[:es]Un meteorito esconde diamantes de un planeta perdido[:]

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Tomado de:SINC ||

EN 2008 SE ENCONTRÓ UN METEORITO EN EL DESIERTO DE NUBIA, EN SUDÁN, CON INCRUSTACIONES DE DIAMANTE. AHORA INVESTIGADORES EUROPEOS HAN ANALIZADO SUS CRISTALES Y HAN COMPROBADO QUE ESA ROCA EXTRATERRESTRE PROCEDE DE UN PROTOPLANETA CON UN TAMAÑO SUPERIOR A MERCURIO QUE EXISTIÓ EN EL PRIMITIVO SISTEMA SOLAR.

Fragmento negro del meteorito Almahata Sitta encontrado en el desierto de Nubia al norte de Sudán. / SETI Institute/NASA Ames

Los científicos suponen que en el sistema solar primitivo había decenas de protoplanetas, con un tamaño comprendido entre el de la Luna y Marte, que acabaron colisionando y formando los planetas rocosos del sistema solar, como el nuestro, mediante la acrección o acumulación de material. Un tipo de meteorito llamado ureilita es un firme candidato para apoyar esta hipótesis, ya que se considera que procede de los desaparecidos protoplanetas, pero las muestras examinadas hasta la fecha no son concluyentes sobre ese remoto origen. Sin embargo, ahora un equipo de investigadores europeos liderados por el profesor Farhang Nabiei de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza) ha analizado un meteorito ureilita especial, conocido como Almata Sitta. La roca es uno de los fragmentos que se recuperó en el desierto de Nubia tras la explosión de un pequeño asteroide sobre los cielos de esta región de Sudán en octubre de 2008. Las conclusiones del estudio, que se publican esta semana en la revista Nature Communications, revelan que las incrustaciones de diamante que contiene este meteorito se originaron en un planeta perdido que circulaba por el sistema solar primitivo cuando este tenía unos 10 millones de años. Embrión planetario Para llegar a esta conclusión, los investigadores analizaron los diminutos cristales de los diamantes mediante microscopía electrónica de transmisión, una técnica con la que han descubierto que esas piedras preciosas se tuvieron que formar a presiones muy altas. “Descubrimos incrustaciones de cromita, fosfato, sulfuro de hierro y niquel dentro del diamante, con una composición y morfología que solo se pueden explicar si se formaron a presiones superiores a los 20 gigapascales”, explica Nabiei y su equipo, que añade: “Estas presiones indican que el cuerpo padre de esta ureilita fue un embrión planetario con un tamaño entre el de Mercurio y Marte”. Según los autores, estos hallazgos proporcionan una evidencia sobre la existencia de los grandes protoplanetas que constituyeron los bloques de construcción de los planetas terrestres que hoy vemos en el sistema solar, como la Tierra.

Autor: Farhang Nabiei et al. “A large planetary body inferred from diamond inclusions in a ureilite meteorite”. Nature Communications, 18 de abril de 2018.

[:][:] [:es]Los guepardos usan más la astucia que la velocidad contra hienas y leones[:]

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Tomado de:SINC ||

LOS GRANDES CARNÍVOROS AFRICANOS COMO LEONES, HIENAS Y GUEPARDOS NO SOLO LUCHAN POR SU SUPERVIVENCIA CAZANDO A SUS PRESAS, TAMBIÉN SE ENFRENTAN LOS UNOS CONTRA LOS OTROS PARA CONSERVARLAS. MÁS DE 35 AÑOS DE OBSERVACIONES HAN PERMITIDO DEMOSTRAR QUE LOS GUEPARDOS, PROTAGONISTAS DE #CIENCIAALOBESTIA, HAN DESARROLLADO DIFERENTES ESTRATEGIAS PARA EVITAR QUE OTROS LES ROBEN SU COMIDA.

Dos guepardos macho comiendo su presa. / Anne Hilborn

Aunque los guepardos sean los más rápidos de la sabana, no son los carnívoros más grandes ni los más fuertes. Estos animales no pueden arrastrar a sus presas ya cazadas y subirlas a los árboles como los leopardos para mantenerlas a salvo de los carroñeros como las hienas, ni luchar contra un león para proteger a sus crías. Por esta razón, los guepardos, que tienden a cazar cuando hienas y leones no están o son menos activos, han adoptado diversas estrategias mientras comen para evitar amenazas. Así lo revela un estudio publicado en la revista Behavioral Ecology and Sociobiologys, tras más de 35 años de observaciones en el Parque Nacional del Serengueti en Tanzania. Los científicos, liderados por el Virginia Tech’s College en EE UU, analizaron las conductas de 159 guepardos en 400 cacerías para demostrar que el compartimiento de estos animales se altera con la presencia de hienas y leones. Pero las tácticas empleadas varían en función del tipo de peligro. Una táctica para cada amenaza El principal problema de los machos y hembras sin crías es que les roben su presa, así que han aprendido a ingerirla con mayor celeridad antes de que se la arrebaten, en lugar de estar pendientes de un posible ataque por parte de leones o hienas Las hembras con crías, por su parte, primero tienen que garantizar la protección de su descendencia antes de proporcionarle la suficiente cantidad de comida. Como los cachorros tienden a comer lentamente y realizan descansos regulares, las madres vigilan mientras sus crías se alimentan para darles más tiempo.

“En lugar de la velocidad, las madres vigilan para minimizar el riesgo”, explica Anne Hilborn, autora principal del trabajo. “Las hembras están más atentas y pasan más tiempo paradas antes de ponerse a comer, quizás también para recobrar el aliento después de la caza. Esto aumenta el tiempo que las crías pasan comiendo”, añade la científica. Para el equipo de investigación, el comportamiento de un guepardo después de una cacería depende también del territorio en el que se encuentra. Las madres podrían, por ejemplo, mostrarse menos vigilantes en el Parque Transfronterizo Kgalagadi en la región de Kalahari en Sudáfrica y Botswana, donde las densidades de leones son tres veces más bajas y las hienas son 100 veces menos numerosas que en el Serengeti.

Autor: Hilborn, A. et al (2018). “Cheetahs modify their prey handling behavior depending on risks from top predators” Behavioral Ecology and Sociobiology DOI: 10.1007/s00265-018-2481-y

[:][:] [:es]La falta de una única proteína mitocondrial genera inflamación severa[:]

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Tomado de: SINC ||

LA RELACIÓN ENTRE MITOCONDRIAS E INFLAMACIÓN ES TODAVÍA UN MISTERIO. EN LA ACTUALIDAD, DE LAS POCAS COSAS QUE SE SABEN ES QUE LA ACUMULACIÓN DE MITOCONDRIAS DEFECTUOSAS QUE DEBERÍAN HABERSE ELIMINADO PUEDE CONDUCIR A INFLAMACIÓN. AHORA, CIENTÍFICOS DEL INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN BIOMÉDICA DE BARCELONA DEMUESTRAN TAMBIÉN QUE LA ELIMINACIÓN DE UNA ÚNICA PROTEÍNA MITOCONDRIAL EN MÚSCULO DE RATÓN GENERA UN PROCESO INFLAMATORIO SEVERO EN TODO EL ORGANISMO CAUSANDO LA MUERTE PREMATURA DEL ANIMAL.

