NOTICIAS DAS CIENCIAS

DESCOBREN COMO PODERÍA SER A VIDA EXTRATERRESTRE EN MUNDOS DISTANTES

As rodopsinas son proteínas antigas desenvolvidas por algunhas das primeiras formas de vida da Terra. Converteron a luz solar en enerxía sen realizar a fotosíntese: poderían lanzar pistas sobre a vida extraterrestre en mundos distantes / Sohail Wasif/Universidade de California en Riverside.

Utilizando proteínas que capturan a luz en microbios vivos, os científicos reconstruíron como era a vida para algúns dos primeiros organismos da Terra. O descubrimento podería axudar a recoñecer e caracterizar formas de vida extraterrestres, en planetas cuxas atmosferas poden parecerse á Terra primitiva, antes da aparición do osíxeno hai 2.400 millóns de anos.

Un equipo de investigadores da Universidade de California en Riverside, Estados Unidos, observou a Terra antiga e algúns dos seus primeiros habitantes para lanzar algo de luz sobre como podería ser a vida simple noutros mundos e como poderían ser as atmosferas deses planetas ou lúas. O novo estudo foi publicado en Molecular Biology and Evolution.

Os especialistas cren que a vida tal como coñecémola é tanto unha expresión das condicións do noso planeta como da vida mesma. Nese sentido, sosteñen que unhas proteínas chamadas rodopsinas serían cruciais para o desenvolvemento da vida en calquera parte do Universo: permitiron aos primeiros organismos vivos capturar a enerxía solar dunha forma máis simple que mediante a fotosíntese.

Os primeiros seres vivos, incluídas as bacterias e os organismos unicelulares chamados arquexas, habitaban un planeta principalmente oceánico, sen unha capa de ozono que os protexese da radiación solar. Estes microbios desenvolveron as rodopsinas, proteínas que contan coa capacidade de converter a luz solar en enerxía, usándoas para impulsar os procesos celulares.

Segundo unha nota de prensa, na Terra primitiva a enerxía pode ser moi escasa. As bacterias e arquexas descubriron como usar a abundante enerxía do Sol sen as complexas biomoléculas requiridas para a fotosíntesis. Na actualidade, as rodopsinas están amplamente distribuídas entre os organismos e ambientes modernos, por exemplo nos estanques salgados.

Empregando técnicas de aprendizaxe automática, o equipo de investigación analizou secuencias de proteínas de rodopsina en todo o planeta e rastrexou como evolucionaron ao longo do tempo. Posteriormente, desenvolveron unha “árbore xenealóxica” que lles permitiu reconstruír as rodopsinas de hai entre 2.500 e 4.000 millóns de anos, como así tamén as condicións que probablemente enfrontaron.

Ao “resucitar” secuencias antigas de ADN dunha molécula, os científicos vinculáronse directamente coa bioloxía e o medio ambiente do pasado terrestre, concretamente con diminutas formas de vida existentes hai miles de millóns de anos no noso planeta. Desta forma, descubriron que mentres as rodopsinas modernas absorben a luz nunha ampla gama de cores, as antigas rodopsinas adaptáronse para absorber principalmente luz azul e verde.

Como a Terra antiga aínda non gozaba do beneficio que supón dispoñer dunha capa de ozono, os microbios vivían nese momento a gran profundidade en contornas acuáticas, para protexerse da intensa radiación ultravioleta B (UVB) que azoutaba a superficie terrestre. A luz azul e verde penetran mellor na auga, por tanto é probable que as primeiras rodopsinas absorbesen principalmente estas cores.

Despois do Gran Evento de Oxidación (GOE), hai ao redor de 2.400 millóns de anos, a atmosfera da Terra comezou a experimentar un aumento na cantidade de osíxeno. Con osíxeno e ozono adicionais na atmosfera, as rodopsinas evolucionaron para absorber máis cores de luz. En consecuencia, na actualidade son capaces de absorber as cores da luz que os pigmentos de clorofila nas plantas non logran capturar, absorbendo áreas complementarias do espectro lumínico e complementando á fotosíntese.

De acordo a un artigo publicado en Universe Today, as rodopsinas son un excelente “banco de probas” de laboratorio para identificar biofirmas detectables de forma remota en exoplanetas, por exemplo utilizando as novas posibilidades que ofrece o Telescopio Espacial James Webb da NASA, que recentemente avanzou ao respecto en torno ao exoplaneta WASP-96 b.

