Som un més a taula

diumenge, 26/12/2010

El camí evolutiu que porta fins als humans moderns cada cop s’assembla menys a les representacions que, antigament, il·lustraven de manera simplista i lineal la progressió del mico a l’home; amb cada nova descoberta, el nostre arbre evolutiu es va transformant en un arbust més i més atapeït.

Els darrers dels nostres cosins que s’han afegit a l’arbre són els homes de Denisova (o denisovans), que van viure a l’Àsia probablement fa entre 400.000 i 50.000 anys. De moment, d’aquests hominins només se n’ha trobat un dit i una dent fòssils, en una cova de les muntanyes Altai (al sud de Sibèria); però gràcies a les tècniques actuals d’extracció d’ADN antic, el grup d’Svante Pääbo, a l’Institut Max Planck d’Antropologia Evolutiva de Leipzig, a Alemanya, —que ja va publicar al maig la seqüència del genoma neandertal— ha pogut presentar una primera anàlisi del genoma dels denisovans i comparar-lo amb el genoma del neandertal i de diversos humans moderns. I què hi han trobat? Entre altres coses, que el genoma de poblacions humanes actuals de Nova Guinea conté un 4,8% d’ADN denisovà.

A l’estudi, que s’ha publicat aquesta setmana a Nature, els investigadors presenten l’anàlisi del genoma seqüenciat a partir d’ADN extret del dit fòssil —de fa uns 50.000 anys— trobat a la cova Denisova. Les dades de la seqüència demostren que els denisovans estan emparentats amb els neandertals, en són una mena de cosins de l’est (els neandertals van ocupar bona part de l’actual Europa i del Pròxim Orient). Fa mig milió d’anys, l’ancestre comú de neandertals i denisovans va sortir d’Àfrica, però a diferència dels individus que van originar els neandertals europeus, d’altres van migrar cap a l’est i van donar lloc als denisovans de Sibèria. Ara fa uns 50.000 anys, els denisovans van creuar-se amb humans anatòmicament moderns provinents d’Àfrica que van migrar a través de les àrees costaneres de l’Àsia del sud i que són els avantpassats dels melanesis actuals de Nova Guinea.

En declaracions al diari The Guardian, el director de la investigació, Svante Pääbo, ha afirmat que una de les troballes més destacades de l’estudi és la constatació que durant el mateix període de temps en el qual els neandertals van habitar Europa, un altre grup d’hominins vivia a Àsia. En canvi, la relació amb els actuals melanesis ha estat del tot inesperada. Pääbo creu que això pot indicar que l’àrea on van viure els denisovans no quedava circumscrita a l’actual Sibèria: els humans moderns no únicament van tenir criatures amb els neandertals sinó que també es van creuar amb els denisovans i aquests nadons van ser adoptats en grups de sàpiens moderns. Tant en el cas dels denisovans com en el dels neandertals, les dades genètiques mostren que els humans anatòmicament moderns van creuar-se amb poblacions d’hominins preexistents.

Els neandertals van viure a Europa, part de Rússia i el Pròxim Orient, fa entre 240.000 i 30.000 anys (sempre segons el registre fòssil). De la comparació de la seqüència del genoma neandertal amb el genoma humà, Pääbo i col·laboradors van poder estimar que només un 2,5% del genoma humà (d’individus no africans) prové dels neandertals. L’ancestre comú de neandertals i humans moderns va viure fa uns 600.000 anys. Els humans anatòmicament moderns (Homo sapiens) van sortir d’Àfrica en diverses onades migratòries ara fa uns 100.000 anys i van acabar substituint les poblacions d’hominins anteriors que poblaven altres racons del món, com els neandertals (que van extingir-se al sud d’Europa fa 30.000 anys). Ara, amb l’anàlisi del genoma dels denisovans, s’afegeix un capítol més de la nostra història remota. La dent fòssil trobada a la cova Denisova també ha estat atribuïda als mateixos hominins (mitjançant la comparació de l’ADN mitocondrial: el material genètic que hi ha a l’interior dels mitocondris, les fàbriques d’energia de les nostres cèl·lules, i que s’hereta per via materna). Aquesta dent no comparteix cap característica morfològica derivada ni amb les dents dels neandertals ni amb les dels humans moderns, i reforça la idea d’una història evolutiva diferenciada per als denisovans.

Tot i que disposem de les dades del genoma denisovà, la seqüència d’ADN no ens explica com vivien aquest hominins. Seran necessaris, doncs, més fòssils (un crani, un esquelet complet, eines de pedra associades) per resoldre qüestions com aquesta, saber quina àrea geogràfica van ocupar i per què, quan i com es van extingir. Els paleoantropòlegs continuaran excavant la cova Denisova a la recerca de nous fòssils, i els genetistes, com Pääbo, se submergiran en les col·leccions dels museus, en les quals esperen identificar alguns dels fòssils humans enigmàtics que hi són abundants, en el cas (això sí) que en puguin extreure i seqüenciar l’ADN.

