasas con el agua.

Descubren cómo los patógenos intentan llenar la planta de agua para que la planta enferme.

Cualquier aficionado a la jardinería o agricultura sabe que uno de los principios básicos del riego es que “más vale que falte antes que sobre”. Es decir, una planta se puede recuperar de la falta de agua relativamente bien, porque en general tienen mecanismos para resistir a la sequía, pero el exceso de humedad puede ser fatal. Si te pasas con el riego, empiezan a aparecer “pudriciones” (es decir, enfermedades) y de eso es mucho más difícil que la planta salga ilesa.

Se conoce que muchas de las enfermedades de las plantas causadas por bacterias y hongos son debidas a exceso de humedad. De hecho, muchas enfermedades de los cultivos aparecen en épocas de muchas lluvias y de alta humedad. Pero realmente no se conoce por qué los patógenos se ven tan beneficiados por este exceso de humedad.
Un grupo de investigadores de Estados Unidos y Gran Bretaña acaban de publicar en la prestigiosa revista Nature el descubrimiento de un mecanismo mediante el cual los patógenos responsables de enfermedades no solamente se ven beneficiados por el incremento de humedad, sino que son ellos mismos los que “inyectan el agua en las hojas” para hacer que enfermen.
El mecanismo principal de los microorganismos patógenos para causar la enfermedad en las plantas es la “supresión del sistema inmune”. Es decir, atacan a las defensas de la planta para impedir que se defiendan, y así producir la enfermedad. Para más información sobre la lucha armamentística entre plantas y bacterias, puedes ir a guerra armamentística, la entrada del mes pasado de mi blog donde hablo más detalladamente de tema.
Pero este grupo de científicos han descubierto otro mecanismo de los patógenos, hacer que la zona de la planta a la que está atacando sea más húmeda, concretamente para que la hoja, se “llene de agua”. De esta forma el patógeno tiene un ambiente mucho más beneficioso para su reproducción y “conquista de la planta”.
¿Cómo lo han hecho?
Para esta investigación utilizaron dos organismos modelo, la planta “Arabidopsis thaliana” y la bacteria patógena que produce una enfermedad "modelo", Pseudomona syringae. En primer lugar, crearon varios mutantes de ambos organismos, es decir, le “quitaron” un gen a la bacteria que ellos creían que era importante para producir la enfermedad, y probaron si la bacteria seguía pudiendo provocar esa enfermedad. Hicieron lo mismo con la planta, “quitaron” uno o varios genes a la planta que pensaban que era importante para defenderse de la enfermedad, y le introdujeron la bacteria para ver si de nuevo seguía apareciendo la enfermedad.
Estas pruebas las hicieron varias veces para comprobar cómo de importante era el sistema inmunitario en el comienzo de la enfermedad, pero algo fallaba. No encajaba todo perfectamente, parecía como que había un factor más, siempre hacía falta mucha humedad para que los ensayos funcionaran. ¿Entonces por qué aparece la enfermedad cuando la humedad es baja (aunque menos frecuentemente) en la naturaleza?
Una de los síntomas de esta enfermedad provocada por P. syringae son zonas como “encharcamientos” dentro de la hoja, que se acaban pudriendo. La hipótesis que plantearon los investigadores fue que fuera la misma bacteria la que “generara la humedad” para sí misma dentro de la hoja.

Utilizando ciertas técnicas de microscopía de fluorescencia y utilizando bacterias y plantas mutantes, observaron cómo, efectivamente, algunas de las proteínas que utilizaban la bacteria para causar la enfermedad eran las encargadas de “llenar de agua” la zona del apoplasto (se llama así a la zona que existe en el tejido vegetal entre una célula y otra).
Conclusión
Como conclusión quisiera destacar la importancia de este descubrimiento para la fisiología vegetal y la lucha contra las enfermedades en los cultivos, ya que hasta la fecha se pensaba que el agua beneficiaba a los patógenos simplemente ayudándoles a que llegaran hasta la planta (“nadando”). Pero gracias a este estudio se ha visto que la bacteria induce un entorno acuoso incluso dentro de la planta, lo que ayuda, no solamente a su movimiento, sino también al flujo de nutrientes, a su crecimiento, etc. 
Y como conclusión final: Cuidado al regar vuestras plantas ¡No las ahoguéis!
.El artículo completo lo podéis ver en este artículo: 



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