No futuro, os investigadores a cargo do novo estudo pensan utilizar técnicas de bioloxía sintética para comprender en maior profundidade ás rodopsinas antigas, descubrindo como axudaron a dar forma á atmosfera antiga da Terra e como poderían dar forma ás atmosferas dos exoplanetas.

Noutras palabras, a técnica consiste en “inocular” o ADN antigo dentro dos xenomas modernos, para reprogramarlos buscando que se comporten da maneira que o fixeron fai millóns de anos. En consecuencia, a rodopsina funciona como o “combustible” para fugaces “viaxes no tempo” realizados dentro dun laboratorio.

Segundo os científicos, todo o aprendido sobre o comportamento dos primeiros organismos terrestres pode ser usado para buscar signos de vida noutros planetas. A Terra primitiva foi unha contorna estraña en comparación co noso mundo actual: comprender como os organismos cambiaron co tempo e en diferentes contornas no noso planeta ensinaranos aspectos cruciais sobre como buscar e recoñecer vida noutros mundos.

FONTE: Pablo Javier Piacente/farodevigo.es/tendencias21

UN DINOSAURO CON CARA DE BULLDOG

Reconstrución artística de como puido ser o abelisáurido achado en Exipto /Andrew McAfee

Un equipo de científicos exipcios anunciou o descubrimento do fósil dun dinosauro carnívoro de gran tamaño que viviu hai uns 98 millóns de anos no que hoxe é o oasis de Bahariya, no deserto occidental de Exipto. Trátase dunha vértebra cervical ben conservada, e é a primeira evidencia dun membro do grupo de dinosauros ao que pertence o Tiranosaurio rex achada nesta rexión rica en fósiles.

En concreto, a vértebra cervical, á que os investigadores bautizaron como MUVP 477, pertence á familia dos abelisáuridos, dinosauros terópodos carnívoros, e representa o resto máis antigo que se lle coñece polo menos no nordés de África, segundo o estudo publicado en Royal Society Open Science.

“Baseándonos na anatomía comparada que fixemos do noso material, que se corresponde á décima vértebra cervical, sabemos que tiña realmente unha cara de bulldog, cos dentes moi afiados, un enorme cranio e os brazos moi pequenos”, explica Hesham Sallam, o líder do estudo e fundador do Centro de Paleontoloxía de Vertebrados da Universidade do Mansura. “Os dinosauros carnívoros tamén se caracterizaron polo seu pescozo curto, cara e cranio enormes, e unha gran cola que lles permitía correr rápido e perseguir ás súas presas”, agrega.

Vértebra do abelisáurido no oasis de Bahariya / Hesham Sallam

O dinosauro ao que pertencía a vértebra achada en Bahariya viviu durante o período Cretácico medio, hai aproximadamente entre 145 e 66 millóns de anos. Por aquel entón, os investigadores explican que o que hoxe é o oasis de Bahariya destacaba pola súa inusual abundancia de dinosauros carnívoros, moitos excepcionalmente grandes, e por unha escaseza de herbívoros, unha composición similar á atopada na formación xeolóxica de Kem Kem, no oeste de Marrocos, e na formación de Elrhaz, en Níxer.

O achado, que representa un novo indicio da ampla distribución xeográfica desta especie no actual norte de África, garda similitude cos restos doutros dinosauros atopados en Madagascar e en América do Sur, o que á súa vez ofrece máis probas sobre a formación dos actuais continentes. “É o tipo de evidencia clara de que a fragmentación entre continentes ocorreu nunha secuencia na que Madagascar separouse primeiro do [bloque continental] de Gondwana, o noso continente, e máis tarde veu a separación entre América do Sur e África. Porque os seus fósiles son moi similares aos nosos”, afirma Sallam.

O equipo de Sallam atopou a vértebra cervical, xunto con outros múltiples restos fósiles, durante unha expedición en 2016 en pártea norte da depresión do oasis de Bahariya, famoso pola súa riqueza en fósiles e polo descubrimento doutros grandes dinosauros desde principios do século XX. O último achado aumenta así o xa moi diverso rexistro de dinosauros desta formación xeolóxica de hai 98 millóns de anos.

Segundo a descrición dos investigadores, a vértebra achada atópase en bo estado de conservación e case completa, o que lles permitiu estimar as dimensións do dinosauro, que cren que medía uns seis metros de lonxitude desde o nariz ata a punta da cola. Ademais, dado que o dinosauro pertence á mesma familia que outros descubertos en Madagascar e América do Sur, tamén puideron deducir a súa aparencia.