Fotografia dels fòssils: David Reich; Nature | Imatges de S. Pääbo i esquema: Wikimedia Commons

Tags: , , , , , , , ,
Publicat a Evolució, Genètica, Orígens | 5 comentaris »

Telòmers i ratolins: podem rejovenir-nos?

divendres, 10/12/2010

A finals de novembre, uns investigadors bostonians van publicar a Nature els resultats d’un estudi en el qual havien aconseguit revertir l’envelliment dels teixits en ratolins modificats genèticament. Cal dir, però, que d’entrada els ratolins eren una soca modificada portadora d’una mutació que n’accelerava l’envelliment i, per tant, el que feia la nova modificació genètica era corregir el defecte previ i revertir el procés de degeneració induïda.

A mesura que ens fem vells, moltes de les nostres cèl·lules deixen de dividir-se. Quan això passa, no es produeix el recanvi necessari per mantenir aquells teixits (com per exemple la pell) en els quals, durant bona part de la vida adulta de l’organisme, noves cèl·lules havien substituït les velles, i els teixits van perdent progressivament les seves funcions; d’aquí l’envelliment.

Hi ha diversos factors —intrínsecs i extrínsecs— que intervenen en l’envelliment de l’organisme; en coneixem uns quants i d’altres els intuïm. Els científics sospiten que un dels factors que contribueixen a que les cèl·lules deixin de dividir-se té a veure amb l’escurçament dels telòmers. Però, què són els telòmers? Els telòmers són uns fragments d’ADN a l’extrem dels cromosomes formats per la repetició d’un hexàmer, una seqüència de sis lletres d’ADN (TTAGGG) que ha estat afegida al cromosoma per l’enzim telomerasa.

Perquè us en feu a la idea, l’enzim telomerasa afegeix una mena de caputxó d’ADN als extrems dels cromosomes (que també són fets d’ADN) per protegir-los de l’escurçament que pateixen cada vegada que les cèl·lules es divideixen. En les cèl·lules de l’adult, l’enzim telomerasa no és actiu i per això, després de moltes divisions, els telòmers es van escurçant fins a un punt en què es creu que les cèl·lules deixen de dividir-se.

En un altre extrem, trobem les cèl·lules tumorals en les quals l’activitat telomerasa és alta i contribueix a la seva immortalització. Aquestes cèl·lules poden dividir-se de manera incontrolada sense patir per l’escurçament dels telòmers.

Voleu més proves del paper dels telòmers en l’envelliment? Fa uns anys, Ronald DePinho (un dels signants d’aquest nou estudi) i col·laboradors de la Harvard Medical School, a Boston, van generar una soca de ratolins modificats genèticament, en els quals s’havia eliminat el gen de la telomerasa. Els ratolins morien als 6 mesos d’edat (i no als 2-3 anys com ho fan en condicions normals). En aquests ratolins, la manca de telomerasa provocava una atròfia progressiva dels teixits, una disminució del nombre de cèl·lules mare —i, per tant, de la capacitat de regeneració dels teixits— i la fallada dels òrgans; en definitiva, l’absència de telomerasa n’accelerava l’envelliment.

El que s’ha presentat en el nou estudi és el procés invers. Partint de ratolins que no tenien telomerasa, els científics es van preguntat què passaria amb el procés d’envelliment accelerat si els la tornaven a activar: s’alentiria? s’estabilitzaria? o bé, fins i tot, es podria revertir? Per a analitzar-ho, els científics van tornar a afegir la telomerasa al genoma dels ratolins, però ho van fer de manera que únicament era activa quan se’ls administrava una droga. Així van poder obtenir ratolins en els quals la telomerasa continuava sent inactiva durant tot el desenvolupament i, per tant, patien un procés d’envelliment. Al cap de mig any, els investigadors van activar la telomerasa dels ratolins i van analitzar què passava.

El procés d’envelliment no tan sols s’aturava, sinó que fins i tot feia marxa enrere: els ratolins tornaven a ser fèrtils, òrgans com ara el fetge recuperaven la mida normal i es generaven noves neurones al cervell. En declaracions a Science, DePinho, director de l’estudi, afirma que “la capacitat de revertir l’envelliment dels ratolins mutants ens indica que les cèl·lules encarregades de la regeneració dels teixits no moren quan el rellotge dels seus telòmers s’atura, sinó que probablement es mantenen en un estat inactiu fins que poden tornar a l’acció.”

Ara, però, caldrà veure si aquesta descoberta pot tenir els mateixos efectes en animals que sí que tenen telomerasa, i en els quals el procés d’envelliment segueix un curs normal. Podria l’activació de la telomerasa alentir l’envelliment en aquest cas? La descoberta pot tenir aplicacions en salut humana, en òrgans com el fetge en els quals es creu que la telomerasa juga un paper important en la regeneració del teixit després de lesions produïdes per una hepatitis o per l’alcoholisme.

