La hipótesis del mundo de ARN es un intento para proporcionar una respuesta adecuada a los problemas que enfrentan los investigadores del origen de vida en relación con el medio original de almacenamiento de información en la tierra primitiva. El ADN es el responsable de albergar la información que la célula requiere para plegar las proteínas en la forma correcta, crítica para su respectiva función. Prácticamente cada estructura celular y extra-celular es construida a partir de proteínas. Dada esta importancia, la información albergada en el ADN define las operaciones y estructuras más fundamentales de la vida.
Cuando las células experimentan la duplicación, el ADN y la información que almacena son copiados y posteriormente pasados a las células hijas. Los planos bioquímicos son transmitidos a la próxima generación mediante la réplica del ADN. Este proceso genera dos moléculas "hijas" idénticas a la molécula del ADN "padre." Una vez que la réplica es completada, las dos moléculas de ADN generadas son distribuidas entre las células hijas producidas durante la división celular.
El construir proteínas requiere información genética en el ADN, pero la información en el ADN no puede ser procesada sin muchas proteínas específicas y complejos de proteínas. La interdependencia mutua del ADN y las proteínas se erige como un gran obstáculo para los paradigmas darwinianos relacionados con el origen de la vida desde mediados de 1980. Los investigadores del origen de la vida incluso se refieren a este acertijo como la paradoja del huevo y la gallina. Debido a que las proteínas son tan fundamentales para los medios por los que el ADN se replica, el ADN y las proteínas no pudieron surgir simultáneamente de una sopa primordial.
¿Una Solución?
La hipótesis del mundo de ARN ha sido propuesta como una solución a esta paradoja. Este modelo mantiene que el ARN precedió al ADN y a las proteínas como el medio inicial de almacenamiento de información fundamental. El ARN puede almacenar información simultáneamente (como el ADN) y catalizar reacciones químicas (como las proteínas). Por esto, se arguye que el mundo de ARN evolucionó eventualmente al mundo de proteínas ADN de la bioquímica contemporánea, con el ARN funcionando actualmente como un intermediario entre el ADN y las proteínas.
Mientras que la hipótesis del mundo de ARN elude en el papel la necesidad de un sistema interdependiente de ADN y proteínas en el más primitivo sistema vivo, en términos prácticos parece en gran parte insostenible. Abundan numerosas dificultades para la hipótesis del mundo de ARN. Por ejemplo, la formación de la primera molécula de ARN habría necesitado el surgimiento previo de moléculas constituyentes más pequeñas, incluyendo azúcar ribosa, moléculas de fosfato y las cuatro bases de nucleótidos del ARN. Sin embargo, resulta que sintetizar y mantener estas esenciales moléculas constructoras de ARN (especialmente la ribosa) y las bases de nucleótidos es profundamente problemático, si no imposible de realizar, bajo condiciones prebióticas realistas.
Otra dificultad importante que confrontan los defensores de la hipótesis del mundo de ARN es que las moléculas de ARN que ocurren naturalmente poseen muy pocas de las propiedades enzimáticas específicas de las proteínas. Las ribozimas pueden realizar un pequeño puñado de las miles de funciones realizadas por las proteínas.
La incapacidad de las moléculas de ARN para realizar muchas de las funciones de las enzimas de las proteínas crea una tercera y relacionada preocupación con respecto a la validez del paradigma del mundo de ARN. Hasta la fecha, ninguna explicación plausible ha sido promovida en cuanto a cómo las moléculas primitivas auto-replicadoras del ARN pudieron haber hecho la transición a sistemas celulares modernos que dependen mucho de una variedad de proteínas para procesar la información genética. Considere la transición de un replicador primitivo a un sistema para construir las primeras proteínas. Incluso si tal sistema de ribozimas para construir proteínas hubiera surgido de un replicador de ARN, ese sistema de moléculas todavía requeriría patrones ricos en información para construir proteínas específicas. No existe una explicación previsible del origen de esa información.
Conclusión
En resumen, el RNA puede desempeñar sólo unos pocos papeles funcionales menores e incluso entonces, usualmente es como consecuencia de la "manipulación" intencional por los investigadores del catalizador del ARN en cuestión. Incluso ante dificultades extremas, la mayoría de los neo-darwinianos siguen convencidos de que el mundo de ARN debe haber existido, preparando el terreno posteriormente para el mundo de proteínas ADN. Si no hizo, la paradoja del huevo y la gallina-- desde una perspectiva materialista -- no puede ser.
Las bacterias fototróficas púrpuras, que pueden almacenar energía de la luz, cuando se les suministra una corriente eléctrica pueden recuperar cerca del 100 % del carbono de cualquier tipo de residuo orgánico, mientras generan gas de hidrógeno para su uso como combustible.
Los compuestos orgánicos en aguas residuales domésticas y aguas residuales industriales son una rica fuente potencial de energía, bioplásticos e incluso proteínas para la alimentación animal, pero sin un método de extracción eficiente, las plantas de tratamiento los descartan como contaminantes.
Bacterias fototróficas púrpuras Publicado en Frontiers in Energy Research, el presente estudio es el primero en demostrar que las bacterias fototróficas púrpuras, que pueden almacenar energía de la luz, cuando se les suministran una corriente eléctrica pueden recuperar cerca del 100% del carbono de cualquier tipo de residuo orgánico, mientras que generan gas hidrógeno para la producción de electricidad.