Neste sentido, os investigadores consideran que o último achado na rexión exipcia reforza aínda máis o escenario de que no actual norte de África existise por aquel entón unha fauna diversa de grandes dinosauros carnívoros. Antes do achado da vértebra de Bahariya, o único resto deste tipo de dinosauro coñecido en Exipto era un dente illado atopado no val do Nilo, no sur do país.

Á sombra dos máis mediáticos descubrimentos arqueolóxicos do Antigo Exipto, o país tamén se apuntou nos últimos anos achados prehistóricos importantes como unha especie de balea semiacuática de hai uns 43 millóns de anos e, o pasado mes de febreiro, as pegadas duns dinosauros de hai uns 70 millóns de anos. No estudo da vértebra de abelisáurido en concreto participaron investigadores das universidades de Ohio e Michigan e do Museo Carnegie de Historia Natural, en Pittsburgh.

Sallam, pola súa banda, opina que o último achado é unha nova mostra do gran potencial, en gran medida sen explotar, da formación do oasis de Bahariya, que considera que aínda garda nas súas entrañas máis restos que poden ofrecer novas claves sobre o paso dos dinosauros polo actual norte de África. “Isto faranos volver [a Bahariya] para buscar máis restos deste animal, porque isto permitiríanos realmente facernos unha idea máis clara do ecosistema dese momento,” desliza o paleontólogo.

FONTE: Marc Español/elpais.com/ciencia

PRIMEIRAS IMAXES DO JAMES WEBB

 

O día de hoxe pon fin a meses de espera. O Telescopio James Webb marcou unha nova etapa na historia da astronomía. O resultado de décadas de esforzo. Para empezar, apuntou a múltiples obxectos cósmicos espectaculares. Os obxectivos foron seleccionados por un equipo de representantes da NASA, a Axencia Espacial Europea, a Axencia Espacial Canadense e o Instituto de Ciencias do Telescopio Espacial.

A NASA publicou as esperadas imaxes este 12 de xullo, as observacións inaugurais da "primeira luz" do telescopio espacial e un momento potencialmente innovador para o campo da astronomía.

 

Nebulosa de Carina: É a nebulosa que posúe a estrela máis luminosa da Vía Láctea e hoxe podemos ver novos detalles xamais vistos anteriormente. Situada a 7.500 millóns de anos luz de distancia de nós, presenta dúas das estrelas máis masivas e máis luminosas na Vía Láctea.

Nebulosa planetaria do Anel Sur: Coñecida tamén como NGC 3132, está localizada na constelación de Vela, a 3 000 anos luz de distancia de nós e cun tamaño aparente de 12 segundos de arco.

Seguir o resto das imaxes premendo AQUÍ.

FONTE: Sarah Romero/muyinteresante.es

DESCOBREN UNHA BACTERIA SE 2 CENTÍMETROS

Bacterias da especie Thiomargarita magnifica, cunha moeda de 10 centavos de dólar / Tomas Tyml

Un equipo internacional de científicos descubriu unha bacteria de case un centímetro de lonxitude nun manglar da illa francesa de Guadalupe, no mar Caribe. O insólito ser pódese ver a primeira ollada, así que contradi a propia definición de microbio: “Organismo unicelular só visible ao microscopio”. A bacteria, bautizada Thiomargarita magnifica, foi identificada pola microbióloga mexicana Silvina González Rizzo, da Universidade das Antillas, na localidade de Pointe-à-Pitre.

O tamaño habitual dunha bacteria rolda as dúas milésimas de milímetro, con excepcións dunhas 180 milésimas de milímetro (un pouco menos do grosor dun folio), como a Thiomargarita namibiensis, achada en Namibia en 1999. O organismo recentemente descuberto ten unha media de 9.000 milésimas de milímetro, case un centímetro. É unhas 50 veces máis grande que as bacterias ata o de agora consideradas xigantes, segundo recalcan os investigadores, que polo momento só publicaron un borrador provisional da súa análise en bioRxiv. O exemplar de Thiomargarita magnifica máis longo entre os atopados alcanza os dous centímetros.

