La célula que no estudia pero aprende

Imagen de P. polycephalum. Foto Audrey Dussutour (CNRS)

Imagen de P. polycephalum. Foto Audrey Dussutour (CNRS)

¿Puede aprender un cerebro hueco? Si se trata de un organismo simple, sí. Científicos demostraron por primera vez, dijeron, que un organismo carente de sistema nervioso es capaz de aprender.

Los investigadores del Centre de Recherches sur la Cognition Animale (CNRS/Université Toulouse III — Paul Sabatier) tuvo éxito demostrando que un organismo de una sola célula, Physarum polycephalum, un protista, es capaz de un tipo de aprendizaje llamado habituación, un descubrimiento que aporta sobre el origen de la capacidad de aprendizaje durante la evolución, incluso antes de que aparecieran el sistema nervioso y el cerebro.

También crea preguntas acerca de esas capacidades en otros organismos simples como virus y bacterias.

El logro fue publicado en Proceedings of the Royal Society B.

La capacidad de aprender y la memoria son elementos claves en el reino animal: aprender de la experiencia y adaptar la conducta entonces son vitales para un animal en un ambiente fluctuante y potencialmente peligroso.

Se ha pensado que esa facultad es prerrogativa de organismos con cerebro y sistema nervioso, pero los organismos unicelulares también necesitan adaptarse al cambio. ¿Presentan una capacidad de aprendizaje? Las bacterias muestran adaptación, pero toma varias generaciones desarrollarla y es más el resultado de la evolución.

Por eso los científicos querían ver si hallaban una prueba de aprendizaje en un organismo unicelular, eligiendo un protista, un moho que habita en ambientes sombreados y que había probado tener capacidades sorprendentes como resolver un laberinto, evitar trampas y optimizar su nutrición, pero hasta ahora no se conocía su capacidad de aprendizaje.

Este organismo tiene una célula con miles de núcleos y puede cubrir un área de 1 metro cuadrado y se puede mover en su ambiente a una velocidad de 5 centímetros por hora.

Las 10 noticias científicas de la semana

Supercomputador con el que se midió la masa. F. Jülich

1. La pequeña gran diferencia

El que el neutrón sea más masivo que el protón es la razón por la cual el núcleo atómico tiene exactamente las propiedades que permiten nuestra existencia. 80 años luego del descubrimiento del neutrón, científicos calcularon con mayor exactitud la diferencia de masa entre neutrón y protón, una diferencia de solo 0,14%. Esa diferencia explica porqué los neutrones libres decaen en unos 10 minutos mientras los protones, bloques constitutivos de la materia, permanecen estables por un periodo ilimitado. El estudio apareció en Science.

2. No crezcas más

Detente, no crezcas más. Lo que parece tan simple ha sido un gran acertijo para la ciencia: cómo un organismo sabe hasta dónde crecer y los órganos hasta dónde. En un estudio en Nature Communications investigadores ayudan en la respuesta al mostrar que en las moscas de las frutas el tamaño y la precisión del patrón dependen de la cantidad de recursos reproductivos que las madres invierten en el proceso antes de que el huevo salga del ovario. El tamaño depende de la cantidad de la expansión inicial del tejido en el ovario.

3. Nube en centro galaxia

Una gran nube de polvo en el centro de nuestra galaxia pasó cerca del agujero negro sin que hubiera sufrido severas consecuencias, según científicos. La nube, denominada G2, debió pasar por el punto de máximo acercamiento en mayo de 2014. Estudios anteriores y uno nuevo demuestran que no colapsó estirándose como se suponía. Esto sugiere que debe orbitar un cuerpo muy denso. El estudio apareció en Astrophysical Journal Letters.

4. Otro problema climático

La corriente del Golfo es uno de los sistemas de transporte de calor más importantes, llevando agua caliente al norte y fría al sur, incidiendo en los patrones climáticos. Un estudio demostró que se está haciendo más lenta, quizás por el derretimiento de Groenlandia por razones antrópicas, con lo que se impactan no solo ecosistemas marinos sino que afectaría el nivel del mar en zonas de Norteamérica y Europa. El estudio aparecerá en Nature Climate Change.

5. No es tan pegajosa

La materia oscura no reduce velocidad cuando choca con otra componente similar, lo que sugiere que interactúa menos consigo misma de lo que se había pensado. El nuevo análisis se basó en observaciones de los telescopios espaciales Hubble y Chandra. La materia oscura es transparente y solo se observa cuando dobla el espacio visto con la técnica de lentes gravitacionales. El estudio analizó 72 colisiones de cúmulos de galaxias, en las cuales se puede estudiar esa materia.

6. Nitrógeno marciano

En muestras de 3 sitios distintos, científicos encontraron formas de nitrógeno sobre la superficie marciana, lo que sugiere que pudo existir un ciclo del nitrógeno en algún momento del pasado en el planeta rojo, un avance para tratar de responder la pregunta que hace siglos se formula el ser humano: ¿hubo o hay vida en Marte? El estudio apareció en Proceedings of the National Academy of Sciences.

