Confirman que la evolución es irreversible

26 09 2009
Joe Thornton. Fuente: Universidad de Oregón.

Foto: Investigador

Un estudio molecular descubre que los cambios genéticos no se invierten nunca.

La reversibilidad de los procesos evolutivos ha fascinado durante mucho tiempo a los biólogos. Ahora, investigadores de la Universidad de Oregón, en Estados Unidos, han estudiado estos procesos a nivel molecular, utilizando una combinación de técnicas como la resucitación de antiguas proteínas. Así, han descubierto que aquellos cambios que se dan una vez en los genes de un ancestro no se invertirán nunca. Esta constatación sugiere que, a lo largo del tiempo, se habrían dado una serie de mutaciones restrictivas que evitaron innumerables trayectorias alternativas en la selección natural y que, por tanto, la contingencia histórica juega un importante papel en la evolución. Por Yaiza Martínez.

Un equipo de investigación de la Universidad de Oregón, en Estados Unidos, ha constatado en laboratorio y, por primera vez, a nivel molecular, que la evolución no puede ser un proceso reversible. 

Según sus descubrimientos, aquellos cambios que se dan una vez en los genes de un ancestro no se invertirán nunca. 

La reversibilidad de los procesos evolutivos ha fascinado durante mucho tiempo a los biólogos, explican los investigadores en un artículo aparecido en la revista Nature, sin embargo la mayoría de las investigaciones realizadas al respecto hasta la fecha no han sido determinantes, por la falta de un método del todo fiable de estudio de genes ancestrales. 

Para superar este escollo, los investigadores de la Universidad de Oregón analizaron la cuestión a nivel molecular, utilizando una combinación de técnicas: reconstrucción informática de secuencias de genes ancestrales, ADN de síntesis, ingeniería de proteínas ycristalografía de rayos X

Con todas ellas, consiguieron “resucitar” un gen para una hormona-receptor, idéntico al de un ancestro vertebrado que existió hace más de 400 millones de años. 

Mutaciones sin marcha atrás

Así, los científicos descubrieron que, en un rápido periodo de tiempo, se produjeron cinco mutaciones aleatorias en el gen reproducido, y que estas mutaciones a su vez provocaron modificaciones en la estructura de la proteína que dicho gen sintetizaba. El resultado fue que esta proteína pasó a ser incompatible con la forma original de la hormona-receptor. 

Según se explica en un comunicado de la Universidad de Oregón, la proteína estudiada fue la denominada receptor glucocorticoide (GR), que sujeta a la hormona cortisona y regula la respuesta al estrés, la inmunidad, el metabolismo y el comportamiento, en humanos y en otros vertebrados. 

Según declara Joe Thornton, uno de los autores del estudio y profesor del Centro de Ecología y de Biología Evolutiva de dicha Universidad, esta “fascinante investigación pone de relieve el valor del estudio de los procesos evolutivos”. 

Los especialistas afirman que demostrar cómo las estructuras moleculares son reajustadas o sincronizadas refinadamente por los procesos evolutivos, tendrá un gran impacto en las ciencias básicas y en las ciencias aplicadas, incluyendo el sector del diseño de medicamentos para proteínas específicas. 

Estudio anterior

En un trabajo anterior, Thornton y sus colaboradores demostraron que la primera proteína GR había evolucionado, hace más de 400 millones de años, de una proteína ancestral también relacionada con una hormona: la aldosterona. Entonces, los científicos identificaron siete mutaciones antiguas que ocasionaron que el receptor evolucionara, relacionándose posteriormente con la hormona cortisona. 

Una vez identificada estas siete mutaciones, los científicos quisieron averiguar si éstas eran reversibles, y “resucitaron” la proteína GR para intentar revertir en ella los cambios, mediante la manipulación de su secuencia de ADN. Los investigadores esperaban llegar así a la anterior versión de la proteína, pero en lugar de eso sólo consiguieron una proteína completamente “muerta”, no funcional. 

Para identificar las mutaciones, los investigadores trabajaron con cristales de las proteínas antiguas resucitadas, y los metieron en el acelerador masivo de partículas del Advanced Photon Source de Chicago. 

Allí, utilizando potentes rayos X determinaron la estructura atómica de la proteína, antes y después de los cambios. Así, descubrieron que las mutaciones de la versión posterior de la GR no podían coincidir con la arquitectura de la proteína inicial.

Evolución accidental

Esto supone, según Thornton, que “incluso si una función ancestral de repente volviera a ser óptima, no existiría forma alguna de que la selección natural devolviera a la proteína directamente a su forma ancestral”. 

