PODCAST/Artículo – El bacteriozoo de un panda rojo: Un viaje a las profundidades

Versión PodCast:

Versión artículo:

La Bahamas, Riviera Maya, Madagascar u Oslo, destinos de ensueño para cualquier amante de la aventura, la playa o de quien quiere huir del calor del verano a un paisaje apasionante. Sin embargo, hoy os voy a llevar de viaje al bacteriozoo del Panda Rojo.

En la revista Frontiers in Microbiology, el pasado 05 de julio, se publicó un artículo bastante curioso, de esos que, aunque no seas especialista ni prácticamente te interese el tema, te llama la atención. Investigadores de Chengdu y Ya’an (China) hicieron un mapa del zoo de bacterias que se monta en el tracto gastrointestinal (TGI) del Panda Rojo (Ailurus fulgens).

Aunque se vió que, en general, los 133 grupos localizados se repartien en Proteobacteria (52.16%), Firmicutes (10.09%), Bacteroidetes (7.90%) y otros (29,85%), se examinaron por separado las comunidades bacterianas del estómago, el intestino delgado, el intestino grueso y las heces. Además, se vió que especies de los géneros Escherichia-Shigella, donde encontramos importantes patógenos, son muy abundantes en el estómago, el intestino delgado y las heces, mientras que las del grupo de los Bacterioidetes son los más abundantes en el intestino grueso (al contrario que en el cómputo general).

No creo que tenga mucho sentido hablar detalladamente del artículo, el cual cito abajo, pero os dejo el resultado del bacteriozoo:

Bienvenidos al Bacteriozoo, al entrar encontramos la maravillosa cavidad del estómago, donde las proteobacterias inundan la sala, mientras que los firmicutes están también presentes en gran medida, ahora, pasando por los jugos más ácidos del cuerpo pasamos al duodeno, donde la diversidad de especies es similar, así como las siguientes curvas por el yeyuno y el íleon.

¡Atención! Empezamos a cambiar de ambiente, a su derecha y a su izquierda pueden ver casi a las mismas proporciones proteobacterias y firmicutes, mientras que los otros grupos casi no son visibles. De repente, entramos en la zona del colon. Aquí, contra todo pronóstico encontramos un “tripartito”, a las mismas proporciones las proteobacterias, los firmicutes y los bacteroidetes, lo que se mantiene ya hasta el final de la visita.

fmicb-09-01411-g001.jpg

Espero que hayan disfrutado la visita, aquí os dejamos un mapa de nuestras instalaciones.
¡Hasta el siguiente artículo!

Bibliografía:

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2018.01411/full?utm_source=F-AAE&utm_medium=EMLF&utm_campaign=MRK_708180_51_Microb_20180717_arts_A

Advertisements

Conociendo mejor la partícula de Higgs

Físicos de la Universidad de Bonn (Alemania) han tenido éxito en poner un gas superconductor en un estado exótico. Su experimento nos da nueva información sobre las propiedades de la partícula de Higgs, y también sobre las características fundamentales de los superconductores.

Para sus experimentos los científicos han usado un gas de átomos de litio, el cual han enfriado significativamente. A cierta temperatura, el estado del gas cambia abruptamente, dándose una transición de fase, y se vuelve un superconductor, conduciendo la corriente sin ningún tipo de resistencia.

El litio gas cambia a un estado más ordenado en dicha transición de fase. Esto incluye la formación de los llamados pares de Cooper, los cuales son combinaciones de dos átomos que aparentan comportarse como una única partícula desde el exterior.

Parejas de baile atómicas

Estos pares se mueven juntos, y lo pueden hacer sin separarse con otros átomos o parejas. Esta es la razón de la superconductividad. Pero qué ocurre cuando tratas de excitar estos pares.

