Aumentan 20% productividad en plantas

Plantas de tabaco. Foto Wikipedia Commnos

Plantas de tabaco. Foto Wikipedia Commnos

Es un sueño ante el cambio climático y el crecimiento poblacional: aumentar las cosechas para alimentar tanta gente. Y eso lograron biólogos: aumentar hasta 20% la productividad de plantas al incrementar la cantidad de luz que usan para la fotosíntesis.

Un hallazgo promisorio, aunque no es la solución única para la crisis que podría enfrentar el planeta a 2050 y 2100.

¿Cómo lo hicieron?

Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence en Berkeley, perteneciente al Departamento de Energía de Estados Unidos, y de la Universidad de Illinois se enfocaron en tres genes involucrados en un proceso que las plantas usan para protegerse del daño cuando obtienen más luz de la que pueden empelar de modo seguro.

Al aumentar la expresión de tales genes, obtuvieron un aumento de 14 a 20% en la productividad de plantas modificadas de tabaco en experimentos de campo.

El logro apareció en Science.

Usaron el tabaco como modelo en el estudio porque es fácil trabajar con esa planta, indicó la coautora senior Khrisna Niyogi, pero también desarrollan esas modificaciones en arroz y otras plantas alimenticias.

Los procesos que modifican son fundamentales para que las plantas hagan la fotosíntesis, por lo que esperan que en otras alcancen el mismo aumento en la productividad.

En la fotosíntesis las plantas usan la energía que les llega de la luz solar para tomar dióxido de carbono de la atmósfera y convertirlo en biomasa, que puede ser usada para alimento, combustible y fibra. Cuando hay mucha luz, la maquinaria en los cloroplastos se puede dañar y las plantas requieren una fotoprotección. Dentro de los cloroplastos tienen un sistema, NPQ para ese propósito. Es como una válvula que libera la presión en una máquina a vapor, por pintarlo de alguna forma, como hizo Niyogi.

Ese sistema elimina el exceso de energía. En la sombra, se desactiva pero lentamente y la máquina de la fotosíntesis no puede trabajar con tanta eficiencia.

En cultivos, donde están muy juntas las plantas, la eficiencia no es la mejor porque se dan sombra. Las plantas deben adaptarse a las sombras intermitentes por otras plantas y hojas, como por las nubes.

Lo que hicieron los investigadores fue acelerar el tiempo de recuperación de la fotoprotección.

Buscan vida en la estrella atigrada

Así es una estructura Dyson rodeando un cuerpo. Foto Wikipedia

Así es una estructura Dyson rodeando un cuerpo. Foto Wikipedia

Hasta ahora nada, pero hay que seguir mirando, porque el mundo fue sorprendido en septiembre de 2015 cuando astrónomos revelaron que una estrella, denominada KIC 8462852 mostraba patrones de luminosidad irregulares que sugerían la existencia de una civilización en sus alrededores.

Parecía como si la estrella hubiera sido cubierta con una estructura que mirada desde acá semejaba una camisa a rayas. Se le llamó la estrella tabby, o atigrada, en relación a ese patrón de coloración en algunos felinos.

Ahora la Universidad de California en Berkeley dirigirá su programa de ‘escucha’ hacia la estrella para ver si logra captar señales de una civilización allí. Si la hubiera.

Es el equipo Seti (de búsqueda extraterrestre) más potente para escuchar y tiene acceso a los telescopios más grandes. “Podemos mirar con una sensibilidad y en un rango más amplio por señales que cualquier otro experimento en el mundo”, en palabras de Andrew Siemion, codirector del programa.

Hacia esa estrella han dirigido la mirada diversos telescopios en distintas longitudes de onda, pero nada han encontrado. Sin embargo se sigue hablando de alguna irregularidad.

Siemion y colegas no creen que exista una civilización pero deben mirar de todas maneras.

Las observaciones serán de 8 horas por noche durante tres noches en los próximos dos meses, habiendo comenzado el 26 de octubre. El análisis de las señales o de lo que capten tomará tiempo.

El desvanecimiento del brillo en la estrella fue presentado hace un año. Mientras la mayoría de los planetas en tránsito delante de sus estrellas disminuyen su brillo en una cantidad muy pequeña (solo 1 a 2% de la luz estelar), y lo hacen de manera regular, la estrella tabby reduce su brillo 22% por varios días en intervalos irregulares, lo que ha sido explicado desde el comienzo por una estructura creada para aprovechar su energía (una estructura Dyson).

Para algunos, se debe a un enjambre de cometas rodeándola, pero otros lo descartan diciendo que el patrón no sería tan irregular.