Estas bacterias captan la energía de la luz solar mediante una variedad de pigmentos, que les dan un tono naranja, rojo o marrón, así como púrpura. Pero es la versatilidad de su metabolismo, no su color, lo que los hace tan interesantes para los científicos.
El producto metabólico que predomina depende de las condiciones ambientales de la bacteria, como la intensidad de la luz, la temperatura y los tipos de sustancias orgánicas y nutrientes disponibles. El uso de una corriente eléctrica externa para optimizar la producción de bacterias púrpuras, un concepto conocido como "sistema bioelectroquímico", funciona porque las diversas vías metabólicas en las bacterias púrpuras están conectadas por una moneda común: los electrones. Por ejemplo, se requiere un suministro de electrones para capturar la energía de la luz, mientras que convertir el nitrógeno en amoníaco libera el exceso de electrones, que deben disiparse. Al optimizar el flujo de electrones dentro de las bacterias, una corriente eléctrica, proporcionada a través de electrodos positivos y negativos, como en una batería, puede delimitar estos procesos y maximizar la velocidad de síntesis.
Según los autores, este es el primer uso informado de cultivos mixtos de bacterias púrpuras en un sistema bioelectroquímico, y la primera demostración de cualquier metabolismo de cambio de fotótrofos debido a la interacción con un cátodo. Capturar el exceso de CO2 producido por las bacterias púrpuras podría ser útil no solo para reducir las emisiones de carbono, sino también para refinar biogás a partir de desechos orgánicos para su uso como combustible.
Las personas que agregaron avellanas a su dieta durante unos meses mejoraron significativamente sus niveles de dos micronutrientes clave, según un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Estatal de Oregón.
En el estudio, 32 personas mayores de 55 años comieron aproximadamente 57 gramos de avellanas diariamente durante 16 semanas.
Dos micronutrientes y AlzheimerLos resultados del estudio mostraron un aumento de las concentraciones sanguíneas de magnesio y niveles urinarios elevados de un producto de degradación del alfa tocoferol, comúnmente conocido como vitamina E.
Los hallazgos, publicados en el Journal of Nutrition, son importantes porque muchos estadounidenses no ingieren cantidades adecuadas de micronutrientes: las concentraciones más bajas de micronutrientes se asocian con un mayor riesgo de problemas de salud relacionados con la edad, incluida la enfermedad de Alzheimer.
La vitamina E y el magnesio son dos de los micronutrientes menos consumidos en la población de Estados Unidos. Y hay mucho más en avellanas de lo que analizamos aquí. También es una gran fuente de grasas saludables. Para las personas no les gusta tomar multivitaminas, as avellanas representan una multivitamina en una forma natural.
Con estos titulares: “Crean accidentalmente una enzima mutante que come plástico”, “Científicos desarrollan nueva enzima que se ‘come’ el plástico”, “Investigadores diseñan por accidente una enzima que come botellas de plástico”, han anunciado los periódicos la caracterización de un enzima cambiado que degrada el plástico PET, el de las botellas, algo mejor que el original bacteriano. Tal es la necesidad que tenemos de encontrar algo que resuelva el problema creado por millones de envases plásticos que se venden cada minuto que un estudio interesante pero modesto salta a la palestra mediática.
El mercado de los productos de estos termoplásticos PET reciclados, como bañadores y forros polares no absorbe la enorme producción primaria. La solución sería un reciclado no de tipo mecánico o físico sino químico. Poder volver a descomponer el plástico en su componentes originales y generar el nuevo a partir de los residuos, sin que supongan un coste mayor, que es lo que ocurre actualmente, y una contaminación adicional. La nueva PETasa que logra deshacer este polímero plástico es un ejemplo de evolución biológica ante una nueva fuente de alimento abundante y un posible bote salvavidas en un mar de botellas que nos ahoga. Repasemos un poco esta novedad química.
Estructura exterior de la PETasa o enzima que degrada el PET y otros poliésteres aromáticos y semiaromáticos. Los convierte en MHET (mono-(2-hydroxyethyl) terephthalate). La bacteria que secreta la PETasa Ideonella sakaiensis 201-F6 es capaz de internalizar este compuesto y utilizarlo como fuente de carbono para su crecimiento.
En 2016 se descubrió en una planta de reciclado de envases una bacteria capaz de descomponer este tipo de plástico y utilizarlo como fuente de carbono. El organismo, Ideonella sakaiensis, que es como se llama, posee varias adaptaciones para comer literalmente plástico. La evolución sigue por donde ve filón, siempre que sea posible, claro. Una adaptación es poseer una variante de la cutinasa, una enzima que degrada la cutina de las plantas, que es un poliester de ácidos grasos. La cutina es la parte más superficial y protectora de muchas plantas aéreas. Es la capa que da a las plantas ese punto hidrófobo por el que se deslizan las gotas de agua sin mojar. Algunos hongos y bacterias secretan al medio la enzima cutinasa para romper esta barrera y penetrar para alimentarse de los tejidos de la planta.