A microbióloga Silvia G. Acinas considera que é “un achado incrible”, porque “descoloca varios paradigmas da bioloxía”. Os seres vivos dividíronse tradicionalmente en organismos procariotas, como as bacterias, e eucariotas, como os seres humanos. A principal diferenza é que os eucariotas están formados por células que teñen o seu manual de instrucións, o ADN, nun núcleo diferenciado, envolvido por unha membrana. Nas bacterias, en cambio, o ADN flota libre. A gran sorpresa é que a Thiomargarita magnifica posúe estruturas que lembran a unha membrana nuclear, segundo explica Acinas, unha investigadora do Instituto de Ciencias do Mar (do CSIC) de Barcelona que non participou no estudo.

A nova bacteria é asombrosa. O seu manual de instrucións posúe case 12.000 xenes, o triplo do habitual, e o organismo ten medio millón de copias deste xenoma, unha cantidade “sen precedentes”, segundo os autores do achado. Para Acinas, coautora ao longo da súa vida do descubrimento de miles de novas especies de microbios, a Thiomargarita magnifica é “un exemplo marabilloso” para investigar os mecanismos evolutivos que empuxaron a esta bacteria para ser así nun ecosistema tan singular como o dos manglares, terreos poboados por arbustos tropicais que toleran a auga salgada.

Hai polo menos 600 millóns de anos, a vida na Terra pasou de sinxelas e solitarias células a seres multicelulares, que acabaron evolucionando en organismos tan complexos como o ser humano, composto por 30 billóns de células perfectamente coordinadas. O equipo de Silvina González Rizzo recoñece que “a orixe da complexidade biolóxica é unha das preguntas máis importantes, aínda sen resposta, na bioloxía”.  

Os autores cren que non se atoparon máis bacterias xigantes polo chamado rumbo de confirmación: a tendencia para buscar resultados que confirman as crenzas persoais. Ninguén buscaba unha bacteria dun centímetro. “O descubrimento de Thiomargarita magnifica suxire que bacterias máis grandes e máis complexas poden estar escondidas a primeira ollada”, conclúen os científicos.

FONTE: Manuel Ansende/elpais.com

O NÚCLEO DA TERRA OSCILA, E ISO CAMBIA A DURACIÓN DOS DÍAS

A ilustración amosa como as oscilacións do núcleo levan a cambiar a dirección de xiro, alterando a duracións dos días / Edward Sotelo/USC/abc.es

Científicos da Universidade do Sur de California (USC), en Estados Unidos, atoparon probas de que o núcleo interno da Terra oscila, contradicindo os modelos previamente aceptados que suxerían que viraba constantemente a un ritmo máis rápido que a superficie do planeta, segundo publican na revista Science Advances.

O seu estudo mostra que o núcleo interno cambiou de dirección no período de seis anos comprendido entre 1969 e 1974, segundo a análise dos datos sísmicos. Os científicos afirman que o seu modelo de movemento do núcleo interno tamén explica a variación da duración do día, que demostrou oscilar de forma persistente durante as últimas décadas.

"A partir dos nosos achados, podemos ver que a superficie da Terra desprázase con respecto ao seu núcleo interno, tal e como vén afirmando desde hai 20 anos -explica John E. Vidale, coautor do estudo e profesor do Decanato de Ciencias da Terra no Dornsife College of Letters, Arts and Sciences da USC-. Con todo, as nosas últimas observacións mostran que o núcleo interno virou lixeiramente máis amodo entre 1969 e 71 e logo moveuse na outra dirección entre 1971 e 74. Tamén observamos que a duración do día creceu e reduciuse, como era de esperar. A coincidencia destas dúas observacións fai que a oscilación sexa a interpretación máis probable", subliña.

O coñecemento do núcleo interno, unha bóla quente e densa de ferro sólido do tamaño de  lutón, ampliouse enormemente nos últimos 30 anos. Demostrouse que se move e/ou cambia durante décadas. Ademais, é imposible observalo directamente, polo que os investigadores esfórzanse por explicar o patrón, a velocidade e a causa do movemento e os cambios mediante medicións indirectas.

Unha investigación publicada en 1996 foi a primeira en propoñer que o núcleo interno xira máis rápido que o resto do planeta (o que tamén se coñece como superrotación), a razón de aproximadamente un grao por ano. Os descubrimentos posteriores de Vidale reforzaron a idea de que o núcleo interno xira a un ritmo máis lento.

Utilizando os datos do Large Aperture Seismic Array (LASA), unha instalación da Forza Aérea de Estados Unidos en Montana, o investigador Wei Wang e Vidale descubriron que o núcleo interno viraba máis amodo do previsto anteriormente, aproximadamente 0,1 graos por ano. O estudo analizou as ondas xeradas polas probas de bombas nucleares subterráneas soviéticas realizadas entre 1971 e 1974 no arquipélago ártico de Novaya Zemlya mediante unha nova técnica de formación de feixes desenvolta por Vidale.