La estrella está a 1500 años luz hacia el Cisne y parece haber estado reduciendo su brillo a un ritmo fijo durante un siglo al menos.

10 noticias científicas

Así debió lucir el enorme cazador de Carolina. Cortesía S. Reports

1. El rey de la tierra

El carnicero de Carolina. Así se bautiza ahora un enorme cocodrilo, de unos 3 metros de largo, que caminaba en sus patas traseras y que debió ser el terror de su tiempo, antes de la aparición de los dinosaurios. Vivió hace unos 231 millones de años al comienzo del triásico tardío según el estudio en Scientific Reports, cuando existía el gran continente Pangea. Carolina del Norte era entonces una cálida región comenzando a separarse del supercontinente.

2. Así se crea gente caritativa

Con solo una pastilla la gente podría volverse más caritativa y compasiva con los menos afortunados, según un estudio de científicos de la Universidad de California en Berkeley y San Francisco. Esa droga altera el balance neuroquímico en la corteza prefrontal que genera una gran voluntad de involucrarse en causas sociales. A los participantes en el estudio publicado en Current Biology se les dio placebo o la droga aprobada tolcapone usada para el párkinson. Las personas que la recibieron se mostraron más sensibles y menos tolerantes con la injusticia.

3. La selva en emergencia

La selva amazónica captura hoy solo la mitad del carbono que recogía en los años 80 debido a la alta tasa de mortalidad de sus árboles debido a dos prolongadas sequías y aun efecto del mismo dióxido de carbono que hace crecer más rápido los árboles, que mueren más jóvenes. El estudio, con implicaciones serias en materia de cambio climático, fue publicado en Nature y sugiere que se deben redoblar esfuerzos para controlar las emisiones antropogénicas.

4. Molécula en el cometa

La sonda Rosetta descubrió nitrógeno molecular en el cometa 67P, la molécula más grande en la atmósfera terrestre también presente en Plutón y Tritón, luna de Neptuno. Debió ser la molécula predominante en la nebulosa a partir de la cual se formó el Sistema Solar. No se había detectado antes en un cometa. El hallazgo sugiere que el cometa se formó en una región fría. El estudio apareció en Science.

5. Cautivos por un bicho

El Toxoplasma gondii, que completa su ciclo sexual en gatos y que llega a animales y humanos por diferentes medios y produce cambios en ellos. Por ejemplo, los ratones dejan de sentir miedo hacia esos felinos. Investigadores encontraron el mecanismo por el cual hace cambios en células cerebrales esenciales, algo que logran antes de entrar en estado inactivo para evadir al sistema inmunitario del cuerpo. El estudio aparece en Plos One.

6. Mucha, mucha vida

Al analizar los cientos de sistemas planetarios encontrados por el satélite Kepler, científicos calcularon la probabilidad de la existencia de planetas en zona habitable alrededor de sus estrellas, concluyendo que cientos de millones de estrellas deben tener entre 1 y 3 planetas en esa zona, en donde se posibilita la presencia de agua líquida. El estudio apareció en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y permite vislumbrar mejor la posible existencia de vida en nuestra galaxia.

7. Ojos y moral

Nuestras decisiones morales pueden ser afectadas por lo que estemos mirando al momento de tomar la decisión, reveló un estudio en Proceedings of the National Academy of Sciences. Los investigadores lograron influenciar las decisiones de personas sobre preguntas como si el asesinato tiene defensa, con solo rastrear el movimiento de los ojos. las reflexiones que llevan a un juicio moral están reflejadas en nuestra mirada, siendo influidas por lo que estemos mirando en el momento de decidir.

8. Leche materna a inteligencia

Recibir alimento materno tiene muchos beneficios reiteró un estudio en The Lancet Global Health: una mayor duración en la alimentación vía seno está ligada a una mayor inteligencia en la edad adulta, , mayor escolaridad y mayores ganancias en la adultez. Es decir, los efectos no solo se reflejan en la niñez sino que persiste en el tiempo de acuerdo con la investigación.

9. Más anillos a la cuenta

Solo cinco cuerpos del Sistema Solar poseen anillos. Obvio, Saturno, pero además Júpiter, Urano y Neptuno. Y Charikko, un cuerpo menor, de la categoría de los centauros, pequeñas rocas que poseen características de asteroides y cometas. Astrónomos hallaron uno más: Chiron, al cual le fueron detectados cuando pasó frente a una estrella en 2011. El Sistema Solar puede ser toda una joyería. El estudio fue publicado en Icarus.