7. La rana desconcertante

En la reserva Las Gralarias en Ecuador científicos reportaron el hallazgo de una rana del tamaño de una uña que cambia de piel en cuestión de solo 3 minutos: de una apariencia espinosa a otra lisa. El hallazgo fue presentado en el Zoological Journal de la Sociedad de Linneo. La rana es la Pristimantis mutabilis dada su gran capacidad para mutar su apariencia.

8. Son más las tormentas fuertes

El aumento de la lluvia en el Trópico está relacionado con el cambio de las tormentas y no por el número de estas reveló un estudio de la Nasa presentado en Nature. Es decir, hay más grandes tormentas en las cuales cae más lluvia y no un aumento de tormentas. Tormentas más grandes y organizadas y menos pequeñas y desorganizadas en palabras de uno de los autores. El clima cambió.

9. Qué salamandra

En lo que hoy es Portugal hallaron restos de un enorme animal tipo cocodrilo que vivió hace cerca de 220 millones de años, un anfibio de amplia distribución en latitudes bajas y que debió ser eximio depredador. Es pariente lejano de las salamandras actuales. Crecía hasta 2 metros y vivía en lagos y pantanos en el Triásico tardío. Megafauna como mucha de la de entonces. La mayoría de esos grandes anfibios fue borrada durante la extinción masiva de hace 201 millones de años aproximadamente. El estudio apareción en el Journal of Vertebrate Paleontology

10. La gripe que sí mata

Aunque la mayoría de las personas se recuperan a la semana de una fuerte gripe o influenza, algunos sucumben. Sí, mueren. Un estudio presentado en Science reveló el hallazgo de una mutación desconocida hasta ahora que provoca el mal funcionamiento del sistema inmunitario. Se basó en el análisis del genoma de una niña de 2,5 años que falleció por esa razón. La influenza puede matar por otras comorbilidades como enfermedad pulmonar, peor la mayoría de casos fatales ha permanecido sin explicación. Esta es una.

¿Una nueva rama del árbol de la vida?

No hay nada que se le parezca en la Tierra y había pasado desapercibida hasta ahora.

No es una planta, tampoco un animal ni un hongo. No. Es Collodictyon, un protozoario que se alimenta de algas, detectado en un lago de Noruega.

La secuenciación de trozos de su genoma, incluido su ADN ribosomal, mostró que no es parecido a nada en el planeta, de acuerdo con el análisis de Kamran Schalchian-Tabrizi, del Microbial Evolution Research Group en la Universidad de Oslo.

Vendría a caer en el árbol de la evolución entre los parásitos unicelulares llamados excavados y las amebas.

Es decir: podría representar un nuevo reino de la vida, según los autores del estudio.

“El origen temprano y diferente de Collodictyon sugiere que constituye un nuevo linaje en la filogenia eucariota global”, escribieron en el journal Molecular Biology Evolution.

Dentro de sus rasgos, posee 4 flagelos en oposición a 1 de mamíferos, hongos y amebas y 2 de las algas, plantas y excavados. Es más: tiene la estructura interna de un parásito, pero caza como una ameba.

Los investigadores sugieren que este extraño organismo puede representar morfologías antiguas dentro de los eucariotas y proveer por lo tanto pistas sobre las primeras formas de vida.

Qué hace un vehículo en mi estómago

Casi en todas partes puede imaginarse uno la presencia de un vehículo, pero ¿en el estómago? No podía faltar.

En esta era de la miniaturización de la medicina, el nanoingeniero Joseph Wang, de la Universidad de California en San Diego presentó su prototipo, que algún día podría ser útil para atacar células cancerosas o llevar medicinas a domicilio.

No requiere salir a tanquear con gasolina ni usa gas, aunque a este novedoso vehículo le falta remediar sus pequeños problemas, uno de ellos en sus frenos: no se ha logrado que se detenga, como tampoco controlar su velocidad.

El caso es este: el vehículo es un tubo cónico de 10 micrometros, cubierto por zinc, que reacciona con el ambiente ácido del estómago y produce burbujas de hidrógeno que lo impulsan.

Si fuera cubierto con anticuerpos o equipado con cámara, podría enviar mensajes instantáneos del interior del órgano.

Microvehículos de esta clase se movían al crear burbujas de oxígeno a partir del peróxido de hidrógeno, un elemento algo tóxico para el organismo. El zinc los hace más biocompatibles.

Como la velocidad depende de la acidez, su velocidad aumenta con esta, lo que mostraría también pH estomacal. La acidez, sin embargo, impacta la vida del motor, que puede ser de 10 segundos a… 2 minutos.

¿Corto? La vida suficiente para desarrollar su tarea.

Estos vehículos son conducidos por el estómago mediante magnetos, revelaron los investigadores.

Algún día navegarán por su cuenta, repararán áreas dañadas o harán microcirugías. Todo un avance.

