El pegamento natural más fuerte

El Pegamento Natural Más Fuerte Podría Usarse Como Adhesivo MédicoUna bacteria que vive en los ríos, arroyos y acueductos utiliza el pegamento más fuerte de la naturaleza para mantenerse en su sitio, según revela una nueva investigación.Los autores del estudio, de la Universidad de Indiana en Bloomington y de la Universidad Brown, comprobaron que era necesario aplicar una fuerza de aproximadamente un micronewton para desprender una sola Caulobacter crescentus de una pipeta de vidrio. Como es tan pequeña, la fuerza de tracción de un micronewton genera una gran tensión de 70 newtons por milímetro cuadrado. Esa tensión que las adherencias bacterianas pudieron en ocasiones resistir, es equivalente a cinco toneladas por pulgada cuadrada (tres o cuatro automóviles en equilibrio sobre una moneda de un cuarto de dólar). En comparación, las "súper" colas comerciales se rompen cuando se aplica una fuerza de 18 a 28 newtons por milímetro cuadrado.Hipotéticamente, la cola generada por esta bacteria podría ser producida en masa y cubrir superficies con propósitos médicos y de ingeniería."Hay aplicaciones obvias, ya que este adhesivo funciona en superficies húmedas", destaca el bacteriólogo Yves Brun (Universidad de Indiana en Bloomington), quien codirigió el estudio junto al físico Jay Tang (Universidad Brown). "Una posibilidad sería utilizarlo como adhesivo quirúrgico biodegradable".La Caulobacter crescentus se pega a las piedras y a los interiores de las cañerías de agua por medio de un tallo largo y delgado. Al final del tallo se encuentran unas ventosas punteadas que contienen polisacáridos (cadenas de moléculas de azúcar). Estos azúcares son su fuente de tenacidad."El desafío será producir grandes cantidades de esta cola sin que se pegue a todo lo que se usa para producirla", advierte Brun. "Usando mutantes especiales, podemos aislar el pegamento en superficies de cristal".Los científicos permitieron a las Caulobacter crescentus pegarse a las paredes de una pipeta fina y flexible de vidrio. Usaron luego un micromanipulador para sujetar la porción celular de la bacteria y tirar de ella directamente fuera de la pipeta, midiendo la fuerza de tensión necesaria. En 14 ensayos, los científicos encontraron que tenían que aplicar una fuerza de 0,11 a 2,26 micronewtons por célula antes de despegar la bacteria.La Caulobacter crescentus ha desarrollado una habilidad especial para vivir en condiciones sumamente pobres en nutrientes, lo que explica su existencia habitual en los grifos y otras partes de los sistemas hidráulicos caseros. Como permanece en ellos en bajas concentraciones y no produce ninguna toxina humana, no supone amenaza alguna para la salud de las personas.El ingeniero L. Ben Freund desarrolló el modelo utilizado para realizar el complejo análisis matemático de las fuerzas en los experimentos. Peter Tsang y Guanglai Li, de la Universidad Brown, realizaron experimentos y analizaron datos.

La gran potencia de disparo del hongo de maíz

La Gran Potencia de Disparo del Hongo del Maíz
Un equipo de biólogos ha descubierto que un hongo común presente en cultivos de maíz es con mucho el artillero más poderoso conocido, disparando sus esporas con una potencia de aceleración igual a 870.000 veces la fuerza de gravedad.Por supuesto, los granjeros no necesitan preocuparse por la posibilidad de ser atravesados por la bala de un supercañón fúngico. La espora infinitesimal viaja sólo cinco milímetros antes de dar en el blanco.No obstante, señalan los biólogos, el hongo Gibberella zeae supera al poseedor del récord anterior, el hongo Pilobolus, por casi un centenar de veces. También supera a un rifle, que dispara su bala con menos de la décima parte de esa aceleración.El estudio ha sido conducido por Frances Trail e Iffa Gaffoor de la Universidad del Estado de Michigan, y Steven Vogel de la Universidad Duke.La "biobalística" del hongo ofrece una lección espectacular de cómo se comporta la física a diferentes escalas. A la escala infinitesimal de la espora del hongo, la fuerza de fricción atmosférica tiene una importancia enorme; de aquí la necesidad de una velocidad de eyección extremadamente alta para lograr hasta la más modesta dispersión de sus esporas.El propósito del estudio, que reveló las extraordinarias capacidades de lanzamiento del hongo, fue comprender mejor el mecanismo biológico que se encuentra detrás de la escopeta fúngica.Básicamente, el arma obtiene su potencia del incremento de presión dentro del cuerpo contenedor de la espora del hongo, llamado peritecio, debido a la capacidad que tiene la savia de crear una presión osmótica. Tal presión se debe al flujo de agua a través de una membrana en el peritecio a medida que trata de igualar la concentración de una solución salina dentro de la cámara. En el caso del hongo, la cuestión era si el azúcar manitol o los iones de potasio eran los responsables de la presión osmótica que generaba la fuerza propulsora.En sus experimentos, Trail y Gaffoor crearon una "galería de tiro" fúngica que consiste en una cámara de vidrio pequeña, en la que montaron un bloque gelatinoso que contenía peritecios maduros. Dispusieron el bloque de manera que los peritecios pudieran lanzar sus esporas hacia una cubierta movible de cristal. Los investigadores midieron la longitud de las explosiones del hongo y calcularon la masa de la espora. Esa masa resultó ser muy baja para una espora fúngica, lo que explica por qué el hongo podía alcanzar velocidades de lanzamiento tan extraordinarias. Vogel alimentó con datos procedentes de los experimentos de laboratorio y cálculos de masa de espora, un programa informático que había desarrollado para determinar la balística de tales proyectiles. El resultado fue la aceleración récord de 870.000 veces la de la gravedad para las esporas, y una velocidad de lanzamiento de cerca de 130 kilómetros por hora.

