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Por Edgar Hans para SINC

Estos mamíferos, protagonistas del #Cienciaalobestia, pueden habitar en altitudes de entre 3.000 y 6.000 metros en entornos con poco oxígeno gracias a su genética. Si se viviera en estas condiciones durante mucho tiempo, otros animales –al igual que los humanos– podrían experimentar problemas pulmonares y cardíacos graves.

En entornos gélidos y con escaso oxígeno, son pocos los animales capaces de adaptarse a estas duras condiciones sin que ello les suponga graves problemas de salud. Uno de ellos es el yak, un mamífero bóvido de tamaño mediano y pelaje lanoso nativo de las montañas de Asia Central y el Himalaya. Hasta hace bien poco, era un misterio cómo era capaz de vivir en las alturas.

Recientemente, un estudio de la revista Nature Communications ha expuesto las adaptaciones genéticas y celulares que permiten a estos animales sobrevivir a grandes altitudes donde es difícil respirar. Su supervivencia se explica por un tipo de célula pulmonar endotelial, específica de estos mamíferos, que desempeña un importante papel en su capacidad para vivir en entornos hipóxicos.

Tanto los yaks domésticos (Bos grunniens) como los salvajes (Bos mutus) habitan sin complicaciones en regiones de gran altitud en la meseta tibetana (entre 3.000 y 6.000 metros sobre el nivel del mar) que se caracterizan por sus bajas concentraciones de oxígeno.

A diferencia de estos imponentes animales, los mamíferos no autóctonos, incluidos los humanos, pueden sufrir graves problemas pulmonares y cardíacos tras la exposición prolongada a tales condiciones.

“Nuestras próximas investigaciones pretenden desvelar en qué momento temporal los yaks desarrollaron sus características células pulmonares durante su proceso evolutivo”, cuenta a SINC Qi-En Yang, coautor del estudio e investigador del Instituto del Noroeste de Biología de la Meseta (NWIPB) de la Academia de Ciencias de China.

Una vida en las alturas gracias a la genética

Para explorar cómo se adaptan los yaks a estos entornos, Qi-En Yang y otros científicos han combinado datos genómicos y transcriptómicos para presentar una imagen muy detallada del genoma tanto de los especímenes domésticos como salvajes, así como un mapa de sus diferentes tipos de células pulmonares.

En total, los científicos han identificado 127 genes que se expresan de forma diferente en los yaks en comparación con el ganado europeo y han descubierto un subtipo de célula endotelial que solo se encuentra en el tejido pulmonar de este animal.

Se cree que esta célula puede hacer que los vasos sanguíneos de los yaks sean más resistentes y fibrosos, lo que podría ayudar en la exigente tarea de respirar con relativamente poco oxígeno.

Los autores concluyen que sus descubrimientos proporcionan información sobre las adaptaciones genéticas de estos mamíferos a los entornos de gran altitud y pueden tener implicaciones para nuestra comprensión de las diferentes respuestas a los entornos de bajo oxígeno en otras especies.

La evolución de especies endémicas

Aunque este es el primer tipo de célula especial que se sospecha que ha evolucionado para hacer frente a las condiciones de bajo oxígeno, los investigadores esperan que existan células similares en antílopes y ciervos que también viven en las altas mesetas.

“Creemos que estas células podrían estar presentes en otros animales que son endémicos de la meseta tibetana de Qinghai y que han vivido allí durante millones de años como el antílope tibetano”, comenta Qi-En Yang.

Por el contrario, los humanos podrían no disponer de ellas, ya que estos solo han ocupado la meseta durante unos 30.000 años, por lo que este cambio evolutivo tardaría más en llegar en comparación a otras especies.

Referencia: Gao, X. et al. “Long read genome assemblies complemented by single cell RNA-sequencing reveal genetic and cellular mechanisms underlying the adaptive evolution of yak”. Nature Communications (2022).
Fuente: SINC.

POR Nicolás Retamar para AGENCIA DE NOTICIAS CIENTÍFICAS UNQ

Se realizó en el continente más austral la primera cosecha de verduras de hojas verdes a través de la hidroponía, es decir, sin el empleo de tierra.

