Francis en «Divulgación, Ciencia y Empresa» (Facultad de Ciencias, Universidad de Málaga)

El aula Q1 de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Málaga tiene historia en la divulgación española. En el año 1985, después de las vacaciones de Semana Santa, tras la mudanza desde la antigua facultad de la Misericordia, el primer alumno de Química que la pisó fue el gran divulgador científico César Tomé (@EDocet). Sombra Doble (@SDciencia/@carlosmguevara) organiza el próximo jueves a las 11:30 horas un evento de divulgación científica en el que participamos Enrique F. Borja (@Cuent_Cuanticos), de la Universidad de Sevilla, Antonio José Osuna Mascaró (@BioTay), de la Universidad de Granada, y un servidor (que, por cierto, echaremos de menos a César). Además intervendrán ponentes de varias empresas de I+D del PTA. ¿Te lo vas a perder? Yo no.

Mi charla mañana será sobre «Divulgación a través de los blogs» (será similar a la que impartí en la Bienal de la Real Sociedad Española de Física este pasado verano). El objetivo, tratar de motivar a los asistentes (estudiantes y profesores en su mayoría) a que divulguen, así como recomendarles los blogs como la mejor forma de hacerlo.

Programa Definitivo

11:30 – 12:30     La divulgación en las aulas

– Francisco Villatoro (@emulenews)

– Enrique F. Borja (@cuent_cuanticos)

– Antonio José Osuna Mascaró (@biotay)

12:30 – 12:45    Descanso12:45 – 13:30    La ciencia en la empresa

– Servicio cooperación empresarial y promoción del empleo UMA

– Javier Porta Pelayo (Genoclinics)

– José María Iglesias (@Brain_dynamics)

– Carlos Martín Guevara (@SDciencia)

13:30 -14:00   Mesa redonda. Cara a Cara “Divulgación y emprendimiento de la ciencia”

El plegamiento del ADN en cromosomas durante la mitosis

Me ha gustado mucho este vídeo que forma parte de la información suplementaria de un artículo publicado en Science que ha observado experimentalmente cómo se produce, durante la mitosis, el plegamiento de la cromatina nuclear y cómo se forman los cromosomas metafásicos mitóticos. Espero que lo disfrutes como yo. El artículo técnico es Natalia Naumova et al., «Organization of the Mitotic Chromosome,» Science, AOP 07 Nov 2013 [DOI].

El «efecto de los machos raros» en los guppies es debido a la selección natural y la sexual

Los machos del pez guppy (Poecilia reticulata) despliegan una deslumbrante variedad de colores y las hembras prefieren aparearse con los machos más vistosos. La selección sexual de un rasgo debería reducir su variabilidad. En 2006 se propuso que actúa la selección natural ya que en un entorno natural los guppies machos con colores raros despistan a los depredadores y sobreviven más. Se publica en Nature que los guppies machos salvajes con rasgos raros se aparean más y dejan más descendencia. Por tanto, la gran variabilidad de color de los guppies machos tiene su origen tanto en la selección natural como en la selección sexual. Nos lo cuentan Jeffrey S. McKinnon, Maria R. Servedio, «Evolutionary ecology: Novelty makes the heart grow fonder,» News, Nature, AOP 30 Oct 2013, quienes se hacen eco del artículo técnico de Kimberly A. Hughes, Anne E. Houde, Anna C. Price & F. Helen Rodd, «Mating advantage for rare males in wild guppy populations,» Nature, AOP 30 Oct 2013. El artículo de 2006 es Robert Olendorf et al., «Frequency-dependent survival in natural guppy populations,» Nature 441: 633-636, 01 Jun 2006.