“Hemos tratado de iluminar el gas con radiación microondas”, explica el Doctor Michael Köhl, desde el Instituto de Física de la Universidad de Bonn. “Esto nos ha permitido crear un estado en el que los pares empiezan a vibrar y la calidad de la superconductividad oscila muy rápido. Un momento el gas es buen superconductor, al siguiente es malo.”

Esta común oscilación de los pares de Cooper corresponde al bosón de Higgs, descubierto en el Acelerador CERN en 2013. Como este estado es muy inestable, sólo un puñado de grupos en el mundo han conseguido producirlo.

Los experimentos nos dan una visión de ciertas propiedades físicas del bosón de Higgs. Por ejemplo, los físicos esperan que estudios como este les permitan entender mejor la “muerte” de estas partículas de corta vida a mediano plazo.

Pero los experimentos son también interesantes por otra razón. Muestran una manera de activar y desactivar la superconductividad muy rápida. Los superconductores normalmente tratan de mantenerse en su estado de conductividad todo el tiempo posible. Pueden ser disuadidos mediante calentamiento, pero es un proceso muy lento. Los experimentos muestran que en principio este proceso puede ser miles de veces más rápido. Este hecho podría permitir aplicaciones completamente nuevas para los superconductores.

Para más información:

A. Behrle, T. Harrison, J. Kombe, K. Gao, M. Link, J.-S. Bernier, C. Kollath & M. Köhl: Higgs mode in a strongly interacting fermionic superfluid; Nature Physics (2018); DOI: 10.1038/s41567-018-0128-6

Cosechadores de agua. Obteniendo agua del aire.

Científicos de la universidad de Berkeley han demostrado, con pruebas en un desierto, que su recolector de agua funciona, obteniendo agua fresca a partir del aire, únicamente mediante la luz solar.

El dispositivo, es capaz de obtener agua cada ciclo día/noche, usando un MOF (metal-organic framework (red organo-metálica)) que absorbe humedad durante la noche, y por el día libera el agua gracias únicamente al calor del sol. Esto permite obtener agua en condiciones de baja humedad y a bajo coste, siendo ideal para la gente que vive en zonas del planeta con gran escasez de agua.

“No hay nada como esto”, dice Omar Yaghi, inventor de la tecnología fundamental del recolector. “Opera a temperatura ambiente, a plena luz del sol, y, sin necesidad de proporcionarle energía extra, se puede obtener agua en el desierto. Esta experiencia, llevada del laboratorio al desierto, nos ha permitido realmente convertir un interesante fenómeno como la recolección de agua en una ciencia.”

Scottsdale-Geography

Desierto de Scottsdale

El ensayo en el desierto de Scottsdale, cuyas humedades caen de un 40% por la noche hasta un 8% durante el día, han demostrado que la recolección debería ser fácil de aumentar simplemente añadiendo más absorbente de agua, el MOF. Los investigadores anticipan que con el MOF actual, el 801 (MOF-801), hecho de zirconio (Zr), se puede recolectar 0.2L de agua por Kg del MOF y día. Pero han creado también un MOF basado en aluminio, llamado MOF-303, que es 150 veces más barato, y captura el doble de agua en pruebas de laboratorio.

Las redes organometálicas son sólidos con tantos canales internos y agujeros que una pieza del tamaño de un terrón de azúcar puede tener una superficie interna del tamaño de seis campos de fútbol. Esta superficie absorbe fácilmente gases o líquidos, pero los libera fácilmente cuando se calienta. Varios tipos de MOF ya se han probado para almacenar hidrógeno en vehículos de hidrógeno, absorber dióxido de carbono, o guardar metano, entre otras aplicaciones.

El recolector es esencialmente una caja dentro de otra caja. La caja interior contiene granos del MOF, con contacto al aire para absorber la humedad. Dicha caja interior está encerrada en un cubo de plástico transparente. El agua se condensa en la caja exterior, y cae a la parte inferior, donde es recogida. Los ingenieros pueden configurar el recolector según las condiciones (Arizona, Mediterráneo, etc.) para cada MOF utilizado.