Del mismo modo, esta bacteria segrega al medio la PETasa, la cutinasa trasformada, para romper el plástico PET (tereftalato de polietileno) en muchas moléculas que llamamos MHET. A su vez, la bacteria ha creado otro enzima, este interiormente, que transforma el MHET obtenido en ácido tereftálico y etilenglicol, los productos de partida para la síntesis de PET. Ella los metaboliza y los utiliza para su crecimiento pero, tarda lo suyo. Los dos enzimas son inducibles, esto es, cuando la bacteria detecta esta fuente de alimento y no una más cómoda produce las enzimas y sobrevive.
Los investigadores del nuevo estudio realizaron unos cambios en la PETasa de Ideonella para ver los aminoácidos importantes y se encontraron con una mejora en la catálisis de la reacción de degradación. No muy grande pero suficiente junto con la estructura de la enzima como para publicar en PNAS. Además, sugiere que la proteína es capaz de degradar plásticos similares que se plantean como alternativas al PET, como es el PEF (polietilen-2,5-furandicarboxylato), otro poliester aromático con mejores propiedades como barrera.
Por otra parte, sugieren que podrían lograse con nuevos cambios en los aminoácidos de la enzima, subsiguientes mejoras en la velocidad de degradación como para permitir que el proceso sea rentable. Ojalá sea así, porque no parece el problema con este y otros plásticos vaya a mejor, el tema no se autorregula, es más se agrava, aumentando el volumen de envases cada año.
Investigadores de la Universidad de Waterloo descubrieron que incluso si las personas no eran buenas dibujantes, dibujar resultó ser un método más eficaz para ayudar a retener información nueva que escribir notas, ejercicios de visualización o mirar pasivamente las imágenes.
El estudio fue dirigido por Melissa Meade.
Las bondades de dibujarLos investigadores compararon diferentes tipos de técnicas de memoria para ayudar a la retención de un conjunto de palabras, en un grupo de estudiantes universitarios y un grupo de personas mayores. Los participantes codificarían cada palabra escribiéndola, dibujándola o listando atributos físicos relacionados con cada elemento.
Más tarde, después de realizar cada tarea, se evaluó la memoria. Ambos grupos mostraron una mejor retención cuando utilizaron el dibujo en lugar de escribir para codificar la nueva información, y este efecto fue especialmente grande en los adultos.
Los investigadores creen que el dibujo condujo a una mejor memoria en comparación con otras técnicas de estudio porque incorporaba múltiples formas de representar la información: visual, espacial, verbal, semántica y motora.
La retención de nueva información generalmente disminuye a medida que las personas envejecen, debido al deterioro de las estructuras cerebrales críticas involucradas en la memoria, como el hipocampo y los lóbulos frontales. En contraste, sabemos que las regiones de procesamiento visuoespacial del cerebro, involucradas en la representación de imágenes e imágenes, están casi intactas en el envejecimiento normal y en la demencia. Según Meade:
"Nuestros hallazgos tienen implicaciones emocionantes para las intervenciones terapéuticas para ayudar a los pacientes con demencia a conservar recuerdos episódicos valiosos a lo largo de la progresión de su enfermedad".
El problema del plástico es gigantesco, así que de poco o nada sirven las restricciones personales de índole ascética.
La solución pasa por encontrar un sustituto no tan contaminante o algún procedimiento para eliminarlo de los ecosistemas. En este sentido, un método más prometedor sería el de liberar bacterias que literalmente se coman en plástico.
Últimos avancesRecientemente, por ejemplo, se creó por casualidad un tipo de bacteria capaz de descomponer las botellas de plástico, tal y como sugiere un nuevo trabajo publicado en Proceedings of of the National Academy of Sciences.
Los orígenes del nuevo estudio están relacionados con el descubrimiento en 2016 de una bacteria, Ideonella sakaiensis, en un basurero japonés que había evolucionado para usar PET (tereftalato de polietileno) como fuente de energía, es decir, el material que se usa comúnmente en el millón de botellas de refrescos que se venden por minuto en todo el mundo.
Con esta nueva enzima se podría degradar PET en pocos días, en comparación con los 450 años que tarda en degradarse naturalmente. La bacteria original Ideonella sakaiensis está lejos de ser la primera especie viva que posee proclividades de comer plástico.
Se ha descubierto que las orugas del gusano de cera rompen el plástico en cuestión de horas, y los gusanos de la harina poseen microbios intestinales que comen a través del poliestireno.
Gregg Beckham, investigador en los Estados Unidos. Laboratorio Nacional de Energías Renovables del Departamento de Energía, piensa que, dada la ubicuidad de la contaminación ambiental, "es probable que los microbios evolucionen más rápido y mejores estrategias para descomponer los plásticos hechos por el hombre. Parece que la naturaleza está evolucionando en soluciones”.
Hacen falta, pues, soluciones radicales, más que movimientos románticos y/o ascéticos. Más de ocho millones de toneladas de plástico ingresan a la corriente de desechos cada año. El 91% de él no se recicla. Eso significa que se encuentra en los vertederos y, finalmente, hace su camino hacia el océano. El plástico tarda 400 años en descomponerse.
En 2011, Ron Fouchier cogió una pipeta con una mano, un hurón con la otra y echó unas gotas de líquido en el tembloroso hocico de la criatura. Este era un procedimiento rutinario para Fouchier, uno de los principales virólogos del Centro Médico Erasmus de Rotterdam. Se había pasado la carrera estudiando las formas en que los virus mortales mutan a medida que se transmiten entre animales y personas. Sin embargo, mientras apretaba la pipeta, no podía anticipar las consecuencias de sus acciones.
