Hallan proteína clave para la vida

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Al fin entendieron cómo era que se hacían hijos. En un interesante descubrimiento científicos identificaron la proteína que permite que el espermatozoide se una al óvulo, un avance que podría derivar en tratamientos para ciertos tipos de la infertilidad.

El logro, que resulta muy importante, fue publicado en Nature y fue dirigido por Gavin Wright, bioquímico del Wellcome Trust Sanger Institute en el Reino Unido. Su equipo estaba buscando la contraparte de la proteína Izumo1 descubierta en 2005 en la superficie de células del espermatozoide.

Los científicos sabían que el Izumo1 permitía al espermatozoide unirse al óvulo para comenzar el proceso de fertilización, pero no se conocía cuál proteína en la superficie del óvulo se pegaba a Izumo1.

La identificación no ha sido asunto fácil pues las moléculas tienden a unirse débilmente una a otra. Por eso Wright y su equipo desarrollaron una forma para agrupar las proteínas Izumo1. Así, ‘engancharon’ una proteína llamada receptor 4 de folato que se encuentra en la superficie de una célula de óvulo de ratona.

Wright propuso renombrar la proteína como Juno, como la diosa romana de la fertilidad. Izumo es un símbolo japonés de la reproducción.

Los investigadores encontraron además que Juno existe también en los mamíferos, incluyendo los humanos y que sin ella óvulo y espermatozoide no se pueden unir.

Las hembras sin Juno son sanas pero estériles.

Los científicos encontraron además otra importante función de Juno: bloquear otras células de espermatozoides para que no entren al óvulo una vez fertilizado. Luego de que una célula se ha unido al óvulo, Juno desaparece de la superficie del óvulo en 30-45 minutos.

El descubrimiento podría ayudar a mujeres infértiles: analizar si carecen o tienen proteínas Juno defectuosas y si es así se podría intentar la inyección de esperma intracitoplásmica, con la cual un solo espermatozoide es inyectado en el óvulo.

“Es muy importante (el hallazgo) porque conocemos dos proteínas responsables de la unión óvulo-espermatozoide”, dijo a Nature Paul Wassarman, bioquímico de y biólogo de Icahn School of Medicine en Mount Sinai en New York.

¿Se puede pasar el miedo entre generaciones?

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Los miedos se pueden transmitir de generación en generación de acuerdo con un estudio publicado en Nature Neuroscience.

En él, ratones entrenados para sentir miedo al olor de un químico con una esencia de cereza y almendras llamado acetofenona, transmitían su ansiedad a sus hijos. Al comprar con un grupo de control, los ratones de padres temerosos a ese olor temblaban más en respuesta a él cuando lo olían por primera vez, lo que siguió hasta la tercera generación. El efecto podría ser mediado por cambios epigenéticos según algunas evidencias aunque no aceptadas por todos.

“Los anuncios son tan extremos que violan el principio de que anuncios extraordinarios requieren pruebas extraordinarias”, según Timothy Bestor, de Columbia University, citado por Nature.

Pero otros están convencidos. David Sweatt, neurobiólgo de la Universidad de Alabama dijo que el manuscrito “es el más riguroso y convincente conjunto de estudios publicados a la fecha demostrando efectos epigenéticos transgeneracionales adquiridos en un modelo de laboratorio”.

Los investigadores, Kerry Ressler y Brian Dias de Emory University en Atlanta, Georgia, advirtieron las diferencias en el número de neuronas productoras de una proteína receptora para detectar la acetofenona en los ratones entrenados para sentir el miedo y también cambios en un gen de los espermatozoides relacionados con la sensibilidad a ese químico.

Bestor no cree que ningún esté relacionado. Pero la evidencia de que la epigenética influencia el comportamiento durante generaciones es creciente, como por ejemplo la predisposición a enfermedades en los niños holandeses criados bajo hambruna en los años 40.

Los genes del escorpión que pica

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Tan pequeño, pero doloroso y hasta letal. El escorpión tiene unos 10.000 genes más que los humanos de acuerdo con la secuenciación de su genoma publicada en Nature Communications.

Los investigadores chinos encabezados por Zhijian Cao, de Wuhan University, reportaron 32.016 genes en el escorpión dorado Mesobuthus martensii, en comparación con los cerca de 22.000 del humano.

Pero, ¿para qué le sirven? Se detectaron 116 que codifican por peurotoxinas, incluyendo 45 que no se conocían. Varias de las neurotoxinas paralizan proteínas en las membranas celulares que se abren y cierran para generar corrientes eléctricas que utilizan los nervios para comunicarse. Las mutaciones en los genes que codifican proteínas en la membrana hacen al arácnido inmune a su propio veneno.