Os novos achados xurdiron cando Wang e Vidale aplicaron a mesma metodoloxía a un par de probas atómicas anteriores baixo a illa de Amchitka, no extremo do arquipélago de Alaska: Milrow en 1969 e Cannikin en 1971. Medindo as ondas de compresión resultantes de lasexplosións nucleares, descubriron que o núcleo interno invertira a súa dirección, sub-rotando polo menos unha décima de grao por ano. Este último estudo supuxo a primeira vez que a coñecida oscilación de seis anos indicábase mediante unha observación  sismológica directa.

"A idea de que o núcleo interno oscila era un modelo que existía, pero a comunidade estaba dividida en canto á súa viabilidade -afirma Vidale-. Penetrámonos nisto esperando ver a mesma dirección e velocidade de rotación no par de probas atómicas anteriores, pero en lugar diso vimos o contrario. Sorprendeunos bastante ver que se movía na outra dirección".

Vidale e Wang sinalan que as investigacións futuras dependerán de que se atopen observacións suficientemente precisas para comparalas con estes resultados. Grazas á utilización de datos sismolóxicos procedentes de probas atómicas en estudos anteriores,  puideron precisar o lugar e o momento exactos do evento sísmico moi simple, di Wang. Con todo, o LASA de Montana pechou en 1978 e a era das probas atómicas subterráneas de Estados Unidos terminou, o que significa que os investigadores terían que basearse en datos sísmicos comparativamente imprecisos, mesmo cos recentes avances en instrumentación.

O estudo apoia a especulación de que o núcleo interno oscila en función das variacións da duración do día (máis ou menos 0,2 segundos en seis anos) e dos campos xeomagnéticos, que coinciden coa teoría tanto en amplitude como en fase. Vidale afirma que os achados proporcionan unha teoría convincente para moitas cuestións expostas pola comunidade investigadora.

"O núcleo interno non está fixo: móvese baixo os nosos pés, e parece ir e vir un par de quilómetros cada seis anos -resume  Vidale-. Unha das preguntas que tentamos responder é se o núcleo interno móvese progresivamente ou se está maiormente bloqueado en comparación con todo o demais a longo prazo. Tentamos comprender como se formou o núcleo interno e como se move ao longo do tempo; este é un paso importante para comprender mellor este proceso", destaca.

FONTE: heraldo.es

O MELLOR MAPA DA NOSA GALAXIA ATA A DATA

 

O movemento estelar de Gaia para os próximos 400 mil años / ESA/Gaia/DPAC;CC  BY-SA 3.0 IGO.

A última publicación de datos do catálogo Gaia inclúe información nova e mellorada de case 2.000 millóns de estrelas da Vía Láctea e "descubrimentos sorprendentes", como a observación de terremotos estelares e de astros descoñecidos.

A terceira entrega deste mapa contén, ademais, o maior conxunto de datos recollidos ata a data de estrelas binarias, de miles de obxectos do sistema solar (como asteroides e lúas de planetas) e millóns de galaxias e cuásares situados fóra da nosa galaxia.

Gaia é unha misión da Axencia Espacial Europea (ESA) lanzada en 2013 co obxectivo de crear o mapa multidimensional máis preciso e completo da Vía Láctea, o que axudará aos astrónomos reconstruír a evolución pasada e futura da nosa galaxia durante miles de millóns de anos.

O director xeral da ESA, Josef Aschbacher, sinalou en rolda de prensa que "é un día emocionante" que esperaban "desde hai moito tempo" porque este catálogo "abrirá as portas a unha nova ciencia na Vía Láctea".

O Catálogo Gaia de estrelas próximas contén 331.312 obxectos, que se estima que son o 92% das estrelas dentro dos 100 parsecs (326 anos luz) do Sol. O censo anterior da veciñanza solar, chamado Catálogo Gliese de estrelas próximas, levou a cabo en 1957.

O catálogo inclúe nova información que inclúe composicións químicas, temperaturas estelares, cores, masas, idades e a velocidade á que as estrelas se achegan ou se afastan de nós.

Un dos descubrimentos máis sorprendentes que xorden dos novos datos é que Gaia é capaz de detectar terremotos de estrelas (pequenos movementos na superficie dunha estrela) que cambian as formas das estrelas, algo para o que o observatorio non se construíu orixinalmente.