“El desarrollo clave ha sido que pudiera trabajar a baja humedad, que es lo que nos encontramos en las regiones áridas del planeta”, nos explica Yaghi. En estas condiciones, el dispositivo es capaz de recolectar agua incluso sin que se forme rocío.

La próxima prueba de campo será con el MOF de aluminio en el Valle de la Muerte, del desierto de Mojave, en verano, lugar con el récord de la temperatura del aire más alta registrada con fiabilidad en el mundo, y donde la humedad por las noches alcanza valores tan bajos como el 25%.

Para más información:

O. M. Yaghi et al. Practical water production from desert air, Science Advances Vol. 4, no. 6 (08 Jun 2018)

Cryptobia salmositica – parásitos entre dos aguas.

Cryptobia salmositica (Phylum Euglenozoa) es un hemoflagelado extracelular (vive en el flujo sanguíneo del hospedador) con un prominente cinetoplasto (un cúmulo de ADN que se encuentra en un extremo de su mitocondria) anterior, un núcleo central y 2 flagelos, uno libre y otro que se mantiene pegado al cuerpo (dándole su forma característica).

Este parásito se ha encontrado en muchas especies piscícolas como diferentes tipos de

TRUCHA COMUN.jpg

Ilustración de un salmónido.

salmones (Oncorhynchus spp) y escorpinas/rascacios (Cottus spp.) en las costas oestes de América del Norte. Son transmitidos a través de Piscicola salmositica, una sanguijuela que hace la función de vector.

 

¿Cómo se transmite?

Su ciclo de vida “comienza” cuando la sanguijuela se alimenta de un hospedador infectado y el parásito es ingerido a la vez que la sangre. Entonces, C. salmositica se replica en su sistema gástrico y es transmitido a otro hospedador durante la siguiente alimentación. En ausencia de sanguijuelas, el paso directo entre peces puede darse en ciertas condiciones de acuicultura como el pesaje, el apilamiento o el crecimiento masivo

19545.jpg

Piscicola salmositica especie de sanguijuella que es la causante de la transmisión de la criptobiosis

en tanques, lo que es muy normal.

 

¿Entonces es un parásito letal para los peces?

No para todos. El parásito no es patógeno para las escorpinas, ya que estas hacen el papel de reservorio (hacen que el parásito se mantenga en el ambiente, pero no causa síntomas), pero sí para los salmónidos, donde la prevalencia del parásito en estas especies migrantes puede ser variable (3-21%).

Los parásitos se dividen rápidamente por fisión binaria en la sangre causando los síntomas de la enfermedad, cuya severidad es directamente proporcional a la parasitemia.

¿Qué hay de su metabolismo?

Cryptobia salmositica, al igual que Trypanosoma spp., tiene una única mitocondria que suele ser funcional y realiza respiración aeróbica, pero si la mitocondria se daña, el parásito deja de respirar, para obtener la energía mediante glucólisis usando los glicosomas, orgánulos donde se encuentras sus enzimas glucolíticas y catalasas.

Entonces, ¿La respiración no es importante?

Eso podría parecer, pero la cisteín proteasa es una enzima metabólica cuya neutralización inhibe el consumo de oxígeno y la multiplicación del parásito.

Un poco más molecularmente, ¿Cómo es grosso modo la interacción parásito-hospedador?

Un factor de virulencia de gran importancia en la cryptobiosis es la secreción de una metaloproteasa, mientras que las vías de respuesta del hospedador es mediante

hemoflagellate_Cryptobia_salmositica_CB03.jpg

Cryptobia salmositica en sangre de un salmónido en Oregón, Estados Unidos.

anticuerpos por la vía clásica del complemento, por fagocitosis de los macrófagos y citotoxicidad mediada por las propias células. Los peces que se recuperan de la enfermedad, están protegidos para el resto de su vida.