Técnicos del Comando Conjunto Antártico (Cocoantar) y del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) dieron el puntapié inicial para cosechar dos variedades de lechuga, rúcula y perejil en el Módulo Antártico de Producción Hidropónica (MAPHI) de la Base Marambio. El desafío consiste en abastecer a la población de vegetales frescos para los meses que van de abril a noviembre y son los más complicados en términos de acceso a la Antártida. El método utilizado para cultivar las verduras es la hidroponía, técnica que prescinde del uso del suelo y los nutrientes que necesita la planta para crecer son provistos a través del agua. 

En diálogo con esta Agencia de Noticias Científicas, Jorge Birgi, Investigador del INTA y de la Universidad Nacional de la Patagonia Austral, cuenta que la idea nació en 2015, a raíz de una consulta realizada al Instituto desde Base Carlini, sobre la posibilidad de generar verduras frescas en un ambiente hostil como el de la Antártida. En base a esa consulta, el investigador comenzó a descartar posibles problemas que podría tener para generar los cultivos en ese lugar. Finalmente, se realizó el primer módulo de producción y, aunque no se concretó, fue el puntapié inicial para lo que siguió después. En 2017 se ejecutó la primera etapa del proyecto, que consistió en seleccionar un lugar y ver la disponibilidad de servicios en la Base Marambio. Después de cinco años y una pandemia de por medio, empezó la cosecha del esfuerzo.

Técnica ideal

“Hidroponía significa trabajo en agua y es todo cultivo que se produce en ausencia del suelo. Nosotros seleccionamos esa técnica debido a que hay restricciones. No se puede ingresar suelo a la Antártida ni tampoco podemos extraer suelo del lugar porque estaríamos dañando el ambiente. Entonces, una forma de llevar adelante los cultivos era utilizando agua y diseñamos el módulo en base a la producción hidropónica”, cuenta el investigador del INTA.

Aunque dentro de la hidroponía existe más de un método, el utilizado en la Antártida es de circulación cerrada, lo que implica que no hay pérdidas de agua. Todo lo que entra como agua en el sistema, sale como vegetales o se evapora a través de las hojas de la planta.

Jorge Birgi explica los motivos de esta decisión: “Seleccionamos ese sistema porque lo consideramos el más eficiente en el uso del agua. Además, podemos controlar algunos procesos, relevar datos a distancia y modificar algunas variables de producción como las horas de luz que se le dan a las plantas, datos de temperatura, humedad relativa y nivel de tanque”.

En cuanto a la producción de las lechugas, la rúcula y el perejil, se cultivan en cajones de producción de diez litros que tienen una serie de características pensadas a medida para lo que es la disponibilidad de trabajo, la mano de obra y los recursos de la Base Marambio.

La idea desarrollada por Birgi tiene el objetivo de no sobrecargar a quienes trabajan en la Antártida. “Hay que recordar que cada persona que viene a Base Marambio tiene un rol definido y nosotros estamos sumando una tarea. Entonces, incorporamos automatismo y telemetría para que gran parte del trabajo se haga de manera remota y se pueda generar la mayor cantidad de verduras frescas con el menor trabajo posible”, destaca el investigador.

Relevancia

Si bien la Base Marambio tiene una ventaja significativa con respecto a otras ya que cuenta con un aeródromo que permite el aterrizaje del avión Hércules para vuelos de abastecimiento, están limitados por cuestiones meteorológicas y la disponibilidad del avión. Entonces, esto condiciona el aprovicionamiento de vegetales, en especial los más perecederos para la población civil y militar. Por eso, autosuministrarse implica dejar de lado todas las restricciones. 

Si bien el INTA lideró el trabajo, también participó un grupo interdisciplinario de profesionales y técnicos de la Universidad de la Patagonia Austral, el Comando Conjunto Antártico y la Dirección Nacional del Antártico. “No es menor el hecho de que tantas personas se pongan de acuerdo para solucionar los problemas y cumplir un objetivo. Eso es destacable porque nos da un mensaje, si nos ponemos de acuerdo en llevar adelante una tarea y ejecutamos lo que hace falta para solucionar los problemas, finalmente se logran, sin importar las dificultades o lo crítico que sea el contexto en el que estamos trabajando”, subraya Birgi. 

