Quilo De Ciencia - Cienciaes.com

Todos los estímulos exteriores, entre ellos los inducidos por las diferencias de temperatura, inducen una activación neuronal que transmite la información al cerebro. Las neuronas sensoras necesitan de moléculas (receptores) dispuestas en su membrana externa capaces de detectar bioquímicamente esos estímulos. La señal debe ser proporcional al estímulo. Por ejemplo, no es lo mismo frescor que frío intenso. Receptores capaces de generar una sensación de frescor sí son conocidos. Sin embargo, los receptores del frío intenso no habían podido ser identificados. Ahora, investigadores de la Universidad de Michigan, USA, utilizando gusanos de laboratorio mutantes, incapaces de reaccionar frente al frío intenso han logrado descubrir que tenían mutado un gen, denominado glr-3, indispensable para detectar el frío en los gusanos. Se trata de un gen, conservado en la evolución desde los gusanos a los mamíferos, que funciona de manera similar en ambos organismos.

La secuencia de bases del ADN de los genes contiene la información que determina la secuencia de aminoácidos de las proteínas. Esto no es suficiente para que las proteínas funcionen. Para que una proteína pueda desempeñar correctamente su función, su larga cadena de aminoácidos debe estar plegada de una manera muy precisa. A medida que las proteínas van siendo sintetizadas, y los aminoácidos van siendo añadidos a la cadena, estos comienzan a establecer interacciones con otros y a determinar así la estructura tridimensional de la proteína final. Recientes avances en inteligencia artificial y aprendizaje profundo han acercado mucho a la realidad la posibilidad tanto de predecir con exactitud la estructura aún desconocida de muchas proteínas, como de diseñar proteínas con una estructura tridimensional deseada.

Un experimento con el que los científicos pretenden descubrir la naturaleza de la materia oscura propone la construcción de un enorme detector de xenón-124, situado en el interior del Laboratorio Nacional del Gran Sasso, a 1.400 metros de profundidad, a unos 120 km de Roma. El detector utiliza un tanque de mil kilogramos de xenón-124 purísimo. Tal cantidad de este gas noble radiactivo ha permitido llevar a cabo la observación del proceso de desintegración del xenón-124 en teluro-124. Por cálculos teóricos se sabía que, en el proceso, dos protones del xenón se pueden convertir en dos neutrones mediante la absorción de dos electrones internos. Gracias al detector del Gran Sasso, los investigadores han podido comprobar que sí, que el proceso es real, y que, además, la vida media del xenón-124 es alrededor de mil millones de veces mayor que la edad actual el universo.

Un error en el ADN es una mutación que causa, en general, la generación de una proteína defectuosa. Sin embargo, las células pueden producir proteínas defectuosas incluso si no poseen mutaciones en el genoma, porque, para fabricar proteínas, la célula debe copiar la información desde el ADN al ARN mensajero, o ARNm, y en el proceso de copia pueden producirse errores. El ARNm codifica la información en grupos de tres letras, o codón, que indican a la fábrica de proteínas cómo debe ordenar los aminoácidos que las componen. El final de la proteína lo indica con el codón de STOP. Una mutación en el codón STOP da lugar a una proteína que no termina correctamente, por eso se denomina “mutación sinsentido”. Un grupo de investigadores de la Universidad de Utrecht ha desarrollado un método que permite estudiar mejor este fenómeno.

Uno de los avances más excitantes producidos en la lucha contra el cáncer es la generación de linfocitos T “asesinos” con receptores quiméricos contra alguna molécula propia de un tumor. Los linfocitos T “asesinos” son la clase de linfocitos capaces de matar a las células del organismo que se han rebelado contra él, como sucede con las células tumorales. Sin embargo, en su lucha por la supervivencia, algunas células tumorales evolucionan y “aprenden” a camuflarse o incluso a impedir la acción de los linfocitos T “asesinos”. En esta situación, generar linfocitos T “asesinos” con receptores quiméricos puede resultar útil. La molécula quimérica contiene una parte receptora para una molécula propia de las células tumorales y otra parte activadora que conduce a que los linfocitos T “asesinos” secreten las moléculas tóxicas que acabarán con la vida de las células tumorales.

