Los científicos han producido los primeros monos quiméricos en el mundo. Desarrollados a partir de células madre obtenidas de embriones independientes, los monos nacidos contienen material genético de hasta seis genomas diferentes. Los bebés monos rhesus nacidos son totalmente sanos y la técnica constituye una gran promesa para las futuras investigaciones con células madre en los primates. El estudio aparece en la edición temprana en línea de la prestigiosa revista Cell.

Los monos, llamadoS Roku, Hex y Chimero, nacieron en el Oregon National Primate Research Center de la Oregon Health & Science University. Son el resultado de las mezclas hechas de diferentes embriones de monos rhesus.

Los investigadores tomaron las células madre muy tempranas, llamadas células madre pluripotentes, a partir de distintos embriones en desarrollo y, básicamente los pegaron y luego implantaron los embriones mixtos en monos que actuaron como madres sustitutas. Las células formadas a partir de fuentes totalmente diferentes no se fundieron, pero trabajaron juntas en armonía, formando animales normales y sanos.

La clave de los científicos fue el uso de las células totipotentes, llamadas así por su capacidad de diferenciarse en la totalidad de las células posibles de un animal. Una célula totipotente puede dar lugar a un animal entero. Sin embargo, las células madre pluripotentes, el tipo más utilizado en la investigación con células madre, pueden diferenciarse en cualquier célula en el cuerpo, pero no puede convertirse en un animal entero, y no pueden hacer otros tejidos embrionarios como la placenta. Las células madre totipotentes sólo se derivan de las primeras etapas de un cigoto, pocos días después de la fecundación. En los seres humanos, las células totipotentes se diferencian en células pluripotentes después de cuatro días.

Las quimeras no son nada nuevo para la ciencia. Los ratones quiméricos se crean todo el tiempo para formar modelos knock-out, con las secuencias de los genes eliminados. Nadie podría crear un ser humano quimérico, pero los ratones quiméricos y otros modelos animales se pueden utilizar para estudiar las enfermedades y la medicina regenerativa.

Los científicos intentaron reproducir el método de los ratones en los monos, la implantación de cultivos de células embrionarias en embriones de monos existentes, pero no funcionó. Resulta que los embriones de primates evitan que cultivos de células madre embrionarias se integren como lo hacen en los ratones. Este es un hallazgo sorprendente e importante que aún no tiene explicación.

Si queremos avanzar en terapias con células madre desde el laboratorio a las clínicas y del ratón a los humanos, tenemos que entender lo que estas células de primates puede y no puede hacer.

Referencia

Masahito Tachibana, Michelle Sparman, Cathy Ramsey, Hong Ma, Hyo-Sang Lee, Maria Cecilia T. Penedo, Shoukhrat Mitalipov. Generation of Chimeric Rhesus Monkeys. Cell, 2012,  doi:10.1016/j.cell.2011.12.007

Un grupo internacional de científicos ha logrado identificar 126 secuencias de proteínas distintas a partir de un hueso de de un mamut lanudo (Mammuthus primigenius) de 43.000 años de edad. El estudio, publicado en el Journal of Proteome Research, es el primero en la identificación de secuencias de proteínas prehistóricas lo que podría ser utilizado para ayudar a identificar las especies, las relaciones evolutivas, e incluso tal vez, las enfermedades antiguas. Por lo tanto, el análisis proteómico podría ser utilizado como una alternativa al análisis del ADN ya que en las muestras fósiles el material genético es demasiado lábil.

Las secuencias de proteínas han sido previamente publicadas a partir de los fósiles de los dinosaurios, incluyendo un Tiranosaurio rex de 68 millones de años, y un Tiranosaurio hadrosaur de 80 millones de años, pero los resultados han sido objeto de controversia. Además, estos y otros estudios han identificado una o muy pocas proteínas antiguas de las proteínas más abundantes del hueso, como el colágeno.

Estos autores pensaban que era posible hacerlo mejor, por lo que trabajaron con las últimas técnicas de espectrometría de masas para estudiar las muestras de un fémur de mamut encontrado en estado congelado en Yakutia, Rusia, en el año 1993.

Este estudio es muy  importante porque es el primero en recuperar un gran número de proteínas antiguas.

