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Investigadores de la Universidad de Copenhague, liderados por el español Guillermo Montoya, han descifrado las claves de cómo se defienden las bacterias de atacantes externos como virus u otras bacterias. También han descrito el modo en que estas defensas CRISPR pueden ser activadas en un momento preciso. El hallazgo podría ayudar a diseñar estrategias para combatir enfermedades en el futuro.

 

El equipo del biólogo molecular Guillermo Montoya en la Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research,en la Universidad de Copenhague, ha mapeado por primera vez los mecanismos que usan las células bacterianas para defenderse de ataques de virus u otras bacterias con las tijeras moleculares CRISPR. Para lograrlo, han empleado un criomicroscopio electrónico de última generación y fuentes de radiación sincrotrón. Los resultados se han publicado en la revista Nature Communications.

El trabajo también describe la forma en la que estas defensas pueden ser activadas en el momento preciso. En concreto, los investigadores han mostrado cómo una célula bacteriana atacada por un virus activa una molécula llamada COA (oligoadenilato cíclico), que, a su vez, activa un complejo de proteínas CRISPR Cas, denominado CSX1, para erradicar al atacante.

Rafael Molina, primer firmante del trabajo, comenta a Sinc que en este estudio han “podido ver el momento exacto en el que CSX1 comienza a trocear al invasor con las tijeras moleculares. Además, hemos sido capaces de activar este proceso biológico de forma exitosa”, destaca el investigador español.

“Para resumir, hemos caracterizado el funcionamiento del interruptor que enciende el sistema de defensa de las células bacterianas. Ahora, sabemos cómo activar estas defensas y así impedir posibles ataques”, dice Montoya a Sinc. Este descubrimiento –añade– “puede resultar de gran importancia en la lucha contra enfermedades en el futuro”.

 

Un sistema inmunitario semejante al humano

Es la primera vez que investigadores han sido capaces de mapear y activar un sistema inmunitario bacteriano. Según Montoya, “hace unos años, la ciencia ni siquiera sabía que las bacterias tenían algún tipo de sistema de defensa inmunitaria”. Algo que fue descubierto por el microbiólogo alicantino Francisco M. Mojica.

El nuevo hallazgo, anunciado ahora en Nature Communications, permite “avanzar más en la comprensión de estos mecanismos”, destaca Montoya. En su opinión, el nuevo descubrimiento “es emocionante porque hemos visto que el sistema de defensa en bacterias se asemeja, en muchos aspectos, al sistema inmunitario innato humano”.

Por lo tanto, “es un nuevo paso en el camino para comprender mejor nuestro sistema inmunitario. También nos podría ayudar a diseñar nuevas estrategias para combatir a las bacterias y virus e incluso, a la larga, podría ser de utilidad para hallar vías frente a la resistencia múltiple”, destaca el investigador.

Referencia bibliográfica:

Rafael Molina, Stefano Stella, Mingxia Feng, Nicholas Sofos, Vykintas Jauniskis, Irina Pozdnyakova, Blanca López-Méndez, Qunxin She y Guillermo Montoya ”Structure of Csx1-cOA₄ complex reveals the basis of RNA decay in Type III-B CRISPR-Cas”. Nature Communications (2019).

Los investigadores han descubierto el mayor centro computacional del cerebro: se aloja en las dendritas de las neuronas piramidales de la corteza y es capaz de procesar problemas complejos sin el concurso de otras células nerviosas.

Las neuronas humanas individuales pueden ser dispositivos computacionales mucho más potentes de lo que se pensaba, según un nuevo estudio que ha descubierto una actividad eléctrica desconocida en las dendritas neuronales. Al final de una neurona, los apéndices en forma de árbol llamados dendritas envían y reciben señales electroquímicas, que juegan un papel crítico en la forma en que el cerebro recopila información para determinar sus próximas acciones.

Los resultados de esta investigación, publicados en la revista Science, revelan una actividad eléctrica compleja en las dendritas de las neuronas piramidales humanas. Esa actividad eléctrica es completamente diferente a la que existe en el resto de células nerviosas.

Las células iniciadoras de metástasis emplean un truco para propagarse: cooptan las capacidades naturales de curación de heridas del cuerpo.

