ARSÉNICO, POR COMPASIÓN

Muchos piensan que la única forma de vida existente es la vida tal y como sólo la conocemos de manera estricta, que todos los organismos se rigen por las mismas reglas bioquímicas, de manera inflexible… Se equivocan. Existen excepciones sobre los principios que regulan la vida, y que creemos conocer. Puedo poner como ejemplo el Código Genético. Durante mucho tiempo tras su descubrimiento, allá por los 60s, se pensó que era estrictamente universal (no que fuera igual aquí que en China, si no que era el mismo en todos los organismos), hasta que se descubrieron excepciones, dándose algunas de ellas en organismos tan poco exóticos como nuestras propias células: nuestras propias mitocondrias, que fueron bacterias aerobias independientes hace millones de años, y que aún conservan su genoma propio, codifican la metionina con el codón AUA, cuando la metionina por regla general está codificada por AUG, y también por norma general AUA corresponde a la isoleucina.
Pero ahora, se ha descubierto una excepción bioquímica mucho más importante: se ha descubierto a orillas del lago Mono (California) una proteobacteria extremófila de la familia de las Halomonadaceae, denominada GFAJ-1. Este lago tiene concentraciones salinas y pH muy elevados, pero además, tiene una de las más altas concentraciones naturales de arsénico. Aunque muchas de las bacterias pertenecientes a esta familia son capaces de vivir en altos niveles de este elemento, ninguna lo tolera tan bien como GFAJ-1. No sólo eso, sino que además, en ausencia de fósforo, esta recién descubierta bacteria puede sustituirlo por arsénico, sintetizando de esta manera biomoléculas con átomos de este elemento, lo cual es imposible de realizar por cualquier otra especie, ya que el arsénico, además de ser altamente tóxico, produce macromoléculas bastante frágiles. Y esta es la excepción: macromoléculas constituidas por arsénico en lugar de fósforo.
Se cultivaron colonias de esta bacteria en medios con arsénico marcado radiactivamente, y se observó que cerca de una décima parte de éste elemento era absorbido por la célula y acababa como parte de su DNA, obteniendo un ácido nucleico constitutido por bases nitrogenadas, desoxirribosa, fósforo… y arsénico. Además, en una solución de arseniato, estas bacterias crecen un 60% de lo que lo hacen en otra de fosfato.
Su descubridora, la astrobióloga Felissa Wolfe-Simon (que trabaja para la NASA) muestra a GFAJ-1 como la prueba de la existencia de vida distinta a como la conocemos, y quizás no solo en nuestro planeta, sino también fuera de él.

EL SEXTO SENTIDO DE LA GRULLA

Se acerca el invierno. Cada vez hace más frío y para mí ya es imposible dormir si no es con dos mantas por encima y con un radiador al lado. Ahora con el frío, las aves migran hacia latitudes más bajas, donde podrán disfrutar de temperaturas más cálidas. ¿Alguna vez os habeis preguntado como hacen las bandadas para guiarse desde el lugar del que parten hasta su destino? Lo cierto es que no sólo hacen uso de la memoria para el reconocimiento de ciertos lugares, sino que también emplean un sentido del que nosotros carecemos: la percepción de campos magneticos.

Las aver migratorias pueden percibir el campo magnético terrestre, y esto es algo que se ha demostrado por varios estudios. Por ejemplo, si se toman varias grullas en épocas de migración y se las encierra en una jaula grande, se ve como tienden a revolotear hacia la dirección a la que deben migrar, ¡pero! si colocamos a ambos lados de la jaula un par de bobinas que generen un campo magnético no demasiado potente, podremos observar como las grullas "enloquecen" y vuelan en trayectorias aleatorias, distintas de las que siguen para migrar.

Otro estudio consiste en colocar en estas aves un pequeño "collar" metálico alrededor del cuello y una pequeña bobina magnética sobre la cabeza: se puede ver como las grullas dejan de seguir la ruta "predeterminada" y siguen trayectorias erróneas a su libre albedrío.

Es lógico pensar que, si a lo largo de la historia de la Tierra ha existido un campo magnético (con inversiones periódicas), el cual ha estado siempre presente en la historia de la Evolución, éste halla sido aprovechado por algunas especies para guiarse en sus viajes por el planeta.

SMOKING THC

En el episodio de Los Simpson "Un fin de semana con Burns" (decimotercera temporada) unos cuervos atacan a Homer hasta el punto de picotearle los ojos. Cuando es ingresado en el hospital, para soportar el dolor que le producen las heridas y puntos recibidos en los globos oculares, el doctor Hibbert le receta marihuana terapéutica, convirtiendo al calvo de los Simpson en un porreta durante todo el capítulo. Lo que me pregunté fue si realmente la marihuana podía ayudar a contrarrestar el dolor en los ojos de manera lo suficientemente eficaz como para ser recetada de forma terapéutica, porque… sí, sabemos que la marihuana relaja, pero ¿hasta el punto de paliar dolores tan atroces como los producidos por heridas en los globos oculares? ¿No sería más eficaz otro tipo de analgésico? Pues puede que no: el principio activo del Cannabis, el delta-9-tetrahidrocannabinol (más conocido como THC), aparte de efectos más conocidos como somnolencia o ralentización del tiempo, produce una dilatación de los vasos sanguíneos conjuntivales y de la esclerótica, lo que causa ese enrojecimiento ocular característico de los que van 'fumaos', además de una disminución de la presión intraocular, reduciendo así el dolor causada en los ojos por heridas, glaucomas… Normal que Homer tratara de legalizar (sin éxito) la marihuana terapéutica durante todo el capítulo.