"Os terremotos estelares ensínannos moito sobre as estrelas, especialmente sobre o seu funcionamento interno. Gaia está a abrir unha mina de ouro para a ’asterosismoloxía’ de estrelas masivas", afirma Conny Aerts de KU Leuven en Bélxica, quen é membro colaborador de Gaia.

De que están feitas as estrelas pode falarnos sobre o seu lugar de nacemento e a súa viaxe posterior, e por tanto sobre a historia da Vía Láctea. Coa publicación de datos de hoxe, Gaia revela o mapa químico máis grande da galaxia axustado a movementos 3D, desde a nosa veciñanza solar ata as galaxias máis pequenas que rodean a nosa.

Algunhas estrelas conteñen máis "metais pesados" que outras. Durante o Big Bang só formáronse elementos lixeiros (hidróxeno e helio). Todos os demais elementos máis pesados, chamados metais polos astrónomos, constrúense dentro das estrelas. Cando as estrelas morren, liberan estes metais no gas e o po entre as estrelas chamado medio interestelar, a partir do cal se forman novas estrelas. A formación e morte de estrelas activas conducirá a unha contorna máis rica en metais. Por tanto, a composición química dunha estrela é un pouco como o seu ADN, o que nos brinda información crucial sobre a súa orixe.

Con Gaia, vemos que algunhas estrelas da nosa galaxia están feitas de material primordial, mentres que outras, como o noso Sol, están feitas de materia enriquecida por xeracións anteriores de estrelas. As estrelas que están máis preto do centro e o plano da nosa galaxia son máis ricas en metais que as estrelas a distancias maiores. Gaia tamén identificou estrelas que orixinalmente proviñan de galaxias diferentes á nosa, en función da súa composición química.

FONTE: elmundo.es

UN MICROBIO DEVORADOR DE MICROBIOS ACLARA UN PASO CRUCIAL DA VIDA NA TERRA

Unha ameba do xénero Paulinella / Instituro Carnegie

O estudo dun microbio microscópico que vive en lagos e mares aclara hoxe como sucedeu un dos capítulos máis importantes para a evolución da vida na Terra: a aparición de células complexas hai 2.500 millóns de anos.

Todos os animais, plantas e fungos estamos feitos de varias células eucariotas, que teñen orgánulos internos a diferenza das bacterias e arqueas unicelulares. A maioría de científicos pensa que a súa orixe está nun microbio que se tragou a outro. En lugar de dixerilo como fixera ata entón, sucedeu unha relación espontánea de dependencia: o microbio grande achegou protección do exterior e o pequeno, alimento. Despois de 2.500 millóns de anos de evolución conxunta, miles de mitocondrias emparentadas con aquel microbio devorado flotan no interior de cada unha das nosas células e transforman o alimento na enerxía que necesita o cerebro para pensar ou o corazón para latexar. Grazas a outros orgánulos, os cloroplastos, as plantas poden alimentarse de luz facendo a fotosíntese.

A aparición da célula moderna “foi unha revolución para a evolución da vida na Terra”, resume Vitoria Calatrava, bioquímica do Instituto de Ciencia Carnegie (EE.UU.). “Sen ela o noso planeta non se parecería en nada a como o vemos hoxe, nin estariamos aquí para contalo”, engade. O obxectivo desta científica de 32 anos é demostrar como sucedeu exactamente esa unión. É unha cuestión endemoñada porque os rastros moleculares diluíronse case por completo despois de tanto tempo.

Calatrava lidera un estudo que lanza luz sobre a orixe das nosas células estudando o microbio acuático Paulinella micropora. Este organismo é a unión dunha ameba que devorou a unha cianobacteria, un microbio capaz de facer a fotosíntese.

Este tipo de endosimbiose só produciuse dúas veces en toda a historia da evolución. Unha sucedeu hai 1.500 millóns de anos e deu lugar aos cloroplastos que achegan enerxía a todas as plantas. A segunda é a de Paulinella, que pasou hai apenas 120 millóns de anos. Isto convértea nunha fósil vivente. Moitas das pegadas borradas pola evolución noutros organismos seguen visibles neste microbio.

Nun estudo publicado onte na revista PNAS, da Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, Calatrava e o resto do seu equipo explican como sucedeu a unión de dous seres vivos tan diferentes, o que á súa vez ben podería explicar o que sucedeu hai 2.500 millóns de anos coa aparición de mitocondrias na primeira célula complexa.