Los científicos del Instituto Sloan Kettering de Nueva York, liderado por el oncólogo español Joan Massagué, han descubierto que la capacidad de los cánceres para hacer metástasis depende de su capacidad para cooptar las vías naturales de reparación de heridas, lo que abre una vía para su posible tratamiento. El adelanto científico, publicado en la revista Nature Cancer y que ha sido comunicado también por el propio Sloan Kettering Cancer Center, proporcionan un marco novedoso para pensar sobre la metástasis y cómo tratarla.

Una investigación en ratones muestra que los anticuerpos derivados de los microbios intestinales (microbiota) de la madre protegen a los recién nacidos de la infección por E. coli .

Nadie duda a estas alturas de que los beneficios de la leche materna en el recién nacido y de su capacidad para proteger a los bebés de ciertas infecciones. Ahora, una investigación realizada en la Escuela de Medicina de Harvard (EE.UU.) en ratones muestra que al menos una gran parte de sus efectos protectores provienen de una fuente sorprendente: los microbios que residen en el intestino materno. El nuevo estudio muestra que los anticuerpos producidos en el intestino materno como respuesta a un organismo particular se transmiten a la descendencia tanto a través de la leche como a través de la placenta para proteger a los recién nacidos, al menos, de la infección por la bacteria E. coli, causante de una grave enfermedad y potencialmente letal. La diarrea infecciosa, más comúnmente debida a E. coli o rotavirus, es la principal causa de desnutrición y la segunda causa de muerte a nivel mundial en niños menores de 5 años. Provoca 1,7 mil millones de infecciones y se mata a más de 520.000 personas cada año en todo el mundo, según la Organización Mundial de la Salud.

Los hallazgos, que se publican hoy en «Nature», se suman la creciente evidencia que sugiere al papel potente de la microbiota, los miles de millones de microorganismos que habitan en el intestino, la piel, la boca y otras partes de los cuerpos de los mamíferos, incluidos los humanos, en la enfermedad y la salud.

 

Desde crisis climática a bisutería en la prehistoria pasando por exoplanetas.

Como cada año, reunimos algunas de las investigaciones «top» en las que han participado científicas y científicos españoles y/o que contienen datos importantes para el país.

No están todas, pero aquí va un resumen de lo que se ha publicado este 2019: crisis climática, envejecimiento, producción de neuroras, bisutería en la prehistoria o exoplanetas.

Un nuevo estudio triplica la población mundial expuesta a inundaciones costeras.

Más de 200.000 personas estarán en España en 2050 expuestas de forma periódica a las inundaciones costeras causadas por el cambio climático, según un estudio internacional que triplicó la población mundial que sufrirá las consecuencias de la subida del nivel del mar.

Los científicos elevan esa cifra de afectados en España a 340.000 en el año 2100 en el peor de los escenarios: con emisiones altas de los gases responsables del cambio climático.

El estudio fue publicado en la revista Nature Communications y realizado por Climate Central.

El ser humano altera gravemente el comportamiento de los chimpancés salvajes

Que la actividad humana está acabando con los hábitats de los chimpancés salvajes y mermando su población era algo sabido. Este año, un nuevo estudio, con participación española y publicado en Science, confirma además que el ser humano está alterando drásticamente el comportamiento de estos animales.

La situación, descrita hace años y conocida como la «hipótesis de la perturbación», establece que el impacto del ser humano sobre las comunidades de chimpancés no sólo conlleva pérdidas de hábitat y población, sino también cambios en el repertorio de conducta de estos animales.

El trabajo lo firmaron investigadores del Instituto Jane Goodall España, del Instituto Max Planck para la Antropología Evolutiva y del Centro Alemán para la Investigación Integrada de la Biodiversidad.

Encuentran el cráneo de un Australopithecus Anamensis, coetáneo de ‘Lucy’

El cráneo de un Australopithecus Anamensis, coetáneo del icónico homínido ‘Lucy’, fue hallado por un grupo de investigadores en Etiopía, según dos estudios publicados en la revista Nature.

Este fósil fue descubierto en la localidad de Miro Dora, en la región de Afar en Etiopía, donde también fueron encontrados los restos del Australopithecus Afarensis, que vivió en la tierra entre 3,9 y 3 millones de años atrás.

Los restos encontrados muestran un cráneo de pequeñas dimensiones, con gran mandíbula y dientes, lo que concuerda con la apariencia del Anamensis, especialmente el diente canino; este cráneo es una pieza clave para completar el complejo puzzle de la evolución, según Lluís Gibert, de la Universidad de Barcelona.

