Los astrocitos aumentan la eficacia de la comunicacion entre neuronas

Los investigadores Alfonso Araque y Gertrudis Perea, del Instituto Cajal del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en Madrid, han descubierto un nuevo modelo de transmisión y almacenamiento de información en el cerebro en el que las neuronas no son las únicas células que participan. Según los investigadores, que publican su trabajo en «Science», los astrocitos, las células cerebrales que constituyen el pegamento que mantiene unido el sistema nervioso, desempeñan un papel clave en la transferencia y almacenamiento de información sináptica.

El cerebro está formado por dos grandes tipos de células: neuronas y astrocitos, unas células gliales con forma de estrella que superan ampliamente en número a las neuronas. Las neuronas elaboran y transmiten la información en el cerebro en lugares denominados sinapsis, donde se liberan mensajeros químicos, denominados neurotransmisores, que estimulan receptores específicos. El trabajo de los astrocitos es dar apoyo y proteger a las neuronas, pero no intervienen en el procesamiento y transmisión de información durante la actividad nerviosa.

Según explicó Alfonso Araque, «este trabajo demuestra que los astrocitos, un tipo de célula que durante más de un siglo se pensó que sólo desempeñaba una función pasiva de soporte neuronal, están directamente involucrados en la transmisión y almacenamiento de información en el sistema nervioso».

Gertrudis Perea y Alfonso Araque examinaron astrocitos al nivel de la sinapsis simple y observaron que los astrocitos de una región cerebral denominada hipocampo, implicada en los procesos de memoria y aprendizaje, liberan el neurotransmisor glutamato y aumentan la eficacia de la transmisión nerviosa entre neuronas. Según los investigadores, esto muestra que los astrocitos participan en el almacenamiento y transmisión de información cerebral.

Para sus experimentos los españoles han utilizado técnicas experimentales de electrofisiología y biología celular que les han permitido estimular una única sinapsis, registrar su actividad desde la neurona postsináptica y registrar y estimular selectivamente un único astrocito adyacente a esa sinapsis.

La dificultad de este tipo de investigaciones se debía a la ausencia de métodos que evitaran que, junto al astrocito, también se activaran las neuronas. Para evitar este problema metodológico los investigadores han utilizado una nueva técnica denominada «Calcium uncaging», que consiste en llenar con una sustancia un único astrocito a través de un microelectrodo.

Al ser expuesta a la luz, la sustancia provoca un aumento de calcio sólo en el astrocito que sirve como señal intracelular desencadenante de la liberación del glutamato. El glutamato liberado activa receptores en la membrana presináptica aumentando la posibilidad de liberación de neurotransmisor de la neurona presináptica y, con ello, se permite una mayor eficacia en la transferencia de información.

Además, los investigadores señalan que la interacción entre astrocito y neurona postsináptica representa un nuevo mecanismo celular implicado en los procesos de memoria y aprendizaje. Esto se debe a que si el aumento de calcio en el astrocito coincide con la estimulación de la neurona postsináptica, el aumento de la eficacia sináptica se convierte en persistente, dando lugar a procesos de plasticidad sináptica de larga duración.

«Estos resultados suponen un nuevo modelo de almacenamiento de información en el cerebro que expande el clásico "modelo Hebbiano", basado en la actividad concurrente de las neuronas pre y postsinápticas. Este nuevo modelo incorpora a los astrocitos como una nueva fuente celular de señalización y revela que la coincidencia temporal de la actividad del astrocito y la neurona postsináptica provoca cambios plásticos duraderos de la eficacia sináptica», explica Araque.

Los astrocitos, muy abundantes en el cerebro, se conocen desde 1846, al igual que las neuronas, cuando ya fueron reconocidas como los elementos responsables del funcionamiento cerebral en la elaboración y transmisión de información.

Fosiles de un simio que retrasa la separacion entre humanos y gorilas

El descubrimiento, en Etiopía, de los fósiles de un primate que vivió hace entre 10 y 10,5 millones de años, ha revelado que la división entre la rama evolutiva de los seres humanos y la de los gorilas es muy anterior a lo que se pensaba y a lo que han señalado los estudios moleculares del ADN de ambas especies.

Un equipo de paleontólogos de la Universidad de Tokio y el Ministerio de Cultura etíope ha hallado, en el último año, un canino y nueve muelas de una especie desconocida de simio prehistórico al que han bautizado con el nombre de Chororapithecus abyssinicus, por el nombre del yacimiento Chorora, en la región de Afar, donde se localizó.