Os xenes da bacteria fotosintética comezaron a saltar fóra dela e a incorporarse ao xenoma da ameba hospedadora. Un proceso coñecido como retrotransposición fixo que algúns xenes copiásense moitas veces e que o seu funcionamento fose máis eficiente. Os científicos demostraron que este proceso de adaptación permitiu á ameba potenciar os xenes que permiten tolerar compostos tóxicos asociados á fotosíntese, que doutro xeito mataríana durante a unión.

Foi un paso irreversible. A bacteria cedeu tantos xenes que xa non podía vivir soa e o seu hóspede cambiou tanto o seu metabolismo que sería incapaz de volver ser un depredador. “Ambos benefícianse da existencia do outro e son completamente dependentes”, explica Calatrava, que convida a non ver este proceso como algo bondadoso. “Non creo que se trate dunha relación cooperativa na que ambos saen gañando a partida; máis ben non queda máis remedio que manterse vivos o un ao outro para non extinguirse”, destaca.

Esta condena para compartir recursos segue caracterizando a vida na Terra. Só hai que pensar que unha persoa está composta por 30 billóns de células humanas e contén outros 39 billóns de bacterias que viven no seu sistema dixestivo. Sen elas, non podería dixerir alimentos. As bacterias, a cambio, gañan unha contorna con menos depredadores que fose do corpo. Nada impide que estas relacións poidan romper, como sucede a miúdo coas infeccións por bacterias resistentes a antibióticos. Estes organismos que ameazan con reverter os maiores avances da medicina intercambian mecanismos de resistencia usando un proceso de transferencia xenética similar ao descrito na ameba Paulinella. “Os nosos resultados suxiren que este mecanismo foi crucial para a domesticación de xenes estranxeiros no contexto da endosimbiose e parece moi probable que fose clave para a estabilización de  ndosimbiontes e a evolución de orgánulos noutros sistemas”, resalta Calatrava.

FONTE: Nuño Domínguez/lanacion.com.ar/elpais.com

O ATLAS CELULAR MÁIS COMPLETO OBTIDO A ATA A DATA

O atlas permitirá aos científicos facer e responder preguntas sobre a saúde e as enfermidades humanas que nunca antes puideran abordar / Aviv Regev and Anna Hupalowska on behalf of the Human Cell Atlas

Un detallado mapa de máis dun millón de células individuais en 33 órganos representa o atlas de células entre tecidos máis completo obtido ata a data e abre múltiples implicacións para o desenvolvemento de novos tratamentos, tanto para as enfermidades comúns como para as raras, que van desde o desenvolvemento de vacinas, a mellora da  inmunoterapia antitumoral ou a medicina rexenerativa.

Coa publicación de catros estudos na revista Science, o consorcio internacional Human Cell Atlas deu así un paso máis no seu obxectivo de mapear cada tipo de célula no corpo humano para transformar o coñecemento sobre a bioloxía da saúde e enfermidade.

Sarah Teichmann,  copresidenta do Comité Organizador do Atlas de Células Humanas, Xefa de Xenética Celular no Instituto Wellcome Sanger (Reino Unido) e autora principal duns dos traballos, explica que "a comprensión detallada das células axudará a explicar moitos aspectos da saúde e a enfermidade humana. Ao comparar células inmunitarias particulares en múltiples tecidos dos mesmos doantes, identificamos diferentes tipos de células T de memoria en diferentes áreas do corpo, o que podería ter grandes implicacións no manexo de infeccións. Os nosos datos poderían servir como marco para deseñar vacinas ou para mellorar o deseño de terapias inmunolóxicas para atacar o cancro".

Ata o de agora, a comprensión do sistema inmunitario humano limitouse ao papel das células que circulan no sangue; con todo, as células inmunitarias dentro dos tecidos desempeñan un papel crave no mantemento da saúde e a loita contra as infeccións, explica a investigadora española Cecilia Domínguez Conde, primeira autora dunha das dúas investigacións desenvolvidas no Instituto Wellcome Sanger.

Neste traballo secuenciáronse o  ARN de 330.000 células inmunitarias individuais de adulto para comprender a función das células inmunitarias en diferentes tecidos. O grupo de Domínguez Conde examinou células inmunitarias innatas e adaptativas de 16 tecidos de 12 doantes adultos, o que deu como resultado perfís de expresión xénica para máis de 300.000 células.

