De detección precoz de VIH

Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado un biosensor que puede llegar a detectar el VIH tipo 1 durante la primera semana después de la infección. Los experimentos, realizados con suero humano, detectan el antígeno p24, una proteína presente en el virus del VIH-1. La tecnología, patentada por el CSIC, detecta esta proteína hasta en concentraciones 100.000 veces inferiores que los sistemas actuales. Además, el tiempo total del ensayo es de cuatro horas y 45 minutos, por lo que los resultados clínicos se podrían obtener en el mismo día. La investigación aparece publicada hoy en la revista PLOS ONE.

Fuente: CSIC

De fósiles vivientes y genomas

Este árbol es famoso por ser un "fósil viviente", un término usado para describir aquellos organismo que apenas han cambiado a lo largo de miles de años. En el caso del ginkho, hay especímenes conservados en registro fósil de hace 270 millones de años, en el Período Pérmico.

Los investigadores creen que la nueva información podría ayudar a explicar el éxito evolutivo del árbol. Su resiliencia es legendaria: fue una de las pocas especies vivientes que sobrevivieron a la bomba atómica de Hiroshima en 1945. El ginkgo es conocido por producir sustancias químicas desagradables para los insectos que intentan comerlo, y que también son efectivas contra hongos y bacterias. Los investigadores pueden ahora identificar los mecanismos responsables de esas capacidades.

En concreto, la especie secuenciada en este estudio ha sido Ginkgo biloba, la especie no extinta del género Ginkgo. Su genoma es enorme, con más de 10.6 billones de "letras" formando su ADN. El genoma humano contiene solo 3 billones.

Escritos en el código de ADN del Ginkgo hay aproximadamente unos 41.840 genes potenciales, las "plantillas" que las células del árbol utilizan para hacer las proteínas que construyen y mantienen el organismo. El análisis inicial del genoma, publicado en la revista GigaScience, sugiere que ha habido una amplia expansión a través del tiempo de las familias de genes que proporcionan una variedad de mecanismos defensivos.

Su arsenal antiinsectos es particularmente inteligente. El Ginkgo sintetizará un conjunto de productos químicos para combatir directamente una plaga, pero también lanzará otro conjunto de compuestos que atraen específicamente a los enemigos del insecto.

The tree is famed for being a “living fossil” - a term used to describe those organisms that have experienced very little change over millions of years.In the case of the Ginkgo, there are specimens preserved in the rock record from 270 million years ago, in the Permian Period.

The Chinese-led research team says the new information should help to explain the tree’s evolutionary success.

Its resilience is legendary: it was one of the few living things to survive the atomic bomb blast in the Japanese city of Hiroshima in 1945.A Ginkgo is known to produce chemicals that are unpalatable to the insects that try to eat it, and will counter the fungi and bacteria that attempt to attack it. Researchers can now more easily identify the mechanisms that drive these capabilities.

The specific species sequenced in the study was Ginkgo biloba. It reveals the tree’s genome to be huge, comprising some 10.6 billion DNA "letters".By way of comparison, the human genome contains just three billion letters.

Written in the Ginkgo’s DNA code are roughly 41,840 predicted genes, the “templates” that the tree’s cells use to make the complex protein molecules that build and maintain the organism. The initial analysis of the genome, published in the journal GigaScience, suggests there has been extensive expansion through time of gene families that provide for a variety of defensive mechanisms. 

Its anti-insect arsenal is particularly smart. The Ginkgo will synthesise one set of chemicals to directly fight a pest, but also release another set of compounds that specifically attract the insect’s enemies.

Fuente: BBC

De murciélagos y comunicación

Algunos murciélagos cantan o llaman como hacen los pájaros y los humanos. Pero, como aprenden sus llamadas y melodías es un misterio, uno que los científicos van a intentar resolver secuenciando los genomas de más de 1.000 especies de murciélagos.

El proyecto, llamado Bat 1k, fue anunciado el 14 de noviembre en la reunión anual de la Sociedad por la Neurociencia en San Diego, California. Sus organizadores también esperan aprender más sobre la capacidad de estos mamíferos voladores para orientarse en la oscuridad a través de la ecolocalización, sobre su fuerte sistema inmunitario que puede combatir el ébola y su relativamente larga esperanza de vida.

"Los genomas de otras especies, como los pájaros o los ratones, están bien entendidos", opina Sonja Vernes, una neurogenetista del Max Planck Institute for Psycholinguistics en Nijmegen, en los Países Bajos, y co-directora del proyecto. "Pero no sabemos nada aún sobre los genes de los murciélagos".

Algunos murciélagos muestran comportamiento de balbuceo, incluyendo ladridos, chillidos, silbidos y trinos, dice Mirjam Knörnschild, un etólogo de la la Free University Berlin, Alemania. Los murciélagos jóvenes aprenden las canciones y otros sonidos de tutores mayores. Usan estos sonidos durante el cortejo y el apareamiento, cuando buscan comida y cuando defienden su territorio contra rivales.