10. Cazando en el paleolítico

El análisis de restos de elefante de hace 500.000 años reveló marcas óseas que debieron haber sido hechas por herramientas rudimentarias de los pobladores de entonces, en este caso el sitio Revadim en Israel. El estudio publicado en Plos One sugiere que en la necesidad de copar con nuevas exigencias cerebrales, los homos de entonces desarrollaron herramientas para proveerse la necesaria carne.

3 gigantescos volcanes explotaron en luna Io

Las erupciones. Cortesía U. California-Berkeley

No solo tiembla la Tierra cuando entran en erupción volcanes que amenazan extensos territorios. No: astrónomos detectaron 3 enormes erupciones en la enorme luna Io de Júpiter, ocurridas hace un año.

Erupciones que pueden enviar material cientos de kilómetros sobre la superficie y que serían más comunes de lo imaginado.

“Por lo general esperamos una gran erupción cada uno o dos años y usualmente no tan brillantes”, dijo Imke de Pater, profesor de la Universidad de California en Berkeley, cabeza de uno de los artículos que describe las erupciones. “Pero acá tenemos 3 brillantes estallidos que sugieren que si miramos con más frecuencia podríamos ver más en Io”.

Io es una d ellas 4 lunas más grandes, la más externa, con casi el tamaño de la Luna, de 3.700 kilómetros. Fuera de la Tierra es el único sitio del Sistema Solar con volcanes que erupcionan lava.

En 1989 se reportaron erupciones en Tritón, gran luna de Neptuno, captadas por la Voyager 2, pero no se sabe si expulsan lava.

Dada la baja gravedad de Io, las grandes erupciones volcánicas producen una sombrilla de residuos que se elevan alto en el espacio.

Los eventos de agosto igualan otros que despidieron decenas de kilómetros cúbicos de lava sobre cientos de kilómetros cuadrados en un periodo breve.

Las 3 erupciones, incluyendo la más grande y más poderosa del trío en agosto 29 de 2013, posiblemente se caracterizó por cortinas de fuego pues la lava salía de fisuras posiblemente de varios kilómetros de longitud.

Los dos artículos saldrán en el journal Icarus.

Las primeras dos erupciones, el 15 de agosto, fueron descubiertas con uno de los dos telescopios del Observatorio Keck en Hawai. La más brillante, en una caldera llamada Rarog Patera, debió generar un flujo de lava de 80 kilómetros cuadrados y una altura de 10 metros, mientras que la otra en Heno Pathera produjo flujos que cubrieron unos 190 kilómetros cuadrados. Ambas en el hemisferio sur de Io, cerca del limbo y habían casi desaparecido a los 5 días.

Nace una esperanza para personas ciegas

El camino hacia el viejo sueño de la restauración de la visión en personas ciegas es ahora un paso más corto, gracias a un desarrollo de científicos de las Universidades de California en Berkeley, Munich y Washington en Seattle.

Los científicos descubrieron un químico que restaura temporalmente parte de la visión en ratones ciegos y ahora trabajan en mejorar el compuesto que podría ser útil a las personas con ceguera degenerativa en algún momento en el futuro.

La investigación podría ayudar a aquellos con retinitis pigmentosa, una enfermedad genética que es la forma más común de ceguera hereditaria, así como a los que padecen degeneración macular relacionada con la edad, la causa más común de ceguera adquirida en el mundo desarrollado.

En las dos enfermedades, las células sensibles a la luz en la retina –conos y bastones- mueren, dejando al ojo sin fotorreceptores funcionales.

El químico, llamado AAQ, actúa haciendo sensibles a la luz las células ‘ciegas’ remanentes en la retina, dijo Richard Kramer, investigador de Berkeley. El AAQ es un foto-suiche que se une a los canales de ión de las proteínas en la superficie de las células retinales. Cuando se encienden por la luz, AAQ altera el flujo de iones a través de los canales y activa esas neuronas en la forma como conos y bastones son activados por la luz.

“Es similar a la forma como la anestesia local obra: se mete en los canales de iones y se fijan por largo tiempo, así que usted permanece ‘dormido’ por un tiempo. Nuestra molécula difiere en que es sensible a la luz, de modo que uno puede encender o apagar la actividad neuronal”, dijo Kramer.

Como el químico eventualmente se desprende, puede ofrecer una alternativa más segura a otras aproximaciones experimentales para restaurar la vista, como las terapias genéticas y de células madre, que cambian la retina permanentemente. Es además una técnica menos invasiva que implantar chips sensibles a la luz en los ojos.

“La ventaja de este tratamiento es que es un simple químico, o sea que se puede cambiar la dosis, y se puede emplear en combinación con otras terapias o descontinuar el tratamiento si no se obtienen resultados”.