Además de colágeno, el equipo identificó una gama de proteínas implicadas en la matriz extracelular del hueso y varias proteínas de la sangre, incluyendo la albúmina. Los investigadores están particularmente entusiasmados por la albúmina porque, a diferencia de colágeno, su secuencia de aminoácidos varía mucho entre las especies, por lo que su secuencia podría ser capaz de ser utilizada para identificar especies o para estudiar las relaciones filogenéticas.

Como era de esperar, las secuencias más estrechamente relacionados con las proteínas del mamut fueron las de los elefantes, pero los investigadores vieron algunas diferencias. Por ejemplo, tenía diferentes aminoácidos en dos lugares en comparación con los elefantes africanos (Loxodonta africana) y asiáticos (Elephas maximus) de hoy dia.

Las secuencias de proteínas no proporcionan tanta información como el ADN, pero que son más estables, por lo que los investigadores esperan que puedan permanecer en muestras antiguas, incluso después de que el ADN se ha degradado.

Por lo tanto la proteómica de muestras antiguas podría proporcionar información sobre la función de las proteínas que no está contenida en el ADN de un animal, e incluso al menos en teoría, usarse para buscar signos de mutaciones que podrían indicar la presencia de enfermedades antiguas.

Referencia

Enrico Cappellini, Lars J. Jensen, Damian Szklarczyk, Aurélien Ginolhac, Rute A. R. da Fonseca, Thomas W. Stafford Jr.Steven R. Holen, Matthew J. Collins, Ludovic Orlando, Eske Willerslev, M. Thomas P. Gilbert, and Jesper V. Olsen. Proteomic Analysis of a Pleistocene Mammoth Femur Reveals More than One Hundred Ancient Bone Proteins. Journal of Proteome Research 2012 11 (2), 917-926.

Una bacteria extraña encontrada en lago Mono en California no puede sustituir al fósforo en su ADN con arsénico. Esto fue lo descubierto por el grupode Rosie Redfield que han estado tratando de reproducir los resultados de un controvertido informe publicado por investigadores de la NASA en la revista Science en el año 2010.

Un grupo de científicos, dirigidos por la microbióloga Rosie Redfield de la Universidad de British Columbia en Vancouver, Canadá, han publicado sus datos en el blog de ​​Redfield (http://rrresearch.fieldofscience.com/) y dicen refutar claramente las principales conclusiones del controvertido artículo. El artículo ha sido enviado a la misma revista que publicó los resultados originales.

La afirmación más sorprendente de dicho artículo era que el arsénico se había incorporado en la columna vertebral del ADN. Sin embargo, los autores de este nuevo trabajo afirman absolutamente que no hay arsénico en el ADN de dicha bacteria.

En el artículo, Wolfe-Simon y sus colaboradores informaron de que habían encontrado una bacteria llamada GFAJ-1 que podía utilizar el elemento arsénico en lugar del fósforo en las moléculas esenciales para la vida. Esto fue sorprendente y por consiguiente causó un gran revuelo mundial pues el fósforo se cree que es esencial para la vida, mientras que el arsénico es generalmente tóxico.

El grupo de Redfield creció la bacteria GFAJ-1 en arsénico y una cantidad muy pequeña de fósforo, al igual que Wolfe-Simon y sus colegas. Luego purificaron el ADN de las células y lo enviaron a la Universidad de Princeton en Nueva Jersey. Ahí utilizaron un gradiente de cloruro de cesio para separar el ADN de las células en fracciones de diferentes densidades. Finalmente utilizaron un espectrómetro de masas para identificar los elementos presentes en cada fracción de ADN. Como resultado no encontró ningún rastro de arsénico en cualquiera de los ADN.

Otros investigadores que han publicado críticas al papel de la vida basada en el arsénico afirman que Redfield y sus colaboradores han producido una razonable refutación a las conclusiones. Sin embargo, Sin embargo, y lo que ha molestado mucho a la comunidad científica, es que los autores del paper de Science aún no se retractan de sus conclusiones.

Esta historia continuará.

Referencia

M. L. Reaves, S. Sinha, J. D. Rabinowitz, L. Kruglyak, R. J. Redfield. Absence of arsenate in DNA from arsenate-grown GFAJ-1 cells. Cornel University Library. arXiv:1201.6643v1.