Los científicos han estudiado los sonidos vocales de tan solo unas 50 especies hasta hora, Knörnschild dice, y sabes mucho menos sobre comunicación entre murciélagos que sobre la comunicación entre pájaros. Hasta ahora, se han encontrado cuatro especies de murciélagos capaces de aprender sonidos de sus padres, de otros machos adultos o entre sí, al igual que un niño que aprende gradualmente a hablar gracias a sus padres.

Puedes leer la noticia completa aquí: Nature News

Some bats sing or call just as birds and humans do. But how they learn their calls and melodies is a mystery — one that scientists will try to solve by sequencing the genomes of more than 1,000 bat species.
The project, called Bat 1K, was announced on 14 November at the annual meeting of the Society for Neuroscience in San Diego, California. Its organizers also hope to learn more about the flying mammals’ ability to navigate in the dark through echolocation, their strong immune systems that can shrug off Ebola and their relatively long lifespans.
“The genomes of all these other species, like birds and mice, are well-understood,” says Sonja Vernes, a neurogeneticist at the Max Planck Institute for Psycholinguistics in Nijmegen, the Netherlands, and co-director of the project. “But we don’t know anything about bat genes yet.”

Some bats show babbling behaviour, including barks, chatter, screeches, whistles and trills, says Mirjam Knörnschild, a behavioural ecologist at Free University Berlin, Germany. Young bats learn the songs and other sounds from older male tutors. They use these sounds during courtship and mating, when they retrieve food and as they defend their territory against rivals.

Scientists have studied the vocal sounds of only about 50 bat species so far, Knörnschild says, and they know much less about bat communication than about birds’. Four species of bats have so far been found to learn vocal sounds from each other, their fathers and other adult males, just as a child gradually learns how to speak from its parents

You can read the full piece of news here: Nature News 

Fuente: Nature News 

De estimulación cerebral y electrodos

Una nueva técnica podría permitir a investigadores y médicos estimular regiones profundas del cerebro, como las involucradas en la memoria y las emociones, sin necesidad de abrir el cráneo.

Las técnicas para estimular el cerebro que aplican electrodos al cráneo parecen ser segura, y sus defensores argumentan que el método puede mejorar algunas funciones cerebrales, como aumentar la inteligencia o mitigar la depresión. Algunos de estas afirmaciones están mejor respaldadas por la investigación que otras. Pero las técnicas son limitadas porque no pueden acceder a las regiones más profundas del cerebro. Por el contrario, implantes empelados en la estimulación profunda del cerebro (deep brain stimulation, DBS) son más exitosas alterando la parte interior del cerebro. Sin embargo, los dispositivos pueden ser arriesgados porque requieren cirugía, y una vez implantados, su reparación es difícil en caso de mal funcionamiento.

En la conferencia anual ed la Sociedad por la Neurociencia, celebrada en San Diego, California, la semana pasada, el neuroingeniero Nir Grossman del Massachusetts Institute of Technology en Cambridge y sus colegas presentaron un método experimental que adapta estimulación transcranial (transcranial stimulation (TCS)) para las partes profundas del cerebro. Su método implica enviar señales eléctricas a través del cerebro desde electrodos situados en el cráneo y manipular las corrientes eléctricas de forma que la cirugía no sea necesario. El equipo usó un aparato de estimulación para aplicar dos corrientes eléctricas a ratones detrás de sus orejas, y las ajustaron a frecuencias altas ligeramente diferentes. Las ajustaron de forma que las dos corrientes independientes se cruzaran entre sí en el hipocampo.

Las neuronas responden a frecuencias bajas, por lo que estás altas frecuencias pasaron a través del tejido cerebral sin afectarlo. Pero, en el punto donde se cruzaron, prácticamente se cancelaron la una a la otra. La diferencia restante entre las dos frecuencias creó lo que las neuronas interpretaron como un solo campo de baja frecuencia, lo que provocó que su respuesta. Cuando los investigadores diseccionaron el cerebro de los animales, encontraron que las células en el hipocampo habían respondido, mientras que las células en las partes externas del cerebro no lo habían hecho.

El equipo está ahora probando la técnica con voluntarios.

Puedes leer la noticia completa en: Nature News

A new technique might allow researchers and clinicians to stimulate deep regions of the brain, such as those involved in memory and emotion, without opening up a patient’s skull. 



Brain-stimulation techniques that apply electrodes to a person’s scalp seem to be safe, and proponents say that the method can improve some brain functions, including enhancing intelligence and relieving depression. Some of these claims are much better supported by research than others. But such techniques are limited because they cannot reach deep regions of the brain. By contrast, implants used in deep brain stimulation (DBS) are much more successful at altering the inner brain. The devices can be risky, however, because they involve surgery, and the implants cannot be repaired easily if they malfunction. 


At the annual Society for Neuroscience conference, held in San Diego, California, last week, neuroengineer Nir Grossman of the Massachusetts Institute of Technology in Cambridge and his colleagues presented their experimental method that adapts transcranial stimulation (TCS) for the deep brain. Their approach involves sending electrical signals through the brain from electrodes placed on the scalp and manipulating the electrical currents in a way that negates the need for surgery. The team used a stimulation device to apply two electric currents to the mouse's skull behind its ears and tuned them to slightly different high frequencies. They angled these two independent currents so that they intersected with each other at the hippocampus.