 

Por último, ¿Cuáles son los síntomas de la criptobiosis?

Los síntomas de la cryptobiosis son anemia, anorexia, esplenomegalia, edemas generales y ascitis en la cavidad abdominal. El metabolismo y el modo de nado de los peces afectados se ve significativamente reducidos y son susceptibles a hipoxia. Además, en las fases agudas, su sistema inmune se encuentra deprimido. El rango de importancia de la enfermedad y la mortalidad varía entre especies de salmónidos.

Fuente: Cryptobia (Trypanoplasma) salmositica and salmonid cryptobiosis

Y hasta aquí el monográfico. Espero que os haya gustado descubrir este curioso parásitos de peces, porque ellos también tienen enfermedades y, en vez de moscas y mosquitos, ¡Son las sanguijuelas los mensajeros!

¡¡Hasta pronto!!

 

 

hemoflagellate_Cryptobia_salmositica_CB03.jpg

El ébola vuelve a tocar las puertas del trópico

¿Qué es lo que está pasando en Congo? Y, ¿De dónde viene todo esto?

La mayoría de nosotros ha escuchado la noticia del nuevo brote de Ébola en la República Democrática del Congo, pero lejos de ser tan importante como la polémica con Amaia y Alfred en Eurovisión o el posible paso de Neymar al Real Madrid, no creo que haya durado la noticia más de 30 segundos (lo que dura un anuncio, básicamente).

La muerte de españoles procedentes de Sierra Leona fue una alarma social no hace mucho, pero eso no fue más que el reflejo de la epidemia de 2014-2016, la más fuerte conocida, originada en Guinea en 2013, la cual se cobró más de 11.000 vidas. 

El desastre continúa

El pasado miércoles las autoridades de la República Democrática del Congo han informado del comienzo de un nuevo brote de la enfermedad. En el comunicado hacían saber de la muerte de 17 personas a causa de fiebres hemorrágicas (no diagnósticadas) y de la detección de la cepa Zaire ebolavirus en 2/5 casos testados (que el 3/5 dé negativo no significa que no esté el virus, sino que quizás sea otra cepa, no se puede confirmar nada aún). Con este, ya son 9 los brotes que azotan sus hogares desde 1976.

 

El virus del Ébola ¿Qué virus es?

La familia Filoviridae incluye a 3 géneros (Cuevavirus, Marburgvirus y Ebolavirus). Dentro del grupo de los Ebolavirus encontramos 5 especies diferentes, siendo Zaire

Ebola1

Partícula vírica del virus ébola – epidemia de 2014 (Centro de Infectología/Salud Pública de Inglaterra/SPL)

ebolavirus la causante de la epidemia de 2014-16.

 

El virus del ébola es un Filovirus, es decir, pertenece a un conjunto de virus cuya partícula o cuerpo tiene forma alargada y en su interior guarda el material genético o hereditario.En el caso del ébola, el virus tiene ARN en su interior, es decir, su información hereditaria está escrita en nuestro código de “uso”, no de almacenamiento de información (nosotros y la mayoría de seres vivos guardamos nuestra información hereditaria en código ADN (codificamos todo en 4 letras; a-t-g-c), mientras que sacamos “copias” de este código para usarlo en el día a día, pero lo hacemos en código ARN (codificado en otras 4 letras (A-U-G-C). La repercusión que tiene esto en la infección la hablamos en un momento.

¿Cómo es el virus?

Con respecto a la partícula vírica encontramos 6 tipos de proteínas diferentes. Constituyendo el “grueso” del virus tenemos las proteínas víricas 40 y 24 (VP40-24) que le dan la forma característica a este grupo. Por otra parte, encontramos las proteínas que

Ebola-Virus

Partícula vírica de Ebolavirus

van a proteger el material genético, que son las proteínas víricas 30 y 45, y la denominada nucleoproteína (VP30-45 y NP, respectivamente). Por último, tenemos la proteína L, una ARN polimerasa.

