martes, 8 de octubre de 2013

Premio Nobel de Medicina 2013


Physics and chemistry medals
Fuente: nobelprize.org
Ya han empezado a hacerse públicas las concesiones de los Premios Nobel.

Como todos los años por estas fechas, la Academia sueca ha comenzado su serie de ruedas de prensa para hacer públicos los nombres de los galardonados. Y como es habitual, el primero de los Nobel en darse a conocer es el de Medicina o Fisiología, que se comunicó ayer, lunes 7 de octubre.
Hoy se ha conocido el de Física y en los próximos días se harán saber los premiados en el resto de categorías (Química, Literatura, Economía y Paz).

El Premio Nobel de Medicina o Fisiología ha sido concedido a los científicos norteamericanos James E. Rothman (Universidad de Yale) y Randy W. Schekman (Universidad de Berkeley) y al alemán Thomas C. Südof (Universidad de Stanford, también en USA).
Los tres son profesores de Biología Celular y Molecular en las universidades citadas.


J.E. Rothman, R.W. Schekman y T.C. Südof
El Instituto Karolinska de Estocolmo ha explicado en su anuncio que se les concede dicho galardón por "sus descubrimientos sobre la maquinaria que regula el tráfico vesicular, un sistema de transporte esencial en nuestras células".
Además, estos investigadores, que trabajan por separado, han conseguido resolver "el misterio sobre cómo las células son capaces de organizar sus sistema de transporte interno, explicando los principios moleculares que regulan cómo dicho sistema es capaz de llevar las moléculas que se necesitan al lugar adecuado y en el momento justo".


Vamos a intentar "traducir" la información proporcionada por la academia sueca, para entender cuáles son las investigaciones de estos científicos y por qué son tan importantes como para otorgarles tan prestigioso premio.

Las células eucariotas están formadas por una membrana que envuelve toda la estructura, un núcleo que contiene el material genético y una especie de gelatina que ocupa todo el espacio interno, el citoplasma.
En el citoplasma se encuentran los orgánulos, una serie de estructuras que se encargan de realizar las diversas funciones celulares, como obtener energía, fabricar distintas sustancias, expulsar algunas de ellas al exterior, etc. En fin, todas las funciones vitales de la célula.

Ya que estos orgánulos son entidades independientes entre sí, desde hace mucho tiempo pensó que sería necesario que se comunicaran de algún modo, ya que las sustancias producidas deben intercambiarse o la energía debe ser distribuida a todas las partes de la célula.

Ya que esta comunicación entre orgánulos se lleva a cabo en su mayor parte mediante vesículas (pequeñas bolsitas), recibe el nombre de "tráfico vesicular".
Se podría hacer una comparación al tráfico que se establece entre distintas parte de un país, mediante camiones, trenes, etc., que llevan materias primas a las fábricas y los productos de éstas a los lugares de distribución, así como el combustible necesario para que todo funcione.

Aunque parece que todos los orgánulos deben estar conectados entre sí, sólo se conocen bien dos grandes vías de tráfico vesicular:

  • La secreción celular, que consiste en el paso de las proteínas o lípidos fabricados en el retículo endoplasmático hacia el Aparato de Golgi, donde son modificados y empaquetados, para luego ser llevados hacia la membrana y expulsados al exterior de la célula (sirvan como ejemplo las células que fabrican hormonas y las envían a la sangre).
  • La endocitosis, que sería un proceso inverso, es decir, la introducción de sustancias externas dentro de la célula, para luego ser utilizadas o digeridas por los lisosomas.


Pues bien, los descubrimientos de estos tres investigadores permiten conocer bastante bien los mecanismos por los cuales estos sistemas de transporte funcionan correctamente y de qué modo se controla el movimiento de sustancias de unos lugares a otros de una célula, permitiendo que todo ocurra de manera sincronizada y a cada orgánulo lleguen las sustancias que necesita y en el momento y en la cantidad en que las necesita.

¿Y para qué sirve esto?

Un mejor conocimiento del funcionamiento interno de nuestras células es esencial para poder comprender muchos mecanismos corporales aún desconocidos y, sobre todo, muchas anomalías provocadas por el mal funcionamiento de las células.
Por ejemplo, estos avances facilitarán un mejor conocimiento de los procesos mediante los cuales las células endocrinas producen sus hormonas y las envían a la sangre. Pensemos en algunos tipos de diabetes, producidos por un mal funcionamiento de las células ß del páncreas, que acaban no produciendo insulina...