The brain’s neurons respond to low frequencies, and so these high-frequency currents passed through the tissue without affecting it. But at the point where the currents crossed, they mostly cancelled each other out. The remaining difference between the two frequencies created what the neurons interpreted as a single, low-frequency field, which triggered them to fire in response. When the researchers dissected the animals' brains, they found that cells in the hippocampus had fired, whereas the cells in outer parts of the brain had not. 


The team is now testing the technique in human volunteers.

You can read the full piece of news here: Nature News

Fuente: Nature News

Del Mediterráneo y los plásticos

El proyecto de investigación NIXE III, basado en los viajes por el Mediterráneo del archiduque Luis Salvador de Austria en los siglos XIX y XX, ha dado a conocer el estado actual de la contaminación por plástico en la superficie de este mar, especialmente en las zonas costeras. Los resultados obtenidos por un equipo de científicos liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) revelan la presencia de residuos plásticos en todas las muestras tomadas, de hecho, el 97% de los residuos marinos encontrados en estas muestras fueron plásticos. Los autores señalan que “en menos de 100 años estos residuos han pasado a ser parte del ecosistema marino”. El trabajo se publica en la revista Marine Environmental Research.

In two sea voyages throughout the Mediterranean (2011 and 2013) that repeated the historical travels of Archduke Ludwig Salvator of Austria (1847–1915), 71 samples of floating plastic debris were obtained with a Manta trawl. Floating plastic was observed in all the sampled sites, with an average weight concentration of 579.3 g dw km⁻² (maximum value of 9298.2 g dw km⁻²) and an average particle concentration of 147,500 items km⁻² (the maximum concentration was 1,164,403 items km⁻²). The plastic size distribution showed microplastics (<5 mm) in all the samples. The most abundant particles had a surface area of approximately 1 mm² (the mesh size was 333 μm). The general estimate obtained was a total value of 1455 tons dw of floating plastic in the entire Mediterranean region, with various potential spatial accumulation areas.

Fuente: CSIC

Del Mediterráneo y los plásticos

El proyecto de investigación NIXE III, basado en los viajes por el Mediterráneo del archiduque Luis Salvador de Austria en los siglos XIX y XX, ha dado a conocer el estado actual de la contaminación por plástico en la superficie de este mar, especialmente en las zonas costeras. Los resultados obtenidos por un equipo de científicos liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) revelan la presencia de residuos plásticos en todas las muestras tomadas, de hecho, el 97% de los residuos marinos encontrados en estas muestras fueron plásticos. Los autores señalan que “en menos de 100 años estos residuos han pasado a ser parte del ecosistema marino”. El trabajo se publica en la revista Marine Environmental Research.

In two sea voyages throughout the Mediterranean (2011 and 2013) that repeated the historical travels of Archduke Ludwig Salvator of Austria (1847–1915), 71 samples of floating plastic debris were obtained with a Manta trawl. Floating plastic was observed in all the sampled sites, with an average weight concentration of 579.3 g dw km⁻² (maximum value of 9298.2 g dw km⁻²) and an average particle concentration of 147,500 items km⁻² (the maximum concentration was 1,164,403 items km⁻²). The plastic size distribution showed microplastics (<5 mm) in all the samples. The most abundant particles had a surface area of approximately 1 mm² (the mesh size was 333 μm). The general estimate obtained was a total value of 1455 tons dw of floating plastic in the entire Mediterranean region, with various potential spatial accumulation areas.

Fuente: CSIC

Del Mediterráneo y los plásticos

El proyecto de investigación NIXE III, basado en los viajes por el Mediterráneo del archiduque Luis Salvador de Austria en los siglos XIX y XX, ha dado a conocer el estado actual de la contaminación por plástico en la superficie de este mar, especialmente en las zonas costeras. Los resultados obtenidos por un equipo de científicos liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) revelan la presencia de residuos plásticos en todas las muestras tomadas, de hecho, el 97% de los residuos marinos encontrados en estas muestras fueron plásticos. Los autores señalan que “en menos de 100 años estos residuos han pasado a ser parte del ecosistema marino”. El trabajo se publica en la revista Marine Environmental Research.

In two sea voyages throughout the Mediterranean (2011 and 2013) that repeated the historical travels of Archduke Ludwig Salvator of Austria (1847–1915), 71 samples of floating plastic debris were obtained with a Manta trawl. Floating plastic was observed in all the sampled sites, with an average weight concentration of 579.3 g dw km⁻² (maximum value of 9298.2 g dw km⁻²) and an average particle concentration of 147,500 items km⁻² (the maximum concentration was 1,164,403 items km⁻²). The plastic size distribution showed microplastics (<5 mm) in all the samples. The most abundant particles had a surface area of approximately 1 mm² (the mesh size was 333 μm). The general estimate obtained was a total value of 1455 tons dw of floating plastic in the entire Mediterranean region, with various potential spatial accumulation areas.