El líquido contenía el virus de la gripe aviar H5N1. Para 2011, el H5N1 había infectado a cerca de 600 humanos y había matado a más de la mitad de ellos, una proporción que excedía con creces la de la pandemia de gripe de 1918, que mató a hasta 100 millones de personas. Esta nueva cepa de gripe aviar también era inusualmente virulenta pero en ese momento requería el contacto directo con aves o los fluidos corporales de humanos para propagarse. Durante las semanas anteriores, Fouchier y su equipo habían aumentado la potencia del virus al manipular su código genético en el laboratorio. La idea era ver cómo podía mutar en la naturaleza y si podría volverse transmisible por aire, una mejora evolutiva que aumentaría enormemente la amenaza de pandemia.
Los investigadores han jugado con el virus de esta manera desde mediados de los años ochenta. Se necesitan alrededor de seis meses para desarrollar el tratamiento de una nueva cepa del virus de la gripe, por lo que al anticipar las formas en que el H5N1 podría evolucionar y volverse más mortal y transmisible, Fouchier y su equipo esperaban darle ventaja a la humanidad. "Modificar las diferentes partes del virus nos permite aprender sobre las funciones de las diferentes proteínas", me dijo recientemente. "Esto es muy importante porque solo si se comprende bien un virus es posible diseñar vacunas y productos terapéuticos eficientes".
El ambiente era seguro. El laboratorio holandés de Fouchier, especialmente construido para él por la universidad, recibía el nombre de instalación ABSL-3 + y estaba diseñada para contener microbios letales. Cualquiera que ingresase al laboratorio, uno de los más prestigiosos de Europa, tenía que pasar por un control de seguridad. Los trabajadores debían usar trajes especiales y respirar a través de mascarillas. Sin embargo, ninguna de estas precauciones protegería a Fouchier de lo que estaba por venir, lo que más tarde recibiría el nombre de "caza de brujas internacional".
Los virus tienen una tasa de mutación extraordinariamente alta en comparación con otros organismos: en promedio, muta uno por cada 4.000 componentes genéticos en un único virus. Las formas de vida más complejas, como las bacterias, las plantas y los animales, tienen una especie de capacidad de corrección cuando se trata de la reproducción, lo que les permite producir un pequeño número de crías con una baja tasa de mutación y un alto índice de éxito. Un virus, sin embargo, tiene una estrategia opuesta y produce tantos descendientes con tantas mutaciones como sea posible. Esta estrategia ofrece una ventaja evolutiva obvia. Por cada virus "niño" que muere debido a una mutación perjudicial, hay uno que se fortalece a través de una mutación beneficiosa. De esta manera, las mutaciones beneficiosas sobreviven y se propagan.
El virus se transmitió de un hurón a otro en el laboratorio de Fouchier, transportado por investigadores que usaban hisopos para imitar la cadena de contagio que ocurre entre las personas. A medida que pasaban los días, Fouchier y su equipo observaron que en cada etapa del proceso de infección algunas cepas de H5N1 conseguían replicarse con mayor éxito en las vías respiratorias superiores de los hurones ya que toser o estornudar es una etapa evolutiva clave para permitir que el virus se propague.
Al final del experimento, una nueva cepa extremadamente virulenta del H5N1 había obtenido la única habilidad que mantiene a los virólogos despiertos por la noche: ya no necesitaba contacto físico para transmitirse entre mamíferos. Una nueva versión del H5N1, a solo cinco mutaciones de distancia con su precursor, era contagiosa a través del aire y se había transmitido entre hurones que habían estado en jaulas separadas.
En Malta, en septiembre de 2011, Fouchier subió al escenario en una cumbre del Grupo de Trabajo Científico sobre la Gripe de la Unión Europea. En su discurso de apertura, describió sus experimentos y hallazgos ante un auditorio repleto de colegas. La multitud calló mientras Fouchier explicaba el descubrimiento: el virus de la gripe aviar más letal conocido por la humanidad, al menos en condiciones de laboratorio, se había propagado por el aire. Cuando Fouchier terminó, recibió una gran ovación. "Muchos investigadores intentaron lograr lo mismo sin éxito", dice Fouchier.
Las implicaciones fueron claras para todos: Fouchier había diseñado un virus que, si alguna vez escapaba de los confines del laboratorio, tenía la capacidad de matar a más de la mitad de la población mundial. Sin embargo, en el pasillo, fuera de la sala de conferencias, se formó una cola de investigadores entusiasmados, todos querían estrechar la mano a Fouchier o hacerle preguntas.
Tres meses después, Fouchier se estaba preparando para publicar sus hallazgos en una revista científica cuando el Consejo Científico Nacional de Bioseguridad revisó su investigación. El CCNB, formado en 2001, es un panel de expertos en salud pública que dan orientación sobre investigación científica. Le hicieron una petición sin precedentes. La mayoría de las revistas científicas publican resultados de investigación sin mucha parafernalia ni atención, fuera de los científicos que trabajan en la misma área. Con la investigación de Fouchier, sin embargo, el panel pidió a los autores que omitiesen cualquier detalle sobre que pudiese ayudar a los terroristas a crear su propia cepa del virus. El 7 de enero de 2012,The New York Times publicó un editorial titulado El Día del Juicio Final de diseño que decía, sin rodeos, que el daño potencial de la investigación de Fouchier era "tan catastrófico" y los beneficios potenciales "tan especulativos" que la investigación, simplemente, "nunca debería haberse llevado a cabo".