El estrés del ADN mitocondrial (en rojo) inicia la respuesta inflamatoria en ausencia de Opa1 en células musculares de ratón (en verde, los núcleos). / Aida Rodríguez, IRB Barcelona

Un trabajo del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), liderados por Antonio Zorzano, también catedrático de la Universidad de Barcelona e investigador del programa CIBERDEM, abre la vía a considerar que defectos en las mitocondrias pueden estar en el origen de un grupo de enfermedades que implican inflamación muscular crónica y de las que se desconoce su origen. El estudio se publica en EMBO Journal. Opa1 es una proteína de fusión mitocondrial, cuya función es unir las membranas internas de las mitocondrias, presentes en todas las células y tejidos (a excepción de los glóbulos blancos). Son especialmente abundantes en músculos e hígado, y su principal función es convertir el alimento en energía. Las mitocondrias son muy dinámicas, se juntan y separan, se expanden y encogen constantemente. A estas procesos se les conoce como dinámica mitocondrial. Los científicos del laboratorio de Enfermedades Metabólicas Complejas y Mitocondrias de Antonio Zorzano se encargan de estudiar esta dinámica mitocondrial a través de las proteínas que intervienen en la fusión de membranas, Mitofusina 1 y 2, y Opa1. Este estudio, firmado por 24 científicos de diversas instituciones, en el grueso del cual han trabajado Aida Rodríguez-Nuevo, Angels Díaz-Ramos y Eduardo Noguera del laboratorio de Zorzano, está centrado en la proteína Opa1. Para estudiar sus funciones, generaron un ratón carente de Opa1 solo en el músculo esquelético. “La sorpresa fue ver que eran muy pequeños y se morían a los pocos meses”, explica Zorzano. Consecuencias en el organismo El artículo describe el fenotipo animal y explica que la eliminación de Opa1 únicamente en la fibra muscular del músculo esquelético acaba generando un proceso inflamatorio agudo que se transfiere de la fibra muscular a todo el organismo. La respuesta inflamatoria paraliza el crecimiento y tiene un impacto en la longevidad del animal. Los científicos detallan también los actores moleculares principales en la vía de señalización celular a través de la cual se activa la respuesta inflamatoria en el músculo. “Es la primera vez que vemos que la falta de una proteína mitocondrial muscular puede generar una respuesta inflamatoria de esta magnitud y nos aporta más información sobre la relación entre mitocondrias e inflamación”, expresa Zorzano. El líder del trabajo explica que estos resultados tienen una derivada biomédica a tener en cuenta. Hay un grupo de enfermedades, denominadas miopatías inflamatorias, de origen desconocido, en las que los pacientes presentan inflamación muscular crónica, acompañada de debilidad muscular. “Este trabajo nos hace pensar que tras las miopatías inflamatorias podría haber alternaciones en proteínas mitocondriales. Habrá que hacer más estudios para descubrir esta posible vinculación”, indica el investigador.

Autor: Aida Rodríguez-Nuevo, Angels Díaz-Ramos, Eduard Noguera, Francisco Díaz-Sáez, Xavier Duran, Juan Pablo Muñoz, Montserrat Romero, Natàlia Plana, David Sebastián, Caterina Tezze, Vanina Romanello, Francesc Ribas, Jordi Seco, Evarist , Susan R. Doctrow, Javier González, Miquel Borràs, Marc Liesa, Manuel Palacín, Joan Vendrell, Francesc Villarroya, Marco Sandri, Orian Shirihai, Antonio Zorzano. “Mitochondrial DNA and TLR9 drive muscle inflammation upon Opa1 deficiency” EMBO Journal (2018) doi: 10.15252/embj.201796553

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Tomado de: SINC ||

REGAR LOS TOMATES CON MENOS AGUA UNA VEZ LOS FRUTOS YA HAN CUAJADO AYUDA A AUMENTAR SU VALOR FUNCIONAL Y MEJORA SU SABOR. ASÍ CONCLUYE UN TRABAJO QUE TAMBIÉN HA DEMOSTRADO QUE EL USO COMBINADO DE VARIEDADES CON ALTO CONTENIDO EN EL CAROTENOIDE LICOPENO, SU CULTIVO EN ZONAS MÁS FAVORABLES Y EL RIEGO DEFICITARIO CONTROLADO PUEDE CONTRIBUIR A OBTENER TOMATES QUE AYUDARÍAN A PREVENIRUN ESTUDIO DE LA UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE VALÈNCIA (UPV), LA UNIVERSITAT JAUME I DE CASTELLÓ (UJI), EL INSTITUTO NAVARRO DE TECNOLOGÍAS E INFRAESTRUCTURAS AGROALIMENTARIAS (INTIA, S.A.) Y EL CENTRO DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS Y TECNOLÓGICAS DE EXTREMADURA (CICYTEX) REVELA QUE EL RIEGO DEFICITARIO CONTROLADO AUMENTA EL CONTENIDO EN POLIFENOLES Y ÁCIDO L-ASCÓRBICO DEL TOMATE. EL TRABAJO, PARCIALMENTE FINANCIADO POR EL INTIA Y LOS FONDOS FEDER, HA SIDO PUBLICADO EN LA REVISTA FOOD CHEMISTRY.

Los científicos evaluaron las respuestas en dos de las principales zonas productoras de tomate de industria: Extremadura y Navarra. / UPV

Cada vez los consumidores prestan más atención a la capacidad de los alimentos para prevenir el desarrollo de enfermedades o contribuir a una buena salud en general. Es lo que se denomina valor funcional de los alimentos. “En el tomate este valor funcional viene condicionado especialmente por el contenido en carotenoides (beta-caroteno y licopeno), ácido L-ascórbico (vitamina C) y polifenoles. Estos compuestos ayudan a prevenir determinados tipos de cáncer y enfermedades cardiovasculares”, apunta Jaime Cebolla, investigador del Instituto Universitario de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana (COMAV) de la UPV. En este estudio, los investigadores evaluaron el impacto y eficacia de un riego deficitario controlado para aumentar el valor funcional del tomate. “Se trataba de restringir el riego una vez los frutos ya han cuajado con el objetivo de reducir el uso de un recurso cada vez más escaso como es el agua, mejorando a la vez su sabor. Esta estrategia frente a un riego deficitario continuado afecta en menor medida a los niveles de producción”, apunta Raúl Martí, también investigador del COMAV-UPV. Cómo mejora el valor funcional Los resultados revelaron que el riego deficitario controlado no aumenta el contenido en carotenoides, pero sí determinados polifenoles y el ácido L-ascórbico. “Sin embargo, hay una importante interacción genotipo-ambiente. Es decir, la respuesta de cada variedad cambia en función del ambiente de cultivo. En este caso se evaluaron las respuestas en dos de las principales zonas productoras de tomate de industria: Extremadura y Navarra”, matiza Miguel Leiva, investigador del COMAV- UPV. Para optimizar el valor funcional, los investigadores concluyen que es fundamental seleccionar las variedades y zonas de cultivo que maximizan la acumulación de este tipo de compuestos, polifenoles y ácido L-ascórbico. “El uso de variedades con alto licopeno permite aumentar no solo los contenidos en carotenoides, sino también en polifenoles y ácido L-ascórbico, por lo que representan el material idóneo para el desarrollo de productos procesados de alto valor añadido”, añade el investigador Salvador Roselló de la Universitat Jaume I. Por lo que respecta al riego controlado deficitario, los investigadores destacan cómo permite aumentar el valor funcional en determinadas zonas. Además, estudios previos constataban cómo aumenta el contenido en azúcares y ácidos y volátiles relacionados con el sabor del tomate. “El uso combinado de variedades con alto licopeno, su cultivo en zonas más favorables y el riego deficitario controlado puede contribuir a obtener productos con elevado valor funcional, que nos ayudarán a prevenir enfermedades degenerativas”, concluye Jaime Cebolla.

Autor: Raúl Martí; Mercedes Valcárcel; Miguel Leiva-Brondo; Inmaculada Lahoz; Carlos Campillo; Salvador Roselló; Jaime Cebolla-Cornejo “Influence of controlled deficit irrigation on tomato functional value”.Food Chemistry. Volume 252, 30 June 2018, Pages 250-257 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814618301079

[:][:] [:es]Tomates de primera gracias a las misiones a Marte[:]

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Tomado de: HCYTAMAZINGS||

LA PRÓXIMA VEZ QUE COMAMOS UN TOMATE O UN PIMIENTO, HABRÁ QUE MIRAR BIEN, PORQUE ES PROBABLE QUE SU ASPECTO SALUDABLE SEA FRUTO DE UNO DE LOS DISCURSOS DEL EXPRESIDENTE ESTADOUNIDENSE BARACK OBAMA Y DE LA INVESTIGACIÓN DE LA ESA PARA ENVIAR HUMANOS A MISIONES ESPACIALES PROLONGADAS.