Los escorpiones poseen también 160 enzimas que ayudan a digerir las grasas y desintoxicar los químicos de las plantas de los insectos herbívoros que comen. Algunas de las enzimas transforman el químico coumarina en compuestos fluorescentes que hace que el escorpión brille bajo la radiación UV.

Y también elaboran un tipo de proteína sensora de luz, la Mmopsina3. Esta mide la luz ultravoleta y la azul. Al menos 20 proteínas en la cola del escorpión ayudan a transmitir la señal de la luz de la piel al cerebro, según los investigadores.

De los escorpiones se conocen unas 1.400 especies, siendo el grupo más antiguo de los arácnidos.

Hoy se han secuenciado el genoma de más de 181 protistas, 3.762 bacterias y 183 eukariotas (lo que se tenía a comienzos de año).

Para poner el cáncer en huida

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Avances de todos los días. Un nuevo examen para el cáncer de ovario parece detectar la enfermedad en sus etapas tempranas. Si se confirma en las pruebas clínica, podría llegar a ser un examen rutinario para las mujeres.

En el estudio, la estrategia se probó en más de 4.000 mujeres durante un lapso de 11 años. Fueron sometidas a exámenes de sangre anuales y los investigadores grabaron los niveles de la proteína CA-125, producida en su mayoría por tumores de ovario. Aquellas que presentaban un aumento súbito eran referidas al ginecólogo y se les practicó ultrasonido.

Con base en los resultados de ultrasonido, 10 mujeres fueron sometidas a cirugía y 4 de ellas tenían cáncer de ovario aún en etapa temprana, otras 5 presentaban tumores benignos o que podrían ser peligrosos. Una tenía cáncer endometrial según el estudio publicado en el journal Cancer.

El estudio sugiere que la prueba tuvo una especificidad del 99,9%, o sea que apenas 0,1% de pacientes sin cáncer serían identificados falsamente como que tuvieran cáncer.

Dos mujeres del estudio tuvieron cáncer no detectado por la nueva prueba, pero en ambos casos fueron benignos.

“Los resultados no son para cambiar la práctica, pero sugieren que usando una estrategia de chequeo longitudinal puede beneficiar las mujeres postmenopáusicas con riesgo de desarrollar cáncer de ovario”, dijo Karen Lu, autora y profesora de Ginecología y Oncología en la Universidad de Texas.

Pese a los tratamientos contra esta clase de cáncer, permanece como una enfermedad mortal, en particular porque muchísimas mujeres son diagnosticadas cuando el cáncer está en etapa avanzada. Cuando se detecta pronto, del 75 al 90% de las pacientes sobreviven al menos 5 años, dijeron los investigadores.

Una esperanza.

El cólera cambia los genes de la gente

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Enfermos de cólera en Zimbawe

Que no se crea que es hueso fácil de roer: la bacteria del cólera está diseminada por el globo y mata muchas personas, pero el cuerpo comienza a presentarle resistencia. Es más: está induciendo cambios en el genoma, una sorprendente evolución de los tiempos modernos.

Eso sugiere un nuevo estudio publicado en Science Translational Medicine. Aunque ha llegado a diversas regiones y por ejemplo causó mortandad en Haití tras el sismo de 2010 al ser introducida por personal de paz de Naciones Unidas, el corazón de la enfermedad se encuentra en el delta del río Ganges en India y Bangladesh.

Cuando llegan a los 15 años, la mitad de los niños de Bangladesh ha estado infectado con la bacteria, que se disemina a través de alimentos y agua contaminados. El microbio puede causar diarrea extrema que puede matar en cuestión de horas, como dice Elinor Karlsson, genetista computacional en Harvard y coautora del estudio.

El hecho de que haya estado tanto tiempo en la zona y mate niños, alterando el set de genes de la población condujo a los investigadores a sospechar de que estaba presionando evolutivamente la gente de la región, como lo ha hecho la malaria en África. Otra señal de que el microbio presiona la evolución, indica Regina LaRocque, coautora y especialista de enfermedades infecciosas, es que muchas personas sufren síntomas ligeros o no se enferman sugiriendo que tienen adaptaciones para contrarrestar la bacteria.

Los investigadores contrastaron el ADN de pacientes de Bangladesh con otros del país que no enfermaban pese a vivir en la misma cada de uno enfermo. Los susceptibles portaban variantes dentro de la región que muestra los efectos más fuertes de la selección natural.

Una categoría de genes que evolucionan en respuesta al cólera son los que codifican los canales del potasio que liberan iones de cloro en los intestinos, algo que tiene sentido dado que la bacteria toma los canales para descargar grandes cantidades de cloro, causa de la severa diarrea de la enfermedad.