Fouchier se indignó ante estas reacciones, pero aceptó una moratoria de 60 días sobre el proyecto. "Intentar evitar que esta investigación llegue al mayor número de científicos es una tontería", dijo a The New Yorker meses después.
La furia de Fouchier se vio acrecentada por lo que él consideraba una caracterización errónea e inevitable de la obra por parte de los medios, a los que se había negado el acceso a los hechos. Por ejemplo, el artículo del Times decía que "es muy incierto, incluso improbable, que el virus siga el mismo curso de mutaciones que siguió en el entorno controlado del laboratorio. De hecho, cuando hablé con Fouchier me dijo que la cepa del H5N1 de su equipo había evolucionado gracias a sus rasgos biológicos y mutaciones que "parecen haber ocurrido hasta la fecha en todas las cepas pandémicas de gripe contagiosas entre mamíferos".
Cinco meses después, en junio de 2012, finalmente se publicó la investigación de Fouchier, pero el coste fue elevado. Casi simultáneamente, el gobierno de EE UU lanzó la prohibición de investigar mutaciones dentro de las condiciones de un laboratorio (las llamadas investigaciones de "modelos de ganancia") para una serie de virus, entre los que se incluía el de la gripe aviar.
Mientras que científicos, legisladores y editores de publicaciones científicas estimaban las implicaciones sociales, médicas y éticas del trabajo, el virus H5N1 continuaba con su diseminación caótica. Gracias a las mejoras en las prácticas de la cría de aves, el suministro de pollos a las principales ciudades como Hong Kong se revisó completamente y las tasas de contagio se redujeron en China. Sin embargo, en otros lugares, en particular en Camboya, Egipto e Indonesia, las tasas de contagio y las muertes humanas continuaron aumentando con fuerza.
Luego, a fines de marzo de 2013, sucedió algo impensable e inevitable: se detectó en humanos una nueva variante de la mortal gripe aviar. El 26 de marzo, la Organización Mundial de la Salud anunció que esta nueva variante había matado a 11 de las 17 personas infectadas, incluido un hombre en Gran Bretaña que cayó enfermo tras viajar a Arabia Saudí y Pakistán.
A diferencia del H5N1, una forma de gripe aviar que había estado bajo observación durante algún tiempo, esta nueva cepa, que pasó a ser conocida como H7N9, no produjo síntomas en aves (por lo menos inicialmente; posteriormente, en 2017, mutó en una nueva forma que le permitió matar aves, y posiblemente personas, mucho más rápido). Sin embargo, las dos variantes comparten más similitudes que diferencias: ambos virus infectan aves de corral y silvestres y ambos virus pueden resultar fatales cuando se contagian a humanos (aunque el H7N9 tiene, como dijo un investigador, "una preferencia extraña por hombres mayores").
Pero hubo otra diferencia clave. El H7N9 se extendía mucho más rápido que su predecesor. En ocho semanas había infectado a 130 personas en China continental, de las que mató a 36. Esta vez, la respuesta del gobierno chino, que había invertido 97 millones de dólares en la industria avícola desde la aparición del H5N1, fue rápida y decisiva. Se cerraron inmediatamente los mercados de aves de corral en diez provincias y se tomaron 60.000 muestras de aves de granjas de todo el país para aislar el lugar donde se concentraba el virus.
Se sacrificaron más de 20.000 aves en un mercado al por mayor en Shanghái, donde se detectó el virus en una paloma. El público, ahora familiarizado con las emergencias de la gripe aviar, también actuó rápidamente. El New York Times informó que en un restaurante de KFC en Pekín "los trabajadores estaban sin faena mientras montones de pollo frito se quedaban sin vender".
EE UU rápidamente declaró al H7N9 como la mayor amenaza de pandemia mundial y los investigadores que ya estaban trabajando en el virus H5N1 tuvieron repentinamente una nueva cuestión que añadir a sus estudios.
En cuanto Jim Paulson supo sobre el H7N9, su equipo empezó a trabajar en el virus. Paulson es profesor en el Departamento de Medicina Molecular del Instituto de Investigación Scripps en California y, al igual que Fouchier, quería ver lo rápido que podía mutar para empezar a ser contagioso por aire. Sin embargo, dado que el trabajo de Fouchier había provocado dado lugar a una prohibición gubernamental en 2012, las cosas avanzaron mucho más lentamente para Paulson y su equipo.
"Normalmente, lo que se hace es secuenciar el nuevo virus y poner la información genética en una base de datos", dice Paulson. "Todo el mundo puede acceder a esa información y, por lo tanto, se puede simplemente escribir el código genético y enviarlo a un laboratorio que lo sintetizará a un coste muy bajo y luego le permitirá producir la proteína en el laboratorio, estudiarla y producir mutaciones ".
Con la proteína H7N9 en mano, Paulson llevó a cabo algunas pruebas iniciales antes de centrar su atención en la misma pregunta que había inspirado la investigación de Fouchier: ¿cuántas mutaciones más necesitaría para que este virus se transmitiera por aire?