Por otro lado, la irreversibilidad evolutiva de la GR sugiere que las moléculas que dirigen nuestra biología en la actualidad no son fruto de un proceso determinante sino, más bien, de una serie de mutaciones restrictivas que evitaron innumerables trayectorias alternativas que la selección natural también podría haber seguido. 

Es decir que “si lo observado en la evolución de la GR fuera un fenómeno general, entonces la biología actual sería sólo una de las muchas posibilidades evolutivas”, explica Thornton. 

En definitiva, que la contingencia histórica ha jugado un importante papel en la evolución de la proteína, concluyen los científicos en Nature, como también podría haberlo jugado en el resto de los niveles a los que ha afectado la evolución. 

Depende de la historia

La investigación de Thornton y sus colaboradores a nivel molecular podría explicar los resultados de otro reciente estudio realizado por el Instituto Gulbenkian de la Ciencia de Portugal, en colaboración con la Universidad de Nueva York y con la Universidad de California, en el que también se constató la irreversibilidad de la evolución, en este caso a nivel macroscópico. 

En enero de este mismo año, la revista Nature Genetics publicaba los resultados obtenidos en pruebas de laboratorio en las que se recreó la selección natural, con distintos escenarios de evolución para la mosca de la fruta (la Drosofila melanogaster). 

Las moscas sometidas al experimento procedían de un grupo original que había sido extraído de su ambiente natural en 1975. Durante dos décadas, los descendientes de este primer grupo crecieron en el laboratorio sometidos a distintos estímulos y presiones ambientales que afectaron sus genes. Posteriormente, las moscas fueron devueltas al ambiente original de sus antepasados. 

A lo largo de 50 generaciones de moscas en este último entorno, los investigadores observaron si se “revertía” la evolución en los individuos que habían vuelto al hábitat de sus ancestros, en el caso del cromosoma 3. Así, constataron que las moscas presentaron algunos cambios regresivos, pero sólo parcialmente. 

Según los científicos, la evolución inversa se detuvo cuando las moscas lograron la adaptación al entorno ancestral. A nivel genético, la convergencia con el estado original sólo llegó a una media del 50%: sólo la mitad de las frecuencias genéticas se invirtieron hasta alcanzar las frecuencias genéticas ancestrales. 

Para estos investigadores, la conclusión fue similar a la alcanzada por Thornton y su equipo: la evolución dependería de la historia –sería accidental-, también a nivel genético.

Fuente: Tendencias21. Confirman que la evolución es irreversible

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Las primeras prótesis de retina podrían llegar al mercado en 2011

26 09 2009

Actualmente se prueban la tolerancia a los implantes y los beneficios de éstos en la vida cotidiana

Imagen de implante subretinal del Vision. Fuente: Vision Loss Center.

Retina

El simposium “Artificial Vision”, celebrado recientemente en Bonn, ha puesto de manifiesto los grandes avances realizados hasta ahora en prótesis de retina. La tecnología para restablecer la visión a invidentes y personas parcialmente ciegas está ya casi lista para salir al mercado, señalan los expertos. En 2011 entrarán en competencia diversos sistemas con los que se podría curar la ceguera. Por Yaiza Martínez.

La esperanza de que las personas ciegas o parcialmente ciegas puedan volver a ver es cada vez mayor, a juzgar por los progresos que se están dando actualmente en el desarrollo de prótesis de retina. 

Según publica Alpha Galileo, el simposium internacional “Artificial Vision”, celebrado el pasado 19 de septiembre en Bonn organizado por la Retina Implant Foundation y la Pro Retina Stiftung zur Verhütung von Blindheit (Fundación Pro Retina para la Prevención de la Ceguera), ha revelado lo poco que queda para que los deseos de los invidentes de volver a ver se cumplan. 

Científicos de diversos centros han trabajado durante más de veinte años en el desarrollo de prótesis de retina, especialmente en Alemania, explica la revista. Con sus investigaciones se espera generar la tecnología necesaria para que estas próstesis lleguen a la gente de a pie, y muy pronto. 

Impresiones visuales conseguidas

En las presentaciones realizadas en “Artificial Vision” se constató que las prótesis electrónicas actuales son ya capaces de producir impresiones visuales. Por ejemplo, pacientes ciegos que participaron en un estudio en Estados Unidos fueron capaces con ellas de distinguir luces y sombras y de registrar el movimiento y la presencia de objetos grandes. 

Por otro lado, un proyecto de un grupo de investigación alemán, liderado por el profesor Eberhart Zrenner de la Universidad de Tubinga, ha constatado que es posible restablecer la capacidad de leer a personas parcialmente invidentes. Algunos pacientes sometidos a pruebas con estas prótesis fueron capaces de leer letras de ocho centímetros. 