Fuente: CSIC

Del Mediterráneo y los plásticos

El proyecto de investigación NIXE III, basado en los viajes por el Mediterráneo del archiduque Luis Salvador de Austria en los siglos XIX y XX, ha dado a conocer el estado actual de la contaminación por plástico en la superficie de este mar, especialmente en las zonas costeras. Los resultados obtenidos por un equipo de científicos liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) revelan la presencia de residuos plásticos en todas las muestras tomadas, de hecho, el 97% de los residuos marinos encontrados en estas muestras fueron plásticos. Los autores señalan que “en menos de 100 años estos residuos han pasado a ser parte del ecosistema marino”. El trabajo se publica en la revista Marine Environmental Research.

In two sea voyages throughout the Mediterranean (2011 and 2013) that repeated the historical travels of Archduke Ludwig Salvator of Austria (1847–1915), 71 samples of floating plastic debris were obtained with a Manta trawl. Floating plastic was observed in all the sampled sites, with an average weight concentration of 579.3 g dw km⁻² (maximum value of 9298.2 g dw km⁻²) and an average particle concentration of 147,500 items km⁻² (the maximum concentration was 1,164,403 items km⁻²). The plastic size distribution showed microplastics (<5 mm) in all the samples. The most abundant particles had a surface area of approximately 1 mm² (the mesh size was 333 μm). The general estimate obtained was a total value of 1455 tons dw of floating plastic in the entire Mediterranean region, with various potential spatial accumulation areas.

Fuente: CSIC

Del Mediterráneo y los plásticos

El proyecto de investigación NIXE III, basado en los viajes por el Mediterráneo del archiduque Luis Salvador de Austria en los siglos XIX y XX, ha dado a conocer el estado actual de la contaminación por plástico en la superficie de este mar, especialmente en las zonas costeras. Los resultados obtenidos por un equipo de científicos liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) revelan la presencia de residuos plásticos en todas las muestras tomadas, de hecho, el 97% de los residuos marinos encontrados en estas muestras fueron plásticos. Los autores señalan que “en menos de 100 años estos residuos han pasado a ser parte del ecosistema marino”. El trabajo se publica en la revista Marine Environmental Research.

In two sea voyages throughout the Mediterranean (2011 and 2013) that repeated the historical travels of Archduke Ludwig Salvator of Austria (1847–1915), 71 samples of floating plastic debris were obtained with a Manta trawl. Floating plastic was observed in all the sampled sites, with an average weight concentration of 579.3 g dw km⁻² (maximum value of 9298.2 g dw km⁻²) and an average particle concentration of 147,500 items km⁻² (the maximum concentration was 1,164,403 items km⁻²). The plastic size distribution showed microplastics (<5 mm) in all the samples. The most abundant particles had a surface area of approximately 1 mm² (the mesh size was 333 μm). The general estimate obtained was a total value of 1455 tons dw of floating plastic in the entire Mediterranean region, with various potential spatial accumulation areas.

Fuente: CSIC

De avutardas y veneno

Los machos de la avutarda ingieren pequeñas dosis de veneno con un doble propósito: para eliminar sus parásitos internos y, sobre todo, para aparecer más sanos y fuertes ante las hembras, lo que les permite lograr un mayor éxito reproductivo. Ahora un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha propuesto por primera vez que esta función de la automedicación puede ser un mecanismo de selección sexual. Los resultados del trabajo se publican en la revista PLOS ONE.

El equipo de investigadores ha descubierto que las avutardas consumen dos especies de coleópteros (Berberomeloe majalis y Physomeloe corallifer) que son evitados por la mayoría de depredadores por su contenido en cantaridina, un compuesto muy tóxico que en pequeñas dosis puede matar a la mayoría de animales, incluido el hombre, según explica el investigador del CSIC que ha liderado el estudio, Juan Carlos Alonso, del departamento de Ecología Evolutiva del Museo Nacional de Ciencias Naturales. 

Este comportamiento de la avutarda se explica porque algunos animales han desarrollado la capacidad de tolerar los tóxicos, e incluso de utilizarlos como medicamentos contra infecciones. Esta adaptación, desarrollada de manera innata en esos animales, se conoce como automedicación, explica Alonso. De hecho, la cantaridina posee una potente eficacia antibacteriana y antihelmíntica, por lo que las avutardas pueden utilizarla como medicamento contra las infecciones gastrointestinales provocadas por bacterias, tenias y nematodos, que son frecuentes en estas aves y pueden transmitirse por vía sexual.

Tanto machos como hembras consumen estos coleópteros, pero sólo los machos los seleccionan de entre todos los insectos disponibles, e ingieren más ejemplares y más grandes que las hembras, explica Alonso. “Los buscan con afán en primavera, cuando el estrés producido por el costoso comportamiento de celo y la fuerte competencia entre los machos por el acceso a las hembras les hace más vulnerables a las infecciones”, añade. Los autores del estudio proponen que los machos de avutarda utilizan la cantaridina para reducir su carga de parásitos, y aparecer así más sanos y vigorosos, y por tanto, más atractivos frente a las hembras.