Cuatro años después, en junio de este año, Paulson publicó los descubrimientos clave de su equipo: solo dos mutaciones (además de una encontrada en H7N9 salvaje desde que comenzó su trabajo) permitirían que el virus se combinase bien con las células humanas. Los resultados, a diferencia de las pruebas de Fouchier con H5N1, son especulativos ya que no se han probado en mamíferos. "Sin estudios de infección en animales, solo podemos especular qué podría pasar", dijo Paulson a New Scientist. "No podemos avanzar". Por ahora, cualquier trabajo adicional debe llevarse a cabo en laboratorios que no dependan de los fondos del gobierno de EE UU.
Cinco años después, Fouchier se mantiene firme en que este tipo de investigación es esencial para la preparación ante una pandemia mundial y que la prohibición de EE UU va en contra de la seguridad humana. "Hacemos esto [el trabajo] para entender cómo se replican los virus, causan enfermedades, evaden la inmunidad", dice. "Ha permitido desarrollar nuevos medicamentos, vacunas, terapias contra virus y otras enfermedades como el cáncer". Si sabemos cómo funciona una enfermedad hasta el más mínimo nivel de detalle, es más probable que sepamos cómo detenerla. No hay argumentos en contra de esta práctica".
Las restricciones a los investigadores que trabajan con virus de la gripe aviar en laboratorios que reciben fondos de Estados Unidos siguen vigentes. "Los expertos en seguridad temen que nuestro conocimiento pueda ser mal utilizado y que los virus puedan escapar de nuestros laboratorios y matar a la gente", dice Fouchier. "Ambos temores, en mi humilde opinión, son injustificados. El conocimiento que se puede obtener es excelente y los riesgos están controlados. Las variantes del virus que surgen naturalmente representan una amenaza real para humanos y animales".
El Dr. Florian Krammer, que trabaja en el Departamento de Microbiología de la Facultad de Medicina de Icahn en Nueva York, está de acuerdo. "La moratoria es fuente de controversia porque estos experimentos nos ayudan a comprender los mecanismos clave de la biología del virus y su patogenicidad", dice, y agrega que representa un obstáculo significativo para el rápido desarrollo de vacunas para nuevos virus. "El mundo se volvería vulnerable durante unos seis meses e incluso entonces sería cuestionable si se puede fabricar y distribuir suficientes vacunas para todos".
La amenaza, mientras, se intensifica. El H7N9 acaba de cerrar su año más mortífero tras infectar a más personas en China en los últimos 12 meses que en los cuatro años previos juntos (más de un tercio de los infectados murieron). Además, se cree que el virus está causando una enfermedad más leve y no diagnosticada en un número mucho mayor de personas, particularmente durante los meses de invierno.
Con cada nueva infección, el virus H7N9 tiene la oportunidad de mezclar sus segmentos genómicos con cepas humanas comunes del virus de la gripe como el H1N1 o el H3N2, que son particularmente frecuentes en invierno. Cada contagio ofrece una nueva oportunidad para que el virus evolucione. "¿Que si pienso que habrá otra pandemia?", dice Paulson. "Por supuesto. Es solo cuestión de tiempo. ¿Estará provocada por el H7N9? Creo que, si en este momento tuviéramos que elegir cuál sería el virus con más posibilidades, elegiría este. Cuantos más contagios haya entre humanos, más probable es que el virus mute".
Dado que se han introducido restricciones a los investigadores de laboratorios financiados por los EE. UU., ahora le corresponde a otras organizaciones e iniciativas garantizar la preparación ante una pandemia que, según la mayoría de los expertos, llegará tarde o temprano. La solución de este problema requiere una colaboración internacional profunda para que los países compartan generosamente datos, conocimientos y recursos con el fin de garantizar la supervivencia colectiva frente a una crisis de salud global.
Sin embargo, los últimos meses se han caracterizado, en parte por la retórica de la presidencia de Trump y por el voto de Reino Unido de abandonar la Unión Europea, por todo lo contrario. Muchos países están iniciando políticas aislacionistas, cerrando fronteras y llevando a cabo recortes sustanciales a la ayuda exterior. Con este ambiente, ¿qué pasará si sucede lo peor?
Por primera vez, los científicos han identificado con certeza una colección de moléculas de carbono en Marte, utilizadas y producidas por organismos vivos.
Esto no comprueba que alguna vez haya habido vida en ese planeta. Las mismas moléculas de carbono, clasificadas en términos generales como materia orgánica, también existen dentro de los meteoritos que caen del espacio. Además, pueden producirse en reacciones químicas que no involucren elementos biológicos.
Aun así, el descubrimiento, publicado el 7 de junio en la revista Science, es una pieza del rompecabezas de Marte que los científicos buscaban desde hace tiempo. En 1976, las dos sondas Viking de la NASA realizaron los primeros experimentos en busca de materia orgánica en Marte y al parecer regresaron vacías.
“Ahora todo empieza a tener más sentido”, dijo Jennifer L. Eigenbrode, bioquímica del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y autora principal del artículo publicado en Science. “Aún no conocemos su origen, pero están ahí. Ya no están ausentes”.