Los machos semélparos viven rápido y mueren jóvenes

Los dos mamíferos que se muestran en la foto tienen ciclos de vida muy diferentes. El antechinus marrón (Antechinus stuartii) tiene un ciclo de vida rápido y un ciclo reproductivo explosivo; los machos se aparean una sola temporada de cría y luego mueren de forma programada por un colapso letal de su sistema inmune. El humano (Homo sapiens) tiene una vida larga vida durante la cual los machos pueden aparearse hasta más allá de los 60 años de forma continua. ¿Por qué hay mamíferos con ciclo de vida corto y otros con ciclo de vida muy largo? En general, debido a la lactancia (que requiere un largo periodo de atención materna) la mayoría de los mamíferos tienen ciclos de vida largos que les permiten reproducirse de forma repetida (ciclo de vida iteróparo). Sin embargo, los machos de antechinus marrones son semélparos, sólo se reproducen durante una única temporada: viven rápido y mueren jóvenes. ¿Cómo se explica la semelparidad de estos marsupiales? Diana O. Fisher (Univ. Queensland, Australia) y sus colegas creen haber descubierto la respuesta en la selección sexual y la competencia por el esperma. Nos lo cuenta F. Stephen Dobson, «Live fast, die young, and win the sperm competition,» PNAS, AOP 18 Oct 2013, que se hace eco del artículo técnico de Diana O. Fisher, Christopher R. Dickman, Menna E. Jones, Simon P. Blomberg, «Sperm competition drives the evolution of suicidal reproduction in mammals,» PNAS, AOP 7 Oct 2013.

Francis en Eureka: Por qué los españoles tienen una piel clara

Puedes escucharme en ¡Eureka!, mi sección en el programa La Rosa de los Vientos, en Onda Cero, hablando de despigmentación de la piel y síntesis de la vitamina D. Como siempre una transcripción, enlaces a los artículos técnicos y noticias, e imágenes.

La especie humana nació en África, donde el color de la piel predominante es oscuro, y emigró hacia Europa, donde predomina el color claro. ¿Qué ventaja tiene el color claro de la piel en Europa? La gran ventaja es la síntesis de la vitamina D necesaria para el crecimiento, la correcta mineralización de los huesos y el desarrollo del esqueleto. La vitamina D tiene una estructura química muy parecida a la del colesterol. Hay varios tipos, pero los más importantes son la vitamina D3, colecalciferol, que es la forma de la vitamina D que se encuentra en los animales, y la vitamina D2, ergocalciferol, que es la forma que aparece en las plantas. Hay pocos alimentos vegetales o animales que contengan vitamina D, pero contienen precursores inactivos, llamados provitaminas, que necesitan radiación ultravioleta para su activación no enzimática. Por eso para sintetizar vitamina D tiene que darnos el sol sobre la piel.

Pero la radiación ultravioleta es peligrosa para la piel y cuando vamos a la playa tenemos que usar algún tipo de protector solar para evitar la aparición de melanomas. Los melanomas son tumores pigmentados que aparecen cuando nos exponemos mucho al sol y pueden producir ciertos tipos de cáncer de piel. El color de la epidermis se debe a la melanina presente en los melanocitos y sirve de protección contra la radiación ultravioleta. En las zonas intertropicales hay tanta irradiación solar que predominan las pigmentaciones oscuras de la piel, sin que ello afecte a la síntesis de la vitamina D. Pero en Europa la evolución ha tenido que seleccionar entre prevenir el melanoma, que es una enfermedad que aparece en la época postreproductiva, o favorecer un correcto crecimiento de los huesos en la época prerreproductiva. Por lo que parece la evolución ha favorecido la despigmentación a costa de un mayor riesgo a padecer melanoma.

El artículo técnico es Conrado Martínez-Cadenas, Saioa López, et al. «Simultaneous Purifying Selection on the Ancestral MC1R Allele and Positive Selection on the Melanoma-Risk Allele V60L in South Europeans,» Molecular Biology & Evolution, AOP Sep 17, 2013. Llamó mi atención sobre este artículo la noticia de Laura M. Zahn, «Sunny Days,» Editor’s Chooice, Science 342: 163, 11 Oct 2013, y también «¿Por qué en el sur de Europa tenemos la piel clara?,» UPV/EHU, Agencia SINC, 04 oct 2013.

Francis en ¡Eureka!: Reprogramación de células iPS en ratones adultos

Ya puedes escuchar el audio de mi sección ¡Eureka! en el programa La Rosa de los Vientos de Onda Cero. Como siempre, una transcripción del audio, algunas imágenes y algunos enlaces.