Los investigadores del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, en Leipzig, Alemania, ha completado la secuencia del genoma de un Denisovan, un representante de un grupo asiático de los seres humanos extintos relacionados con los Neandertales. El genoma que fue liberado inmediatamente a la comunidad científica fue publicado en la revista Nature.

En el año 2010 los colegas habían presentado una versión preliminar del genoma de un pequeño fragmento de hueso de un dedo humano descubierto en la Cueva Denisova en el sur de Siberia. Las secuencias de ADN demostraron que este individuo venía de un grupo hasta ahora desconocido de los seres humanos extintos que se han conocido como Denisovans. Junto con su grupo hermano de los Neandertales, los Denisovans son los más cercanos parientes extintos de los seres humanos que viven actualmente.

El equipo de Leipzig ha desarrollado nuevas técnicas sensibles que les ha permitido obtener la secuencia completa del genoma Denisovan usando ADN extraído de menos de 10 miligramos del hueso del dedo con una muy alta resolución.

Este nivel de resolución es suficiente para establecer la relación de los Denisovan, los neandertales y los humanos de hoy en día. La versión actual del genoma completo permite incluso encontrar las pequeñas diferencias entre las copias de los genes que este individuo heredadó de su madre y su padre para ser distinguidos.

El 8 de febrero el grupo de Leipzig dispuso que la secuencia completa del genoma Denisovan estaría disponible para la comunidad científica a través de Internet.

El genoma representa el primero de alta cobertura de la secuencia completa del genoma de un grupo humano arcaico, todo un salto en el estudio de las formas extintas de los seres humanos. Es esperable que los biólogos sean capaces de utilizar este genoma para descubrir los cambios genéticos que son importantes para el desarrollo de la cultura humana moderna y la tecnología, y permitió a los humanos modernos salir de África y distribuirse alrededor del mundo hace unos 100.000 años.

El genoma también se espera que revelan nuevos aspectos de la historia de la Denisovans y los neandertales.

El hueso del dedo fue descubierto por los profesores Anatoly Derevianko y Michail Shunkov de la Academia Rusa de Ciencias en el año 2008, durante sus excavaciones en la Cueva Denisova, un sitio arqueológico único que contiene capas culturales que indican que la ocupación humana en el lugar comenzó hace 280.000 años atrás. El hueso del dedo fue encontrada en una capa que se ha fechado entre 50.000 y 30.000 años atrás.

Además, un molar fue descubierto en la misma cueva también y dio ADN mitocondrial que se asemeja al del hueso del dedo. El molar presenta características morfológicas claramente diferentes a las de los neandertales y los humanos modernos, lo que confirma que pertenece a una especie con una historia evolutiva distinta.

Referencia

Reich D, Green RE, Kircher M, Krause J, Patterson N, Durand EY, Viola B, Briggs AW, Stenzel U, Johnson PL, Maricic T, Good JM, Marques-Bonet T, Alkan C, Fu Q, Mallick S, Li H, Meyer M, Eichler EE, Stoneking M, Richards M, Talamo S, Shunkov MV, Derevianko AP, Hublin JJ, Kelso J, Slatkin M, Paabo S: Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia. Nature 2010,  doi:10.1038/nature08976.

Los investigadores de la Universidad de Illinois determinaron que hay un aumento de la presencia de las células madre adultas en el músculo cuando realizamos ejercicios físicos. Un descubrimiento que proporciona un vínculo entre el ejercicio y la salud muscular. Los hallazgos podrían conducir a nuevas técnicas terapéuticas para utilizar estas células para la rehabilitación del músculo lesionado y prevenir o restaurar la pérdida de masa muscular con la edad.

Las células madre mesenquimales (CMM) en el músculo esquelético son importantes para la reparación de los músculos en respuesta a las lesiones no fisiológicas, sobre todo en respuesta a las inyecciones químicas que aumentan significativamente el daño del tejido muscular e inducen la inflamación. Los investigadores descubrieron que las CMM también respondieron a la tensión durante el ejercicio con un aumento en su número.