Las primeras piezas de bisutería de la prehistoria en Europa eran españolas

No hay civilización que se salve. A lo largo de la historia, las joyas y ornamentos han ayudado al hombre a contar con la protección de los dioses, a marcar un estatus social o a mejorar el aspecto, unos objetivos que, según parece, hace 5.000 años ya aseguraba la bisutería.

Seis pequeñas cuentas de collar recubiertas por varias capas de resina para dar un acabado similar al ámbar y descubiertas en sendas tumbas prehistóricas de la Península Ibérica son desde este año la primera prueba de la fabricación de bisutería en Europa.

Los detalles del hallazgo, coordinado por Carlos Odriozola, de la Universidad de Sevilla, y realizado con la ayuda de investigadores de la Universidad de Barcelona y del Instituto de Ciencias de Materiales de Sevilla (CSIC-Universidad de Sevilla), se publicaron en Plos One.

Demuestran que el cerebro humano genera nuevas neuronas hasta los 90 años

Científicos demostraron que el cerebro humano sigue generando nuevas neuronas hasta los 90 años en una región especializada: el giro dentado.

El estudio, publicado en Nature Medicine, fue coordinado por María Llorens-Martín, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (Universidad Autónoma de Madrid/CSIC), y se hizo en colaboración con científicos del Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Neurodegenerativas, la Fundación CIEN y la Universidad Europea de Madrid.

La creación de nuevas neuronas -con cierta polémica entre la comunidad científica- durante la vida es un proceso muy importante para la medicina moderna porque está relacionado con la memoria, el aprendizaje y las enfermedades neurológicas.

Logran ratones más longevos y sanos, con menos cáncer, obesidad y colesterol

Viven un 13 por ciento más que su congéneres y con mejor salud, sufren menos de obesidad y cáncer. Son unos ratones cuyos telómeros -extremos de los cromosomas- son más largos de lo habitual gracias a la intervención de un equipo español de científicos, que no ha recurrido a la manipulación genética.

Los telómeros, una estructura que protege los extremos de los cromosomas para salvaguardar la integridad de la información genética contenida en el ADN, tienen un relación directa con el envejecimiento pues se van acortando a lo largo de la vida, de manera que en los organismos más viejos son más cortos.

Investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas de España (CNIO), encabezados por su directora, María Blasco, publicaron un estudio en la revista Nature Communications sobre estos ratones con un cien por cien de telómeros hiperlargos, a los que se retrasó el envejecimiento.

Embriones sintéticos a partir de células de una oreja de ratón

Un equipo de científicos, liderado por el español Juan Carlos Izpisúa, creó embriones sintéticos a partir de células de ratón, lo que permitirá avanzar en el conocimiento del inicio de la vida, en la causa de los abortos espontáneos o en el alzhéimer sin necesidad de usar embriones naturales ni gametos.

Se trata de embriones en la fase de blastocisto -embrión de unos cinco días-, para cuya creación se utilizaron células IPS -células de un organismo adulto a las que se ha devuelto la pluripotencia o capacidad de generar un organismo completo-.

La investigación, que también aportará información muy útil para crear órganos humanos para trasplantes, fue desarrollada por el equipo de científicos que lidera Izpisúa, director del Laboratorio de Expresión Génica del Instituto Salk de EEUU y catedrático extraordinario de Biología del Desarrollo de la Universidad Católica de Murcia (UCAM). El trabajo se publicó en la revista Cell.

Dormir mal o menos de 6 horas al día también aumenta el riesgo cardiovascular

El colesterol alto, la hipertensión, la falta de ejercicio o la obesidad son factores de riesgo cardiovascular, pero no solo: un nuevo estudio señaló que dormir menos de seis horas al día y/o hacerlo de manera discontinua o superficial implica también mayor peligro de enfermedad del corazón.

Esta fue la principal conclusión de una investigación liderada por el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), que analizó el sueño a una población homogénea de 3.974 personas con una edad media de 46 años y que nunca padeció un evento cardíaco.

Los resultados se publicaron en The Journal of the American College of Cardiology (JACC) y añaden «una alarma más» a los ya conocidos factores de riesgo de este tipo de enfermedades.

El daño cerebral causado por el alcohol no se detiene al dejar de beber

El consumo excesivo de alcohol está en el origen de más de doscientas enfermedades y por primera vez un equipo de investigadores ha comprobado que los daños inducidos por ese consumo no se detienen al dejar de beber.