Una segunda categoría de genes ayuda a manejar la proteína NF-kB, controladora principal de la inflamación, una de las respuestas del cuerpo a la bacteria. Un tercer grupo involucra los genes que ajustan la actividad de la inflamasoma, un agregado de proteínas dentro de las células que detectan patógenos y activan la inflamación.

Los científicos no saben sin embargo qué cambios promueve la selección natural en esos genes para fortalecer las defensas contra la bacteria del cólera.

Mis 10 noticias científicas de la semana (26-1)

Astronomía, Genética, Geología, Medicina, Salud, Sociología, biología 1 Comentario

1. Donde se bañaban los marcianos

Hubo ríos en Marte. Aunque se ha comprobado la existencia de agua y un pasado más mojado, falta información sobre la forma como corrió o estuvo contenido el líquido. Un análisis de imágenes del robot Curiosity muestra con claridad la existencia de piedras redondeadas que revelan que allí hubo un río en un pasado lejano. La cámara en estéreo del explorador tomó fotos de una zona densa en esas piedras, reunidas como en un muro de concreto, un área de unos 180 por 40 centímetros. Cuando las rocas son moldeadas por el viento se vuelven angulares y ásperas, pero estas son redondas dijeron los investigadores que publicaron sus análisis en Science.

2. Solo de paseo

Aunque causó cierto temor en personas, el viernes a las 315:59 hora colombiana pasó a 5,8 millones de kilómetros de la Tierra el asteroide 1998 QE2, de 1.700 metros de longitud, la mayor aproximación en los próximos dos siglos. Lo interesante es que muchos grandes telescopios estuvieron enfocados en él con el fin de allegar la mayor cantidad de información sobre las características de su superficie, rotación y forma. El cuerpo no supone peligro alguno para el planeta.

3. Hasta que se blindaron las tortugas

Mediante el estudio de un fósil de reptil hallado en Sudáfrica, Eunotosaurus, que vivió hace 260 millones de años se llenó un vacío de unos 50 millones de años, permitiendo ver cómo fue que las tortugas obtuvieron su caparazón, la que está compuesta de unos 50 huesos, siendo los únicos animales que las desarrollan a partir de sus costillas y vértebras. El Eunotosaurus tenía 9 costillas y carecía de los músculos intercostales entre estas. De vuelta al pasado.

4. Un mundo achicharrado

Comenzaron a aparecer en la zona este de Estados Unidos millones de chicharras Magicicada luego de permanecer más de 17 años metidas bajo la tierra. Durante unas pocas semanas cantan con su sonido característico, se aparean y mueren. La nueva generación aparecerá en 17 años. Se trata del género de insectos con el ciclo de vida más largo y que ha confundido a los científicos durante siglos, por lo que en esta ocasión muchos están presentes siguiéndoles el paso. De las miles de especies de chicharras del mundo, solo 7 en el este de Estados Unidos tienen tan prolongado periodo de vida. Alcanzando una densidad de hasta 350 por metro cuadrado, pueden cantar a 95 decibeles.

5. Y estas son las vencedoras

Como lo hace desde hace 6 años, el Instituto Internacional para la Investigación de Especies de la Universidad de Arizona publicó la lista de las 10 más llamativas nombradas en 2012, escogidas por un grupo de taxónomos que analizan sus características, hábitat y hasta su cercanía a los humanos. Se destacan en la lista una cucaracha fluorescente de Ecuador, una violeta enana de Perú, una esponja marina con forma de lira y un mico del Congo con ojos parecidos a los de los humanos. Un suceso que recuerda la importancia de todas las formas vivas. Hasta hoy se han clasificado cerca de 1.960.000 especies en el planeta.

6. Egipcio abusador

Un niño de 2 a 3 años hallado en un cementerio en el oasis Dakhleh en Egipto es quizás el caso más antiguo de abuso infantil. El esqueleto presenta múltiples fracturas de distintos momentos de su corta vida, según el estudio aparecido en el International Journal of Paleopathology. Vivió hacia los años 50 a 450 después de Cristo, en el periodo romano-cristiano. Tantas fracturas no se explcian de otra manera. Una de ellas, en la clavícula, posiblemente fue la que le provocó la muerte.

7. Para pelear junto con la piel

La Food and Drug Administration de Estados Unidos aprobó una nueva droga de primera clase para controlar el crecimiento de melanoma, mortal tumor de la piel. Se trata de una medicina que inhibe una proteína, MEK. La FDA aprobó el medicamento Mekinist para usar en melanomas avanzados con mutaciones específicas. Además aprobó Tafinlar para formas mutantes de la proteína BRAF causantes de cáncer. Otra herramienta más.