La medicina regenerativa fue noticia el año pasado por el Premio Nobel de Medicina al japonés Yamanaka. Esta semana una investigadora española de 33 años, María Abad, y sus colegas del CNIO, han logrado la reprogramación celular en un ratón vivo. A pesar de la crisis, España cuenta con algunos centros de investigación de gran prestigio internacional, como es el caso del CNIO (Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas) que nació en 1998 con el retorno a España del famoso oncólogo Mariano Barbacid, quien aisló el primer oncogén humano en 1982, que fue su primer director hasta 2011, cuando le reemplazó María Blasco, experta en telómeros y envejecimiento. Uno de los grupos de investigación más productivos del CNIO es el grupo de supresión tumoral dirigido por Manolo Serrano, en el que trabaja la joven María Abad. Ella y sus colegas han logrado reprogramar en un ratón vivo células adultas para transformarlas en células madre pluripotentes, células iPS, algo que hasta ahora sólo se había logrado en un caldo de cultivo. El logro se ha publicado en la prestigiosa revista Nature.

El artículo técnico es María Abad, Lluc Mosteiro, Cristina Pantoja, Marta Cañamero, Teresa Rayon, Inmaculada Ors, Osvaldo Graña, Diego Megías, Orlando Domínguez, Dolores Martínez, Miguel Manzanares, Sagrario Ortega & Manuel Serrano, «Reprogramming in vivo produces teratomas and iPS cells with totipotency features,» Nature, AOP, 11 Sep. 2013. Recomiendo leer a Alejandro De Los Angeles & George Q. Daley, «Stem cells: Reprogramming in situ,» News & Views, Nature, AOP, 11 Sep. 2013. En español también puedes leer a Manuel Collado, «Reprogramación celular en vivo ¡Hasta la pluripotencia y más allá!,» Naukas, 11 Sep. 2013 (que incluye vídeo). Foto de Manolo Serrano y María Abad en el CNIO que aparecido en la web de Onda Cero.

Optogenética: El control de la expresión de genes usando luz

La optogenética consiste en acoplar proteínas fotosensibles a otras proteínas y lograr el control de su función; hoy se usa para activar y desactivar las sinapsis de neuronas mediante pulsos de luz que actúan sobre los canales iónicos y las bombas de iones en sus membranas. Nature publica una nueva técnica optogenética para regular la expresión de genes in vivo y de forma no invasiva usando luz láser de diferentes colores; la regulación de la actividad enzimática tiene gran número de aplicaciones y la nueva técnica tiene múltiples ventajas respecto a otras técnicas anteriores. Nos lo cuentan Andreas Möglich, Peter Hegemann, «Biotechnology: Programming genomes with light,» Nature 500: 406–408, 22 Aug 2013, que se hacen eco del artículo técnico de Silvana Konermann et al., «Optical control of mammalian endogenous transcription and epigenetic states,» Nature 500: 472–476, 22 Aug 2013.

El papel de las chaperonas en el plegamiento de proteínas

Las chaperonas son proteínas que ayudan al plegamiento de otras proteínas recién formadas. ¿Alteran las chaperonas el espacio de búsqueda del plegamiento o sólo aceleran la búsqueda del óptimo? Un nuevo artículo en Nature apunta a la primera opción. Las chaperonas alteran el espacio de búsqueda impidiendo la exploración de regiones asociadas a plegamientos incorrectos. El nuevo resultado se ha obtenido gracias al estudio de una chaperona llamada factor desencadente (TF) en la bacteria Escherichia coli mediante el microscopio de fuerza atómica y las pinzas ópticas; estas herramientas permiten estudiar el plegamiento de proteínas en una sola molécula, incluyendo la observación de los estados transitorios durante el plegado y las transiciones entre ellos. Futuros estudios tendrán que aclarar si lo mismo ocurre con otras chaperonas. El artículo técnico es Alireza Mashaghi et al., «Reshaping of the conformational search of a protein by the chaperone trigger factor,» Nature 500: 98–101, 01 Aug 2013.

Francis en ¡Eureka!: Las planarias recuerdan tras regenerar su cabeza

El audio de mi sección ¡Eureka! en La Rosa de los Vientos, Onda Cero, lo puedes escuchar siguiente este enlace. Como siempre, una transcripción del audio, enlaces e imágenes relacionadas.