Investigación del programa MELiSSA. (Foto: Université de Nantes)

La próxima vez que comamos un tomate o un pimiento, habrá que mirar bien, porque es probable que su aspecto saludable sea fruto de uno de los discursos del expresidente estadounidense Barack Obama y de la investigación de la ESA para enviar humanos a misiones espaciales prolongadas. La empresa holandesa Groen Agro Control, inspirada por un discurso que Obama pronunció en 2010 sobre las misiones humanas a Marte, comenzó a investigar cuál sería la mejor forma de cultivar y fertilizar plantas en el espacio, y si podrían derivarse mejoras para el cultivo de verduras en la Tierra. Como explica el portavoz de la empresa, Lex de Boer: “En el espacio, aunque las plantas solo pueden fertilizarse con los minerales transportados hasta allí, queremos obtener cosechas de la máxima calidad”. “Lo ideal sería aprovechar el agua que se evapora de las plantas y convertirla en potable con una purificación mínima. Así, habrá que aplicar cada mineral en una dosis cuidadosamente calculada para que quede el menor resto posible en el agua de drenaje”. El encuentro con un equipo de la ESA también inspiró a la empresa mientras investigaba el desarrollo de un servicio inteligente que ayudara a los horticultores a mejorar la fertilización en la Tierra. El proyecto Sistema Alternativo de Soporte Microecológico para la Vida (MELiSSA) desarrolla un sistema de soporte vital ‘cerrado’, en el que todos los recursos se reutilizan y reciclan para satisfacer las necesidades de los humanos en largas misiones a la Luna y Marte. Así, por ejemplo, la totalidad de los residuos orgánicos y dióxido de carbono debería convertirse en oxígeno, agua y alimentos. La empresa construyó un sistema cerrado en el que las plantas de tomate y pimiento recibirían dosis de 16 minerales y empezó a estudiar la correlación entre el consumo de cada mineral y su crecimiento. A partir de estos experimentos y de los resultados obtenidos al cultivar verduras en entornos cerrados y controlados como si se tratara del espacio exterior, la empresa desarrolló un plan para horticultores, con el objetivo de maximizar el crecimiento y el rendimiento mediante el uso riguroso de fertilizantes. El servicio que ofrecen a los agricultores incluye la toma semanal de muestras de la solución fertilizante suministrada a las plantas —que incluyen tomates, pimientos, pepinos, berenjenas, rosas y gerberas— y del líquido de drenaje. Las muestras se analizan en el laboratorio de la empresa y los resultados se envían a los cultivadores, junto con consejos sobre los cambios que deberían introducirse en la dosificación de cada uno de los 16 minerales suministrados. En menos de una campaña se han podido apreciar los resultados positivos de usar este programa en el cultivo de pimiento morrón naranja.

Autor: ESA

[:][:] [:es]El color oscuro del plumaje limita la distribución espacial de las aves[:]

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Tomado de: SINC ||

UN EQUIPO LIDERADO POR EL MUSEO NACIONAL DE CIENCIAS NATURALES Y LA ESTACIÓN BIOLÓGICA DE DOÑANA HA ANALIZADO LA COLORACIÓN DEL PLUMAJE PRODUCIDO POR MELANINAS EN CASI 100 ESPECIES DE AVES EN ESPAÑA. LOS RESULTADOS DEL ESTUDIO INDICAN QUE LA TONALIDAD DEL PLUMAJE DE ESTOS ANIMALES ESTÁ RELACIONADO CON LOS NICHOS QUE OCUPAN.

Los cuervos, Corvus corax, son un ejemplo de aves oscuras que ven restringida su área de distribución. En la imagen, dos ejemplares que habitan en zonas altas de la isla de La Palma, en Canarias. Al fondo se puede ver el Roque de los Muchachos / Ismael Galván

Investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN) y la Estación Biológica de Doñana (EBD), ambos del CSIC, han comprobado cómo el plumaje de las aves influye a la hora de determinar sus áreas de distribución. Gracias a este estudio publicado en la revista Functional Ecology, que incluye el análisis de 96 especies, han podido comprobar que, en las áreas más soleadas y calurosas de España, las aves exhiben plumajes de tonalidades más claras. La pigmentación de los animales tiene numerosas funciones adaptativas. La más común y también la más conocida es la de protegerlos frente a la radiación solar ultravioleta, asociada a la pigmentación producida por melaninas. “La pigmentación también afecta a la facilidad con que la superficie de los animales absorbe radiación solar y gana calor, por lo que en este trabajo nos hemos centrado en examinar si esto podría suponer una limitación en la distribución de las aves debido a que sus temperaturas corporales son elevadas y constantes”, comenta el investigador del MNCN Luis Carrascal. “Es un campo que se ha estudiado mucho con animales ectotermos como los reptiles, pero que apenas se ha investigado en aves u otras especies endotermas, que regulan su propia temperatura”, continúa el investigador de la EBD Ismael Galván. La investigación ha cuantificado detalladamente las tonalidades del plumaje en 96 especies de aves y han contrastado los datos con su nicho climático obtenido a partir del atlas de las Aves de España a escala de 10×10 km. Asimismo han calculado los efectos de la temperatura ambiental, la insolación y la precipitación sobre la distribución de las aves. “Hemos detectado una asociación positiva entre la reflectancia del plumaje, es decir, su capacidad para reflejar la radiación solar, y la insolación y temperatura de las áreas de distribución de las aves en primavera y verano. Este patrón no se ve afectado por la cantidad de precipitaciones”, explican los autores del trabajo. Los resultados confirman que las aves que ocupan las áreas más calurosas y soleadas presentan una pigmentación del plumaje más clara, lo que sugiere que las más oscuras ven limitadas las zonas donde pueden habitar en función de la temperatura y radiación.

Autor:Galván, I. Rodríguez-Martínez, S. y Carrascal, L.M. (2018) Dark pigmentation limits termal niche position in birds. Functional Ecology. DOI: 10.1111/1365-2435.13094

[:] [:es]Grafeno nanoporoso para diseñar membranas de filtros y sensores[:]

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Tomado de: SINC ||

INVESTIGADORES ESPAÑOLES HAN DESARROLLADO UN NUEVO MÉTODO PARA CREAR UNA MEMBRANA DE GRAFENO CON POROS CUYO TAMAÑO, FORMA Y DENSIDAD SE PUEDEN MODIFICAR CON PRECISIÓN ATÓMICA. EL RESULTADO ES UN GRAFENO POROSO CON PROPIEDADES ELÉCTRICAS Y QUE ACTÚA COMO UN TAMIZ MOLECULAR, DOS VENTAJAS QUE SE PODRÁN APLICAR EN LA FABRICACIÓN DE AVANZADOS FILTROS Y SENSORES.