Por otra parte, la transmisión de los impulsos nerviosos de unas neuronas a otras son debidos a la expulsión de unas moléculas llamadas neurotransmisores, que han de incluirse en vesículas y deben ser llevadas hasta el botón axónico y vertidas al exterior para estimular a la siguiente neurona.
Es decir, el funcionamiento del sistema nervioso depende en gran medida del tráfico vesicular y algunos trastornos podrán ser mejor conocidos gracias a los descubrimientos de los nuevos premios Nobel, con la posibilidad de avanzar en el tratamiento de muchos de ellos.

Imagen de la web del "Schekman Laboratory" donde se ilustra una de sus principales investigaciones
Our lab studies membrane assembly, vesicular transport, and membrane fusion among organelles of the secretory pathway. Basic principles that emerged from our past and on-going studies in yeast are now being applied to studies of genetic diseases of protein transport.

domingo, 6 de octubre de 2013

¿Un animal que hace la fotosíntesis?


Increíble, pero cierto. Una especie de babosa, de color verde, naturalmente, realiza la fotosíntesis, como si de un alga o una planta se tratara...

Esta babosa marina, de nombre científico Elysia chlorotica, puede representar un increíble paso adelante en la evolución de los animales.


Elysia chlorotica es un molusco gasterópodo (babosas y caracoles) que pertenece al grupo de los "Nudibranquios" (babosas marinas con branquias extrenas, sin protección) y vive en aguas de las costas atlánticas de Norteamérica.

File:Elysia chlorotica (1).jpg
Fuente: commons.wikimedia.org
Su cuerpo, de unos 4-5 cm de longitud, presenta un aspecto aplanado debido a los ensanchamientos laterales a modo de alas, que utilizada para nadar.

Si olvidamos la cabeza, si observamos este molusco desde arriba, cuando está en reposo, tiene un aspecto sospechosamente parecido al de una hoja, con un color verde intenso e incluso "nervios".

¿Dónde está el truco?

Desde que comenzó a ser estudiada la especie, por científicos de la Universidad de Maine (USA), en 1987, se ha estado intentando descifrar el original mecanismo por el que este animal es capaz de hacer la fotosíntesis como un alga o una planta.

Hace pocos años, se descubrió que esta babosa se alimenta de algas verdes durante su primera fase de desarrollo y, a medida que crece, va tomando su color verde característico. Cuando su cuerpo es totalmente verde, deja de comer algas y ya no volverá a tomar alimento el resto de su vida, pues obtiene sus nutrientes gracias a la fotosíntesis.

El truco está en que al digerir las algas, es capaz de separar los cloroplastos de éstas, sin destruirlos (aún no se conoce exactamente cómo lo consigue) e incorporarlos a sus propios tejidos, de manera que estos orgánulos, que contienen clorofila y en los cuales se lleva a cabo la fotosíntesis, quedan incluidos en el organismo de la babosa y siguen funcionando igual que cuando se encontraban en las algas de las que se alimentó.
Esto es bastante extraño, pues lo normal es que los cloroplastos, fuera de su célula, duren muy poco tiempo, ya que su funcionamiento es debido a un larga serie de enzimas que son fabricadas en los ribosomas. Al carecer de estas enzimas, un cloroplasto no podría mantenerse activo.
Sin embargo, la babosa consigue que lo hagan. ¿Cómo?.

Análisis genéticos de la babosa y alguna de las algas de las que se alimentan con preferencia, han demostrado que, además de los cloroplastos, la babosa también incorpora algunos genes del alga a su material genético, justamente los que necesita para mantener activos los cloroplastos y que realicen la fotosíntesis.
Este curioso proceso se denomina "transferencia horizontal de genes", algo conocido en bacterias pero muy raro en plantas y animales; y, desde luego, aún más extraño al tratarse de una transferencia entre un alga y un animal. Además, estos genes acaban transmitiéndose a las siguientes generaciones de babosas.

En resumen, un caso extraordinario de adaptación al medio y evolución, del que aún se desconocen muchos detalles, como los mecanismos por los cuales la babosa consigue no digerir los cloroplastos y los genes que le resultan útiles o por qué su sistema inmunitario no destruye esos genes extraños y les permite incorporarse a su material genético.

Fuente: seaslugforum.net