Los investigadores constataron que se produce una alteración generalizada en la sustancia blanca del cerebro (las «autopistas» que conectan las diferentes partes del cerebro) que afecta sobre todo a las estructuras relacionadas con la comunicación entre los dos hemisferios, a la toma de decisiones y a la memoria.

El estudio, cuyas conclusiones se publicaron en la revista Jama Psychiatry, lo llevaron a cabo investigadores del Instituto de Neurociencias de Alicante (centro mixto de la Universidad Miguel Hernández y del CSIC) y el Instituto Central de Salud Mental de la Universidad de Heidelberg (Alemania).

Nuevas propiedades insospechadas del grafeno

Científicos del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona descubrieron nuevas y «sorprendentes» propiedades del grafeno, considerado como el material del futuro; la investigación se publicó en la revista Nature.

El descubrimiento se ha hecho sin esperarlo ya que los científicos del ICFO estaban intentando replicar el experimento que hicieron el año pasado investigadores del MIT rotando dos capas de grafeno a un ángulo mágico para comprobar que el material se volvía superconductor.

Liderado por Dmitri Efetov, el experimento logró unos resultados que han sorprendido a los propios científicos, que han encontrado, de forma inesperada, «un zoológico de diferentes estados de la materia variando el voltaje del dispositivo», es decir, variando la densidad de carga.

Primera imagen de un agujero negro y los «algoritmos españoles»

El 10 de abril se presentó la foto de un agujero negro en el centro de Messier 87 (M87), una galaxia masiva situada en el cercano cúmulo de galaxias Virgo; este agujero negro se encuentra a 55 millones de años luz de la Tierra y es 6.500 millones de veces más masivo que el Sol.

Esta primera imagen (hito científico del año para Science) de un agujero negro supermasivo y de su sombra fue posible gracias al Telescopio Horizonte de Sucesos (EHT por sus siglas en inglés) y a un equipo de más de 200 investigadores de todo el mundo, también españoles.

Los hay del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), del Instituto Geográfico Nacional, el Instituto de Radioastronomía Milimétrica (Granada) y la Universidad de Valencia, y participaron, entre otros, en algunos de los algoritmos utilizados.

El anuncio de esta imagen se publicó en una serie de seis artículos científicos en una edición especial de la revista Astrophysical Journal Letters.

Nuevos exoplanetas

Este año, grupos de diversos centros de investigación del país participaron en publicaciones sobre el descubrimiento de nuevos exoplanetas, aquellos ubicados fuera de nuestro sistema solar.

Por ejemplo, el «cazador» de planetas de la NASA Tess encontró tres exoplanetas (en el sistema TOI-270) que podrían ser el «eslabón perdido» para comprender la formación planetaria, ya que reúnen unas características completamente diferentes a las de ningún otro conocido hasta ahora.

También datos de Tess y mediciones del instrumento CARMENES, en el observatorio terrestre de Calar Alto (Almería), sirvieron para publicar otro trabajo que confirmó la presencia de otros tres exoplanetas orbitando alrededor de la estrella » GJ 357″.

CARMENES otra vez y las imágenes obtenidas por el Telescopi Joan Oró-Montsec/IEEC y por el Observatorio de Sierra Nevada/IAA-CSIC sirvieron para identificar los exoplanetas Teegarden b y Teegarden c.

Y además, Cheops, el vigilante de los exoplanetas, ya está en órbita: esta misión, con una fuerte participación de la industria y de la ciencia españolas, estudiará el radio y la densidad de cientos de estos planetas ya conocidos.

La metformina es un medicamento para la diabetes tipo 2 comúnmente recetado.

Se llama metformina y es un medicamento para la diabetes tipo 2 comúnmente recetado. Da muy buenos resultados; tanto como que tiene la capacidad, además, de ampliar la esperanza de vida. Investigadores norteamericanos están trabajando para saber por qué y explican sus primeros hallazgos en la revista Cell Reports. Investigadores del Instituto Salk, el Instituto de Investigación Scripps y el Colegio Médico Weill Cornell, todos ellos en Estados Unidos, han identificado un sorprendente número de interruptores bioquímicos para varios procesos celulares. Los hallazgos podrían explicar por qué se ha demostrado que la metformina extiende la esperanza de vida y la supervivencia en estudios recientes