Imagen de grafeno nanoporoso con su estructura molecular sobreimpresa. / ICN2

Un equipo del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2), el Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (CiQUS), la Universidad de Santiago de Compostela y el Donostia International Physics Center (DIPC) han sintetizado con éxito una membrana de grafeno con poros cuyo tamaño, forma y densidad se pueden modificar en la nanoescala con precisión atómica. Este trabajo abre el potencial de este preciado material a aplicaciones en electrónica, filtros y sensores, según el equipo, que ya ha solicitado una patente sobre la membrana de grafeno poroso. Los resultados se publican esta semana en la revista Science, en un artículo encabezado por el profesor ICREA Aitor Mugarza del ICN2 y el profesor Diego Peña del CiQUS, con el investigador César Moreno como primer autor. La presencia de poros en el grafeno puede modificar sus propiedades básicas, empezando por hacerlo permeable y útil como tamiz. Se trata de un cambio de estructura que, combinado con las propiedades intrínsecas de este material de un átomo de grosor y más fuerte que el diamante, lo convierte en un excelente candidato para desarrollar filtros más duraderos, selectivos y energéticamente eficientes para sustancias extremadamente pequeñas, como gases de efecto invernadero, sales o biomoléculas. Se produce un segundo cambio importante, quizás menos intuitivo, cuando el espaciado entre los poros queda también reducido a unos pocos átomos. El grafeno pasa de ser un semimetal a un semiconductor, lo cual abre la puerta a su uso en dispositivos electrónicos, donde sustituiría los componentes basados en silicio más voluminosos y rígidos que se usan hoy en día. No obstante, aunque todo esto es posible en teoría, producir un material con estas propiedades requiere de una precisión que todavía no está al alcance de las técnicas actuales de fabricación y probablemente nunca lo estará. El problema es la forma de abordarlo: perforar los poros en un material de un átomo de grosor es una tarea de enorme complejidad. Por eso los investigadores han adoptado una estrategia bottom-up (de abajo hacia arriba) basada en los principios del autoensamblado molecular y de polimerización en 2D. Consiguen así construir la malla de grafeno con los nanoporos ya integrados desde el inicio. Para que esta estrategia funcione se precisa una molécula precursora muy específica, diseñada para responder ante determinados estímulos, que se utilizará para ensamblar un gran puzzle. De Galicia a Cataluña y Euskadi En este trabajo los precursores se diseñaron y produjeron por especialistas en química sintética del CiQUS, en Santiago de Compostela, y se llevaron al ICN2 en Barcelona para ser ensamblados formando un grafeno nanoporoso mediante el método bottom-up. Las moléculas precursoras se sometieron a varias rondas de calentamiento a altas temperaturas sobre una superficie de oro que sirvió de catalizador de las reacciones mediante las que las moléculas polimerizaron formando “nanotiras” de grafeno. Estas estructuras se enlazaron después lateralmente, consiguiendo así la estructura de malla con nanoporos de tamaño y espaciado uniforme. Simulado en el DIPC (San Sebastián) y testado en el ICN2, el resultado de este proceso es un nuevo tipo de grafeno que presenta unas propiedades eléctricas parecidas a las del silicio que, además, se puede usar como un tamiz molecular altamente selectivo. Juntas, estas dos propiedades apuntan al desarrollo de dispositivos que actúen simultáneamente como filtro y sensor permitiendo no solo la separación de moléculas específicas, sino también bloquear y monitorizar el paso de estas moléculas por los nanoporos usando un campo eléctrico. Aplicaciones biomédicas Esta señal eléctrica permitiría obtener información cualitativa y cuantitativa sobre qué moléculas pasan en cada momento, algo que podría aplicarse por ejemplo en secuenciadores de ADN más eficientes. Las aplicaciones de una malla de grafeno nanoporoso con precisión atómica son numerosas y variadas. Van desde medir y combatir la presencia de elementos contaminantes hasta la desalinización de aguas, pasando por aplicaciones biomédicas en las que una membrana tan fina, flexible y biocompatible se podría usar para recuperar la función de órganos como el riñón, el filtro natural por excelencia.

Autor: César Moreno, Manuel Vilas-Varela, Bernhard Kretz, Aran Garcia-Lekue, Marius V. Costache, Markos Paradinas, Mirko Panighel, Gustavo Ceballos, Sergio O. Valenzuela, Diego Peña, and Aitor Mugarza. “Bottom-up synthesis of multifunctional nanoporous graphene”. Science 360: 6385, 13 de abril 2018. DOI: 10.1126/science.aar2009.

[:][:] [:es]Kubrick, Nemo y Dorothy inspiran nuevos nombres en una luna de Plutón[:]

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Tomado de: SINC ||

LA UNIÓN ASTRONÓMICA INTERNACIONAL HA APROBADO LOS NOMBRES DE UNA DOCENA DE CRÁTERES, VALLES Y MONTES DE CARONTE, LA LUNA MÁS GRANDE DE PLUTÓN. LOS TÉRMINOS FUERON PROPUESTOS POR EL EQUIPO DE LA MISIÓN DE LA NASA E INCLUYEN ALGUNOS TAN CONOCIDOS COMO EL DEL CINEASTA STANLEY KUBRICK, EL ESCRITOR ARTHUR C. CLARKE, EL CAPITÁN NEMO O EL PERSONAJE DE DOROTHY GALE DE EL MAGO DE OZ, ADEMÁS DE BARCOS FANTASMA Y MITOLÓGICOS.

Proyección del mapa de Caronte con la docena de nombres oficiales recién aprobados para elementos de su superficie. / NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Caronte es el satélite más grande de Plutón. Con un diámetro de unos 1.215 km y un tamaño similar al de Francia, es uno de los objetos más grandes del cinturón de Kuiper, la región de cuerpos helados y rocosos que se mueven más allá de Neptuno. El nombre de Caronte hace referencia al barquero que guiaba las sombras errantes de los difuntos de un lado a otro del río Aqueronte, según la mitología griega. Esta luna tiene gran cantidad de cráteres, montes y valles largos y profundos conocidos como ‘chasmas’. Ahora una docena de estas estructuras geológicas han recibido su nombre oficial por parte de la Unión Astronómica Internacional (IAU), la autoridad reconocida para nombrar a los cuerpos celestes y los elementos de su superficie. Los nombres los había propuesto el equipo de la misión y nave New Horizons de la NASA, que llevó a cabo el primer reconocimiento de Plutón y sus satélites en 2015. Ese mismo año ya recopilaron ideas a través de una campaña on line abierta al público denominada Our , en la que participaron voluntarios de todo el mundo. “Me complace que las características de Caronte se hayan elegido con un espíritu internacional”, ha destacado Rita Schulz, presidenta del Grupo de Trabajo de la IAU para la Nomenclatura del Sistema Planetario. Como una forma de honrar la épica exploración de Plutón y sus lunas que realizó la sonda New Horizons, muchos de los nombres característicos del sistema de este planeta enano rinden homenaje al espíritu de la exploración humana, recordando a viajeros, científicos, viajes pioneros y destinos misteriosos. Literatura y mitología de viajes exploratorios En el caso de Caronte, se han elegido términos centrados en la literatura y la mitología de los viajes exploratorios. Así se ha denominado Argo Chasma a una depresión que debe su nombre al barco con el que navegaron Jason y los Argonautas en busca del vellocino de oro, según se describe en la obra Las Argonáuticas. El monte Butler Mons honra a la estadounidense Octavia E. Butler, la primera escritora de ciencia ficción que ganó una beca MacArthur. Su trilogía de Xenogenesis (Amanecer, Ritos de madurez e Imago) describe la salida de la humanidad de la Tierra y su posterior regreso. Por su parte, Caleuche Chasma recibe su nombre del barco fantasma mitológico que viaja por los mares que rodean la pequeña isla de Chiloé, frente a la costa de Chile. Según la leyenda, el Caleuche o Barco de los Brujos recorre el litoral recogiendo a los muertos, que viajarán para siempre a bordo de la nave. La barca Mandjet de la mitología egipcia que transportaba cada día al dios del sol Ra, uno de los primeros ejemplos mitológicos de una nave espacial, también da nombre al valle Mandjet Chasma. Inspirado en el mundo marino, Nemo Crater lleva el nombre del capitán del Nautilus, el submarino de las novelas de Julio Verne protagonista de 20.000 leguas de viaje submarino (1870) y La isla misteriosa (1874). Y otro cráter, el Sadko Crater, reconoce al aventurero que viajó al fondo del mar en la epopeya rusa medieval Bylina. 2001: Odisea en el espacio protagoniza otras dos estructuras geológicas de Caronte. Una es el monte Kubrick Mons, para recordar al cineasta Stanley Kubrick que dirigió esa película, donde cuenta la historia de la evolución de la humanidad desde los homínidos que usaban herramientas hasta los exploradores del espacio y más allá. El autor de la obra, Arthur C. Clarke, también aparece representado en los Clarke Montes. El prolífico escritor de ciencia ficción y de novelas futuristas es conocido por presentar imaginativas representaciones de la exploración espacial. or su parte, el Dorothy Crater reconoce a la protagonista de la serie de novelas para niños que escribió el estadounidense Lyman Frank Baum, que sigue los viajes y aventuras de Dorothy Gale por el mágico mundo de Oz. , un personaje mítico de la tradición popular sufí, una especie de antihéroe del islam protagonista de miles de cuentos populares humorísticos contados en Oriente Medio, otras partes de Asia y sur de Europa, da nombre al Nasreddin Crater. Un caso similar es el del Pirx Crater, que ha sido bautizado así por el personaje principal de una serie de cuentos del escritor polaco Stanislaw Lem, que viaja entre la Tierra, la Luna y Marte. Finalmente, el Revati Crater hace referencia al personaje principal de la narrativa épica hindú Mahabharata, una obra escrita alrededor del 400 a.C y considerada como la primero en la historia que incluye el concepto de viaje en el tiempo.