El pasado 21 de julio se celebraba el quincuagésimo aniversario de la llegada del primer ser humano a la Luna. Esto ha espoleado viejos debates. Uno de esos debates trata de si las primeras huellas dejadas por los pasos efectuados sobre la superficie de la Luna siguen allí o no, y si siguen, cuánto tiempo tardarán en borrarse. Como para todos los debates, tenemos dos posturas muy polarizadas: 1. Las huellas siguen estando ahí; 2. Las huellas han sido borradas. Los que mantienen que las huellas han sido borradas argumentan que en el momento del despegue del módulo lunar, los gases expulsados por los motores incidirían sobre el suelo y borrarían lo que hubiera decenas de metros alrededor. Los defensores de que las huellas siguen estando ahí argumentan que la Luna carece de atmósfera y, por tanto, los gases de los tubos de escape del motor del módulo lunar no causaron viento alguno que pudiera borrar nada. También hay otras razones que hoy contamos aquí.

Machos y hembras no poseen exactamente el mismo genoma. En los mamíferos, los machos tienen un cromosoma X y otro Y, mientras que las hembras tienen dos cromosomas X, aunque, en general, solo se expresan los genes de uno de ellos. Observando las diferencias entre machos y hembras, algunos investigadores pensaban que, además de las diferencias en los cromosomas X e Y, también debía haber diferencias causadas por el funcionamiento de genes localizados en otros cromosomas, los llamados cromosomas autosómicos. Ahora investigadores de Massachusetts, en USA, han realizado un estudio genómico en el que comparan la expresión de los genes entre machos y hembras de cinco especies diferentes en 12 órganos distintos y han comprobado que, efectivamente, cientos de genes localizados en los cromosomas autosómicos se expresan de forma distinta en machos y hembras.

Diferentes países y culturas muestran diferencias notables en la manera con que los padres y madres intentan educar a sus hijos. Este hecho ha sido abordado por un extenso estudio dirigido por los profesores de economía Mathias Doepke, de la Universidad Northwestern, en Chicago, y Fabrizio Zilibotti, de la Universidad de Yale, en New Haven, Connecticut, USA. La conclusión a la que llegan estos dos investigadores en sociología y economía es que el principal factor que afecta al estilo educativo de los padres en diferentes países, o en el mismo país a lo largo del tiempo, no es la cultura, es la desigualdad económica.

Una de las ideas tal vez más sorprendentes y difíciles de admitir para muchos es que el concepto de enfermedad depende en numerosos casos de los tiempos y de la cultura en la que nos encontremos inmersos. Un buen ejemplo son las enfermedades mentales. La mitad de la población de dicho mundo será diagnosticada con una u otra enfermedad mental a lo largo de su vida. Ante la magnitud epidémica de estos datos, cabe preguntarse si todas las enfermedades mentales son en verdad enfermedades, o si solo son consideradas como tales en el momento social actual y a la luz de los conocimientos científicos actuales. Durante le evolución de la nuestra y de otras especies, sentirse deprimido de acuerdo con las circunstancias fue un mecanismo de supervivencia. Así pues, muchas enfermedades mentales podrían ser manifestaciones de procesos seleccionados durante nuestra evolución.

La microbiota, más conocida popularmente como flora, la constituyen los miles de especies bacterianas que viven sobre la piel y, en particular, sobre la superficie interna del organismo, en el intestino. Uno de los hechos revelado por los estudios sobre la microbiota es que esta y nosotros hemos evolucionado de manera conjunta. Tal es así que hoy el sistema inmunitario necesita de la microbiota para su adecuado desarrollo. Se ha comprobado que las moléculas propias de las bacterias son fundamentales para activar los linfocitos T del sistema inmunitario innato. Una vez activados, se generan miles de linfocitos T idénticos que hacen frente a la infección y después generan de linfocitos T memoria que vivirán más tiempo y servirán para “recordar” lo sucedido. Ahora, investigadores de la Universidad de Melbourne han estudiado si la flora intestinal también desempeña alguna función en la generación de los linfocitos T memoria.