8. Se nos creció la parentela

Datos del Wide-field Infrared Survey Explorer (Wise) de la Nasa, permitió mejorar el árbol familiar de asteroides residentes en el cinturón principal entre las órbitas de Marte y Júpiter, donde habitan al menos 600.000 cuerpos de esa clase de todos los tamaños. Se logró la identificación de 28 nuevas familias. Se pudo con los datos, además, colocar por primera vez en familias miles de asteroides no vistos o no categorizados antes. Todo un suceso astronómico.

9. ¿Que no es peligrosa?

Ahora que se habla de una misión de intrépidos tripulantes hacia Marte para vivir y morir allí, la Nasa reveló un estudio de la radiación en el planeta rojo de acuerdo con datos proporcionados por el robot Curiosity: si se usan los actuales sistemas de propulsión, la radiación excedería de lejos los límites establecidos por la agencia para un viaje seguro. El estudio fue publicado en Science y sugiere que se requieren más desarrollos para proteger los astronautas.

10. Yo estudio si me dejan los genes

Factores genéticos podrían tener una pequeñísima influencia en cuánta educación escolar recibiría una persona según sugiere un nuevo estudio que, sin embargo, insiste en que no se debe atribuir a los genes un determinismo cultural ni socioeconómico. El estudio publicado en Science por un grupo de más de 200 investigadores marca lo que podría ser la primera vez que factores genéticos han sido asociados con un rasgo social, según Richard Ebstein, genetista de National University of Singapore. “Les dice a los científicos sociales que algunas de las cosas que han estado estudiando que hacen la diferencia entre la muerte y la vida tienen base genética”.

Viejos de corazón joven

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A veces la fuente de la juventud está dentro del mismo cuerpo. Científicos identificaron una hormona de la sangre que hace que las células envejecidas del corazón luzcan jóvenes de nuevo, un hallazgo que podría ayudar en el futuro a remediar las enfermedades cardíacas relacionadas con el envejecimiento.

La proteína, factor de diferenciación del crecimiento GDF11, circula en buena cantidad en la sangre de ratones jóvenes pero declina con la edad. En un estudio publicado en Cell los investigadores reportaron que los ratones ancianos tratados con la proteína experimentaron una reversa en el tejido envejecido del corazón.

“Pienso que se trata de una proteína que mantiene joven el corazón”, dijo a Nature Deepak Srivastava, director del Gladstone Institute of Cardiovascular Disease en San Francisco. El especialista no participó en la investigación.

Con la edad y tras sufrir distintas formas de estrés, como una continua presión arterial alta, el músculo del corazón se endurece y no se relaja bien entre los latidos. También se agranda, una condición llamada hipertrofia. Cuando el corazón se agranda y endurece no se puede llenar adecuadamente y los fluidos van a los pulmones, los pacientes se sienten cortos de aliento. Y no hay muchos tratamientos para esa forma de falla cardíaca, más común en las personas de edad.

En la investigación, los científicos usaron una técnica quirúrgica que mezcla el sistema circulatorio de ratones jóvenes y adultos. Cuando estos reciben durante 4 semanas la sangre de los jóvenes, los corazones envejecidos se reducen y adquieren una apariencia similar a la de los jóvenes, sugiriendo que el tejido rejuvenece.

“El corazón responde claramente a un factor en la sangre de los ratones jóvenes”, dijo Amy Wagers, del Howard Hughes Institute, cabeza del estudio.

El grupo identificó a GDF11 como la proteína que merma en la edad adulta de los ratones, una proteína relacionada con varios procesos de cicatrización y desarrollo.

Bla, bla, bla… el gen que hace hablar más

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Si las mujeres hablan más ha sido tema de discusión popular y científica desde hace mucho tiempo. Y podría ser cierto, al menos desde el punto de vista genético.

Un estudio publicado en el Journal of Neuroscience, realizado por investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Maryland en Baltimore (Estados Unidos) mostró que la proteína producida por el gen FOXP2 es más abundante en el cerebro de las mujeres jóvenes que en los muchachos, lo que parece respaldar la observación de que las niñas desarrollan el habla antes que los varones.

El gen fue descubierto hace cerca de una década y parece ser fundamental para el habla en humanos y la comunicación en ratones, aves y murciélagos.