BACTERIAS TROTAMUNDOS

Nada más empezar el blog, quería mostrar, como curiosidad, que existen microorganismos que pueden ser utilizados para tareas tan diversas como el registro histórico. En este caso, hablaremos de la bacteria Helicobacter pylori, pero antes de nada, dejadme que os hable de una patología asociada a éste microbio: las úlceras pépticas.

Las úlceras pépticas son lesiones crateriformes que afectan a la mucosa interna del estómago y del duodeno (parte superior del intestino delgado), con escasa tendencia a la cicatrización y que, en los casos más graves, puede causar la muerte por hemorragias internas. Afectan a buena parte de la población mundial (se estima que en torno a un 14% en los países desarrollados).

Durante años, se creyó que su origen se encontraba en el estrés y en la comida excesivamente condimentada, con lo que los tratamientos que se aplicaban al enfermo consistían en un cambio en la dieta y en los hábitos de vida, y en el uso de inhibidores de la producción de ácido gástrico (una solución de agua, ácido clorhídrico y enzimas). Aunque estos tratamientos provocaban alivio en el paciente a corto plazo, no hacían desaparecer las úlceras.

Habría que esperar hasta 1982, cuando los doctores B. Marshall y R. Warren propusieron que las úlceras pépticas eran originadas por una bacteria: Helicobacter pylori, capaz de sobrevivir al ambiente ácido del estómago (en la imagen). Fue entonces cuando el tratamiento paso de un cambio en el estilo de vida a la administración de antibióticos capaces de eliminar eficazmente a esta bacteria, con lo que se encontró una cura definitiva a la enfermedad. A los buenos doctores, éste descubrimiento les supuso el Nobel de medicina y fisiología en 2005.
Aunque la mitad de la población está infectada con H. pylori, solo algunas personas padecen de úlceras pépticas, lo que sugiere que la infección por sí sola no causa la enfermedad, sino que existen otros determinantes como la dieta, el estrés, las diferencias genéticas entre cepas de H. pylori e incluso la constitución genética del huésped, que influyen en la aparición y desarrollo de este tipo de úlceras.

La mayoría de la población se infecta con esta bacteria durante la infancia y permanecen infectadas de por vida. La fuente infecciosa suele ser otro miembro de la familia. Y es aquí donde está lo interesante: la cepa de H. pylori de una familia puede ser diferenciada de la cepa presente en otra familia, y de esta manera provee un registro exacto sobre las conexiones familiares, como si se tratara de un apellido. Actualmente, los genetistas utilizan esta propiedad de H. pylori para rastrear las migraciones de poblaciones humanas que se han producido a lo largo de la historia.

En 2003, Mark Achtman y sus colegas genetistas del Max Plank Institute for Infection Biology, en Berlín, examinaron las secuencias de DNA de ocho genes de la bacteria H. pylori tomadas de seres humanos de todo el mundo, y observaron como las secuencias bacterianas podían agruparse en cuatro grandes grupos (uno de Asia oriental, otro de Europa y dos de África) que se correspondían adecuadamente con las poblaciones humanas de las que se aislaron las cepas. Un análisis posterior reveló afinidades entre distintas poblaciones humanas dentro de cada grupo y entre ellos: por ejemplo, las bacterias procedentes de los indios estadounidenses se agruparon con cepas bacterianas procedentes del este de Asia, apoyando la teoría del origen asiático de los nativos norteamericanos. Las bacterias extraídas a los maoríes de Nueva Zelanda estaban íntimamente relacionadas con las de aisladas en la Polinesia, lo que aporta otra evidencia de que los maoríes descienden de isleños del Pacífico sur que emigraron a Nueva Zelanda hace miles de años. Pero los genes de las bacterias también coinciden con migraciones más recientes: las cepas africanas se encontraron con alta frecuencia entre los afroamericanos de los estados sureños de Louisiana y Tennessee, y cepas europeas fueron halladas en habitantes de Singapur, África del sur y América del Norte.

La conclusión de estos estudios es que H. pylori viaja por el mundo en los intestinos de sus huéspedes humanos, por lo que puede utilizarse para ayudar a resolver los detalles de las migraciones humanas pasadas. Sin embargo, al mismo tiempo que los científicos están reconociendo el valor de H. pylori como una herramienta útil en el estudio de la historia y la evolución humanas, la bacteria parece estar desapareciendo de los intestinos de la gente, concretamente en los países desarrollados, posiblemente por el amplio uso de antibióticos y la mejoras en la higiene, lo que también ha conllevado a una disminución en la incidencia de úlceras pépticas y cáncer gástrico (por lo general asociados a esta bacteria) en los países desarrollados.