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miércoles, 20 de enero de 2010

El cromosoma Y de humanos y chimpancés difiere en un 30%


La gran diferencia indica que el mecanismo genético masculino ha evolucionado mucho en los últimos seis millones de años

En 2003 se completó la secuencia genética del cromosoma Y humano, el que determina el sexo masculino, pero hasta ahora no se había hecho lo propio con el del chimpancé, la especie más próxima evolutivamente a la humana. La comparación de ambos cromosomas Y ha sorprendido a los científicos, porque sus regiones específicamente masculinas (alrededor del 95% del total) son notablemente distintas, tanto en su estructura como en los genes que contienen. Mientras que el genoma completo de ambas especies coincide en un 98,8%, el del cromosoma Y difiere en más de un 30%. Además, en el del chimpancé hay muchos menos genes que en el del ser humano, tanto porque ha perdido genes respecto al ancestro común como porque el humano los ha ganado.

Dado que ambas especies se separaron hace seis millones de años, este resultado indica que ha habido una evolución muy rápida en el cromosoma Y humano, explican en la revista Nature los científicos, liderados por David C. Page, del Instituto Whitehead del MIT (EE UU). Entre los factores que han contribuido a esta "extraordinaria divergencia", señalan los autores, están el papel predominante de esta región del cromosoma en la producción del esperma, las diferencias en el comportamiento sexual de ambas especies (en el chimpancé varios machos copulan con la misma hembra en un mismo ciclo ovulatorio, por que el esperma funciona en un marco de competencia) y diferentes mecanismos de recombinación.

El cromosoma Y, foco de atención especial desde su descubrimiento, ha resultado ser muy especial, tanto en su comportamiento genético como en sus características genómicas. Los dos cromosomas sexuales, el X y el Y, se originaron hace centenares de millones de años, a partir de un cromosoma ancestral no sexual, durante la evolución de los distintos sexos en los seres vivos. En la actualidad, la secuencia de pares de bases del Y es tres veces más corta que la del X. Por eso se ha supuesto que es un cromosoma degenerado, que ha ido perdiendo la carga genética no relacionada con la determinación sexual y que en el futuro podría incluso llegar a desaparecer.

Su secuenciación en 2003 demostró, sin embargo, que es muy complejo y que se renueva constantemente. El nuevo estudio remacha la insuficiencia de las teorías de degeneración decelerada.

Fuente: El País.

Newton y la manzana salen de los archivos de la Royal Society

La famosa historia de cómo Newton fue inspirado para su teoría de la gravitación por la caída de una manzana en su jardín sale hoy, en forma de manuscrito virtual, de la oscuridad de los archivos, junto a otros tesoros de la Royal Society. Con motivo de su 350º aniversario, la academia de ciencias británica ha hecho accesibles en Internet algunos documentos de los siglos XVII a XIX de su rico depósito. Se pueden visualizar en un sitio interactivo (Turning the pages) que permite no sólo pasar las páginas sino aumentarlas, rotarlas y ver comentarios adjuntos.

La anécdota de la manzana fue contada poco antes de su muerte, en 1727, por Newton a su amigo William Stukeley, quien escribió en 1752 una biografía del científico en la que quedó recogida por escrito por primera vez. El original de estas Memorias de la vida de Sir Isaac Newton sobrevive como un frágil manuscrito de papel en los archivos de la Royal Society.

"Después de cenar, como hacía buen tiempo, salimos al jardín a tomar el té a la sombra de unos manzanos", escribe Stukeley. "En la conversación me dijo que estaba en la misma situación que cuando le vino a la mente por primera vez la idea de la gravitación. La originó la caída de una manzana, mientras estaba sentado, reflexionando. Pensó para sí ¿por qué tiene que caer la manzana siempre perpendicularmente al suelo? ¿Por qué no cae hacia arriba o hacia un lado, y no siempre hacia el centro de la Tierra? La razón tiene que ser que la Tierra la atrae. Debe haber una fuerza de atracción en la materia; y la suma de la fuerza de atracción de la materia de la Tierra debe estar en el centro de la Tierra, y no en otro lado. Por esto la manzana cae perpendicularmente, hacia el centro. Por tanto, si la materia atrae a la materia, debe ser en proporción a su cantidad. La manzana atrae a la Tierra tanto como la Tierra atrae a la manzana. Hay una fuerza, la que aquí llamamos gravedad, que se extiende por todo el universo".

Además de recoger los recuerdos autobiográficos de Newton, Stukeley también se hizo con material de su época de escolar, en Grantham. Una de las historias que cuenta es la de cómo el pequeño Newton construyó un modelo perfecto, a escala, de un molino de viento, basado en la observación de uno que se estaba levantando cerca. Como no le funcionaba apenas construyó otro al que suministraba energía un ratón, "que funcionaba tan naturalmente como el viento".

"La publicación de esta biografía como presentación de Turning the Pages representa el compromiso de compartir la historia de la Royal Society con la mayor cantidad de lectores posible en nuestro 350º aniversario", explica el astrofísico Sir Martin Rees, actual presidente de la sociedad, cargo que ejerció Newton.