Por las fechas en las que se han datado los dientes, podría ser el primate más antiguo encontrado hasta ahora que está relacionado con los grandes simios africanos. Los investigadores creen que las piezas corresponden al menos a seis ejemplares de esta desconocida especie, que es muy similar a los gorilas actuales. Es más, se cree que podría ser un antepasado de esta especie, hoy en peligro de extinción en el centro de África.

El japonés Gen Suwa, que ha dirigido la investigación, publicada en Nature, destaca en un comunicado que estos restos echan por tierra la hipótesis de que los primeros primates aparecieron en Eurasia. También retrasan de ocho a más de 13 millones de años el momento de la separación de la rama que llevó al Homo sapiens y la de los gorilas. "De hecho, si el linaje del orangután estuvo presente en África antes de la primera migración hacia Eurasia de primates, entonces la fractura con esta otra especie se produjo hace 20 millones de años", argumenta Suwa. Posteriormente, hace seis millones de años, nos separamos del chimpancé.

"Cuando en marzo vi el primer molar, fue una gran sorpresa. Esperaba ver un antepasado de un pequeño homínido, pero fue feliz tener delante este proto-gorila", señala el etíope Yonas Beyene.

Los dientes muestran que la dieta de estos primates se componía de alimentos fibrosos, como los de gorilas a los que tanto se parecen. El entorno en el que vivían, hoy semi-desértico, eran valles boscosos con ríos que fluían hacia un lago.

Una proteina de 450 m.a. desvela los pasos de la evolucion

Científicos de la Universidad de Oregón y de Carolina del Norte (Estados Unidos) han recreado, por primera vez, la estructura atómica de una proteína de hace 450 millones de años. Cada uno de los 2.000 átomos de esta proteína se ha localizado en un mapa detallado.

El trabajo ha permitido conocer cómo la evolución ha modelado en millones de años esta maquinaria molecular a nivel atómico, hasta alcanzar la versión actual. Algunos de estos cambios en las funciones de los genes hoy son cruciales para nuestro organismo, escriben en la revista «Science».

Entender en detalle cómo las proteínas -los caballos de carga de cada célula- han evolucionado en el tiempo era casi una misión imposible porque no había proteínas antiguas aptas para su estudio. Así que los investigadores Thornton y Jamie Bridghamver utilizaron sofisticadas técnicas de computación para «resucitar» la antigua proteína humana. Volvió a la vida, tras recrear su secuencia genética y sintetizar la proteína en una célula humana.

Concentraron sus esfuerzos en una proteína conocida como «receptora glucocorticoide» que juega un rol clave en la respuesta del organismo ante el estrés humano, al utilizar una hormona conocida como cortisol. Sólo se necesitaron siete mutaciones en 450 millones de años para desarrollar esta función biológica esencial.

Hasta pudieron deducir el orden en el que se sucedieron los cambios, ya que ciertas alteraciones habrían provocado la pérdida total de las funciones de la proteína, si otras modificaciones dejaban de utilizarse.Para reconstruir la larga historia de esta proteína, los investigadores utilizaron un banco de donantes que contenía un gran número de secuencias de los receptores modernos.

Además crearon una imagen tridimensional de la proteína tal como era hace 450 millones de años, recurriendo a una técnica de cristalografía con rayos X que permitió localizar el emplazamiento de cada uno de sus 2. 000 átomos. Después, utilizando la estructura de cristal de este recuperado ancestro, introdujeron los cambios que condujeron a la evolución del receptor glucocorticoide.

«Nunca antes habíamos podido remontarnos tan atrás en el tiempo y ver los mecanismos por los cuales funciona la evolución de una máquina molecular a la escala atómica», explicó Joe Thornton, biólogo de la universidad de Oregon y principal autor de esta investigación. «Vimos cómo la evolución actuó sobre la estructura antigua de la proteína para producir una nueva función crucial para el humano actual».

Nanobateria ultraligera y delgada

Científicos del Instituto Politécnico Rensselaer en Nueva York han desarrollado un dispositivo para almacenar energía que fácilmente podría confundirse con una simple hoja de papel negro.

La nanobatería es ultraligera, delgada, completamente flexible y podrá adecuarse al diseño más complejo, a los equipos médicos y hasta a los vehículos de transporte, señalaron los científicos en un informe publicado en la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences'. Además, podrá funcionar a temperaturas de hasta 150 grados centígrados o 73 bajo cero.

Y su parecido a una hoja de papel no es accidente. Más del 90% es celulosa a la cual se han agregado nanotubos de carbono que actúan como electrodos, que permiten la conducción eléctrica y que son los que le dan el color negro.

La batería se puede enrollar, doblar o cortar en diferentes formas sin que pierda su capacidad generadora. También se puede montar una sobre otra, como una pila de papeles, para aumentar su generación energética.