Autor: IAU

[:][:] [:es]Un nuevo modelo tumoral acelera el tratamiento del cáncer[:]

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Tomado de: SINC ||

INVESTIGADORES DEL CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIONES ONCOLÓGICAS HAN DESARROLLADO UNA ESTRATEGIA QUE PERMITE IMITAR LA COMPLEJIDAD GENÉTICA DE UN GLIOMA, UN TIPO DE TUMOR QUE SE PRODUCE EN EL CEREBRO O EN LA MÉDULA ESPINAL, GRACIAS A LA EDICIÓN GENÓMICA CRISPR-CAS9 Y EL SISTEMA RCAS/TVA. ESTAS HERRAMIENTAS DAN LA POSIBILIDAD DE SECUENCIAR UNA CÉLULA GENÉTICAMENTE, ELIMINANDO O INSERTANDO NUEVO ADN, Y MODELAR EL CÁNCER DE PÁNCREAS, OVARIOS, PECHO Y MELANOMA.

Expresión de CAS9 (verde) y GFAP (rojo) en una sección coronal del cerebro de un ratón TVA/Cas9. / CNIO

Un modelo de ratón potente y versátil ayudará a mejorar la investigación del cáncer, gracias al Grupo de Tumores Cerebrales Fundación Seve-Ballesteros del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO). La nueva estrategia, publicada esta semana en Nature Communications, acelerará el estudio preclínico de nuevas dianas terapéuticas. “Una prioridad actual en la investigación del cáncer es la validación funcional de las alteraciones genéticas que son relevantes para la progresión del tumor y la respuesta al tratamiento”, explican los autores. “Para lograrlo, es esencial desarrollar modelos flexibles capaces de acelerar la distinción entre mutaciones conductoras y pasajeras”, aclaran. “Una prioridad actual en la investigación del cáncer es la validación funcional de las alteraciones genéticas que son relevantes para la progresión del tumor y la respuesta al tratamiento”, explican los autores. “Para lograrlo, es esencial desarrollar modelos flexibles capaces de acelerar la distinción entre mutaciones conductoras y pasajeras”, aclaran. El método creado por el equipo de investigadores, liderado por Massimo Squatrito, consiste en combinar las tecnologías CRISPR-Cas9 y RCAS/TVA para crear un modelo de ratón que imita la complejidad genética de un tumor. La primera da la posibilidad de secuenciar una célula genéticamente, eliminando o insertando nuevo ADN, mientras que, a través de la segunda, se puede modelar algunos tumores como los de páncreas, ovarios, pecho o melanomas. Barbara Oldrini y Álvaro Curial-García, primeros autores del trabajo, han utilizado este modelo para recrear algunas de las alteraciones genéticas halladas en el glioma, un tipo de tumor que se produce en el cerebro o en la médula espinal. En concreto, han estudiado la fusión de genes de una familia de kinasas llamada NTRK y la mutación de BRAF, ambas presentes en otros tumores además del glioma. “Lo que hemos visto utilizando este modelo es que ahora tenemos la capacidad de generar mutaciones genéticas complejas y estudiar cómo contribuyen a la patogénesis del glioma”, apunta Squatrito. Tratamientos alternativos para paliar la resistencia Los investigadores han utilizado su modelo para estudiar varias estrategias terapéuticas que se emplean actualmente en la clínica y para analizar los mecanismos de resistencia que frecuentemente llevan a la repetición del tumor. Basándose en sus hallazgos, los autores sugieren tratamientos alternativos que podrían utilizarse para paliar la resistencia a los inhibidores de TRK y BRAF. “Somos capaces de recrear de forma eficiente una gran variedad de alteraciones genéticas, incluidas translocaciones de genes y mutaciones puntuales, y eso nos permite avanzar más rápido desde el modelo animal hasta el análisis traslacional”, subraya Squatrito. “En este trabajo demostramos que esta vía es factible y creemos que, con un modelo tan flexible como el nuestro, podremos acelerar las pruebas preclínicas de posibles nuevas terapias”, concluye.

Autor: SINC

[:][:] [:es]Descubierta una hormona vegetal clave para la supervivencia de las plantas[:]

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Tomado de: SINC ||

INVESTIGADORES DEL CENTRO NACIONAL DE BIOTECNOLOGÍA HAN IDENTIFICADO UNA NUEVA HORMONA QUE ACTIVA LA DEFENSA DE LAS PLANTAS NO VASCULARES CONTRA LOS AGRESORES EXTERNOS, COMO PATÓGENOS E INSECTOS. EL ESTUDIO PERMITE TAMBIÉN ENTENDER LOS PASOS CLAVE EN LA SÍNTESIS DE LA HORMONA Y EN SU SEÑALIZACIÓN MOLECULAR PARA LA ACTIVACIÓN DE LAS DEFENSAS DE LA PLANTA.

Imagen del coreceptor de la hormona vegetal descubierta, dinor-OPDA. / Roberto Solano CNB-CSIC

Un estudio internacional liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha identificado una nueva hormona vegetal clave para la supervivencia de las plantas. Se trata de la hormona dinor-OPDA, que permite a las plantas no vasculares (briófitos) defenderse de sus agresores externos, como patógenos e insectos, entre otros. El estudio se publica en portada en la revista Nature Chemical Biology. “Además de identificar una hormona vegetal, en este trabajo hemos clarificado su ruta de biosíntesis y demostrado la conservación funcional de su ruta de señalización molecular (los pasos moleculares necesarios para que la hormona active las defensas de la planta)”, explica Roberto Solano, investigador del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología, quien ha liderado el trabajo. La investigación comenzó con la idea de identificar cómo se defienden los briófitos (plantas no vasculares) de sus agresores externos. Para el resto de las plantas terrestres (las vasculares) sí que se conocía su mecanismo de defensa: se trata de los jasmonatos, un tipo de fitohormonas esenciales para la supervivencia de las plantas porque les permiten defenderse de distintos tipos de estrés (patógenos, insectos, etc). “La forma activa de esta hormona (jasmonoyl-isoleucina) fue descubierta por nuestro grupo hace unos años en la planta Arabidopsis thaliana”, indica Solano. Sin embargo, esta hormona, que se ha detectado en muchas otras plantas vasculares, no existe en los briófitos (plantas no vasculares), por lo que se desconocía cómo estos se defendían de sus agresores externos. El mecanismo hormonal de defensa de las plantas Ahora, este estudio ha logrado identificar el mecanismo hormonal de defensa de las plantas briófitas, mediante la planta hepática Marchantia polymorpha. “Las hepáticas son un tipo de briófito que se considera el linaje hermano al resto de plantas terrestres, es decir, serían los representantes actuales de las primeras plantas que colonizaron la tierra”, explica Isabel Monte, primera autora del estudio. “Utilizando esta planta hemos demostrado que el sistema de señalización molecular de la hormona jasmonoyl-isoleucina está conservado en briófitos, pero la hormona que activa esta ruta es distinta de la de plantas vasculares”, indica la investigadora. “Lo más importante del trabajo es que hemos identificado esa nueva hormona como dos isómeros de dinor-OPDA (dinor-cis-OPDA y dinor-iso-OPDA), que serían el equivalente en briófitos del jasmonoyl-isoleucina de plantas vasculares. Además, también hemos clarificado su ruta de biosíntesis y de señalización”, señala Solano. El estudio, además, proporciona otras conclusiones de interés: “Puesto que Marchantia polymorpha se considera un representante actual de las primeras plantas que colonizaron la Tierra, nuestro descubrimiento sugiere que la hormona “ancestral”, es decir, la hormona presente en ese ancestro común a todas las plantas terrestres, era dinor-OPDA, mientras que el jasmonoyl-isoleucina es una invención reciente de las plantas vasculares durante la evolución”, argumenta Solano. “Además, aunque la hormona descubierta existe en plantas vasculares, hasta ahora se había considerado solo un precursor de la hormona jasmonoyl-isoleucina. Nuestro trabajo sugiere que la nueva hormona podría también tener una función hormonal en plantas vasculares, atribuida hasta ahora al jasmonoyl-isoleucina y que queremos caracterizar en próximos trabajos”, detalla Solano. Por otra parte, esta investigación también confirma que el estudio de organismos muy distantes filogenéticamente, como Marchantia polymorpha, puede facilitar un avance rápido del conocimiento de procesos fundamentales en cualquier planta, concluye Solano.