Los especialistas aseguran que la tecnología se encuentra en “su recta final”. Los últimos estudios se centran, de hecho, en probar la tolerancia a largo plazo de los pacientes a las prótesis, y en testar los beneficios de éstas en la vida cotidiana. Los fabricantes, por su parte, esperan que los implantes sean aprobados en 2011. 

Diversos sistemas

En breve, por tanto, habrá diferentes sistemas de prótesis de retina compitiendo en el mercado, aseguran los especialistas. Uno de estos sistemas, el implante sub-retinal, consiste en un chip que se implanta bajo una capa de células nerviosas de la retina. 

Una vez colocado, el chip recibe impulsos luminosos y los convierte en señales eléctricas que son transmitidas a las células nerviosas de la retina, de la misma manera que lo hacen los fotorreceptores de la retina de cualquier ojo sano. 

Este es el modelo en el que trabajan los científicos de la Universidad de Tubinga, y también investigadores del Boston Implant Project de la Universidad de Cambridge o del Vision Loss Center, de Atlanta. 

Existe otro sistema, el implante epiretinal, que consiste en fijar un chip en la capa superior de las células nerviosas. Según se explica en Visión Artificial, este sistema está siendo desarrollado por investigadores de la Universidad de Harvard y del MIT, en Boston, Massachussets. 

En este caso, la prótesis microelectrónica serviría para restaurar la visión de pacientes con ciertas enfermedades retinales, como la degeneración macular relacionada con la edad o AMD, y la retinitis pigmentosa o RP, que incluye enfermedades degenerativas de la retina. 

Las prótesis desarrolladas por los investigadores de Harvard y del MIT, están diseñadas para estimular eléctricamente las células ganglionares saludables que permanecen funcionales y que mantienen conexiones al cerebro a través del nervio óptico. Los científicos esperan que una estimulación de este tipo cree imágenes visuales que puedan ser útiles para el paciente. 

En esta esta misma dirección están dirigiendo sus esfuerzos diversos grupos alemanes, como la compañía IMI (que ha desarrollado IRIS ), el Fraunhofer Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme y la University Eye Clinic Aachen. 

Próxima generación

Aparte de estos sistemas, una próxima generación de prótesis de retina se encuentra ya en la línea de salida en laboratorios de todo el mundo. En ella trabajan ingenieros, especialistas en ciencia computacional, biólogos y médicos, que están volcando sus conocimientos en la generación de nuevas estrategias que vinculen dispositivos electrónicos con el sistema nervioso. 

Por ejemplo, investigadores de Suiza y Japón están desarrollando sistemas en los que el chip no se implanta en el ojo sino en la piel que protege el globo ocular. En la retina sólo se implantarían los electrodos que estimulan las células nerviosas, mediante una pequeña incisión. 

Por otro lado, investigadores chinos están desarrollando prótesis de retina que, en lugar de estimular las células nerviosas retinales, estimulan directamente el nervio óptico. Y un equipo norteamericano intenta activar la corteza visual directamente en el cerebro. Todos estos sistemas están aún en una fase puramente experimental. 

Registro de formas

Otros proyectos que también están despertando gran interés son los que pretenden utilizar una forma de comunicación alternativa entre las células nerviosas. Científicos australianos y americanos trabajan en prótesis de retina que producen impulsos bioquímicos, en lugar de impulsos eléctricos. 

En estos casos, la idea es que las prótesis retinales emitan neurotransmisores acordes con patrones espacial y temporalmente controlados para así estimular las células nerviosas. 

Como se ve, los progresos en general están siendo asombrosos, pero aún queda pendiente la cuestión de si estas prótesis servirán o no en algún momento para registrar formas. Según los expertos, para ello sería necesario que los implantes fueran capaces de “aprender”, y de producir impulsos de diversos tipos reconocibles por el cerebro, y clasificables en formas particulares. 

En este sentido resulta interesante el trabajo de un equipo de científicos de la Universidad de Bonn, que ha ideado una prótesis de retina inteligente consistente en un software capaz de aprender a traducir correctamente las señales registradas por una cámara, para que éstas puedan ser comprendidas por el cerebro, tal y como explicamos en un artículo anterior de Tendencias21.

Fuente: Tendencias21. Las primeras prótesis de retina podrían llegar al mercado en 2011





Lógicas porcinas y vacunas más peligrosas que la gripe

26 09 2009

Redacción Silvia Ribeiro*

Ante los rebrotes de la gripe porcina y la amenaza de nuevos contagios masivos en las estaciones frías que se aproximan en el hemisferio norte, varios gobiernos se aprestan a iniciar campañas de vacunación masiva, todas con gran drenaje de recursos públicos, que invariablemente beneficiarán al pequeño club de trasnacionales farmacéuticas que monopolizan las patentes y fabricación de vacunas a nivel global.