 

Si tiene su material codificado en ARN, ¿Para qué necesita el virus tener una maquinaria que produzca ARN?

 

¿Cómo ataca el virus?

El virus primero va a interaccionar con la superficie de nuestras células para ser reconocido (1), entonces, por mecanismos de macropinocitosis (una especie de endocitosis de fluidos) (2), el virus será introducido en la célula. Una vez dentro de lo que se denomina macropinosoma (la vesícula o bolsa en la cual se introducen estos fluidos), el virus se va a unir a esta membrana y va a liberar su material genético (4).

0ca5fb02a597b5e4a8c4f36c7b333fa9Cuando el ARN viral está en el citoplasma celular, este va a replicarse y transcribirse, lo que realmente son 2 replicaciones de ARN, ¿Por qué?

El ARN tiene 2 sentidos, lo que se puede simbolizar como sentido positivo (+) o negativo (-). Si tenemos el código ARN (A=Naranja; U=Azul; G= Verde y C= Pucsia). El virus tiene

Presentación sin título(1)

ARN +

Presentación sin título

ARN doble cadena +/-

Presentación sin título(2)

ARN –

ARN-, que tiene el mismo sentido que el ARN de la célula, por lo que la maquinaria celular lo podría leer, pero primero el virus necesita producir más cantidad. Aquí es donde la proteína L tiene su sentido. Es una ARN polimerasa dependiente de ARN, es decir, al contrario de las ARN polimerasas celulares, esta produce ARN a partir de un molde de ARN, lo que produce un antigenoma, o sea ARN+. Una vez tenemos el ARN+, se volverá a pasar a la cadena negativa, una parte se traducirá a proteínas y otras serán el nuevo material genético de los virus “hijos”.

No es lo mismo leer naranja-naranja-verde-fucsia, que azul-azul-fucsia-verde, mandando mensajes y respuestas diferentes. Estos son mecanismos de replicación y transcripción vírica que hacen posible la invasión celular, y que para el resto de funciones puedan usar toda la maquinaria de la célula hospedadora.

Nuevas esperanzas

Hoy día, gracias a investigaciones de la Universidad de Washington, se conoce que es la proteína VP24 la que causa la depresión inmunológica. Esta proteína bloquea la señal de alarma viral en la célula, evitando su eliminación. Esta proteína bloquea la señal de interferones en el sistema inmune (señal de alarma), al  unirse físicamente a la proteína STAT1, encargada de transmitir la señal de alarma al núcleo, si STAT1 se bloquea, la señal de alarma del Interferón no llega al núcleo y la respuesta inmune se inhibe. Esto abre un gran camino para la búsqueda de tratamientos, ya que sería una diana muy buena para la lucha contra la enfermedad.

Las medidas en esta ocasión han sido un poco más rigurosas que la última vez, intentando no cometer los mismos fallos que se dieron  lugar en 2014-16. Actualmente, hay vacunas en fase de experimentación y no existe un gran stock para abastecer al país, pero se probó su eficacia en Guinea durante la anterior epidemia. Los responsables de la Alianza Mundial para las Vacunas e Inmunización (GAVI, por sus siglas en inglés), han dado el visto bueno y han confirmado su apoyo en esta campaña.

 

Tuneando átomos

Hace medio siglo, el teórico Walter Henneberger se preguntaba si sería posible utilizar un campo de láseres para liberar un electrón de su átomo sin removerlo del núcleo. Muchos científicos lo consideraron imposible.

Por primera vez, investigadores de la Universidad de Ginebra (UNIGE) y del Instituto Max Born (MBI) de Berlín, han controlado la forma del pulso de un láser para mantener un electrón a la vez libre y ligado a su núcleo, siendo capaces también de regular la estructura electrónica del átomo. Además, con este inusual estado dual del electrón, han conseguido amplificar la luz del láser, e identificar zonas en las que los físicos pierden todo su control sobre el electrón, a las que han llamado “Valle de la Muerte”. Estos resultados rompen con los conceptos usuales relacionados con la ionización de la materia.