Este consumo explicaría la exhibición de su cloaca (la cloaca es la abertura final del tracto digestivo de las aves, pero también su órgano excretor del aparato urinario y su órgano copulador, a falta de pene) que los machos efectúan al acercarse a las hembras, y la meticulosa inspección que las hembras llevan a cabo de la cloaca del macho. 

"El blanco plumaje que rodea a la cloaca permite a la hembra visualizar claramente si la zona con la que va a entrar en contacto durante la cópula está libre de parásitos o de los síntomas de su presencia, como suciedad producida por diarrea",  -asegura  Alonso-; "y la importancia de elegir al macho más sano, fuerte y capaz de resistir los efectos de la cantaridina da pleno sentido a la escrupulosa inspección que la hembra lleva a cabo de varios machos, antes de elegir consorte".

“Nunca antes se había sugerido ni investigado esta función de la automedicación como mecanismo implicado en el proceso de selección sexual. Sin embargo, la automedicación podría ser de gran importancia, sobre todo en especies polígamas, en las que la competencia entre machos es especialmente intensa, y son las hembras las que eligen al macho que las fecundará”, considera Alonso.

Los autores explican que la automedicación puede ser un mecanismo importante implicado en el proceso de selección sexual. Del mismo modo que los machos de pavo real han desarrollado unas plumas largas en su cola con el único fin de atraer a las hembras, asumiendo la carga que representan a la hora de escapar de sus depredadores, el macho de avutarda asume el riesgo de ingerir un producto muy venenoso, no sólo para liberarse de los parásitos, sino para mostrar a las hembras que es resistente a su toxicidad, y que dicha resistencia puede transmitirla a su descendencia.

 

The authors present evidence of a possible case of self-medication in a lekking bird, the great bustard Otis tarda. Great bustards consumed blister beetles (Meloidae), in spite of the fact that they contain cantharidin, a highly toxic compound that is lethal in moderate doses. In addition to anthelminthic properties, cantharidin was effective against gastrointestinal bacteria that cause sexually-transmitted diseases. Although both sexes consumed blister beetles during the mating season, only males selected them among all available insects, and ingested more and larger beetles than females. The male-biased consumption suggests that males could use cantharidin to reduce their parasite load and increase their sexual attractiveness. This plausibly explains the intense cloaca display males perform to approaching females, and the meticulous inspection females conduct of the male's cloaca, a behaviour only observed in this and another similar species of the bustard family. A white, clean cloaca with no infection symptoms (e.g., diarrhoea) is an honest signal of both, resistance to cantharidin and absence of parasites, and represents a reliable indicator of the male quality to the extremely choosy females. Our results do not definitely prove, but certainly strongly suggest that cantharidin, obtained by consumption of blister beetles, acts in great bustards as an oral anti-microbial and pathogen-limiting compound, and that males ingest these poisonous insects to increase their mating success, pointing out that self-medication might have been overlooked as a sexually-selected mechanism enhancing male fitness.

Fuente: CSIC

De gibones, genoma y cáncer

La reorganización cromosómica consiste en una serie de cambios estructurales en el ADN durante el proceso evolutivo. En los humanos este fenómeno provoca graves enfermedades, como cáncer, pero no así en los gibones. Los cromosomas de este pequeño simio, en peligro de extinción y que habita en los densos bosques tropicales del sureste asiático, se han reorganizado con frecuencia y más veces que en sus parientes primates a lo largo de su evolución. Esta es una de las conclusiones que se desprende de la secuenciación del genoma del gibón, publicada en el último número de la revista Nature y que ha contado con la participación del Instituto de Biología Evolutiva, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Pompeu Fabra. Según los autores del estudio, el genoma del gibón permitirá entender mejor los mecanismos que se encuentran detrás de esos cambios.

“Este era el último de los simios que quedaba por secuenciar y marca el fin de una era en el campo de la genética comparativa de los primates. Por su gran similitud al humano, se diferencian tan sólo en un 3%, el genoma del gibón aporta información importante acerca de las reorganizaciones cromosómicas sucesivas y su papel en la salud humana“, explica Tomás Marques, investigador del Instituto de Biología Evolutiva. 

“Los cromosomas son como estructuras hechas de pequeños ladrillos. Durante la reorganización, una o más piezas se separan del resto para volverse a unir a la cadena pero en un lugar o con una orientación diferente. También puede darse el caso de que estos ladrillitos díscolos se pierdan o se dupliquen. Esas reorganizaciones del ADN pueden provocar importantes problemas en las células. Al contrario que los gibones, que las toleran bien, en el caso de los humanos pueden derivar en malformaciones de nacimiento y en cáncer”, añade Marques. 