Autor: Isabel Monte, Sakiko Ishida, Angel M. Zamarreño, Mats Hamberg, José M. Franco Zorrilla, Gloria García-Casado, Caroline Gouhier-Darimont, Philippe Reymond, Kosaku Takahashi, José M. García-Mina, Ryuichi Nishihama, Takayuki Kohchi and Roberto Solano. “Ligand-receptor co-evolution shaped the jasmonate pathway in land plants”. Nature Chemical Biology. DOI: 10.1038/s41589-018-0033-4

[:] [:es]La circulación meridiana del Atlántico disminuye un 15% [:]

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Tomado de: SINC ||

EN EL OCÉANO ATLÁNTICO SE PRODUCE UNA REDISTRIBUCIÓN DE CALOR DEL SUR AL NORTE QUE SE CONOCE COMO CIRCULACIÓN MERIDIANA DEL ATLÁNTICO. UNA INVESTIGACIÓN INTERNACIONAL EN LA QUE PARTICIPA LA UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID DEMUESTRA NUEVAS EVIDENCIAS DE UNA DISMINUCIÓN DEL 15% DE ESTE FENÓMENO CON RESPECTO A LOS REGISTROS DEL SIGLO XX. EL CAMBIO CLIMÁTICO ANTROPOGÉNICO ES EL PRINCIPAL SOSPECHOSO DE ESTE DEBILITAMIENTO QUE PUEDE TENER EFECTOS IMPORTANTES, ESPECIALMENTE EN EL CLIMA EUROPEO.

Imagen de la temperatura de superficie del Atlántico Norte simulado por el modelo CM2.6. / Remik Ziemlinski (NOAA GFDL)

La circulación meridiana del océano Atlántico, fenómeno por el que se conoce la redistribución de calor del sur al norte, ha disminuido un 15% desde la última mitad del siglo XX, según una investigación internacional en la que participa la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y que acaba de publicarse en Nature. “Analizamos datos y modelos de muy alta resolución que demuestran que hay un patrón de temperaturas en el Atlántico que deja claro que la circulación del océano en el Atlántico ha disminuido”, indica Alexander Robinson, coautor del estudio, investigador de la facultad de Ciencias Físicas de la UCM y del Instituto de Geociencias (CSIC-UCM). Este trabajo logra registrar el mayor debilitamiento de la circulación meridiana del Atlántico en los últimos mil años a partir del análisis de la temperatura de la superficie del océano con los datos desde el siglo XIX y de los modelos de alta complejidad. “Detectamos un patrón específico de enfriamiento oceánico al sur de Groenlandia y un calentamiento inusual frente a las costas de Estados Unidos, que es muy característico para la desaceleración del derrumbe del Atlántico, también conocido como Gulf Stream System”, destaca Levke Caesar, autor principal e investigador del Instituto Potsdam para la Investigación de Impacto Climático (PIK). Pérdida de densidad, factor clave Durante décadas, los científicos han estudiado esta redistribución de temperaturas pero, aunque las simulaciones numéricas ya predecían este fenómeno, no ha sido hasta ahora cuando se puede ofrecer “la evidencia más sólida hasta la fecha”, según Stefan Rahmstorf, también investigador del Instituto Potsdam. Los resultados apuntan como principal sospechoso a un fenómeno que a nadie sorprende. “El cambio climático antropogénico es la causa más probable de este debilitamiento”, apunta el investigador de la UCM. La circulación meridiana se activa por un gradiente de densidad en el agua: cuando las aguas saladas y cálidas de latitudes bajas pierden temperatura, van ganando densidad y cuando llegan al Atlántico Norte descienden al fondo del mar. La subida de temperaturas en el hemisferio norte, fruto del cambio climático, reducen la densidad del agua en la superficie y con ella la circulación. Además, la fusión de hielo en Groenlandia y los glaciares también disminuye esa densidad. “Simulaciones del futuro bajo cambio climático enseñan un potencial colapso completo de esta circulación”, adelanta Robinson.

Autor: L. Caesar, S. Rahmstorf, A. Robinson, G. Feulner y V. Saba. “Observed fingerprint of a weakening Atlantic Ocean overturning circulation”. Nature 11 de abril de 2018

[:] [:es]Nueva diana terapéutica potencial contra el sarcoma de Ewing[:]

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Tomado de: SINC ||

INVESTIGADORES ESPAÑOLES HAN RELACIONADO EL RECEPTOR DE MEMBRANA EPHA2 CON LA CAPACIDAD METASTÁSICA DE LOS TUMORES EN EL SARCOMA DE EWING, EL SEGUNDO CÁNCER DE HUESO MÁS FRECUENTE EN NIÑOS Y ADOLESCENTES, CARACTERIZADO POR SU AGRESIVIDAD Y TENDENCIA A METASTATIZAR. MEDIANTE NANOINGENIERÍA DE FÁRMACOS, LOS CIENTÍFICOS ESPERAN DESARROLLAR UNA MOLÉCULA CAPAZ DE BLOQUEAR EPHA2 Y DE ADMINISTRAR OTRAS TERAPIAS DE FORMA DIRIGIDA.