Para el coautor Russell van Gelder, oftalmólogo de la U. of Washington “es un enorme avance en el campo de la restauración de la visión”.

El estudio fue publicado en Neuron.

Otro paso para leer la mente

Más cerca de leer el pensamiento y entender lo que una persona que no puede comunicarse piensa, quedó la ciencia tras una investigación publicada en Plos Biology

Mediante la grabación de impulsos nerviosos en las regiones cerebrales que procesan el sonido, los científicos pudieron recrear las palabras en las que pensaba una persona.

Científicos de la Universidad de California en Berkeley demostraron que la actividad eléctrica del cerebro puede ser decodificada para reconstruir qué palabras está escuchando una persona.

Brian Pasley, neurocientífico, y colegas, grabaron la actividad cerebral de 15 personas bajo evaluación antes de distintos procedimientos neuroquirúrgicos. Colocaron electrodos en la superficie del giro superior temporal, parte del sistema auditivo del cerebro, para grabar la actividad neuronal de esos sujetos en respuesta a palabras y frases pregrabadas.

Se cree que el giro participa en las etapas intermedias del procesamiento del discurso, como es la transformación de los sonidos en fonemas, o sonidos del habla, pero poco se sabe acerca de los rasgos específicos, como la tasa de sílabas o el volumen de las fluctuaciones que representa.

Para analizar los datos de las grabaciones con electrodos, emplearon un algoritmo diseñado para extraer rasgos claves de las palabras habladas, como el tiempo del periodo y el cambio de volumen entre las sílabas.

Luego entraron los datos en un modelo computacional para reconstruir los diagramas de la voz (¿‘vozgramas’?) mostrando cómo cambiaban los rasgos en el tiempo para cada palabra. Hallaron que esos diagramas podían reproducir los sonidos que los pacientes escuchaban con la suficiente precisión para reconocer cada palabra.

“Si podemos entender cómo participa cada área del cerebro en este proceso, podemos comenzar a entender cómo funcionan mal estos mecanismos neuronales en desórdenes de la comunicación como la afasia”, dijo Pasley.

El grupo de científicos está interesado en las similitudes entre el discurso percibido y el imaginado. “Hay alguna evidencia de que percepción e imaginación pueden ser muy similares en el cerebro”.

Esas similitudes podrían llevar eventualmente al desarrollo de interfaces cerebro-computador que decodifiquen la actividad cerebral asociada con el discurso imaginado de las personas que son incapaces de comunicarse, como aquellas afectadas por derrames o enfermedades neuromotrices o síndromes.

Un increíble mapa del universo

Científicos crearon un mapa del universo de tal detalle que para verlo todo se requerirían 500.000 televisores de alta definición. A full color, cubre más de un cuarto del cielo y consiste de más de 1 billón de pixeles.

El resultado se obtuvo de estudiar los cúmulos de galaxias en el cielo, lo que puede ser una especie de historia del universo, según Shirley Ho, del Lawrence Berkeley National Laboratory.

El anuncio se hizo a la par con otros estudios que muestran varias piezas del universo con mayor detalle.

En uno de esos esfuerzos, las galaxias, que aparecen en uno de cinco colores, vienen son su distancia aproximada.

En la imagen de aprecian las posiciones de 900.000 galaxias luminosas usadas en los estudios. Cada punto verde es una galaxia. La imagen alcanza una profundidad de 6.000 millones de años. La imagen es cortesía de David Kirkby.

Regeneran músculos con células madre

Científicos de la Universidad de California en Berkeley abrieron una puerta hacia nuevos tratamientos para la regeneración muscular al lograr retroceder el reloj de músculos formados, al llevarlos a un estado anterior de células madre para formar nuevo músculo.

Los investigadores mostraron también en ratones que las células madre reprogramadas de músculo podrían ser utilizadas para reparar el tejido dañado.

El logro fue descrito en el journal Chemistry and Biology este viernes.

Irina Conboy, principal investigadora, profesora de Bioingeniería, dijo que la formación de músculo se daba en una sola dirección, yendo de células madre a mioblastos (células musculares individuales) y a fibra muscular.

Fabricar nuevo músculo para remplazar tejido viejo o dañado es el trabajo rutinario de las células madre musculares o células satélites. Situadas a lo largo del perímetro del tejido muscular adulto, esperan una señal para crecer, dividirse y fusionarse en nuevas fibras musculares donde se presenta un daño para reparar.

Pero ese proceso no funciona en personas con la distrofia muscular de Duchenne, una condición genética en la cual los músculos se degeneran por una proteína defectuosa y el consiguiente agotamiento de las células madre musculares. La reparación muscular también se afecta con el envejecimiento.