Los peces del Atlántico al borde de la extinción

Peces del Atlántico estarán al borde de la extinción en 20 añosVarias especies de peces de profundidad del Atlántico del noroeste se veránabocados a su práctica extinción en menos de 20 años de pesca comercial y seencuentran ahora en una situación más crítica que el tigre de Bengala o elpanda giganteDescubierta Nueva Vía CélularUn reciente y notable descubrimiento de la botánica puede sentar las bases para profundos avances en el conocimiento de la genética vegetal y en el desarrollo de la biotecnología.Científicos de la Universidad Estatal de Oregón han identificado por primera vez una proteína tóxica que puede cruzar la membrana celular de la planta y matar la célula. Se sabe que los virus y bacterias pueden penetrar la barrera de la pared celular y desestabilizar la célula vegetal, pero se ignoraba que una proteína pudiese hacerlo por sí sola.Futuras investigaciones podrían proveer una nueva herramienta para penetrar en las células vegetales y manipular su comportamiento de alguna forma que sea beneficiosa, como crecer más rápido, resistir enfermedades o aumentar su productividad.También cabe destacar que el mecanismo biológico descubierto muestra una similitud con las células mamíferas, por lo que los científicos creen haber encontrado una característica conservada durante más de 600 millones de años, cuando plantas y animales divergieron de un antepasado común."Éste es un portal en las células vegetales cuya existencia no se conocía", destaca Lynda Ciuffetti, profesora de botánica y patología vegetal en la Universidad Estatal de Oregón. "Se sabe que los virus y bacterias introducen proteínas en las células, pero ésta es una proteína individual que cruza la barrera de la pared celular manteniendo su integridad. Se trata de un avance fundamental en nuestra comprensión de la biología vegetal".La investigación fue hecha con un hongo patógeno que causa manchas de color marrón en el trigo, una plaga que se encuentra por todo el mundo, y en algunos lugares puede ocasionar pérdidas de hasta el 50 por ciento. Estos hongos producen toxinas múltiples que atacan al trigo, reduciendo su rendimiento y arruinando la semilla.Hasta ahora, los científicos no sabían exactamente cómo la proteína producida por este hongo causaba la enfermedad, tanto dentro como fuera de la célula vegetal. Nadie había demostrado antes que una proteína podía ingresar dentro de la célula, sin la asistencia de un agente patógeno. Pero en este caso, la proteína atraviesa la membrana celular e interactúa con los cloroplastos, produciendo la muerte celular.Los autores del estudio creen que este mecanismo probablemente existe en otras células además del trigo, y con otras proteínas. Aunque todavía no permite resolver el problema de la enfermedad del trigo, la investigación ha permitido descubrir una nueva vía en las células vegetales.El ingreso de proteínas en la célula para afectar a su funcionamiento es común en las células animales. Por ejemplo, es el método utilizado por el virus del SIDA para causar daños. Pero este proceso no se conocía en las células vegetales, que han evolucionado separadamente de los animales durante cientos de millones de años.Información adicional en:Las poblaciones de cinco especies de peces estudiadas por un equipo debiólogos canadienses de la Universidad de San Juan de Terranova handisminuido entre un 87% y un 98% durante los 17 años de la investigación,según un estudio publicado en el último número de la revista científicabritánica Nature.Los autores señalan una reducción de 25% a 57% de la talla de los pescadoscapturados entre 1978 y 1994. Extrapolando estos datos a tres generaciones,el hundimiento de las reservas de estas especies sería de un 99% a 100%.Esto justificaría incluirlas en la lista de las especies "en peligro críticode extinción" que elabora la Unión Mundial para la Naturaleza (IUCN).Estas especies -la mollera azul ("Antimora rostrata"), el granadero("Coryphaenoides rupestris") y el granadero o pez rata ("Macrourusberglax"), la anguila espinosa ("Notocanthus chemnitzi"), la raya de colaespinosa ("Bathyraja spinicauda")- abundaban bastante hasta los añossetenta.Las dos especies de granadero empezaron a ser capturadas industrialmentedespués del agotamiento de las reservas de peces de superficie, mientras quelas otras tres especies, menos comunes, fueron víctimas colaterales deldesarrollo de la pesca del rodaballo de Groenlandia.Los peces de profundidad son especialmente vulnerables debido a sucrecimiento lento, maduración sexual tardía, baja fecundidad y granlongevidad (hasta 60 años).El relativo desconocimiento que les rodea no debería impedir la adopción demedidas inmediatas de protección, como el establecimiento de zonas deprohibición de la pesca, preconizan los autores del estudio.Hace cinco años, un estudio en 90 zonas del Atlántico víctimas de una pescaexcesiva mostró que sólo siete había recuperado su nivel inicial de pecestras quince años de restricción de las capturas.La lista roja de la IUCN sirve de referencia para las especies animales enpeligro.El tigre de Bengala y el panda gigante, símbolo de la destrucción de lafauna, figuran clasificados "en peligro", es decir, a un nivel por debajo dela protección que merecerían los cinco peces objeto del estudio canadiense.