El grupo de investigación en sarcomas IDIBELL-Oncobell. / IDIBELL

El grupo de investigación en sarcomas del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL) – Oncobell, liderado por Òscar Martínez-Tirado, ha identificado una nueva diana terapéutica potencial para el sarcoma de Ewing, el segundo cáncer de hueso más frecuente en niños y adolescentes, caracterizado por su agresividad y tendencia a metastatizar. La investigación, publicada en el International Journal of Cancer, ha sido financiada prácticamente en su totalidad por la Fundación Alba Pérez, una entidad sin ánimo de lucro dedicada en exclusiva a esta enfermedad. Desde hace años, la principal línea de investigación del grupo en sarcoma de Ewing se centraba en la proteína caveolina 1 (CAV1), que se había podido relacionar con la aparición de resistencia al tratamiento y metástasis, entre otros. Sin embargo, la localización de esta proteína en la célula dificulta su uso como diana terapéutica. “Es por eso que buscábamos un cofactor de CAV1 con un papel igual de relevante pero más accesible”, explica Martínez-Tirado, “y el receptor de membrana EphA2, ya descrito en anteriores trabajos, cumple estas condiciones”. En su último trabajo, los investigadores no solo han demostrado la conexión entre el receptor EphA2 y la caveolina 1, sino que también establecen una correlación entre la fosforilación de EphA2 y la agresividad de los tumores en sarcoma de Ewing. “En estudios in vitro e in vivo observamos que este receptor de membrana es una pieza fundamental en la migración de las células tumorales”. Bloquear la actividad del receptor EphA2 En cuanto a los estudios in vivo, el equipo de investigación usó dos modelos. El modelo artificial de metástasis, más experimental, permite valorar la capacidad de las células para adherirse al epitelio pulmonar en condiciones adversas. Por otra parte, el nuevo modelo ortotópico desarrollado por el mismo grupo hace unos meses permite inducir una metástasis espontánea, de forma mucho más similar a la clínica. “En el laboratorio, hemos demostrado que la falta de receptor EphA2 disminuye muy significativamente la incidencia y el número de metástasis”, comenta Martínez- Tirado, “y gracias a la colaboración con el Hospital Virgen del Rocío, también hemos constatado que el 90% de los pacientes de sarcoma de Ewing expresan este receptor (mimetizando la caveolina 1), hecho fundamental de cara a catalogarlo como diana terapéutica. Paralelamente, el trabajo con muestras de pacientes también nos ha permitido correlacionar la actividad independiente del ligando del receptor EphA2, asociada a su fosforilación, con una peor supervivencia”. Gracias al apoyo económico continuado de la Fundación Alba Pérez, los investigadores del IDIBELL podrán seguir trabajando en el desarrollo de tratamientos capaces de bloquear la actividad de este receptor. “Mediante técnicas de nanoingeniería de fármacos, esperamos desarrollar una molécula con doble efecto, capaz tanto de bloquear EphA2 en células tumorales como de administrar otras terapias de forma dirigida”, concluye el investigador del IDIBELL.

Autor: Garcia-Monclús S, López-Alemán R, Almacellas-Rabaiget O, Herrero-Martín D, Huertas-Martinez J, Lagares-Te L, Alba-Pavón P, Hontecillas-Prieto L, Mora J, de Álava E, Rello-Varona S, Giangrande PH, Tirado OM. EphA2 receptor is a key player in the metastásico onset of Ewing sarcoma. Int J Cancer. 2018 Mar 26. doi: 10.1002 / ijc.31405. [Epub ahead of print]

[:][:] [:es]Primera celulosa fotónica iridiscente con aplicaciones ópticas[:]

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Tomado de: SINC ||

INVESTIGADORES DEL INSTITUTO DE CIENCIA DE MATERIALES DE BARCELONA HAN DESARROLLADO LA PRIMERA TÉCNICA QUE PERMITE DOTAR DE COLOR ESTRUCTURAL, NO POR PIGMENTOS, A UN DERIVADO DE LA CELULOSA. EL MÉTODO SE BASA EN LA NANOESTRUCTURACIÓN DEL MATERIAL Y SE PODRÍA APLICAR DESDE EL EMBALAJE DE PRODUCTOS HASTA DETECTORES, SENSORES O ETIQUETAS BIODEGRADABLES PARA LA INDUSTRIA ALIMENTARIA.

La técnica dota de color estructural a un derivado de la celulosa mediante su nanoestructuración. / Agustín Mihi/ICMAB Celulosa fotónica. / Agustín Mihi/ICMAB

Los colores brillantes de algunas mariposas, escarabajos o pájaros no se deben a la presencia de pigmentos que absorben selectivamente la luz, sino a la denominada coloración estructural. Esta se produce en superficies que cuentan con una nanoestructuración con dimensiones similares a las de la longitud de onda de la luz incidente (típicamente por debajo de la micra). Estas nanoestructuras ordenadas se conocen con el nombre de cristales fotónicos. Existe un gran interés en dotar a la celulosa, el polímero más abundante de la tierra, biocompatible y biodegradable, de estas estructuras, ya que le pueden conferir nuevas funcionalidades ópticas y electrónicas. El estudio que se publica este lunes en Nature Photonics, liderado por el investigador Agustín Mihi del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), consigue crear, por primera vez, cristales fotónicos y estructuras plasmónicas de un derivado de la celulosa mediante su nanoestructuración con la técnica de la litografía suave. Al nanoestructurar de forma periódica la lámina de celulosa, ésta deja de ser transparente y comienza a reflejar colores intensamente dependiendo del patrón con la que se la ha moldeado. Con esta nueva técnica, totalmente escalable, de bajo coste, y alternativa a la tradicional del autoensamblaje, se consigue dotar este polímero de una nanoestructura creando grandes áreas coloreadas, de gran calidad y reproducibilidad en un tiempo muy corto, y con un rango muy amplio de colores, sólo dependiendo de las morfología y tamaño de las estructuras creadas. Estos cristales fotónicos se pueden imprimir sobre diferentes sustratos para dotar de propiedades fotónicas las superficies que no lo son. En este estudio, se imprimen sobre papel, lo que demuestra el potencial de esta tecnología como tinta fotónica, para aplicaciones en tintas de seguridad, embalaje o papel decorativo, o como sensores y etiquetas de bajo coste para la industria alimentaria o médica. Si se recubren estas estructuras con una fina capa de metal, adquieren propiedades plasmónicas manteniendo su flexibilidad, y consiguiendo colores mucho más intensos y brillantes. Además, según el tipo de derivado de la celulosa, se puede variar su grado de biodegradabilidad y solubilidad en agua. Estas estructuras plasmónicas pueden emplearse como sensores desechables para la llamada emisión Raman o para aumentar la luz emitida por un colorante. Los cristales fotónicos y las arquitecturas plasmónicas se utilizan en la óptica por su capacidad de manipular la luz. En este trabajo se consiguen esas interesantes propiedades ópticas en un material biocompatible y biodegradable, la cual cosa puede abrir nuevos campos de aplicación todavía inexplorados. El estudio ha sido financiado por el proyecto ENLIGHTMENT del Consejo Europeo de Investigación (ERC Starting Grant) y por el proyecto Severo Ochoa del ICMAB.

Autor:André Espinho, Camilla Dore, Cristiano Matricardi, María Isabel Alonso, Alejandro R. Goñi, and Agustín Mihi. “Hydroxypropyl cellulose Photonic arquitecturas by soft nanoimprinting lithography”. Nature Photonics, abril de 2018. [:][:]

[:es]Nuevos hallazgos sobre cómo se fragmentan los materiales metálicos[:]

[:es] Tomado de: SINC ||

UN EQUIPO INTERNACIONAL CON PARTICIPACIÓN DE LA UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID HA DESARROLADO UNA NUEVA TEORÍA PARA EXPLICAR LA FRACTURA DINÁMICA DE LOS MATERIALES METÁLICOS POROSOS. EL ESTUDIO INDICA QUE EL MECANISMO CLAVE QUE CONTROLA LA FRAGMENTACIÓN NO SE DEBE A LA POROSIDAD, COMO HASTA AHORA SE CREÍA, SINO A LA INERCIA. EL HALLAZGO SE PODRÁ APLICAR EN LA MEJORA DEL DISEÑO DE ESTRUCTURAS PARA EL SECTOR AEROESPACIAL, LA SEGURIDAD CIVIL Y EL TRANSPORTE, SEGÚN LOS AUTORES.

