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Ciencia Fresca

La ciencia no deja de asombrarnos con nuevos descubrimientos insospechados cada semana. En el podcast Ciencia Fresca, Jorge Laborda Fernández y Ángel Rodríguez Lozano discuten con amenidad y, al mismo tiempo, con profundidad, las noticias científicas más interesantes de los últimos días en diversas áreas de la ciencia. Un podcast que habla de la ciencia más fresca con una buena dosis de frescura.

Vacuna con virus modificado. Supergalaxia de la Telaraña. Stop de adn. Murciélagos y rabia.

Galaxia de la Telaraña - Ciencia Fresca podcast - CienciaEs.com

Una nueva vacuna contra la gripe producida mediante modificación del código genético del virus.

Podríamos decir que las vacunas pueden dividirse en dos tipos: las que no necesitan organismos vivos para ser eficaces, y las que los necesitan. En el primer caso, una proteína o un componente del microrganismo es suficiente para estimular al sistema inmune y generar protección adecuada contra el microrganismo de que se trate. En el segundo caso, es necesario un organismo vivo para generar inmunidad contra él.

Tradicionalmente, las vacunas con organismos vivos se han realizado con organismos atenuados. Estos se generan por el método de forzar su adaptación a otra especie animal, por ejemplo, el pollo. Tras varias generaciones reproduciéndose en otra especie, el virus se adapta a reproducirse en ella y ve muy disminuida su capacidad de infectar a la especie humana. No obstante, sigue poseyendo esta capacidad, que es necesaria para el éxito de la vacuna.

Un riesgo que conllevan las vacunas con organismos atenuados es que es posible que en algunos casos estos recobren su virulencia natural y que causen enfermedad en las personas que reciben la vacuna. Si esto sucede, dependiendo de la vacuna de que se trate, algunas personas pueden sufrir una enfermedad grave inducida por la vacuna que podría dejar secuelas para toda la vida.

En este sentido sería ideal poder producir vacunas con organismos vivos tan atenuados que resulte imposible que estos puedan causar enfermedad. Esto es lo que consiguen ahora investigadores de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Pekín, los cuales son capaces de modificar el código genético del virus de la gripe de manera que este solo puede reproducirse en el interior de células particulares que cuentan con un aminoácido no presente en la naturaleza, pero que sí está presente en dichas células. El virus así creado, aunque puede infectar a otras células, no puede reproducirse en su interior. Esta propiedad convierte a estos virus en las vacunas atenuadas perfectas.

Referencia: Longlong Si et al. (2016). Generation of influenza A viruses as live but replication-incompetent virus vaccines. Science. 2 DECEMBER 2016 • VOL 354 ISSUE 6316, pp 1172.

La supergalaxia de la Telaraña.

A 10.000 millones a años luz de la Tierra existe un enorme conglomerado de galaxias gobernado por la supergalaxia de la Telaraña. Hacia ella han enfocado un conjunto de radiotelescopios el grupo internacional de científicos, dirigido por los investigadores Bjorn Emonts y Montserrat Villar, del Instituto de Astrobiología. La observación, realizada por el complejo de radiotelescopios ATCA (Australia Telescope Compact Array) y VLA (Very Large Array), muestra detalles de la composición y la cantidad de gas existente en el espacio intergaláctico, lo que ha permitido descubrir que la evolución de estas supergalaxias, cuando el Universo era aún joven, es más complejo de lo que se pensaba.

Observar un objeto situado a 10.000 millones de años luz es mirar esa cantidad de años atrás en el tiempo. La imagen de la galaxia de la Telaraña nos muestra tal y como era el Universo cuando tenía menos de un tercio de su edad actual. Al observar la existencia de enormes supergalaxias rodeadas por un conjunto de galaxias menores conectadas entre sí por gravedad, como prendidas en una inmensa tela de araña, intriga a los científicos. Se preguntan cómo se pudieron formar esos conjuntos tan masivos con tanta rapidez.

Se piensa que las galaxias gigantes pasan por un periodo corto de formación de estrellas a partir del gas primordial y después continúan creciendo al engullir galaxias más pequeñas en una especie de canibalismo galáctico. El análisis de la radiación procedente de la galaxia de la Telaraña revela la existencia de enormes cantidades de gas en el espacio intergaláctico que también juega un papel importante en el proceso.

Cuando la radiación electromagnética emitida por un objeto atraviesa una nube de gas, los átomos de éste absorben ciertas frecuencias (colores) y dejen en ella una huella de su existencia. Así, analizando la radiación que llega desde el conglomerado de galaxias de la supergalaxia de la Telaraña, Emonts y sus colegas han podido detectar la presencia de monóxido de carbono. Este gas, formado por un átomo de carbono y otro de oxígeno, deja una huella más brillante y fácil de detectar que el hidrógeno, que es el principal componente de la nube de gas. Así, el monóxido de carbono se convierte en un testigo que habla de la presencia de enormes cantidades de gases existente en el espacio intergaláctico.

Tanto el carbono como el oxígeno no son átomos primordiales sino productos fabricados en el núcleo de las estrellas masivas. Estos enormes soles se alimentan del hidrógeno y obtienen su energía fundiendo sus núcleos y creando en el proceso átomos más pesados. Así pues, el monóxido de carbono detectado habla de la existencia de enormes nubes de gas hidrógeno mezclados con los restos generados por las estrellas a lo largo de su evolución.

El estudio de la Galaxia de la Telaraña demuestra que estos gigantescos cúmulos galácticos pueden crecer en el seno de extensas regiones de gas reciclado que contribuye a su evolución.