La información proviene del vehículo de exploración espacial Curiosity de la NASA, que ha analizado una antigua cama lacustre dentro del cráter Gale, de 154 kilómetros de diámetro, donde aterrizó en 2012. El descubrimiento demuestra que las moléculas orgánicas pueden conservarse cerca de la superficie marciana y sobrevivir al bombardeo de la radiación del sol.
“Es muy emocionante para el estudio de la geología de Marte y la búsqueda de vida”, comentó Sanjeev Gupta, profesor de Ciencias de la Tierra en el Imperial College de Londres en el Reino Unido, quien fue coautor del artículo.
Un segundo estudio publicado en Science añade dificultades al rompecabezas marciano del metano (una molécula sencilla de un átomo de carbono y cuatro de hidrógeno) que también podría ser relevante para saber si alguna vez hubo vida ahí y si puede que aún permanezca en el subsuelo.
La materia orgánica fue encontrada en fragmentos de lodo solidificado que el Curiosity perforó en 2015. Las rocas se formaron hace aproximadamente 3500 millones de años cuando Marte estaba secándose, aunque el cráter Gale siguió lleno de agua durante largos periodos que van desde los miles hasta los millones de años.
Los fragmentos de roca fueron calentados a más de 482 grados Celsius y los instrumentos del vehículo explorador analizaron las moléculas que se desprendían ante las altas temperaturas. Después, los científicos hicieron una selección de los resultados para identificar lo que podría ser material orgánico marciano genuino.
En parte, el análisis fue difícil debido a que un contenedor de solvente dentro del laboratorio móvil del vehículo tenía una fuga, lo que originó señales confusas. Además, algunas de las lecturas se podían deber a contaminantes que se habían adherido desde la Tierra; otras se podían haber producido por combustión a medida que se calentaba la muestra, esto quizás fue lo que ocurrió en una detección previa de material orgánico del Curiosity.
“Si no teníamos la certeza, lo eliminábamos”, dijo Eigenbrode.
Al final, quedaron unas cuantas pizcas de material orgánico, incluyendo moléculas de benceno y propano.
“El trabajo detectivesco que hicieron es digno de Sherlock Holmes”, comentó Katherine Freeman, profesora de Geociencias en la Universidad Estatal de Pensilvania, quien no estuvo involucrada en la investigación. “Esto nos demuestra que antes hubo material orgánico en Marte”.
Curiosamente, los fragmentos de material orgánico que detectaron Eigenbrode y sus colegas parecían provenir de un material más complejo. Las moléculas podían proceder de una sustancia similar al querógeno, un componente de combustible fósil que se encuentra en el carbón y en el petróleo de esquisto.
Pero los científicos no pueden determinar qué eran las moléculas más grandes o cómo se formaron.
“Hemos considerado tres posibles fuentes del material orgánico: geología, meteoritos y biología”, dijo. Cuando realizaron experimentos en su laboratorio en la Tierra para hornear muestras que contenían estos tres tipos de carbono orgánico, todas las lecturas fueron congruentes con lo detectado en Marte.
Eso significa que no tienen pruebas contundentes de un origen biológico del carbono, pero tampoco descartan la posibilidad. “Está contemplada como todas las demás”, dijo Eigenbrode.
En el segundo artículo publicado en Science, los científicos dirigidos por Christopher R. Webster del Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena, California, demuestra que los niveles de metano en la delgada atmósfera marciana por lo general son muy bajos, de menos de 0,5 partes por mil millones en volumen. Pero con la información que se ha ampliado a lo largo de cinco años, los científicos reportan que los niveles de metano suben y bajan por un factor de tres, y las variaciones parecen seguir las estaciones marcianas.
En un principio, los científicos planetarios esperaban encontrar poco metano en la atmósfera marciana, ya que esa molécula se destruye de inmediato con la luz solar y las reacciones químicas. Pero en 2003, las observaciones hechas desde la Tierra identificaron columnas de metano en algunas zonas de Marte. Esas lecturas desaparecieron dos años después.
Puesto que el metano no permanece en la atmósfera, todas las cantidades importantes debieron ser liberadas en fechas recientes. El metano puede crearse a partir de interacciones geológicas entre la roca, el agua y el calor, o podría ser producto de microbios que expelen metano a manera de desecho.
No se sabe para que le sirven sus costados blancos El delfín de costados blancos, cuyas cinco especies conocidas forman el género Lagenorbynchus, está emparentado con el delfín soplador y otros. Es un pequeño cetáceo sociable que vive en grupos compuestos de 8 a 15 animales. Sin embargo, se conocen casos en que bandos de 1000 a 1500 delfines de costados blancos navegaban juntos; tales concentraciones, más similares a los bancos de atunes que a grupos de mamíferos, son extremadamente raras. Quizá se produzcan estas reuniones cuando se emprende una migración, aunque nadie podría decirlo, porque las costumbres de estos delfines son casi desconocidas todavía. Se ha observado que el delfín de costados blancos se mantiene por su voluntad en alta mar, muy lejos de las costas en veranos, y que se aproxima a los continentes en invierno. Es curioso que este animal se asocie con frecuencia al globicéfalo, ballena de talla mediana, con la cual parece entenderse perfectamente.