Ejemplo de fragmentación en los materiales metálicos./ UC3M

Investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), de la Universidad Texas A&M (EEUU) y del Instituto Tecnológico Israelí han desarrollado una nueva teoría para explicar la fractura dinámica de los materiales metálicos porosos. Los científicos han analizado cuáles son las causas de la fragmentación de metales dúctiles, es decir, aquellos que sufren grandes deformaciones permanentes cuando se les somete a carga elevada (acero, aluminio, tantalio…). Los resultados del trabajo se han publicado en la revista Proceedings of the Royal Society A. En un principio se pensaba que la razón de la fragmentación estaba en los defectos (poros) del propio material. Lo que esta investigación sugiere es que el mecanismo clave que controla la fragmentación dinámica pudiera no ser la porosidad (los defectos), sino en la inercia. “Hemos desarrollado un modelo analítico, validado con simulaciones numéricas, que arroja luz sobre los mecanismos que gobiernan la fragmentación de materiales metálicos porosos usados en la industria aeroespacial y de la seguridad civil”, indica uno de los autores del estudio, Komi Espoir N’Souglo, que trabaja en esta línea de investigación en la UC3M en el marco del proyecto de investigación europeo OUTCOME. Este trabajo proporciona un nuevo enfoque para analizar y diseñar estructuras para las cuales es importante predecir y controlar el tamaño de los fragmentos que se forman cuando un material metálico poroso se fractura bajo carga de impacto”, añade el coordinador del proyecto OUTCOME, José Antonio Rodríguez, del departamento de Mecánica en Medios Continuos y Teoría de Estructuras, coautor del estudio. Basura espacial Conocer los mecanismos que controlan la fragmentación de un material empleado en la construcción de estructuras de protección implica poder mejorar los procesos de fabricación de las mismas, reducir los costes asociados (económicos, ambientales…) y mejorar la calidad de los productos. Por ejemplo, en el caso de estructuras de protección en instalaciones industriales como las centrales nucleares, es muy importante que las estructuras sean capaces de soportar cargas extremas como explosiones e impactos sin que se produzca su fragmentación. “Además, estos conocimientos también podrán aplicarse para diseñar estructuras que se fragmenten fácilmente. Por ejemplo, en el caso de la basura espacial que a veces cae en la Tierra, lo que se busca es que se produzca su fragmentación durante la reentrada atmosférica para que las estructuras que llegan a la superficie terrestre no sean de gran tamaño”, explican los investigadores. OUTCOME es un proyecto del Programa Marco de Investigación, Desarrollo Tecnológico e Innovación de la Unión Europea. Este consorcio de investigación coordinado por la UC3M, y formado por PYMES y universidades de España, Francia e Israel, pretende formar investigadores desarrollando tesis doctorales en el análisis de elementos estructurales sometidos a condiciones de carga extremas, como ocurre en el ámbito aeroespacial. Este tipo de estructuras, como los elementos mecánicos de un satélite, debe diseñarse para soportar temperaturas extremas, que pueden variar cientos de grados en períodos cortos de tiempo, y cargas mecánicas extremas como impactos de hiper-velocidad.

Autor: K. E. N’souglo, A. Srivastava, S. Osovski and J. A. Rodríguez-Martínez. “Random distributions of initial porosity trigger regular necking patterns at high strain rates”. Proceedings of the Royal Society A, rspa.royalsocietypublishing.org Proc R Soc A 0000000 (2018)

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[:es]Microorganismos del propio suelo para recuperar tierras contaminadas[:]

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Tomado de: SINC ||

INVESTIGADORES DE LA UNIVERSIDAD DE SEVILLA HAN CREADO UNA ESTRATEGIA QUE ELIMINA UNA SUSTANCIA TÓXICA USADA CON FRECUENCIA COMO PLAGUICIDA EN AGRICULTURA. LOS EXPERTOS HAN CONSEGUIDO LA LIMPIEZA COMPLETA EN SEIS MESES TRAS LA APLICACIÓN DEL MÉTODO PROPUESTO, LO QUE LO CONVIERTE EN UN REMEDIO RÁPIDO Y EFICAZ PARA TERRENOS EXPUESTOS A ESTOS HERBICIDAS. El diurón, aunque ya prohibido, ha sido un plaguicida muy utilizado en cultivos y es responsable de que existan suelos contaminados en la actualidad / Fundación Descubre

Investigadores del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología y el departamento de Microbiología y Parasitología de la Universidad de Sevilla han desarrollado un producto a partir de un conjunto de microorganismos del propio suelo que permite la eliminación de diurón en menos de seis meses. Este herbicida, aunque ya prohibido, ha sido muy utilizado en cultivos y es responsable de la contaminación de terrenos en la actualidad. La nueva fórmula está basada en los llamados consorcios bacterianos degradadores, que son asociaciones de dos o más especies de microorganismos que actúan como una comunidad. Previamente aislados de los diferentes suelos agrícolas, no solo los han caracterizado como atenuantes específicos del contaminante, sino que además han determinado su eficiencia debido a la capacidad para transformar el herbicida en minerales, lo que implica su completa eliminación sin dejar residuos. En un estudio publicado en la revista Chemosphere, los investigadores describen la técnica de biorrecuperación aplicada a través de diferentes ensayos, empleando consorcios bacterianos degradadores y ciclodextrina, una sustancia que se obtiene a partir del almidón. Los organismos vivos utilizaron el diurón como alimento, transformándolo en dióxido de carbono, agua y sales minerales. Mientras que el herbicida se elimina a razón del 0,34% en aguas y el 13% en suelos de manera natural, la nueva técnica ha conseguido una reducción de más del 65% y 42%, respectivamente, al ser inoculados con los consorcios microbianos aislados en el laboratorio junto a la ciclodextrina. Estos resultados confirman la viabilidad para su aplicación a terrenos que suponen un potencial peligro para el medio ambiente. “El problema del diurón no se presenta únicamente por la carga tóxica presente en el suelo, sino porque es una vía de contaminación por la lluvia y la escorrentía que lo filtran y liberan a las aguas subterráneas, incluyéndolo en el ciclo hidrológico”, explica el investigador del IRNAS Jaime Villaverde, autor del artículo. Bacterias contra plaguicidas Existen diferentes estrategias para la recuperación de terrenos contaminados por compuestos orgánicos persistentes, como el diurón. “Hasta donde sabemos, éste es el primer informe sobre el uso de consorcios microbianos aislados del suelo en combinación con ciclodextrinas. Tras los ensayos hemos confirmado que puede aplicarse como una técnica eficaz de biorrecuperación tras el uso de plaguicidas”, indica el investigador. Las moléculas de ciclodextrina poseen una cavidad interior hidrofóbica, que repele el agua, pero que es capaz de interaccionar con el plaguicida. Por otro lado, una zona externa hidrofílica mejora la solubilidad del contaminante haciéndolo más biodisponible, es decir, favoreciendo que el consorcio lo degrade en elementos no tóxicos. Los microorganismos son capaces de adaptarse a cualquier fuente de carbono, es decir, podrían llegar a asimilar cualquier compuesto orgánico y emplearlo como nutriente para obtener a partir de él la energía suficiente para su desarrollo. Esta versatilidad metabólica los convierte en perfectos candidatos a degradadores potenciales de contaminantes orgánicos presentes en suelos y aguas. Los investigadores han observado la capacidad de eliminación del diurón utilizando distintas asociaciones de estas bacterias presentes en los mismos suelos de manera natural. El trabajo ha determinado cuál es el consorcio más idóneo para aplicar contra el herbicida y lograr su eliminación in situ, es decir, en el propio terreno afectado. Esta técnica se aplica también de forma efectiva para la eliminación de contaminantes orgánicos presentes en los lodos procedentes de depuradoras de aguas y que se consideran como emergentes, por ejemplo, fármacos. Las investigaciones se han desarrollado dentro del proyecto de excelencia ‘Evaluación de la toxicidad de residuos envejecidos de plaguicidas en suelos contaminados’ financiado por la consejería de Economía y Conocimiento de la Junta de Andalucía y ‘Envejecimiento y biodisponibilidad de residuos de plaguicidas en suelos contaminados y su modelización’ del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad.

Autor: Jaime Villaverde Capellán, Marina Rubio Bellido, Alba Lara Moreno, Francisco Merchán, Esmeralda Morillo González. ‘Combined use of microbial consortia isolated from different agricultural soils and cyclodextrin as a bioremediation technique for herbicide contaminated soils’. Chemosphere. 2017

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