Referencia:
Emonts et al.,Molecular gas in the halo fuels the growth of a massive cluster galaxy at high redshift. http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aag0512

No siempre stop significa alto para el adn.

Los libros de texto de biología nos enseñan que el código genético es prácticamente universal y que todos los organismos vivos utilizamos el mismo. Recodemos que los llamados codones son los conjuntos de tres letras del ADN y ARN que son traducidos en los orgánulos celulares denominados ribosomas a uno de los aminoácidos de las proteínas. Y bien, el significado de cada codón es el mismo en todos los organismos, aunque existen excepciones. Una de ellas es la mitocondria, que cuenta con dos codones stop diferentes de los del resto de organismos para indicar al ribosoma cuando debe detenerse la traducción a proteínas de la secuencia de letras contenida en los ARN mensajeros. Además, en el caso de la mitocondria uno de los codones stop universales, UGA, codifica para el triptófano.

Recientemente se han descubierto nuevas excepciones a la universalidad del código genético. Microrganismos de la familia de los ciliados y de los tripanosomátidos (protozoos parásitos que causan serias enfermedades), poseen un código genético que carece de codones stop dedicados a esta labor. En estas especies los tres codones stop con los que cuentan el resto de organismos codifican también para aminoácidos, además de servir en ocasiones de auténticos codones stop.

Obviamente, estas especies de organismos producen proteínas correctas sin problema, como secuencias de aminoácidos que comienzan y terminan en lugares concretos. Sin embargo, la manera en la que los ribosomas de estas especies interpretan la señal stop en el mRNA no es idéntica a la del resto de seres vivos estudiados hasta ahora. Las investigaciones continúan para tratar de establecer qué sucede en estas especies. Algunas hipótesis mantienen ya que otras secuencias presentes en la vecindad de los codones stop que deben ser interpretados de ese modo, no como un aminoácido más, son las que contienen la información necesaria. En otras palabras, que un codón stop sea interpretado como stop o no depende del contexto en el que se encuentra, al igual que en el lenguaje humano el significado de algunas palabras depende del contexto. La palabra estrella no es interpretada del mismo modo en un contexto astronómico que en un contexto cinematográfico.

Desgraciadamente, incluso en los organismos con codones stop dedicados, en ocasiones, debido a mutaciones en al ARN mensajero, estos codones están ausentes. Esto sucede en el 2-4% de los ARN mensajeros bacterianos. La ausencia de un codón stop impide la correcta terminación de la síntesis de la proteína y, además, el ribosoma alcanza el final del ARN mensajero, pero no puede liberarse y queda encallado e inutilizado. Una proporción elevada de ribosomas encallados supone un serio peligro para la vida de la célula, por lo que estas cuentan con mecanismos para desencallarlos. Investigadores del laboratorio MRC de biología molecular en Cambridge han revelado ahora la estructura de una proteína clave que “repara” a los ribosomas bacterianos encallados.

Referencia. N. R. James et al., Science 10.1126/science.aai9127 (2016).


Murciélagos y rabia

Los últimos brotes epidémicos, como el protagonizado por el virus Ébola, ha despertado la necesidad de desarrollar estudios y estrategias que permitan predecir el momento y la localización de los focos de infección para diseñar planes de lucha contra la expansión de la enfermedad. Estas estrategias son especialmente importantes cuando las enfermedades tienen su origen en las poblaciones de otros animales hospedadores que transmiten la infección a otras especies. Entre estos, los murciélagos son actores principales en la transmisión de enfermedades como el Ébola, el virus Marburg, el virus del Síndrome Respiratorio Severo y la rabia.

Las enfermedades transmitidas por los murciélagos son particularmente difíciles de controlar: son mamíferos voladores, pequeños, nocturnos, abundan en todos los continentes, excepto la Antártida, tienen una dieta variada y pueden vivir en solitario o en colonias de millones de individuos.
Una de las enfermedades que está experimentando un avance en amplias regiones de América es la rabia. Esta infección vírica, transmitida de unos animales a otros por la saliva, mordeduras o arañazos, tarda en mostrar sus síntomas y, cuando lo hace, suele ser mortal. Los murciélagos, especialmente las especies que se alimentan de sangre de animales, son una fuente de transmisión importante.

Un artículo, publicado en PNAS, propone un modelo que permite conjugar los distintos factores que intervienen en la transmisión de la rabia. El modelo se basa en el estudio de las fases siguientes:

Dinámica de los hospedadores. Estudio de las cepas del virus y el comportamiento de los murciélagos. Distintas fases vitales, como los periodos de hibernación, afectan a la probabilidad infectarse, el periodo de incubación de la enfermedad y la evolución de la infección.

Dinámica de las colonias. Cómo se transmiten el virus de unos murciélagos a otros. El tamaño de la colonia, que en muchas ocasiones agrupa en un espacio muy estrecho a millares de individuos favorece el contagio, así como los movimientos de los murciélagos, la mortalidad y tasa de nacimientos.
Multipoblaciones y dinámica de las colonias. Se ha comprobado que el la región andina, los murciélagos machos son los que transmiten la enfermedad al ganado. El estudio de la genética de distintos machos permite inferir su dispersión por la región, la inmunidad y las interacciones entre las distintas especies.

Referencia: D. G. Streicker et al., Host–pathogen evolutionary signatures reveal dynamics and future invasions of vampire bat rabies. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 10.1073/pnas.1606587113 (2016).

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