Como todos los demás delfines, el de costados blancos se comunica con sus congéneres por medio de señales ultrasónicas, que emite en forma de gritos agudos, manteniendo su pico cerrado. El hocico del delfín de costados blancos es más alargado qe el del delfín soplador y sus mandíbulas albergan un número de dientes que varía entre 22 y 45, a diferencia de los 20 a 26 que tienen los delfines sopladores. La alimentación de este mamífero marino consiste en peces (es muy aficionado a los arenques), en crustáceos diversos y moluscos cefalópodos. Por desgracia para él, es objeto de abundante caza en Extremo Oriente, por su carne suculenta. Grupo: Vertebrados Clase: Mamíferos Orden: Cetáceos Suborden: Odontocetos Familia: Delfínidos Genero y especie: Lagenorhynchus obliquidens (delfín de costados blancos).
Entre los científicos que se dedican a estudiar el origen de la vida hay un gran consenso sobre que el primer material genético probablemente fue el ARN
Es importante empezar diciendo que lo que voy a responder es en parte especulación porque, aunque hay muchas evidencias que indican que pudo ser así, no podemos tener una certeza total sobre cómo fue el camino recorrido por la vida en épocas tan remotas como hace 3.850 millones de años. Y lo que está claro es que no podemos volver a ese momento para ver qué sucedió realmente.
A pesar de ello, entre los científicos que se dedican a estudiar el origen de la vida hay un gran consenso sobre que el primer material genético no pudo ser el ADN (ácido desoxirribonucleico), sino que probablemente fue el ARN (ácido ribonucleico). Para entender por qué se ha llegado a esa conclusión debes conocer la forma en que funciona la vida actual.
El ADN guarda la información hereditaria, es decir, las instrucciones sobre cómo es cada ser vivo, cuáles son sus capacidades y qué es lo que le distingue del resto. Con esta información la célula va a dirigir la formación de otras moléculas, las proteínas, que harán funcionar el organismo gracias a su capacidad para formar estructuras y facilitar las reacciones propias de la vida. Esto, que dicho así parece muy simple, requiere, sin embargo, mecanismos muy sofisticados para pasar de la molécula que almacena la información, el ADN, a las moléculas que la ejecutan, las proteínas. Y estos mecanismos no pudieron aparecer de repente, sino que son propios de un estado en el que la vida tendría que haber llegado ya a un alto nivel de complejidad.
El problema alcanza grado de paradoja cuando vemos que los procesos que tienen lugar para pasar desde el ADN a las proteínas necesitan la intervención de otras proteínas, las cuales para ser sintetizadas requieren también información contenida en el ADN. Se plantea algo similar a la adivinanza que nos contaban de niños: ¿Qué fue antes, el huevo o la gallina? En este caso, ¿qué fue antes el ADN o las proteínas? La solución parece estar en otra molécula, el ARN, que tiene las dos capacidades: almacenar información basada en el orden en que se disponen los nucleótidos que lo componen (como hace el ADN) y capacidad catalítica, similar a la de las proteínas. Ya el solo hecho de que el ADN esté en el núcleo y el ARN sea la molécula que va al ribosoma, la estructura donde va a ser “leído” para dirigir la síntesis de proteínas, nos dice mucho.
Respecto a la capacidad del ARN para almacenar información tenemos dos ejemplos actuales en los que esto sucede así. Son los viroides y los virus de ARN. Los viroides son agentes infecciosos de plantas que están compuestos solo por ARN que, sorprendentemente, no codifica para proteínas. Es decir, es la propia molécula de ARN la que es capaz de llevar a cabo todo el proceso infeccioso en la planta. En los virus de ARN, como su propio nombre indica, la molécula que almacena la información genética es precisamente el ARN, aunque en este caso sí contiene información para dar lugar a la síntesis de las proteínas virales.
La otra capacidad del ARN, la de catalizar reacciones, es posible gracias a que el ARN no forma cadenas dobles en forma de doble hélice como sucede en el ADN, sino que permanece como cadena sencilla que se pliega espacialmente en forma de estructuras tridimensionales que maximizan su estabilidad. Bien, pues en estas estructuras tridimensionales pueden generarse centros específicos donde se aproximen moléculas de sustrato y reaccionen entre ellas. Así, de un modo similar a como lo hacen las proteínas, las moléculas de ARN pueden catalizar reacciones. Todo esto nos hace pensar que la primera información genética, o lo que es lo mismo, las primeras moléculas capaces de iniciar un proceso de evolución darwiniana para dar lugar a la vida actual estaban formadas por ARN.
En cualquier caso yo no creo que en esa Tierra primitiva hubiera solo moléculas de ARN. Seguramente había una mezcla muy compleja de moléculas de ARN que estaban llevando a cabo estos procesos catalíticos y este almacenamiento de información, pero por otro lado también habría pequeños péptidos que podrían ayudar en la copia de ese ARN. Porque uno de los problemas no resueltos es cómo era la copia de esas moléculas informativas, ya que de momento no se ha conseguido aislar ninguna ribozima capaz de catalizar su propia replicación. Si pensamos en el origen de la vida, la imagen que puede venirnos a la cabeza es la de un charco de agua sucia conteniendo moléculas de lípidos que comenzarían a formar las membranas primitivas, superficies del tipo de las arcillas que ayudarían al ensamblaje de moléculas complejas y, como hemos dicho, una mezcla de moléculas que de forma conjunta favorecieran la emergencia de sistemas capaces de almacenar información y realizar un metabolismo primitivo.