Teniendo en cuenta que el ejercicio puede inducir alguna lesión como parte del proceso de remodelación después de la tensión mecánica, los investigadores se preguntaron si la acumulación de las células madre fue una respuesta natural y si estas células contribuyeron a la regeneración beneficiosa y al proceso de crecimiento muscular que se produce después del ejercicio.

Los investigadores encontraron que las CMM en el músculo son muy sensibles a la tensión mecánica. Es decir, observaron la acumulación de las células madre en el músculo de los ratones después del ejercicio vigoroso. Luego, determinaron que a pesar de que las CMM no contribuyen directamente a la construcción de nuevas fibras musculares, estas liberan factores de crecimiento que estimulan a otras células en el músculo para fusionarse y generar nuevos músculos, proporcionando la base celular para que el ejercicio mejore la salud del músculo siguiente.

Además de examinar las células in vivo, los investigadores estudiaron la respuesta de las células en diferentes sustratos. Ellos encontraron que la respuesta de las CMM es muy sensible al entorno mecánico, lo que indica que las condiciones de distensión muscular afectan la actividad de las células.

A continuación, el grupo espera determinar si estas células contribuyen a la disminución de la masa muscular durante la vida de una persona. Los datos preliminares sugieren que las CMM se vuelven deficientes en el músculo con la edad.

Es posible entonces desarrollar una terapia combinatoria que utiliza las estrategias moleculares y las células madre para prevenir la pérdida de masa muscular relacionada con la edad.

Referencia

M. Carmen Valero, Heather D. Huntsman, Jianming Liu, Kai Zou, Marni D. Boppart. Eccentric Exercise Facilitates Mesenchymal Stem Cell Appearance in Skeletal Muscle.PLoS ONE, 2012; 7 (1): e29760 DOI:10.1371/journal.pone.0029760

Investigadores de la Universidad Estatal de Michigan (MSU) han demostrado cómo un nuevo virus evoluciona en pocas semanas, arrojando luz sobre lo fácil que puede ser para las enfermedades obtener mutaciones que las favorezcan. Los científicos demostraron por primera vez cómo el virus llamado “Lambda” evolucionó mutando para encontrar una nueva forma de atacar a las células huésped de la bacteria Escherichia coli.

Los hallazgos aparecen en la edición actual de la prestigiosa revista Science.

Este virus infecta a las bacterias, en particular, la bacteria Escherichia coli. Aunque el fago lambda no es peligroso para los seres humanos, esta investigación demuestra cómo los virus evolucionan nuevas características complejas y potencialmente mortales.

Los científicos descubrieron que en tan sólo 15 días, habían virus usando una nueva molécula, un canal en E. coli conocido como OmpF. Nunca antes había sido reportado que el fago lambda utilizara este canal para penetrar la bacteria.

Es sorprendente ver lo rápido que el fago lambda desarrolló esta nueva función, esta capacidad de atacar y entrar en la célula a través de un nuevo receptor. Incluso cuando volvieron a realizar el experimento evolutivo, ocurrió lo mismo una y otra vez.

Este documento sigue las noticias recientes de que los científicos en los Estados Unidos y los Países Bajos produjeron una versión mortal de la gripe aviar. A pesar de que la gripe aviar se encuentra a sólo cinco mutaciones de convertirse en transmisible entre los seres humanos, es muy poco probable que el virus de forma natural pueda obtener todas las mutaciones beneficiosas a la vez. Sin embargo, podría evolucionar de forma secuencial, ganando estos beneficios uno-por-uno, si las condiciones son favorables en cada paso.

Estos experimentos podrían permitir a los científicos poder predecir la evolución de los virus y las bacterias, lo que podría ayudar a prepararse para nuevas enfermedades.

Referencia

J. R. Meyer, D. T. Dobias, J. S. Weitz, J. E. Barrick, R. T. Quick, R. E. Lenski. Repeatability and Contingency in the Evolution of a Key Innovation in Phage Lambda.Science, 2012; 335 (6067): 428 DOI:10.1126/science.1214449

Un grupo de investigadores de la Universidad de California (San Francisco)  sostiene que el azúcar está alimentando una pandemia mundial de obesidad que debe ser controlada como el alcohol y el tabaco para proteger a la salud pública. Según los científicos en este informe, el azúcar está generando una pandemia mundial de obesidad, lo que contribuye a 35 millones de muertes anualmente en el mundo de las enfermedades no transmisibles como la diabetes, las enfermedad cardiacas y el cáncer.