Este estudio ha sacado a la luz un elemento inédito hasta ahora entre los homínidos. Se trata de una secuencia de ADN denominada LAVA y de la que los investigadores han encontrado más de mil copias a lo largo del genoma analizado. Este nuevo elemento aparece insertado en un grupo de genes encargados de la correcta separación de los cromosomas durante el proceso de división celular. “LAVA supone una novedad en el proceso evolutivo y se encuentra presente únicamente en el gibón. Es por eso que pensamos que ha podido tener un papel importante en el aumento de los errores durante la división celular, que después hayan provocado las frecuentes reorganizaciones cromosómicas”, añade el investigador.

Gibbons are small arboreal apes that display an accelerated rate of evolutionary chromosomal rearrangement and occupy a key node in the primate phylogeny between Old World monkeys and great apes. Here we present the assembly and analysis of a northern white-cheeked gibbon (Nomascus leucogenys) genome. We describe the propensity for a gibbon-specific retrotransposon (LAVA) to insert into chromosome segregation genes and alter transcription by providing a premature termination site, suggesting a possible molecular mechanism for the genome plasticity of the gibbon lineage. We further show that the gibbon genera (Nomascus, Hylobates, Hoolock and Symphalangus) experienced a near-instantaneous radiation ~5 million years ago, coincident with major geographical changes in southeast Asia that caused cycles of habitat compression and expansion. Finally, we identify signatures of positive selection in genes important for forelimb development (TBX5) and connective tissues (COL1A1) that may have been involved in the adaptation of gibbons to their arboreal habitat.

Fuente: Nature, CSIC

De plantas deconstruibles

Un equipo de investigadores con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado un tipo de planta transgénica con ligninas fácilmente degradables, lo que permite obtener con mayor eficacia materiales renovables como biocombustibles, pasta de papel, reactivos químicos y otros productos. Los resultados de la investigación se han publicado en la revista Science.

La principal fuente de materiales renovables del planeta se encuentra en los materiales lignocelulósicos. Estos se componen principalmente de tres polímeros estructurales: celulosa, lignina y hemicelulosas. “Desde el punto de vista industrial, la parte más atractiva son los carbohidratos, a partir de los cuales se pueden obtener biocombustibles, pasta de papel y reactivos químicos, entre otros productos”, según explica el investigador del CSIC Jorge Rencoret, del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla. Pero la lignina impide el acceso a los carbohidratos, por lo que es necesario degradarla antes.

La eliminación de la lignina requiere tratamientos drásticos. Implican grandes cantidades de energía y reactivos químicos, por lo que conlleva costes importantes. Una alternativa para reducir estos costes consiste en conseguir plantas transgénicas con ligninas más fáciles de degradar.

Con ese objetivo, un equipo de investigadores ha manipulado genéticamente con éxito un híbrido de chopo (Populus alba x grandidentata) para que sea capaz sintetizar nuevos monómeros de lignina (coniferil y sinapil ferulatos), que, al ser incorporados en los polímeros, dan lugar a ligninas más fáciles de romper y degradar.

La adaptación de las plantas para que empleen estos nuevos monómeros conjugados fáciles de degradar es una forma innovadora y prometedora de producir plantas "diseñadas para la deconstrucción". El estudio, dirigido y coordinado por el profesor John Ralph, de la Universidad de Wisconsin-Madison, se ha llevado a cabo con la colaboración de investigadores del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología del CSIC, y las universidades de Michigan y British Columbia.

Redesigning lignin, the aromatic polymer fortifying plant cell walls, to be more amenable to chemical depolymerization can lower the energy required for industrial processing. We have engineered poplar trees to introduce ester linkages into the lignin polymer backbone by augmenting the monomer pool with monolignol ferulate conjugates. Herein, we describe the isolation of a transferase gene capable of forming these conjugates and its xylem-specific introduction into poplar. Enzyme kinetics, in planta expression, lignin structural analysis, and improved cell wall digestibility after mild alkaline pretreatment demonstrate that these trees produce the monolignol ferulate conjugates, export them to the wall, and use them during lignification. Tailoring plants to use such conjugates during cell wall biosynthesis is a promising way to produce plants that are designed for deconstruction.  

Lignin provides strength to wood but also impedes efficient degradation when wood is used as biofuel. Wilkerson et al. (p. 90) engineered poplar to produce lignin that is more amenable to degradation. From a handful of plants that contain more digestible lignin monomers, Angelica sinensis was selected and its monolignol transferase activities analyzed. The enzyme involved, coniferyl ferulate feruloyl-CoA monolignol transferase, was then expressed in poplar. The resulting poplar trees showed no difference in growth habit under greenhouse conditions, but their lignin showed improved digestibility. 

Fuente: CSIC

De caballos y lobos

Un estudio en el que han participado investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) aboga por mantener el régimen de manejo tradicional del caballo gallego de monte. Entre los servicios ambientales que presta esta raza autóctona, según los investigadores, destaca la restauración de los brezales. Estos equinos también contribuyen a reducir el riesgo de incendios forestales y permiten la presencia de lobos donde las presas silvestres son escasas. 