Los científicos comenzaron sus experimentos con un grupo de ratones de 4 días de edad, separando machos y hembras de la madre y registrando los sonidos que emitía cada uno. Los machos producían dos veces más llamados que las hembras y cuando eran reunidos con la madre, ella los atendía primero. Cuando se estudió su cerebro, se encontró que la proteína era producida en más cantidad en los centros responsables de la vocalización en los machos que en los de las hembras. Y cuando se bloqueó la produccion de FOXP2 en aquellos, la madre no mostraba preferencia por ninguno.

Cuando el experimento se hizo en humanos, fue al contrario. Al medir la cantidad de la proteína en las áreas cerebrales responsables del lenguaje en niños de 4 y 5 años muertos recientemente en accidentes, se encontró un 30% más de FOXP2 en las niñas.

Los investigadores indicaron que se requieren más estudios para corroborar los hallazgos.

Ahí podría estar la clave de porqué no pocos piensan que las mujeres hablan más. O al menos, comienzan a hablar más rápido que los hombres.

Unos peces con patas y manos

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Una de las preguntas que le quedan por responder a la ciencia, pero sobre la cual se ha avanzado mucho con distintos hallazgos paleontológicos, es ¿cómo y cuándo perdieron sus aletas los peces y se convirtieron en patas? O, ¿cuándo un animal marino dejó el mar y comenzó a vivir en tierra firme?

Científicos acaban de hacer algo similar en laboratorio, con un éxito relativo que sirvió para demostrar que el principio actúa: convirtieron aletas de peces en patas.

Fernando Casares, del Consejo Nacional de Investigaciones de España y colegas inyectaron en un pez cebra el gen hoxd de un ratón. La proteína por la que codifica controla el desarrollo de autopodos, un precursor de las manos, pies y garras.

Los peces cebra portan ese gen pero produce menos proteína que en los tetrapodos y en las aves. Casares y su grupo esperaban que al inyectar copias extras del gen en embriones de ese pez, algunas de sus células producirían más proteína.

Un día después, aquellos peces cuyas células habían recibido el gen comenzaron a desarrollar autopodos en vez de aletas. Así crecieron durante cuatro días, pero luego los embriones murieron.

“Por supuesto, no logramos que crecieran manos”, dijo Casares, quien especula que hace cientos de millones de años, los ancestros de los tetrapodos comenzaron a expresar más hoxd13 por alguna razón, lo que les permitió evolucionar con su nueva forma.

Quizás eso fue lo que sucedió en un proceso que tomó unos 60 a 70 millones de años.

Leche materna varía según sexo del hijo

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Uno de los actos que mueve ternura es cuando una madre le da seno a su hijo. A nadie se le ocurriría pensar que esa leche no es la misma para todos.

Científicos de Michigan State University hallaron que la composición de la leche materna cambia dependiendo del género del bebé y de si las condiciones son buenas o difíciles.

Los investigadores encontraron en un estudio con 72 padres en zona rural de Kenya que el varón recibía leche más rica, con 2,8% de grasa en comparación con 0,6 para la hembra. Las mujeres pobres, sin embargo, favorecían las hijas con leche más cremosa, 2,6% versus 2,3%.

Los hallazgos fueron publicados en el American Journal of Physical Anthropology. El estudio refleja investigaciones previas que demostraban que la composición de la leche variaban con el género en las focas grises y el venado, y con el género y la situación de la madre en los rhesus macacos.

El nuevo estudio concuerda con el hallazgo de que las madres bien nutridas en Massachusetts producían leche con más energía para los bebés machos.

Todas estas investigaciones apoyan una teoría lanzada hace 40 años en el campo de la biología evolutiva. La hipótesis Trivers-Willard que afirma que la selección natural favorece la inversión parental en las hijas cuando los tiempos son difíciles y en hijos cuando no son complicados.

El desequilibrio debería ser mayor en sociedades polígamas, en las que los hombres pueden tener descendencia con varias mujeres, como en los pueblos kenianos. En esas sociedades, un hijo puede ser cuando crezca un macho popular con varias esposas e hijos o puede terminar sin nada. Los padres sin dificultades pueden invertir en hijos que les podrían dar muchos nietos. Al contrario, a aquellos en dificultades económicas no les paga porque los descendientes nacerían en lo más bajo de la escala socioeconómica.

Para esas familias, las hijas son una mejor apuesta porque si sobreviven a la adultez, probablemente producirán jóvenes.

Aparte de la grasa y la proteína, otros ingredientes pueden varias en la leche humana, según Katie Hinde, profesora de Harvard. Ella ha encontrado altos niveles de cortisola, una hormona que regula el metabolismo, en los macacos.

Su trabajo muestra que las diferencias en la leche pueden cambiar la conducta del bebé y afectar su crecimiento y desarrollo.

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