Descubierta nueva vía celular

Descubierta Nueva Vía Célular
Un reciente y notable descubrimiento de la botánica puede sentar las bases para profundos avances en el conocimiento de la genética vegetal y en el desarrollo de la biotecnología.Científicos de la Universidad Estatal de Oregón han identificado por primera vez una proteína tóxica que puede cruzar la membrana celular de la planta y matar la célula. Se sabe que los virus y bacterias pueden penetrar la barrera de la pared celular y desestabilizar la célula vegetal, pero se ignoraba que una proteína pudiese hacerlo por sí sola.Futuras investigaciones podrían proveer una nueva herramienta para penetrar en las células vegetales y manipular su comportamiento de alguna forma que sea beneficiosa, como crecer más rápido, resistir enfermedades o aumentar su productividad.También cabe destacar que el mecanismo biológico descubierto muestra una similitud con las células mamíferas, por lo que los científicos creen haber encontrado una característica conservada durante más de 600 millones de años, cuando plantas y animales divergieron de un antepasado común."Éste es un portal en las células vegetales cuya existencia no se conocía", destaca Lynda Ciuffetti, profesora de botánica y patología vegetal en la Universidad Estatal de Oregón. "Se sabe que los virus y bacterias introducen proteínas en las células, pero ésta es una proteína individual que cruza la barrera de la pared celular manteniendo su integridad. Se trata de un avance fundamental en nuestra comprensión de la biología vegetal".La investigación fue hecha con un hongo patógeno que causa manchas de color marrón en el trigo, una plaga que se encuentra por todo el mundo, y en algunos lugares puede ocasionar pérdidas de hasta el 50 por ciento. Estos hongos producen toxinas múltiples que atacan al trigo, reduciendo su rendimiento y arruinando la semilla.Hasta ahora, los científicos no sabían exactamente cómo la proteína producida por este hongo causaba la enfermedad, tanto dentro como fuera de la célula vegetal. Nadie había demostrado antes que una proteína podía ingresar dentro de la célula, sin la asistencia de un agente patógeno. Pero en este caso, la proteína atraviesa la membrana celular e interactúa con los cloroplastos, produciendo la muerte celular.Los autores del estudio creen que este mecanismo probablemente existe en otras células además del trigo, y con otras proteínas. Aunque todavía no permite resolver el problema de la enfermedad del trigo, la investigación ha permitido descubrir una nueva vía en las células vegetales.El ingreso de proteínas en la célula para afectar a su funcionamiento es común en las células animales. Por ejemplo, es el método utilizado por el virus del SIDA para causar daños. Pero este proceso no se conocía en las células vegetales, que han evolucionado separadamente de los animales durante cientos de millones de años.Información adicional en:

La evolución no siempre favorece a animales grandes

La Evolución No Siempre Favorece a los Animales Más GrandesLos biólogos han creído durante mucho tiempo que cuanto más grande es el cuerpo, mejor resulta esto para la especie, ya que muchos linajes de animales, desde los caballos a los dinosaurios, han evolucionado en el tiempo hacia especies más grandes. Pero un estudio de dos biólogos sugiere que la máxima, conocida como "Regla de Cope", puede ser sólo en parte verdadera.Los científicos, de la Universidad de California en San Diego (UCSD), encontraron que las poblaciones de diminutos crustáceos recuperados de los sedimentos del fondo marino, correspondientes a los pasados 40 millones de años, se hicieron más grandes y evolucionaron hacia especies de mayor tamaño y poderío, como se predice en la Regla de Cope. Sin embargo, los cambios en el tamaño de los crustáceos, parecidos a las almejas y conocidos como ostrácodos, del género Poseidonamicus, sólo aumentaron cuando la temperatura global del océano se enfrió. Cuando las temperaturas permanecieron estables, el tamaño de sus cuerpos no cambió mucho."Estos datos muestran una correlación muy clara entre la temperatura y el tamaño del cuerpo," declara Kaustuv Roy, profesor de biología de la UCSD."Aunque no son los fósiles más fascinantes, los ostrácodos de las profundidades del mar son muy útiles para responder a esta pregunta porque presentan un registro fósil rico que nos permite reconstruir la evolución del tamaño del cuerpo con gran detalle", explica Gene Hunt, quien diseñó y dirigió el estudio mientras era un becario postdoctoral en la UCSD.Los científicos han estado interesados durante mucho tiempo en cómo evoluciona el tamaño del cuerpo, pero hay mucha incertidumbre sobre qué factores son más importantes para determinar si los animales se hacen más grandes o más pequeños con el tiempo.Los dos científicos argumentan que sus datos sugieren que la Regla de Cope, denominada así por Edward Cope, un paleontólogo de siglo XIX que afirmó que el registro fósil mostraba que los linajes se hicieron más grandes con el paso del tiempo, puede ser una manifestación evolutiva de la Regla de Bergmann, que sostiene que los animales aumentan su masa en los ambientes más fríos.Los biólogos habían asumido que la Regla de Bergmann, denominada así por el biólogo alemán del siglo XIX Christian Bergmann, reflejaba la adaptación de los animales de sangre caliente para volverse más grandes cuando se instalaban en ambientes más fríos. La razón: los animales más grandes tienen menor proporción de superficie con respecto al volumen y pueden con esto conservar el calor más eficazmente en los ambientes fríos. Igualmente, los animales más pequeños con proporciones mayores de superficie con respecto al volumen, están mejor adaptados a los ambientes más calurosos donde pueden disipar el calor con mayor eficacia.Sin embargo, esta relación simple no explica por qué los ostrácodos y otras criaturas de sangre fría, que no regulan las temperaturas del interior de su cuerpo, como por ejemplo los moluscos o las tortugas, también siguen esta regla.Hunt y Roy encontraron que cuando las temperaturas del océano disminuyeron en unos 10 grados centígrados, desde 40 millones de años atrás hasta el presente, el tamaño global de los ostrácodos Poseidonamicus de las profundidades del mar aumentó de manera espectacular.