En la foto de la American Chemical Society, el microvehículo.

Meta de la vida sintética supera otro escollo

Hágase la vida y la vida se hizo. En tiempos en el que el hombre juega a

ser la máxima expresión del universo, científicos dieron un paso adelante hacia la anhelada, por muchos, creación de vida artificial de la nada.

Abracadabra. Mediante una novedosa reacción, químicos crearon membranas celulares autoensambladas, esas coberturas que contienen y soportan las reacciones requeridas para la vida y que serían el sobre para las células sintéticas que pretenden crear.

El éxito fue reportado en el journal of the American Chemical Society. “Una de nuestras metas a largo plazo, muy ambiciosa, es intentar crear una célula artificial, una unidad sintética viva, crear un organismo vivo a partir de moléculas no vivas que nunca han sido parte ni tocado un organismo”, expresó Neal Devaraj, profesor de Química en la Universidad de California en San Diego, quien adelantó el desarrollo con Itay Budin.

“Esto debió ocurrir en algún punto en el pasado. De otro modo, la vida no existiría”.

Con el ensamblaje de un componente esencial de la vida terrestre con precursores no biológicos, se espera dilucidar el origen de la vida.

“No entendemos este paso fundamental de nuestra existencia, que es cómo la materia no viva se convirtió en materia viva”, dijo.

Los científicos crearon moléculas similares con una reacción novedosa que junta dos cadenas de lípidos. “En nuestro sistema, usamos una especie de catalizador primitivo, un ión de metal muy simple”, según Devaraj. “La reacción es artificial. No existe un equivalente biológico a esta reacción química”.

Así, crearon membranas sintéticas de una emulsión acuosa de un aceite y un detergente. Sola es inestable. Si se le agregan iones de cobre, vesículas y túbulos, comienzan a emerger gotas de aceite. Luego de 24 horas, esas gotas se han esfumado, consumidas por las membranas autoensambladas.

Hace dos años, el grupo del reconocido genetista Craig Venter publicó el desarrollo de una célula sintética, en la que solo su genoma era artificial. El resto fue sustraído de una célula bacterial.

La vida artificial como tal, completa, requiere la unión de un genoma que porte la información como de una estructura tridimensional que lo albergue

El valor de esta membrana sintética es su simplicidad. A partir de precursores disponibles en el comercio, solo se necesita un paso preparatorio para crear una cadena de lípidos iniciadora.

Un elemento para vivir mucho más

Litio. Litio como sea. Para vivir más. ¿La fuente de la eterna juventud?

Bueno, aunque una mayor longevidad depende de variados factores, hay un elemento que puede ayudar a vivir más. Es el litio.

La ingestión regular de trazas de este elemento promueve una vida más larga, según un estudio de científicos de la Friedrich University en Jena liderado por el profesor Michael Ristow y colaboradores japoneses de las universidades de Oita y Hiroshima.

Mediante dos enfoques diferentes, los dos grupos independientes demostraron que aún una baja cantidad de litio produce un aumento en la expectativa de vida de los humanos, así como en un organismo modelo, el gusano Caenorhabditis elegans. El estudio apareció en el European Journal of Nutrition.

El litio es uno de los distintos elementos nutritivos y es adquirido más que todo con el consumo de vegetales y con el agua que se bebe.

Un estudio anterior había mostrado que el litio prolongaba la vida del C. elegans. “La dosis analizada iba más allá del rango aceptable y puede ser venenosa para los seres humanos”, dijo Ristow.

Para averiguar si ese elemento tenía un impacto en concentraciones más bajas, los científicos examinaron los niveles habituales en el agua potable. Con los japoneses estudiaron la tasa de mortalidad en 18 municipios japoneses en relación con la cantidad de litio en el agua de esas regiones. “Hallamos que la tasa era mucho más baja en los municipios con más litio en el agua”, dijo Ristow.

En otro experimento, los científicos en Jena examinaron ese rango de concentración en el C. elegans. El resultado fue confirmado: “La longevidad promedio de los gusanos es mayor luego de que han sido tratados con litio en esas dosis”.

Cómo lo hace, no se sabe. Es el litio, se deduce.

En estudios previos se había demostrado la importancia de rastros de ese elemento en el bienestar psicológico de las personas y había sido relacionado con menores tasas de suicidio.

Pese a lo hallado, se necesitarán más estudios APRA recomendar su uso como suplemento alimenticio.

La noticia se supo casi a la par con otro estudio de científicos del Salk Institute of Biological Studies que sugiere que la duración de la vida se alarga si un organismo mantiene una estricta restricción calórica, casi un régimen espartano.

El grupo, del que forman parte Andrew Dillin y Reuben Shaw, reportó en que la desactivación de la proteína CRTC1 en unos gusanos incrementan la longevidad, más que todo al mediar los efectos de la restricción de calorías.

La búsqueda de le eterna juventud, un sueño al que se escala.