“Los caballos se han mantenido gracias a que apenas demandan inversión de recursos por parte de sus propietarios, al interés de preservar los recursos genéticos de esta raza autóctona y a tradiciones culturales asociadas al manejo de estos animales, que llevan un estilo de vida más próximo al de una especie silvestre que al de una doméstica”, indica el investigador del CSIC Alejandro Rodríguez, que trabaja en la Estación Biológica de Doñana.

Según el trabajo, publicado en la revista Conservation Letters, los caballos de monte facilitan la conservación del lobo, ya que suponen su principal alimento donde están presentes, lo que además reduce el nivel de daño a otro tipo de ganado. “El servicio más importante que prestan los caballos de monte es de índole socioeconómica. Los caballos actúan como atenuadores de las pérdidas de los ganaderos y parecen ser un factor esencial que permite la coexistencia del lobo con una intensa actividad agropecuaria”, señala Rodríguez.

El estudio asegura que la continuidad de la cría tradicional de esta especie es “incierta” debido a su escasa rentabilidad económica, a recientes regulaciones europeas que imponen costes adicionales a la ganadería equina y a la desaparición de las necesidades que dieron lugar a la selección y mantenimiento de esta raza milenaria. Los investigadores consideran también que la convivencia entre lobos y humanos en Galicia podría verse “amenazada” por el declive del caballo gallego de monte.

“Las recientes disposiciones que han aliviado la carencia de ganado muerto sobre la conservación de aves y mamíferos carroñeros podrían no aplicarse al lobo en Galicia. La reducción de la cantidad de caballos presentes en los montes gallegos puede conducir, no sólo a la pérdida de los importantes servicios que los caballos prestan, sino también a despertar un conflicto ambiental ahora adormecido en torno a la depredación de ganado por el lobo”, agrega el investigador del CSIC.

Conservation agencies within the European Union promote the restoration of traditional land uses as a cost-effective way to preserve biodiversity outside reserves. Although the European Union pursues the integration of the environment into strategic decision-making, it also dictates sectoral policies that may damage farmland biodiversity. We illustrate this point by outlining the socioeconomic factors that allow the persistence of traditional free-ranging horse husbandry in Galicia, northwestern Spain. Free-ranging Galician mountain ponies provide ecological and socioeconomic services including the prevention of forest fires, the maintenance of heathlands and wolves, and the attenuation of wolf-human conflicts. This traditional livestock system may have persisted because it entails negligible costs for farmers. Wolf predation upon Galician mountain ponies does not threaten farmer's economies and seems to be tolerated better than attacks to more valuable stock. Recently, European Union's regulations on animal welfare, carcass management, or meat production put new economic and administrative burdens on farmers, make free-ranging horse rearing economically unsustainable, and incentivize its abandonment. The aim of the European Union to integrate environmental policies may be successful to preserve farmland biodiversity only through careful anticipation of the side effects of apparently unrelated regulations on the fragile equilibrium that sustain traditional land uses.

Fuente: CSIC

De leche y omega-3

Un estudio elaborado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Córdoba ha desarrollado una nueva estrategia para obtener de forma natural leche rica en ácidos grasos omega-3, nutrientes asociados con la disminución del riesgo de enfermedades cardiovasculares. La técnica, descrita en la revista Journal of Dairy Science, se basa en conseguir que los ácidos grasos omega-3 con los que se suplementa la dieta del ganado lleguen intactos al intestino delgado, evitando su paso por la cavidad principal del estómago de los rumiantes, el rumen.

La leche es un alimento muy pobre en ácidos grasos omega-3. Hasta el momento, la mayoría de los intentos para enriquecer la leche en omega-3 de forma natural se basaban en un aumento de la cantidad de este tipo de ácidos grasos en la dieta del ganado. Sin embargo, cuando los ácidos grasos omega-3 transitan por el rumen, los microorganismos presentes los modificaban enzimáticamente, convirtiéndolos en otros ácidos grasos sin su valor biológico. De esta forma sólo una cantidad muy reducida de ácidos grasos omega-3 se transfiere finalmente a la grasa láctea. 

Para evitar esa transformación enzimática, denominada biohidrogenación, esta investigación ha centrado sus esfuerzos en evitar que los ácidos grasos transiten por el rumen para que lleguen intactos al intestino. Para ello se han empleado cabras entrenadas desde su nacimiento para mantener activo el reflejo de la gotera reticular en la edad adulta, siendo por lo demás rumiantes funcionales. 

“El reflejo de la gotera reticular es un mecanismo natural que poseen los rumiantes durante las primeras semanas de vida, que permite que la leche ingerida no pase por el rumen. Este mecanismo desaparece cuando los animales son destetados. Para mantener el reflejo de la gotera reticular, se ha hecho uso de estímulos sensoriales, principalmente visuales, ofreciendo diariamente en un biberón una pequeña cantidad de lactorreemplazante a los animales desde el destete” explica el investigador del Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación del CSIC Miguel Ángel de la Fuente. 