La rigidez del tejido conduce a la formación de tumores

La Rigidez del tejido Conduce a la Formación de Tumores
La relación entre la rigidez del tejido y la formación de un tumor está bastante bien establecida; sin embargo, lo que no se comprende bien es la base molecular de tal rigidez. Ahora, por primera vez, un equipo de investigación ha demostrado que la formación del tumor es generada por una interacción compleja tanto de señales mecánicas como químicas, y el tejido rígido resultante induce señales moleculares que promueven el comportamiento cancerígeno de las células.Los investigadores, de la Escuela de Medicina de la Universidad de Pensilvania, han demostrado claramente que la fuerza, el crecimiento, y el comportamiento del tumor están estrechamente vinculados, por lo que se pueden desarrollar nuevas terapias u objetivos."Este estudio identifica la conexión entre oncogenes, mecánica celular y su microambiente en animales y cultivos de modelos experimentales", explica Valerie Weaver, Profesora de Patología. "Específicamente, hemos definido la intensidad de la fuerza mecánica como un factor integral en el desarrollo del tumor".Weaver y sus colegas usaron un gel tridimensional en el que cultivaron células de cáncer de mama, pudiendo controlar y medir la rigidez del microambiente circundante. Encontraron que la rigidez del tejido incrementa el crecimiento celular y destruye la organización del tejido, incentivando un comportamiento de tipo tumoral en células normales. Esto ocurre porque la rigidez ayuda a activar vías de señalización cruciales de crecimiento y aumenta la tensión celular.Las células usan receptores de superficie llamados integrinas para comunicarse con el ambiente exterior del tejido, que consta principalmente de tejido conectivo.Las integrinas regulan el crecimiento, muerte y movimiento celular, así como la organización del tejido. También asumen un papel en la división y proliferación celular a través de la molécula ERK, que regula la señal extracelular. A pesar de que las integrinas fueron descubiertas hace décadas, encontrándose su actividad anormal en los tumores, el debate sobre cómo podrían alterarse y qué importancia tienen para el cáncer ha continuado entre los investigadores.Weaver y sus colegas encontraron que la rigidez del tejido induce un comportamiento de tipo tumoral en las células a través de la ERK y la Rho, otra molécula reguladora.Aunque los investigadores conocen desde hace mucho tiempo que los oncogenes como Ras y Erb2 conducen al crecimiento celular por la vía ERK, este estudio ha demostrado cómo niveles altos de ERK también preparan a la célula para contraerse más, por vía de las integrinas.La actividad de las integrinas también regula la vía molecular Rho, que controla en tumores la rigidez del citoesqueleto, una colección de filamentos de proteína dentro de la célula que le da forma y capacidad para el movimiento dirigido. Cuando los investigadores aumentaron la rigidez del gel en el que se pusieron las células experimentales, la actividad Rho aumentó, así como el número y tamaño de las adhesiones focales, conglomerados de integrinas que crean una conexión entre éstas y el citoesqueleto.Los investigadores encontraron que un programa (con capacidad de autoperpetuación) de destrucción tisular es establecido a través de cambios en la señalización de integrina para crear un arma de doble filo que conduce a un comportamiento celular aberrante. Tanto la rigidez de tejido conectivo que rodea los tumores en vías de desarrollo como la actividad incrementada o la expresión de oncogenes pueden hacer que las células se vuelvan cancerígenas.

Formación Embrionaria

Desvelando Misterios de la Formación Embrionaria
¿Cómo se desarrolla de una sola célula un organismo multicelular con órganos y tejidos especializados? Un equipo de investigadores de genómica está cerca de contestar esta pregunta mediante la creación del primer diagrama de las interacciones moleculares que ocurren al inicio del desarrollo embrionario. Un gusano ha sido la clave para este avance.El trabajo es un esfuerzo cooperativo llevado a cabo por científicos de la Universidad de Nueva York (NYU), la Universidad de Harvard, el Instituto Max Planck y Cenix Bioscience en Dresden, Alemania.El equipo examinó las primeras dos divisiones celulares de la especie Caenorhabditis elegans, un pequeño y transparente ascáride que habita en el suelo, y que ha sido ampliamente usado como modelo para estudiar el desarrollo embrionario. También fue el primer animal cuyo genoma fue secuenciado. En este nuevo trabajo, los científicos usaron un método de reciente creación para combinar la información de varios estudios genómicos a gran escala, que abarcan la actividad de genes y proteínas de C. elegans."Las primeras etapas del desarrollo embrionario son importantes, porque de ellas se fija la estructura que sirve de armazón para todo el desarrollo subsiguiente del organismo", destaca Kris Gunsalus, investigadora de la NYU y autora principal del estudio.Hacia la primera división celular ya se establecen las condiciones que influencian el desarrollo de órganos y tejidos especializados y dictan su funcionamiento. La descripción que se ha logrado en este trabajo provee un mapa molecular en "borrador" del desarrollo embrionario temprano desde una perspectiva global.El mapa sugiere que un número pequeño de grupos de proteína o racimos, que los investigadores apodan como "las máquinas moleculares", coordinan el desarrollo embrionario adecuado en el gusano. Los patrones de "agrupamiento" sugieren la participación de varios genes aún no estudiados.El C. elegans contiene muchos genes y proteínas encontrados en organismos más complejos, incluyendo a los humanos, de modo que estos resultados ayudarán a los científicos a entender mejor los aspectos universales del desarrollo.