De acuerdo con las Naciones Unidas las enfermedades no transmisibles ya representan una carga para la salud en todo el mundo más que las enfermedades infecciosas. Solo en los Estados Unidos, el 75 por ciento del presupuesto en la atención de salud pública se gastan en el tratamiento de estas enfermedades y sus discapacidades asociadas.

En la revista Nature los colegas de la Universidad de California en San Francisco (UCSF), argumentan que el abuso del azúcar, junto con su toxicidad y persistencia en la dieta occidental son el principal culpable de esta crisis de salud en todo el mundo.

Esta asociación de científicos formados en la endocrinología, la sociología y la salud pública tuvo una nueva mirada a la acumulación de pruebas científicas sobre el azúcar. Tales enlaces interdisciplinarios subrayan el poder de las instituciones académicas de salud, como las ciencias de la UCSF.

El problema del azúcar no está solo en las calorías que hacen que la gente gorda. En los niveles consumidos por la mayoría de los estadounidenses los cambios en el metabolismo del azúcar aumentan la presión sanguínea, alterna gravemente la señalización de las hormonas y causan daños importantes en el hígado, lejos el menos comprendido de los daños del azúcar. Estos riesgos para la salud reflejan en gran medida los efectos de beber demasiado alcohol, curiosamente el producto de la destilación del azúcar.

El consumo mundial de azúcar se ha triplicado durante los últimos 50 años y es considerada como una de las principales causas de la epidemia de obesidad. Sin embargo, la obesidad es sólo un marcador del daño causado por los efectos tóxicos del exceso de azúcar. Esto ayudaría a explicar por qué el 40 por ciento de las personas con síndrome metabólico, los principales cambios metabólicos que conducen a la diabetes, las enfermedades cardíacas y el cáncer, no son clínicamente obesos.

Mientras que el público piense que el problema del azúcar son sólo las calorías no tenemos ninguna posibilidad de solucionar el problema, dijeron los autores. Así como hay grasas buenas y grasas malas también hay calorías buenas y malas. Pero el azúcar es tóxico más allá de sus calorías.

Limitar el consumo de azúcar tiene retos más allá de educar a la gente acerca de su toxicidad potencial. Las intervenciones eficaces no puede basarse únicamente en el cambio individual, sino en las soluciones ambientales y de toda la comunidad, similar a lo que ha ocurrido con el alcohol y el tabaco, para así aumentar la probabilidad de éxito. Con el fin de mejorar la salud pública, el consumo de azúcar debe ser reconocido como una preocupación fundamental a nivel mundial.

Muchas de las intervenciones que han reducido el consumo de alcohol y de tabaco pueden ser modelos para abordar el problema del azúcar, tales como el cobro de impuestos especiales a las ventas, control del acceso, y el endurecimiento de los requisitos de licencias en las máquinas expendedoras y cafeterías que venden productos de alto contenido de azúcar en las escuelas y lugares de trabajo.

Referencia

Robert H. Lustig, Laura A. Schmidt, Claire D. Brindis.Public health: The toxic truth about sugar. Nature, 2012; 482 (7383): 27 DOI: 10.1038/482027a

Una minúscula cantidad de alcohol más que duplica la vida útil de un diminuto gusano llamado Caenorhabditis elegans. Eso encontraron científicos de UCLA que utilizan el nemátodo como modelo en estudios de envejecimiento. El hallazgo, publicado en la revista PLoS ONE es realmente sorprendente y difícil de explicar.

En los seres humanos, el consumo de alcohol es generalmente dañino. Igualmente es conocido que si los gusanos se le dan concentraciones mucho más altas de etanol, resulta en efectos neurológicos y la muerte

Los gusanos, que crecen a partir de un huevo a un estado adulto en tan sólo unos días, se encuentran en todo el mundo en el suelo, donde se alimentan de las bacterias. Los gusanos viven normalmente unos 15 días y pueden sobrevivir sin nada que comer más o menos 10 a 12 días. En este hallazgo una pequeña cantidad de etanol pueden sobrevivir los gusanos 20 a 40 días, es decir, más del doble de su vida normal.