La luz puede ser usada para modificar y controlar propiedades del medio. Estados de la materia particularmente inusuales pueden ser creados mediante campos de luz con fuerzas comparables a las del campo coulombiano que enlaza los electrones de valencia en los átomos, dando así a electrones casi libres que oscilan en el campo de láseres a la vez que siguen débilmente “unidos” al núcleo. Estos son conocidos como estados Kramers-Henneberger.

La hipótesis de Henneberger proponía que si un electrón fuera atrapado en un láser, se vería forzado a moverse de ida y vuelta hacia su núcleo, y se vería expuesto a los campos eléctricos tanto del láser como del núcleo. Este estado dual haría posible controlar el movimiento de los electrones expuestos a ambos campos eléctricos, y permitiría a los científicos crear átomos con nuevas estructuras electrónicas “programables” mediante luz.

 Mientras más intenso es un láser, más fácil debe ser ionizar un átomo, es decir, sacar electrones del campo eléctrico del núcleo. Según nos explica Jean-Pierre Wolf, profesor de física aplicada de la UNIGE, querían saber si, tras liberar los electrones de sus átomos, es posible atraparlos en el láser y forzarlos a quedarse cerca del núcleo, como sugiere la hipótesis de Henneberger.

La única manera es encontrar la forma adecuada del pulso del láser, imponiendo oscilaciones al electrón que sean idénticas, para que su energía y estado se vuelva estable. “El electrón de manera natural oscila en el campo del láser, pero si la intensidad del láser cambia, las oscilaciones también cambian, forzando al electrón a cambiar su nivel de energía, y por lo tanto su estado, incluso forzándolo a abandonar el átomo. Esto es lo que hace que ver estos estados inusuales sea tan difícil”, añade Misha Ivanov del MBI.

También han realizado un descubrimiento sorprendente: “Al contrario de las expectaciones naturales que sugieren que si aumenta la intensidad del láser, más fácil será liberar el electrón, hemos descubierto que existe un límite para la intensidad, a partir del cual no podemos ionizar el átomo. Más allá de este límite, podemos volver a controlar el electrón de nuevo”, observa Ivanov. Esta brecha de intensidad es la llamada “Valle de la Muerte”.

freeingelect.jpg

Schematic illustration of the Kramers Henneberger potential formed by a mixture of the atomic potential and a strong laser field. Credit: UNIGE – Xavier Ravinet

Según nos explica Jean-Pierre Wolf sobre este descubrimiento, “Esto nos da la opción de crear nuevos átomos según el campo del láser, con nuevos niveles de energía electrónica. Previamente pensábamos que este estado dual era imposible de crear, y hemos probado lo contrario. Aún más, hemos descubierto que electrones puestos en dichos estados pueden amplificar la luz. Esto jugará un rol fundamental en las teorías y predicciones de la propagación de láseres intensos en gases, como el aire”.

Para más información:

  1. M. Ivanov et al. Amplification of intense light fields by nearly free electrons. Nature Physics (2018)

 

La suerte del tullido

¡Hola a todos!

Hoy os traemos la suerte del tullido un vídeo-artículo en el que nuestro parasitólogo molecular nos cuenta cómo la evolución ha hecho que un alga libre evolucione hasta un parásito específico del humano y que es incapaz de vivir fuera de él, así como primos-hermanos suyos son incapaces de hacerlo dentro.

Aquí el enlace: “La suerte del tullido”

Debido a la calidad del vídeo os sugerimos 2 cosas:

– Activad los subtítulos en el vídeo

– Tened esta imagen de la pizarra por si no la véis bien

cof

¡Comentad el vídeo y compartidlo si os gustó!