Otros documentos históricos destacados, disponibles ahora, son los del diseño de un puente de hierro por Thomas Paine, revolucionario en las colonias; la contribución del filósofo John Locke a la constitución del Estado de Carolina, en Estados Unidos, fechada en 1681, así como raras y selectas ilustraciones de historia natural y anatomía de autores como Richard Waller, Andrew van Rymsdyk y Henry James.

Fuente: El País.

martes, 5 de enero de 2010

Carrera de las especies para salvarse del cambio climático

Las especies tienen que responder a los cambios que se producen en su entorno y adaptarse a ellos, o perecen. El gran cambio de escala planetaria que ahora afrontan es, obviamente, el calentamiento global, y la investigación de su respuesta es importante no sólo para anticipar qué va a suceder con la biodiversidad del planeta, sino también, tal vez, para echar una mano, al menos en los espacios protegidos, y ayudar a las especies a mantenerse al ritmo del cambio climático. Ese paso no es un concepto vago, sino una cuantificación precisa para un equipo de investigadores estadounidenses que ha calculado un índice de velocidad del cambio climático que determina cómo de rápido deben las especies desplazarse por el territorio en este siglo para adaptarse al aumento de temperatura. En concreto, la velocidad media de seguridad calculada por Scott R. Loarie y sus colegas es de 420 metros por año.

Hay que tener en cuenta que, debido al calentamiento global, se desplazan los patrones climáticos hacia las latitudes altas del planeta y hacia las elevaciones del territorio.

La nueva investigación, dada a conocer en el último número de la revista Nature, muestra que la velocidad de cambio climático no es, obviamente, igual para todas las especies, topografías y ecosistemas. Por ejemplo, para los entornos montañosos, en los que la temperatura varía con un pequeño cambio de cota, basta con que las especies se desplacen 10 metros por año para mantener el paso del calentamiento, así que cabe esperar que el siglo que viene aumentará la biodiversidad en las zonas de montaña. Algo inferior incluso es la velocidad necesaria en los bosques tropicales y subtropicales de coníferas.

Sin embargo, en los territorios planos, especialmente en desiertos, en manglares y en zonas pantanosas de pradera y en la sabana, la velocidad requerida es superior, hasta 1,26 kilómetros por año para estas últimas.

"Un aspecto importante de estos resultados es que nos permiten evaluar cómo responderán nuestras áreas protegidas actuales a los intentos de conservar la biodiversidad ante el cambio climático", explica Healy Hamilton, uno de los autores de la investigación.

Con estos datos en la mano, los especialistas calculan que sólo un 8% de los espacios protegidos en el mundo tendrán, dentro de 100 años, las mismas condiciones climáticas que hoy. Las zonas altamente modificadas por la acción humana que rodean a las áreas protegidas dejan sin espacio de fuga a las especies, que no pueden desplazarse a nuevos territorios que tengan condiciones favorables para sobrevivir. También la fragmentación del terreno pone barreras infranqueables para muchas especies.

"Hay, no obstante, notables diferencias regionales", advierten los investigadores. "El pequeño tamaño y la fragmentación del territorio en la mayoría de las áreas protegidas de bosques de tipo mediterráneo hacen que esos hábitats sean especialmente vulnerables". En los entornos con velocidades más bajas (como los montañosos) las áreas de protección requeridas para conservar las especies y ecosistemas pueden ser de tamaños moderados.

Los autores de la investigación, pertenecientes a prestigiosas instituciones estadounidenses (Academia de Ciencias de California, Carnegie Institution, Universidad de Stanford y Universidad de Berkeley), advierten que lo que ellos han elaborado no es un indicador de migración de las especies, sino un índice de velocidades relativas para seguir el paso del calentamiento. Ellos se han centrado en los cambios de temperaturas medias anuales, pero añaden que también han realizado análisis basados en los regímenes de precipitaciones y que muestran patrones similares.

Tampoco cabe ir a buscar en este trabajo la respuesta sobre el futuro de especies concretas. Pero los investigadores advierten que las especies que tienen un rango amplio de tolerancia a la temperatura pueden, obviamente, adaptarse al calentamiento en su zona habitual sin necesidad de desplazarse. Sin embargo, para las que son más estrictas en sus necesidades vitales, la velocidad de cambo climático calculada es un buen indicador del ritmo del desplazamiento obligado para evitar su extinción.

Loarie y sus colegas han hecho sus indicadores combinando los modelos de proyección climática con los datos de clima actual y los gradientes de temperatura en todo el mundo. Ellos han aplicado varios escenarios de emisiones (los climatólogos trabajan con escenarios posibles de futuro definidos por factores socioeconómicos, uso energético, tecnologías, población, etcétera), pero se han centrado especialmente en el denominado A1B, que describe un mundo venidero con crecimiento intermedio de los gases de efecto invernadero.