¿Por qué el etanol puede tener tal efecto sobre la longevidad?

Realmente no sabemos todas las respuestas. Lo que sabemos que si aumentamos la concentración de etanol, no viven más tiempo. Sin embargo este nivel extremadamente bajo es lo más beneficioso para ellos. Los científicos encontraron que cuando se elevó el nivel de etanol en un factor de 80, no aumentó la esperanza de vida de los gusanos.

La investigación no responde a la pregunta de si pequeñas cantidades de etanol pueden ser útiles para la salud humana. Es decir, si este mecanismo tiene algo en común con las conocidas conclusiones de que el consumo moderado de alcohol en los seres humanos pueden tener un beneficio para la salud cardiovascular.

Aproximadamente la mitad de los genes de los gusanos tienen su contraparte humana, por lo que si los investigadores pueden identificar un gen que alarga la vida del gusano, que puede tener implicaciones para el envejecimiento humano.

Estos hallazgos podría ayudar a los investigadores para determinar cómo la fisiología humana se ve alterado para inducir efectos beneficiosos cardioprotectores u otros en respuesta al bajo consumo de alcohol.

Referencia

Paola V. Castro, Shilpi Khare, Brian D. Young, Steven G. Clarke. Caenorhabditis elegans Battling Starvation Stress: Low Levels of Ethanol Prolong Lifespan in L1 Larvae. PLoS ONE, 2012; 7 (1): e29984 DOI:10.1371/journal.pone.0029984

Por primera vez, las células madre del cordón umbilical se han convertido directamente en las células de soporte del cerebro, los llamados oligodendrocitos. Esto eventualmente puede conducir a nuevas opciones de tratamiento para las enfermedades del sistema nervioso y particularmente para las lesiones de la médula espinal y la esclerosis múltiple.

Esta es la primera vez que esto se ha logrado con células madre no embrionarias, lo que supera muchos de los obstáculos éticos que se presentan con el uso de las células madre embrionarias.

Las células madre del cordón umbilical no plantea un dilema ético, porque las células provienen de una fuente que de otro modo serían descartados. Otra ventaja importante es que las células umbilicales en general, no se han encontrado que provocan reacciones inmunes, lo que simplificaría su potencial uso en los tratamientos médicos.

El principal desafío en el trabajo con las células madre es encontrar el producto desencadenante que transforme las células madre en el tipo celular deseado, en este caso transformar las células madre umbilicales en oligodendrocitos.

Entre los candidatos posibles encontraron que la norepinefrina, un promotor del crecimiento de las células madre, hacía que las células madre umbilicales se convirtieran en oligodendrocitos. Sin embargo, la conversión no fue completa pues las células crecieron pero luego no llegaron a alcanzar un nivel similar a las que se encuentra en el sistema nervioso humano.

Esto lo lograron poniendo restricciones físicas para el crecimiento celular mediante pequeños entorno tridimensional. Sólo después de hacer este cambio, y sin dejar de suministrar la norepinefrina, las células maduraron totalmente en oligodendrocitos. Es decir, las células madre son muy sensibles a las condiciones ambientales en las que se desarrollen.

Este crecimiento de los oligodendrocitos, aunque crucial, es sólo un primer paso para posibles tratamientos médicos. Hay dos opciones principales para continuar con las futuras investigaciones. La primera es que las células podrían inyectarse en el cuerpo en el momento de una lesión en la médula espinal para promover la reparación. Otra posibilidad interesante se refiere a la esclerosis múltiple y otras condiciones similares.

Los oligodendrocitos producen la mielina, que aísla las células nerviosas y permite las señales eléctricas que guían el movimiento y otras funciones. La pérdida de la mielina conduce a la esclerosis múltiple y otras condiciones relacionadas, tales como la neuropatía diabética.

La inyección de los nuevos oligodendrocitos pudiera mejorar la condición de los pacientes que sufren estas enfermedades. Los científicos también esperan desarrollar las técnicas necesarias para crecer los oligodendrocitos en el laboratorio para su uso como un sistema modelo tanto para una mejor comprensión de la pérdida y la restauración de la mielina como para las pruebas de los nuevos tratamientos de medicina regenerativa.