"Esencialmente, es una hoja de papel normal, pero fabricada con mucha inteligencia", señaló Robert Linhardt, profesor de biocatálisis e Ingeniería Metabólica del Instituto y uno de los autores del estudio.

"Los componentes están unidos molecularmente; el nanotubo de carbono está impreso en el papel y el electrolito embebido en él. El resultado final es un dispositivo que se ve, se siente y pesa como el papel".

El delfin del rio Yang Tse puede haberse extinguido

El delfín, también llamado 'baiji', vivía en el río Yang Tse. Un equipo de investigadores ha estado buscando ejemplares de esta rara especie durante seis semanas, pero no han encontrado ninguno. Por tanto, han llegado a la conclusión de que, probablemente, el 'baiji' debe engrosar la lista de especies extinguidas por el ser humano.

Los investigadores han publicado un artículo en Royal Society Biology Letters en el que dan cuenta de su trabajo. En su opinión, la causa de la desaparición de la especie ha sido su pesca incontrolada; aunque también han contribuido otras actividades humanas, como la construcción de presas o la propia navegación.

En declaraciones a BBC, Sam Turvey, de la Zoological Society of London, y uno de los autores del artículo, ha declarado a BBC que lo sucedido ha sido una "tragedia". Según el zoólogo, significaría la desaparición del primer gran vertebrado en 50 años, y "una rama completa del árbol de la evolución de la vida". Agregó que este delfín "era una animal notable, que se separó de otras especies hace 20 millones de años".

No obstante, la organización de defensa de la naturaleza WWF/Adena no se resigna a esta pérdida. Un portavoz ha declarado que el trabajo de los investigadores no es concluyente. Cree que la investigación se ha circunscrito a un área concreta y un período limitado, por lo no se puede afirmar que el delfín del río Yang Tse esté extinguido.

Nature publica un polemico articulo sobre evolucion humana

El hallazgo de una mandíbula y un cráneo, al este del Lago Turkana, en Kenia, podría cambiar, según sus descubridores, lo que ahora se sabe sobre la historia de la evolución humana. La mandíbula habría pertenecido a un Homo habilis de hace 1,44 millones de años, por lo que habría convivido durante casi 500.000 años con otro homínido, el Homo erectus o ergaster, que se cree evolutivamente posterior. Ambas especies, aseguran, habrían surgido hace entre dos y tres millones de años.

Por lo que se sabía hasta ahora, el Homo habilis fue el primer ancestro que utilizó herramientas y el ergaster, posterior, ya era un ser social que sabía hacer fuego. De hecho fue el que salió de África. Pero se desconocía que ambas especies habían convivido tanto tiempo en el mismo espacio. "Su coexistencia hace improbable que el H. erectus evolucionara del habilis como se pensaba", ha declarado Meave Leakey, una de las autoras del trabajo y miembro de la familia de paleontólogos más famosa del mundo. Leakey defiende que tenían nichos ecológicos diferentes y no competían.

El otro fósil importante hallado en la misma zona del norte de Kenia es un cráneo muy bien conservado de lo que califican como Homo erectus, datado hace 1,55 millones de años. Su peculiaridad radica en su pequeño tamaño, el menor de todos los hallados hasta ahora en el mundo, como indica Fred Spoor, del Colegio Universitario de Londres, primer firmante de la investigación publicada en la revista Nature.

Para los paleontólogos norteamericanos se trataría del fósil de una hembra y significaría que las diferencias entre ambos géneros (dimorfismo sexual) era casi del 50%, comparable a la de los gorilas y mayor que la de los chimpancés, con los que compartimos un antepasado. Dado que el menor dimorfismo es signo de evolución (entre los humanos actuales no es mayor del 10%), concluyen que esta especie "no era tan humana como se pensaba hasta ahora".

La relación entre esta diferencia y la evolución la explica el paleontólogo español Manuel Domínguez-Rodrigo, que acaba de venir de excavar en los yacimientos tanzanos de la Garganta de Olduvai: "Cuando una especie de primates es poligámica el macho tiene que competir con otros para conseguir las hembras y por ello se dispara su tamaño, pero es un rasgo que desaparece con la monogamia, cuando la hembra precisa de un macho que invierta energía en alimentar a sus crías, como ocurre con los humanos".

Domínguez-Rodrigo es uno de los expertos que, aunque considera de gran importancia los hallazgos del equipo de los Leakey (participaron madre e hija en el hallazgo), no comparte sus interpretaciones. "Es cierto que se amplía el periodo de convivencia entre H. habilis y erectus, pero ya se sabía que hubo un habilis grande (conocido como Homo rudolfensis) y otro pequeño, al que puede pertenecer la mandíbula. Así que el hallazgo no cambia el hecho de que ambas especies estén relacionadas", argumenta.