 

Según este estudio, la leche obtenida mediante este nuevo método presenta un contenido en ácidos grasos omega-3, en concreto de ácido α-linolénico, del 13%, es decir, 10 veces más que cuando el alimento enriquecido transita por el rumen. “Es un porcentaje de omega-3 inédito hasta el momento, que multiplica por 50 los valores habituales de ácido α-linolénico presentes en la grasa láctea procedente de rumiantes que no han recibido ningún suplemento lipídico”, comenta De la Fuente. Además, añade el investigador, esta estrategia reduce sustancial y simultáneamente el contenido en leche de ácidos grasos trans y el porcentaje de ácidos grasos saturados, ambos considerados poco saludables desde un punto de vista nutricional.

De acuerdo con la legislación vigente en la Unión Europea, esta leche posee un contenido en ácido α-linolénico doble del requerido para ser denominada “rica en ácidos grasos omega-3” y podría calificarse como“con alto contenido en ácidos grasos omega-3”. 

 A crossover experiment was designed to compare the effects of 2 ways of feeding linseed oil on milk fat fatty acid (FA) composition. Ten lactating goats, trained to keep competent their inborn reticular groove reflex, received a daily dose of linseed oil (38 g/d) either with their solid (concentrate) feed (CON) or emulsified in skim milk and bottle-fed (BOT). Two groups of 5 goats received alternative and successively each of the treatments in two 15-d periods. α-Linolenic acid in milk fat rose up to 13.7% in the BOT versus 1.34% in the CON treatment. The n-6 to n-3 FA ratio was significantly reduced in goats receiving bottle-fed linseed oil (1.49 vs. 0.49). Contents of rumen biohydrogenation intermediates of dietary unsaturated FA were high in milk fat of goats under the CON treatment but low in those in the BOT treatment. These results point to a clear rumen bypass of the bottle-fed linseed oil. This strategy allows obtaining milk fat naturally very rich in n-3 FA and very low in trans FA. Translating this approach into practical farm conditions could enable farmers to produce milk enriched in specific FA.

Fuente: CSIC

De ranas, amebas y genes

Un trabajo liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto que organismos unicelulares filogenéticamente emparentados con los animales poseen genes T-box, que hasta hace poco se creían exclusivos del mundo animal. 

Uno de estos genes, Brachyury, clave para el desarrollo de los animales, tiene en la ameba Capsaspora una secuencia prácticamente idéntica a la del gen homólogo presente en los animales. Por ello, los investigadores sugieren que la especificidad de este factor de transcripción se generó en el origen de los animales y que los cambios en su función son debidos a la interacción con otras proteínas. El trabajo ha sido publicado en PNAS.

  

Este estudio demuestra que la genética de los animales no está tan alejada de la genética de organismos unicelulares que se podrían considerar más antiguos desde un punto de vista evolutivo.

Además de en la ameba Capsaspora, existen genes T-box en los ictiosporeos, otros organismos unicelulares emparentados con los animales, y en diferentes hongos basales, como los quítridos.

Para ver si los genes T-Box de Capsaspora eran funcionales en animales, los investigadores analizaron y aislaron el gen Brachyury de la ameba, cuya estructura es muy similar a la de su gen homólogo en animales. Posteriormente, lo introdujeron en embriones de la rana africana, a los que previamente se les había silenciado sus propios genes Brachyury. Paralelamente, se introdujo en otros embriones de rana el gen Brachyury procedente de una esponja marina (del género Sycon) y de una anémona marina (del género Nematostella). 

El experimento demostró que ambos genes Brachyury son capaces de adaptarse, mimetizar la función del gen de la rana y llevar a buen término la gastrulación, proceso que da lugar a la formación de las capas fundamentales del embrión.

No obstante, se observaron diferencias importantes. El gen proveniente de la ameba no tiene la especificidad del de la esponja o la anémona. El primero activa genes que no deberían ser activados por Brachyury sino por otros genes T-box, lo que demuestra poca especificidad. Por el contrario, los genes Brachyury de la esponja y la anémona sí activan los mismos genes que el Brachyury de la rana.

Developmental transcription factors are key players in animal multicellularity, being members of the T-box family that are among the most important. Until recently, T-box transcription factors were thought to be exclusively present in metazoans. In this work is reported the presence of T-box genes in several nonmetazoan lineages, including ichthyosporeans, filastereans, and fungi. The data confirm that Brachyury is the most ancient member of the T-box family and establish that the T-box family diversified at the onset of Metazoa. Moreover, it is demonstrated that functional conservation of a homolog of Brachyury of the protist Capsaspora owczarzaki in Xenopus laevis. By comparing the molecular phenotype of C. owczarzaki Brachyury with that of homologs of early branching metazoans, it is defined a clear difference between unicellular holozoan and metazoan Brachyury homologs, suggesting that the specificity of Brachyury emerged at the origin of Metazoa. Experimental determination of the binding preferences of the C. owczarzaki Brachyury results in a similar motif to that of metazoan Brachyury and other T-box classes. This finding suggests that functional specificity between different T-box classes is likely achieved by interaction with alternative cofactors, as opposed to differences in binding specificity. 

Fuente: CSIC