Despois de crear un catálogo seleccionado de células inmunitarias dentro do corpo humano, "desenvolvemos unha ferramenta de aprendizaxe automática, CellTypist, para automatizar a identificación de tipos de células. Usando esta ferramenta, identificamos ao redor de cen tipos distintos de células inmunes, incluídos macrófagos específicos, células T e células B e a súa distribución en diferentes tecidos". Grazas a este enfoque localizaron case 101 tipos ou estados de células inmunitarias de máis dun millón de células, incluídos estados celulares previamente subestimados.

Os achados, que van máis aló dos estudos centrados nun ou uns poucos órganos do sistema  inmunitario en desenvolvemento, revelan que o desenvolvemento de células sanguíneas e inmunitarias prodúcese en moitos tecidos periféricos, non só nos órganos hematopoéticos primarios.

Un segundo estudo desta mesma institución presenta o atlas completo do sistema inmunitario humano en desenvolvemento en todos os órganos, revelando tecidos involucrados na formación de células sanguíneas e inmunitarias e mellorando así a nosa comprensión dos trastornos inmunológicos.

Neste traballo os investigadores crearon un atlas do sistema inmunitario humano en desenvolvemento en nove órganos. Utilizaron innovadoras técnicas identificaron un novo tipo de célula B e células T distintivas que aparecen nas primeiras etapas da vida. O equipo utilizou datos do outro estudo Human Cell Atlas para demostrar que estas células inmunitarias particulares non se atopan en adultos.

"Este atlas mellora a nosa comprensión dos trastornos inmunitarios e sanguíneos. Permite  mapear o sistema inmunitario desde o desenvolvemento ata a idade adulta, revelando os tipos de células que se perden a medida que envellecemos", destaca sinala Muzlifah Hannifa, autor principal do primeiro estudo do Instituto Wellcome Sanger e a Universidade de Newcastle.

Unha das promesas dos atlas de células individuais é axudar a  mapear os tipos de células específicas nas que os xenes de enfermidades, desde as que causan enfermidades raras como a distrofia muscular, ou contribúen ao risco de enfermidades comúns como a enfermidade cardíaca, actúan en todo o corpo humano. Para iso hai que detallar todos os tipos de células, incluídas as células do músculo  esquelético, as células graxas e as neuronas que son difíciles de capturar. E tamén é necesario obter células dun maior número de individuos.

Noutro dos novos artigos, investigadores do Instituto Broad (EE.UU.) explican como optimizaron a  secuenciación de ARN dun só núcleo para superar o desafío de usar células conxeladas e logo crearon un atlas de tecidos cruzados para analizar 200.000 células de múltiples tecidos conxelados almacenados centrándose en xenes de enfermidades raras e comúns.

Utilizando novos algoritmos de aprendizaxe automática, o equipo asociou sistematicamente as células do atlas con 6.000 enfermidades monoxénicas (1 único xene) e 2.000 enfermidades e trazos xenéticos complexos para identificar os tipos de células e os programas de xenes que poderían estar involucrados nestas enfermidades.

"O noso traballo demostra unha poderosa vía de analizar a gran escala células de mostras de tecido conxelado en todo o corpo e abre o camiño a estudos de tecidos de cohortes enteiras de pacientes a nivel dunha soa célula", subliña Aviv Regev, copresidenta do Atlas de Células Humanas e investigadora do Instituto Broad e o MIT.

Na súa opinión, esta información deseñou "unha nova folla de roteiro para múltiples enfermidades, ao relacionar directamente as células coa bioloxía da enfermidade humana e os xenes de risco de enfermidade en todos os tecidos".

O cuarto dos estudo, denominado Tabula Sapiens, presenta un atlas celular un atlas dixital masivo que  mapea a expresión xénica en case 500.000 células de 24 tecidos e órganos humanos, incluídos os pulmóns, a pel, o corazón e o sangue.

O atlas de células Tabula Sapiens é o máis grande en incluír múltiples tecidos dos mesmos doantes humanos, e o primeiro en incluír imaxes histolóxicas dos tecidos e incorporar detalles das comunidades microbianas que viven xunto ás células humanas que compoñen os diversos compartimentos da intestino.

"A calidade e a amplitude destes datos non teñen paralelo", sinala o autor principal Stephen Quake, da Universidade de Stanford. "Este atlas permitirá aos científicos facer e responder preguntas sobre a saúde e as enfermidades humanas que nunca antes puideran abordar".

FONTE: R. Ibarra/abc.es/ciencia