Cabe destacar que del proyecto comandado por Jorge Birgi, también participan Federico Vassallo, vicecomodoro del Comando Conjunto Antártico (Cocoantar), y Cesar Araujo Prado, suboficial auxiliar encargado de la división Prevención de Accidentes, Seguridad e Higiene y Ambiental del Cocoantar. 

Fuente: Agencia de Noticias Científicas UNQ 
Fotos: INTA. 

Por SINC

Un estudio liderado por la Universidad de Oviedo identifica las posibles claves genómicas de la inmortalidad de ‘Turritopsis dohrnii’ y los mecanismos generales que permiten su continuo rejuvenecimiento. El trabajo no persigue lograr estrategias para la inmortalidad humana, sino entender los mecanismos para dar respuesta a enfermedades asociadas al envejecimiento.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Oviedo, dirigido por el investigador Carlos López-Otín, ha logrado descifrar el genoma de la medusa inmortal, Turritopsis dohrnii, y ha definido diversas claves genómicas que contribuyen a extender su longevidad hasta el punto de evitar su muerte. El estudio se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Esta diminuta medusa, de tan solo unos pocos milímetros de longitud, tiene la asombrosa capacidad de revertir la dirección de su ciclo vital hacia un estadio anterior asexual llamado pólipo. La inmensa mayoría de los seres vivos, tras la etapa reproductiva, avanzan en un proceso característico de envejecimiento celular y tisular que culmina con la muerte del organismo. Sin embargo, T. dohrnii tiene la facultad de escoger otro camino: revertir su ciclo vital y rejuvenecer. 

La secuenciación del genoma de Turritopsis dohrnii, junto con el de su hermana mortal Turritopsis rubra, y el uso de herramientas bioinformáticas y de genómica comparativa han permitido a los investigadores identificar genes amplificados o con variantes diferenciales características de la medusa inmortal.

Estos genes están asociados con la replicación y la reparación del ADN, el mantenimiento de los telómeros, la renovación de la población de células madre, la comunicación intercelular y la reducción del ambiente celular oxidativo. Todos ellos afectan a procesos que en humanos se han asociado con la longevidad y el envejecimiento saludable.

Rejuvenecimiento cíclico de la medusa

Además, el estudio exhaustivo de los cambios en la expresión génica durante el proceso de rejuvenecimiento en esta medusa inmortal ha permitido descubrir señales de silenciamiento de genes mediadas por la denominada ruta “Polycomb” y el aumento de la expresión de genes relacionados con la vía de pluripotencia celular.

Ambos procesos son necesarios para que células especializadas puedan desdiferenciarse y ser capaces de convertirse en cualquier tipo de célula, formando así el nuevo organismo. Estos resultados sugieren que estas dos rutas bioquímicas son mediadoras fundamentales del rejuvenecimiento cíclico de esta medusa.

En este sentido, Maria Pascual-Torner, investigadora postdoctoral del departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Oviedo y primera autora del artículo junto con Dido Carrero, señala que más que existir una clave única de rejuvenecimiento e inmortalidad, “los diversos mecanismos encontrados en nuestro trabajo actuarían de forma sinérgica como un todo, orquestando así el proceso para asegurar el éxito de rejuvenecimiento de la medusa inmortal”.

Finalmente, López-Otín, catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la universidad asturiana, indica que este trabajo “no persigue la búsqueda de estrategias para lograr los sueños de inmortalidad humana que algunos anuncian, sino entender las claves y los límites de la fascinante plasticidad celular que permite que algunos organismos sean capaces de viajar atrás en el tiempo. De este conocimiento esperamos encontrar mejores respuestas frente a las numerosas enfermedades asociadas al envejecimiento que hoy nos abruman”.

Referencia: López-Otín, C. et al. “Comparative genomics of mortal and immortal cnidarians unveil novel keys behind rejuvenation”. Proceedings of the National Academy of Sciences.
Fuente: SINC.