Pero donde tiene más dudas es en que el cráneo sea de una hembra de H. erectus, debido al dimorfismo que presenta respecto a otros fósiles de la misma especie. "Habrá que ver si es una hembra o una nueva especie, que es lo que creo. El hallazgo es importante, otra cosa es la interpretación que han hecho sus autores", precisa.

Sus palabras coinciden con las de otro paleontólogo, José María Bermúdez de Castro, director del Centro Nacional de Evolución Humana: "Este equipo niega que haya especiación fuera de África, todo lo incluyen en Homo erectus africano y hablan de un dimorfismo sexual en la especie tan grande que no me la creo. Es mayor que entre chimpancés. Además, con sólo un trozo de maxilar determinan que es el H. habilis más reciente encontrado", "Estoy indignado de que publiquen un artículo así en una revista de prestigio", añade.

El oceano Pacifico se queda sin corales

Investigadores de la Universidad de Carolina del Norte creen que los corales del océano Pacífico están desapareciendo aún más rápido de lo que se creía. De hecho, ya sólo quedan la mitad de los que había hace unas décadas. Su estudio ha sido publicado en la revista 'PLoS One'.

Este equipo de investigación ha recopilado y analizado bases de datos proporcionadas por 6.000 estudios realizados entre 1968 y 2004 en más de 2.600 arrecifes de coral del Indo-Pacífico (un área que engloba los dos océanos y los mares intermedios). Su conclusión es que, como promedio, cada año han venido desapareciendo 1.554 kilómetros cuadrados de corales marinos. Esto es una tasa de destrucción del 1% anual, lo que viene a ser el doble que la de las selvas tropicales.

Para John Bruno, autor principal del estudio, "hemos perdido ya la mitad de los corales de los arrecifes del mundo". El Indo-Pacífico alberga el 75% de los arrecifes coralinos del mundo. Además, su biodiversidad es mayor que la de otros mares.

La investigación se centró en la cubierta de los corales, al considerarla un indicador clave de la calidad y cantidad del hábitat de los arrecifes. De acuerdo con sus investigaciones, a comienzos de la década de 1980 dicha cubierta cubría el 40% de los arrecifes, mientras que en los 80 sólo lo hacía con el 20%.

Pero quizás el resultado más llamativo sea el hecho de que esa merma ha afectado por igual a los arrecifes mantenidos por los conservacionistas, como a los no protegidos. De ello cabe deducir que, probablemente, la causa del declive de los corales sea un fenómeno global; lo que, de nuevo, apunta hacia el cambio climático como principal "sospechoso".

Una nueva especie de musaraña y dos nuevas orquideas en la isla de Palawan

Un grupo de científicos locales anunció el descubrimiento de una nueva especie de musaraña y de dos nuevos tipos de orquídeas en las montañas de la isla de Palawan, considerada la última frontera de Filipinas.

El hallazgo es obra de una expedición de botánicos y expertos en mamíferos que durante cinco semanas se internaron por el monte Mantalingahan, 650 kilómetros al suroeste de Manila.

El naturalista Danny Balete declaró al rotativo "Philippine Daily Inquirer" que las características de la musaraña descubierta es su piel blanda, hocico afilado y ojos pequeños.

Otro miembro de la expedición, el botánico Leonard Co, indicó al mismo medio que las orquídeas son dos nuevas especies dentro de la variedad "genus Coelogyne" y "genus Acanthephippium, ambas halladas a unos 1.700 metros de altura y dentro de un área de espesa vegetación. Co declaró que en esa área encontraron también una "Medinilla cumingii" que es analizada para confirmar si se trata de una nueva planta de esa familia.

Además de estas aportaciones, el equipo filipino ha confirmado la presencia de ejemplares de "Palawanomys furvus", un roedor poco común que sólo se encuentra en el monte Mantalingahan, donde fue descubierto en 1962, y que desde entonces no había sido avistado.

Otra de las rarezas registradas por los científicos es el Pinzón Loro de Cola Aguda (erithrura prasina), cuya existencia nunca había sido confirmada en Palawan, si bien es común en la vecina Borneo.

Romeo Trono, director de la Conservational International Philippines, organización que ha financiado la expedición, declaró que los hallazgos confirman la importancia biológica de la cadena que conforma el monte Mantalingahan. Refuerzan además el peso como paraíso asiático de la biodiversidad de Palawan, un archipiélago con una riqueza natural que aún no ha sufrido la invasión del turismo.