Hay gusanos que son capaces de regenerar partes de su cuerpo que le han sido cortadas, como su cabeza y su cerebro. ¿Qué pasa con sus recuerdos cuando regeneran su cerebro? Por sorprendente que parezca, esta semana se ha publicado que unos gusanos planos llamados planarias (Schmidtea mediterranea) pueden recuperar algunos de sus recuerdos tras ser decapitados y regenerar su cerebro. Las planarias son unos pequeños gusanos de 1 cm de longitud que viven en agua dulce y que tienen la habilidad de regenerar cualquier parte de su cuerpo que le sea cortada, desde la cabeza a la cola, gracias a que el 20% de las células de su cuerpo son células madre o totipotentes. Animales de hábitos nocturnos, las planarias rehuyen de los lugares con mucha luz. Biólogos de la Universidad de Tufts, cerca de Bostón, en EEUU, entrenaron a las planarias para que superaran su miedo a la luz y se acercaran a un trozo de comida que era iluminado por una foco luminoso. Los gusanos entrenados durante 10 días son capaces de recordar la asociación entre comida y luz durante varias semanas. El sistema nervioso central de las planarias, el equivalente a su cerebro, se encuentra en su cabeza; tras cortarle la cabeza en dos semanas les crece una nueva con un nuevo cerebro. Para sorpresa de los biólogos la planaria con su nuevo cerebro recordaba la asociación entre luz y comida (tras un breve entrenamiento de sólo 1 día para «refrescar» estos recuerdos). Parece que las planarias no perdieron todos sus recuerdos cuando les cortaran la cabeza y el cerebro.

El artículo técnico es Tal Shomrat, Michael Levin, «An automated training paradigm reveals long-term memory in planaria and its persistence through head regeneration,» The Journal of Experimental Biology, First posted online July 2, 2013 [DOI]. En español también puedes leer «Un gusano, capaz de regenerar los recuerdos tras ser decapitado,» Europa Press, 11 Jul, 2013. Sobre la regeneración del cuerpo de las planarias recomiendo leer Daniel Lobo, Wendy S. Beane, Michael Levin, «Modeling Planarian Regeneration: A Primer for Reverse-Engineering the Worm,» PLoS Comput. Biol. 8: e1002481, Apr 26, 2012.

Trazan la historia evolutiva de la iridiscencia en los gorgojos

Un estudio de los cristales fotónicos responsables de la iridiscencia de los gorgojos y picudos, la familia de coleópteros llamados curculiónidos (Curculionidae), indica que estas nanoestructuras cristalinas (ópalos) comparten un origen evolutivo común. La quitina, componente principal del exoesqueleto de los insectos, adopta estructuras cristalinas que han sido caracterizadas con un sincrotrón de rayos X de alta energía y mediante el microscopio electrónico de barrido. El análisis genético ha mostrado una buena  correlación entre estas estructuras cristalinas y el ADN de los gorgojos, lo que ha permitido inferir que «evolucionaron a partir de un «ancestro» común.» Se especula que durante el desarrollo, las membranas internas en las escamas se auto-ensamblan de diferentes formas actuando como andamios temporales para la deposición de la quitina. Este tipo de auto-organización espontánea reviste mucho interés aplicado en ciencia de materiales para el desarrollo de nuevos materiales fotónicos que sean biodegradables y que eviten los problemas de toxicidad de los polímeros (plásticos) usados en la actualidad. Nos lo cuenta Elizabeth Pennisi, «Diverse Crystals Account for Beetle Sheen,» Science 341: 120, 12 Jul 2013, que se hace eco de una ponencia en el último congreso Evolution 2013.

La iridiscencia es el resultado de la microestructura del caparazón de los gorgojos que refleja la luz con diferentes colores en función del ángulo de visión. Se llama cristal fotónico a los cristales con microestructura en la escala de la longitud de onda de la luz visible. ¿Cómo es posible que la evolución (que afecta al ADN) haya dado lugar a la microestructura de estos cristales en diferentes gorgojos? Se cree que la clave está en el autoensamblado durante el desarrollo del exoesqueleto. Se desarrollan ciertas membranas que dejan un cierto número de huecos; más tarde se rellenan estos huecos y las membranas con quitina, formándose la microestructura responsable de los colores reflejados. Esta hipótesis deberá ser verificada con estudios embrionarios específicos.