El gobierno de México, que ha usado la epidemia de gripe porcina para ponerse como ejemplo mundial de las medidas que deberían tomarse al respecto, anuncia que invertirá cuantiosos recursos públicos –hasta 2 mil 500 millones de pesos– en adquirir vacunas para administrar a los sectores de población que define como más vulnerables. Gasto que según el secretario de Salud justifica el absurdo paquete fiscal de saqueo a los pobres propuesto por Felipe Calderón.

Sin embargo, nada ha hecho para atacar o limitar las causas que originaron la gripe porcina. Aunque el surgimiento de este virus está indisolublemente ligado a la cría industrial de animales (cerdos y pollos), el gobierno no ha tomado medidas para detener la vasta contaminación ambiental y a la salud que producen esas instalaciones, como la de Granjas Carroll en Veracruz (propiedad de Smithfield, la mayor productora global de cerdos industriales), señalada como causante del contagio del llamadopaciente cero, un niño de La Gloria, poblado vecino a esa cochina fábrica.

Al contrario, el gobierno premió a la cría industrial de cerdos con nuevos subsidios, para resarcirlos de los efectos negativo que les pudiera haber causado provocar la epidemia. Incluso Alberto Cárdenas, el ahora renunciado secretario de Agricultura, se embarcó con esa industria en una irresponsable campaña para desinformar más al público, afirmando que el consumo de carne de cerdo no estaba vinculado a la gripe. No se molestó en advertir a la población que la carne cruda y la sangre de cerdo pueden ser obviamente fuente de contagio, mucho menos que esa devastadora industria es el origen del virus.

Para completar el cinismo gubernamental, varios pobladores de La Gloria, Veracruz, y Chichicuautla, Puebla, que se organizaron para denunciar el desastre que allí se cocinaba y que los enferma, siguen acusados como criminales y en proceso de juicios por defender su medioambiente y su salud. Y la del resto del planeta, porque su lucha sí es un verdadero ejemplo para el mundo.

Garantizando así que va a seguir la gripe porcina y sin duda surgirán nuevos virus, ahora van por favorecer a otra dudosa y lucrativa industria: la de vacunas.

Aunque el contagio de la gripe porcina humana (A/H1N1) se ha extendido rápidamente por todo el planeta, las cifras de mortalidad, según la Organización Mundial de la Salud y estadísticas oficiales de los países, la ubican en porcentajes muy por debajo de otras enfermedades, incluyendo debajo de las muertes por gripe estacional.

Pese a eso, el gobierno de Estados Unidos, así como de varios países europeos y México, entre otros, han instrumentado campañas de vacunación masiva, que podrían acelerar nuevas mutaciones del virus. No explican por qué invertir miles de millones de dólares en esta llamada pandemia, y no en otras enfermedades y causas de mortalidad más frecuentes, pero están decididos incluso a permitir el uso de nuevas vacunas específicas contra la gripe porcina aunque estén en etapa experimental y su inocuidad no haya sido suficientemente probada.

Hay 15 empresas compitiendo agresivamente por la fabricación de vacunas. Las trasnacionales GlaxoSmithKline (con Baxter), MedInmmune (de AstraZeneca), Novartis, Sanofi Pasteur (de Sanofi Aventis), han anunciado que pronto tendrán vacunas disponibles, logrando lucrativos contratos de abasto a nivel global. Novavax (acusada por algunos científicos de haber creado el virus de la gripe porcina a partir de su colaboración con los Centros de Prevención de Enfermedades de Estados Unidos) logró contratos para su vacuna en España.

Todas están usando métodos nuevos de producción de vacunas, no probados anteriormente, que implican el uso de transgénicos en su producción. Además, todas contienen algún coadyuvante o potenciador (por ejemplo escualeno, hidróxido de aluminio, tiomersal) sobre los que existe abundante literatura científica de daños colaterales, incluyendo reacciones inmunológicas, fibromialgia y desórdenes neurológicos, entre otros.

En 1976, una vacuna que se usó en Estados Unidos contra una epidemia de gripe porcina (similar a la actual) que nunca se materializó, provocó la muerte de 25 personas y parálisis a más de 500 por la enfermedad de Guillain-Barré. Miles de personas levantaron demandas por daños y perjuicios. Con este antecedente, la Secretaría de Salud de Estados Unidos ahora le garantizó inmunidad legal ¡a los fabricantes de las nuevas vacunas!

Aquí ni siquiera necesitan anunciarlo: la impunidad de las trasnacionales es parte de las políticas oficiales.

*Investigadora del Grupo ETC

Fuente: LaJornada. Lógicas porcinas y vacunas más peligrosas que la gripe





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26 09 2009

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