Referencia

Hedvika Davis, Xiufang Guo, Stephen Lambert, Maria Stancescu, James J. Hickman. Small Molecule Induction of Human Umbilical Stem Cells into Myelin Basic Protein Positive Oligodendrocytes in a Defined Three-Dimensional Environment. ACS Chemical Neuroscience, 2011; 111129100355003 DOI: 10.1021/cn200082q

Hace más de 500 millones de años, los organismos unicelulares en la superficie de la Tierra comenzaron a formar grupos multicelulares que finalmente se convirtieron en plantas y animales. Sólo la forma en que ocurrió la pluricelularidad es una pregunta importantísima que no ha sido dilucidada por los biólogos evolutivos.

Científicos de la Universidad de Minnesota han replicado que paso clave en el laboratorio mediante la selección natural en la levadura de la cerveza común. en el artículo publicado en la revista PNAS, encontraron que las levaduras son organismos unicelulares que pueden ”evolucionar” en grupos pluricelulares para colaborar entre sí, reproducirse y adaptarse a su medio ambiente.

En realidad el experimento no fue nada de difícil. Usando las células de levadura, los medios de cultivo y solo una centrífuga, les llevó 60 días de experimentación para demostrar este hecho.

“Yo no creo que nadie nunca la había probado antes”, dijeron los autores. “No hay muchos científicos haciendo evolución experimental, y que estén tratando de responder a algunas de estas preguntas acerca de la evolución.”

Para entender por qué el mundo está lleno de plantas y animales, incluyendo seres humanos, tenemos que saber cómo organismos unicelulares hicieron el cambio a la vida en grupo, como los organismos pluricelulares. Este estudio es el primero en observar experimentalmente la transición a la pluriceularidad de organismos unicelulares y ofrece una mirada a este evento que tuvo lugar cientos de millones de años atrás.

En esencia, para el experimento eligieron la levadura de la cerveza Saccharomyces cerevisiae, una especie de levadura que se usa desde la antigüedad para hacer el pan y la cerveza, ya que es abundante en la naturaleza y crece con facilidad. Se le agregó a un medio de cultivo rico en nutrientes y se crecieron las células un día en los tubos de ensayo. Luego se utilizó una centrífuga para estratificar el contenido según el peso. A medida que la mezcla se estableció los grupos de células en la parte inferior de los tubos y que son más los pesados, se removieron y  transfirieron a otro medio fresco, se les creció nuevamente. Sesenta ciclos más tarde, los grupos – ahora cientos de células – parecía más o menos como los copos de nieve esférica.

El análisis mostró que los grupos no eran sólo grupos de células al azar que se adhirieron unas a las otras, sino que eran células relacionadas que incluso permanecían conectadas luego de la división celular. Eso fue importante, ya que significaba que eran genéticamente similares y que promueven la cooperación. Cuando los grupos llegaron a un tamaño crítico, algunas células esencialmente se suicidaron (apoptosis) para permitir que la descendencia se lograra separar. Las crías se reproducían sólo después de alcanzado el tamaño de sus padres.

“Un grupo solo no es multiellular”, dijeron los autores. “Pero cuando un grupo de células cooperaran y hacen sacrificios por el bien común, y se adaptan al cambio, entonces es una transición evolutiva a la pluricelularidad”.

Los biólogos evolutivos han estimado que la pluricelularidad ha evolucionado de forma independiente en unos 25 grupos. ¿Por qué no se desarrolló con mayor frecuencia en la naturaleza, ya que no es tan difícil de recrear en un laboratorio? Teniendo en cuenta que miles de millones de organismos unicelulares han vivido en la Tierra durante millones de años.

Reflexión: ¿No será que habrá que contar también a muchas bacterias en la naturaleza formando verdaderas biopelículas para ser consideradas organismos pluricelulares? A mi juicio el concepto de pluricelularidad tiene que ser re-evaluado. A mi modesto juicio en muchos casos microbianos multicelularidad=pluricelularidad.

Referencia

William C. Ratcliff, R. Ford Denison, Mark Borrello, and Michael Travisano. Experimental evolution of multicellularity. Proceedings of the National Academy of Sciences, January 17, 2012 DOI:10.1073/pnas.1115323109