Los estudios actuales en tratamientos basados en células pluripotentes –un tipo de células madre que se pueden convertir en cualquier tipo de célula adulta- han sido muy retadores. Uno de los asuntos es que tales células se dividen indefinidamente y si no son dirigidas hacia un tipo particular de órgano, pronto forman tumores.

Antes que acudir a las células pluripotentes, Conboy y Preeti Paliwal, expusieron la fibra muscular madura a pequeñas moléculas que instruyeron al tejido fundido para reversar su curso y separarse en células musculares progenitoras individuales. Los inhibidores moleculares fueron removidos después y las nuevas células madre musculares crecían y morían de manera natural, convirtiéndose en nuevo tejido muscular en ensayos de laboratorio con ratones.

El próximo paso, dijo Conboy, incluye probar el proceso en tejido muscular humano y examinar otros compuestos moleculares que convierten de nuevo el tejido muscular en sus células madre. Un trabajo que podría derivar en una nueva herramienta del arsenal de terapias con base en células madre.

Bebés expuestos a infinidad de productos tóxicos

¡Qué les pasará a nuestros hijos! Aunque algunos retardantes de las llamas fueron prohibidos de las piyamas de los bebés hace 40 años, otros similares, sospechosos de ser tóxicos, pululan en productos infantiles, desde las almohadas hasta las almohadillas para cambiarlos.

En la edición en circulación de Environmental Science and Technology, un sondeo de 101 productos de uso común para bebés, 80 por ciento contenía retardantes de llamas halogenados tóxicos o no examinados. De manera alarmante, un 36% contenía un retardante Tris clorinado, que fue retirado de las piyamas en los años 70 por temores de que era tan tóxico como su prohibido primo: Tris brominado.

El Tris puede ser hallado en productos para bebés en niveles alrededor de 5% por peso, explicó Arlene Blum, del Colegio de Química de la Universidad de California en Berkeley.

Algunos de esos retardantes no son efectivos. Todos son puestos en muebles para niños.

Los retardantes como el Tris han sido asociados con serios efectos adversos en la salud en cientos de estudios con animales y en un puñado de estudios con humanos. Y como algunos son semivolátiles, escapan al aire y caen como polvo que puede ser ingerido.

Entre los productos analizados figuran coches para bebés, sillas para el carro, colchones portátiles.

¡Qué les pasará a nuestros hijos!

Pica que pica, duele que duele

Cosas que desesperan: una picazón en un punto de la piel difícil de alcanzar. Y aunque renegamos y lo aceptamos, pocas veces nos preguntamos: ¿por qué nos pica? Entonces nos rascamos, como lo hacen perros y gatos, como se ve en monos y grandes simios.

Paradójico: uno sí se pregunta, aunque con seguridad de presenta menos veces: me duele, ¿por qué me duele? ¿Qué me causa ese dolor?

Atérrense: un nuevo estudio ofrece apoyo adicional al número creciente de evidencias que sugieren que las señales químicas que nos hacen rascarnos son las mismas señales que nos hacen brincar por el dolor.

Las interacciones entre picazón y dolor no se comprenden bien, según Diana Bautista, profesora de biología celular y molecular de la Universidad de California en Berkeley. La piel contiene ciertas células nerviosas que responden sólo a la picazón y otras que sólo lo hacen con el dolor. Otras responden a los dos y se sabe que ciertas sustancias provocan tanto picazón como dolor.

Si picazón y dolor están muy relacionados, las implicaciones serían altas. Si ambos se valen de las mismas moléculas para comunicarse con el cerebro, las drogas que se desarrollan para aliviar el dolor serían útiles para la picazón difícil de tratar.

“Algunos tipos de picazón responden a los antihistamínicos, pero la mayoría, especialmente la picazón asociada a enfermedades crónicas de hígado y riñón, diabetes y cáncer, no lo hacen”, dijo.

Incluso la picazón alérgica a veces no responde a los antihistamínicos. “Hemos visto que una droga desarrollada para el dolor también bloquea algunos tipos de picazón independiente de las histaminas”.

Sólo del 5 al 20% de los nervios sensoriales de la piel son sensibles a la picazón y un grupo de ellos tienen receptores de histamina que pueden ser bloqueados por antihistaminas para detener la picazón. Pero tanto la cloroquina y la picapica (Stizolobium pruriens) provocan una picazón de histamina independiente, como los compuestos del opio, la inflamación por el asma y las alergias, y el eccema. Son prácticamente intratables.

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