Debido a estas múltiples crisis, algunos científicos han comenzado a analizar si el actual curso que lleva la Humanidad es viable. Muchos concluyen que no, y que de continuar cómo vamos, o incluso si variamos el curso, pero no con suficiente decisión y valentía, lo que nos espera es el colapso de la civilización. Este colapso se perfila como un punto final ineluctable de no tomar serias medidas. Pocos se atreven a predecir si sucederá pronto o tarde, aunque también pocos dudan que sucederá. Es necesario considerar una gran cantidad de factores para comprender por qué y cómo una civilización puede colapsar y desaparecer. Como todo, para abordar esto de manera seria, es necesario hacerlo de manera sistemática y controlada, es decir, científica. Aunque, descubrir las vulnerabilidades de nuestra civilización y su peso relativo en el posible colapso futuro es, sin duda, una ardua tarea.

Cuando hablamos de las características universales de la vida, muy raramente se menciona el proceso universal mediante el cual la vida obtiene la energía que necesita para generar la molécula de energía universal: la molécula de ATP. Esto es quizás así porque la forma en que las células obtienen su energía es muy extraña: el paso de protones a través de una membrana celular siguiendo un gradiente de concentración ¿Por qué protones? Cuando un átomo de hidrógeno pierde su electrón, se convierte en un protón desnudo. Esto sucede durante el proceso de respiración, en el que las moléculas de los alimentos se oxidan en la mitocondria en varios pasos. Las células cancerosas se dividen continuamente y, por lo tanto, sus necesidades metabólicas son diferentes a las de las células en reposo. Por esa razón, la mayoría de las células cancerosas exhiben flexibilidad metabólica para producir las moléculas de ATP necesarias. Ahora, investigadores de la Universidad de Duke ha desvelado por qué.

Basándose en el estudio de las preferencias humanas sobre las expresiones de los perros, se ha demostrado que los humanos preferimos perros con características propias de animales muy jóvenes. Una característica particular muy atractiva para los humanos es la capacidad de los perros de levantar las cejas intensamente. Esto simula la cara de un bebé y da la impresión de que el perro experimenta tristeza o algún tipo de angustia, y desencadena en nosotros una respuesta emocional. La elevación de la ceja solo es posible gracias a la función de un músculo concreto. Por esta razón, un grupo de científicos ha estudiado la anatomía de la cara del perro y la ha comparado a con la del lobo. Descubren que el músculo que levanta las cejas está muy bien desarrollado en los perros, pero solo cuenta con escasas fibras en los lobos. Estos hallazgos sugieren que los perros pueden haber evolucionado sus expresivas cejas como resultado de la selección artificial realizada por los humanos que experimentaron emociones positivas

Un grupo de investigadores de varias universidades estadounidenses utiliza la tecnología de secuenciación de ARN, no de ADN, para analizar las posibles mutaciones acumuladas en los tejidos sanos de quinientas personas a lo largo de sus vidas. Los científicos obtienen así la prueba de que al menos 29 tejidos y órganos diferentes del organismo están constituidos por células que han ido mutando a lo largo de la vida y que se han reproducido, transmitiendo las mutaciones a las células hijas. El organismo se revela, pues, como un mosaico de clones celulares de tallas diferentes y con mutaciones diferentes. Los científicos también descubren que, como era de esperar, el número de clones y la cantidad de mutaciones aumenta con la edad y hacia el final de la vida cada ser humano es un enorme mosaico celular.

Las neuronas son unas células muy consagradas a la transmisión de información en el sistema nervioso. Para ejercerla adecuadamente, han delegado otras funciones a células de su alrededor que las apoyan. Entre estas se encuentran los astrocitos, así llamados porque poseen numerosas ramificaciones que les dan forma de estrella. Los astrocitos cumplen numerosas funciones, como dar apoyo a las células de los vasos sanguíneos cerebrales, proveer de nutrientes, como la glucosa, a las neuronas, proteger las sinapsis y enviar ciertas señales a las neuronas mediante iones o neurotransmisores. Además, también participan en la reparación del tejido nervioso si este sufre algún daño. Ahora, un grupo de investigación publica los resultados de sus nuevos estudios, los cuales añaden una importante función a los astrocitos: la detoxificación de las grasas oxidadas. Se lo contamos en este podcast.