Lo que está claro, recalcan los expertos, es que, para conservar la biodiversidad, hay que contener el calentamiento, pero también hay que tomar medidas de gestión y planificación de los espacios protegidos, para lo cual es útil la investigación de los californianos. "Hay que ralentizar el gradiente temporal del cambio climático reduciendo las emisiones, con lo que se aumenta la capacidad de las plantas y los animales para dispersarse por las reubicaciones que se hagan, o incrementar el tamaño de las áreas protegidas mediante corredores de hábitats y nuevas reservas", concluyen Loarie y sus colegas.

Fuente: El País

Descubierto un mecanismo molecular que frena la Corea de Huntington

La Corea de Huntington, una forma de lo que popularmente se conoce como baile de San Vito, provoca en quien la padece movimientos incontrolables de las extremidades (de ahí el nombre de Corea, del griego danza) y alteraciones de la personalidad; progresivamente afecta al cerebro, hasta que la persona no puede hablar, ni caminar, ni pensar. Es una enfermedad genética (el gen responsable se descubrió en 1993) y empieza a mostrar sus síntomas en adultos hacia mitad de la vida, cuando ya han podido tener hijos y transmitirles la mutación que la genera. La muerte se produce entre 10 y 20 años después de los primeros síntomas y, de momento, no hay ni curación ni tratamiento para ralentizarla, por lo que el descubrimiento de un mecanismo molecular endógeno que contrarresta su desarrollo adquiere especial relevancia, aunque los experimentos se hayan hecho exclusivamente en ratones.

El Huntington se debe a una mutación de una proteína muy grande llamada huntingtina. Lo que han descubierto unos científicos estadounidenses es que dos aminoácidos (los bloques de construcción de las proteínas) de la huntingtina mutada pueden ser alterados de manera que la proteína resulte marcada por el proceso químico normal de fosforilación para que el sistema de control de la célula la elimine. Se impide así la formación de los agregados en las neuronas que provocan la enfermedad.

X. William Yang (Universidad de California en Los Ángeles) y su equipo habían construido ya una estirpe de ratones transgénicos con la mutación de la huntingtina; esos ratones muestran síntomas similares a la enfermedades en humanos, incluidos problemas de coordinación motora, ansiedad, pérdida de tejido cerebral y formación de agregados en las neuronas, típicos de muchas enfermedades neurodegenerativas.

Ahora han dado un paso más, verificando en esos ratones un hallazgo de otro grupo de investigadores que, en experimentos en cultivos celulares, han comprobado cómo la fosforilación impide la formación de los agregados celulares. Yang y sus colegas explican en la revista Neuron que, mediante ingeniería genética, han modificado dos aminoácidos de la huntingtina de sus ratones propensos a desarrollar Huntington. En un grupo de esos animales, la modificación genética realizada emula de forma permanente el estado fosforilado de los dos aminoácidos, mientras que en otro grupo se impide ese proceso químico. El resultado es contundente: los ratones del primer grupo no muestran síntomas de la enfermedad y los segundos sí.



Los investigadores explican que la fosforilación es como pegar etiquetas químicas (fosfatos) a los aminoácidos de la proteína. Es un proceso natural por el que se marcan proteínas para que jueguen un determinado papel en un momento concreto o también para que sean destruidas por el sistema de reciclado de la célula, como una marca en un cubo de residuos para que los basureros lo recojan. Los experimentos realizados con ratones y en cultivos de células humanas (este asegundo trabajo, dirigido por Leslie Thompson, se da a conocer en la revista Journal of Cell biology) muestran que la fosforilación de sólo esos dos aminoácidos localizados en un extremo de la huntingtina mutada, la señalan para que sea destruida y se evitan sus efectos tóxicos.

"Nos ha sorprendido descubrir que una pequeña modificación en sólo dos aminoácidos de esta proteína tan grande puede prevenir la aparición de la enfermedad!, comenta Yang. "Esto apunta hacia una nueva vía para desarrollar terapias para el Huntington".

Para el especialista español José Javier Lucas, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa y de la red Ciberned, estos trabajos "son importantes porque demuestran que la fosforilación tiene un papel importante en el control de la patogénesis de la huntingtina" y apunta hacia la posibilidad de encontrar algún fármaco que impida el desarrollo de la enfermedad. Desde luego no cabe pensar directamente en una terapia como la modificación genética realizada en los ratones. Pero un fármaco que promueva esa fosforilación, advierten los investigadores, seguramente sería más efectivo si se administrase en las primeras fases de la enfermedad y menos a medida que ésta avanzase. La Corea de Huntington se detecta fácilmente con un test genético para ver si la persona tiene o no la versión mutante del gen.

Fuente: El País

sábado, 2 de enero de 2010

FELIZ AÑO NUEVO DESDE UN MUNDO DE CIENCIA!


Desde la redacción del blog queríamos desearos feliz año nuevo. Ojalá que este 2010 sea aún mejor que el 2009 y que sea un año cargado de buenas noticias científicas. Desde la redacción procuraremos estar atentos a lo nuevo que se cuece en los laboratorios, en los institutos y universidades, así como en la prensa internacional. Pero sobre todo sed felices, Un fuerte abrazo!