Un grupo de científicos estudia uno de los potenciales efectos del baño estival, los cambios inducidos por el baño marino en las especies de bacterias que componen la flora bacteriana de nuestra piel. Para comprobar los efectos, investigadores de la Universidad de California reclutan a nueve voluntarios y analizan el microbioma de estas personas en la zona de su nuca antes de bañarse y tras diez minutos de baño en el mar, una vez se han secado completamente. El análisis es repetido seis y veinticuatro horas después ¿Qué encontraron estos estudios? No son buenas noticias. La microbiota había sufrido notables cambios. En particular, bacterias del género Vibrio (al que pertenece la bacteria que causa el cólera), normalmente ausentes del microbioma, se encontraron ahora en la piel. Estas bacterias se detectaron en todos los participantes tras haberse secado y a las seis horas del baño, pero, afortunadamente, a las veinticuatro horas las bacterias habían desaparecido de todos menos de uno de ellos.

La comprensión y manipulación inteligente de los fascinantes y complejos mecanismos por los que el sistema inmunitario nos defiende de los enemigos externos e internos está logrando que se pongan a punto eficaces inmunoterapias contra el cáncer. Gracias a ellas, se han conseguido curaciones de esta enfermedad que solo hace unos años hubieran sido consideradas milagrosas. Sin embargo, muchos de los conocimientos adquiridos sobre el funcionamiento del sistema inmunitario no han sido utilizados todavía para intentar generar nuevas estrategias de inmunoterapia. Por ejemplo, es conocido que las células inmunitarias más importantes para eliminar a las células tumorales son los llamados linfocitos asesinos naturales, o NK, por sus siglas en inglés (Natural Killer). Los inmunólogos han descubierto que la citocina más importante para la estimulación de la actividad asesina de las células NK y de los linfocitos T citotóxicos es la llamada interleucina-15 (IL-15).

Probablemente todos estemos familiarizados con las almendras amargas, que de vez en cuando pueden aparecer acompañando a las almendras dulces. Las almendras amargas son ahora la excepción a la regla, pero hace unos miles de años eran la regla, porque el ancestro de las almendras actuales era tóxico. La excepción eran los escasos mutantes que habían perdido la capacidad de sintetizar un compuesto amargo y tóxico llamado amigdalina (amígdala significa almendra en latín) y que producían almendras dulces. Al ingerir una almendra amarga, una vez dentro del cuerpo, la amigdalina puede liberar cianuro y provocar una intoxicación si la dosis ingerida es alta. Un día, un miembro de nuestra especie tropezó con un almendro mutante que carecía de amigdalina. Sus semillas se podían comer y eran altamente nutritivas. Este inteligente individuo pensó que podría ser muy beneficioso tratar de cultivar este árbol mutante y usar sus semillas como alimento. Ahora, la almendra es el principal fruto seco cultivado en el mundo.

Cientos de reacciones metabólicas funcionan a cada instante y nos mantienen con vida. Una de ellas es la activación del complemento. El complemento es un sistema molecular especializado en detectar, de manera directa o ayudado por los anticuerpos, moléculas propias de los enemigos bacterianos que intentan infectarnos. El sistema está formado por veinticinco proteínas que, cuando se activan, forman poros minúsculos que perforan la superficie de las bacterias y permiten la entrada de los fluidos exteriores, la bacteria se hincha y explota. El sistema se activa espontáneamente de todos modos, haya detectado bacterias o no, por si acaso alguna bacteria puede pasar desapercibida e iniciar un foco de infección al no ser eliminada a tiempo. El complemento, por tanto, está siempre en estado de alerta frente al enemigo.

La empatía es una de las habilidades cognitivas más importantes para navegar en la vida. Como sabemos, consiste en comprender el estado de ánimo de los demás, ponerse en su lugar y acercarnos así a experimentar sus emociones. Es conocido que la empatía puede favorecer las interacciones mutuamente beneficiosas con los demás. Puesto que esto es así, ¿por qué no somos todos más empáticos? Ahora, un grupo de investigadores de las universidades de Pennsylvania y de Toronto estudian un factor que podría afectar negativamente a nuestra capacidad o voluntad de sentir empatía: el esfuerzo mental que conlleva sentirse empático con los demás. Para estudiar este factor los investigadores realizan experimentos con voluntarios en condiciones en las que ser empático no costara ni tiempo, ni dinero, e incluso pudiera permitir experimentar emociones positivas. Al fin y al cabo, uno puede ser empático también con quienes son felices.