Tot i això, caldrà tenir en compte els efectes tumorigènics d’una activació elevada de la telomerasa. En el cas dels ratolins que ens ocupa, els nivells de telomerasa un cop tractats tornaven a ser els normals i no van desenvolupar tumors.

Tags: , , , , ,
Publicat a Envelliment, Genètica | 13 comentaris »

Arsènic per compassió

divendres, 3/12/2010

Feia dies que la xarxa bullia d’especulacions sobre quin seria l’anunci de la NASA en la roda de premsa del dijous: alguna de grossa en tenien preparada i ja sabeu que Internet funciona com un bon amplificador de rumors que, en moltes ocasions, sembla més aviat el joc del telèfon: l’existència de vida extraterrestre, un àlien… pareu el carro!

La realitat no supera la ficció, però tot i així, la descoberta, que ha estat publicada a la revista americana Science, s’ho val (article). Els científics de la NASA i del US Geological Survey (en col·laboració amb científics de diverses universitats americanes) han descobert, al llac Mono de Califòrnia, un bacteri que pot créixer fent servir arsènic en comptes de fòsfor.

Tots els éssers vius depenen de sis bioelements principals (tot i que n’hi ha d’altres): el carboni (C), l’hidrogen (H), l’oxigen (O), el nitrogen (N), el sofre (S) i el fòsfor (P). Tots nosaltres —i la resta d’éssers vius, inclòs el bacteri en qüestió— estem fets d’aquests sis elements: el nostre material genètic (ADN i ARN), les nostres proteïnes i els nostres greixos (o lípids)… totes les molècules que sustenten la vida com la coneixem a la Terra estan constituïdes de C, H, O, N, S i P… entre d’altres de menys abundants. Ara bé, sembla que la soca bacteriana de la família Halomonadaceae aïllada de sediments de la vora del llac Mono, que els científics han batejat com a GFAJ-1, pot substituir el fòsfor per l’arsènic per mantenir el seu creixement. Les biomolècules, com ara els àcids nucleics i les proteïnes, contenen fosfats; en canvi, en el cas del bacteri GFAJ-1, els científics han pogut aïllar biomolècules que no contenien un dels bioelements principals (el fòsfor) i en canvi han incorporat arsènic en forma d’arsenats.

Un dels autors de l’estudi, Paul Davies, en declaracions al diari The Guardian, afirmava que «aquest bacteri té una habilitat dual –tant pot créixer amb fòsfor com amb arsènic– i això el fa especial, encara que no el converteix en una forma de vida “alienígena” que pertanyi a un tronc de vida diferent i amb un origen separat del nostre. Tot i això, el bacteri GFAJ-1 pot ser un indici de l’existència d’altres formes de vida encara més estranyes. El Sant Greal seria un microbi que no contingués gens de fòsfor.»

La primera signant de l’article, la investigadora postdoctoral i astrobiòloga de la NASA Felisa Wolfe-Simon, va aconseguir fer créixer el bacteri en el laboratori en condicions pobres en fòsfor i riques en arsènic i, tot i que el bacteri creixia millor amb fòsfor en el medi de cultiu, va demostrar que podia créixer en arsènic i incorporar-lo a les biomolècules.

El bacteri descobert no és una raresa si tenim en compte que hi ha altres organismes (que anomenem extremòfils) que viuen en condicions de temperatura o d’acidesa extremes, en les quals la majoria d’organismes no podrien viure. La descoberta té implicacions per a la cerca de formes de vida en altres planetes que es basin en bioelements diferents dels que constitueixen la vida al planeta Terra.

De tenir les habilitats d’aquests bacteris, els pobres solters (animals multicel·lulars, vertebrats i mamífers) de la pel·lícula de Frank Capra, i de l’obra de teatre en la qual es basa i que en anglès s’anomena Arsenic and Old Lace, no haurien acabat enterrats en el soterrani de la casa de les “adorables” tietes brooklynianes de Cary Grant.

Més informació i reaccions a la descoberta:

Vídeo de la roda de premsa de la NASA (1 de 4, 2 de 4, 3 de 4, final)

Centpeus | Arsènic per a la vida

iCIENTIFICats | La NASA ens canvia la vida

Tags: , , , ,
Publicat a Astrobiologia, Microbiologia | 8 comentaris »

“Reclons de clon!”

dimecres, 1/12/2010

Com aquell crit haddockià del “llamp de rellamps!” avui cridàvem “reclons de clon!” quan hem llegit a l’edició electrònica del Daily Mail la notícia del “renaixement” de l’ovella Dolly… I per partida quàdruple! No ens hem tornat pas bojos, no; el clon ha estat clonat quatre cops. A partir de la mateixa mostra de teixit mamari que va servir com a donadora del nucli que va permetre clonar la Dolly (i que els científics de l’Institut Roslin d’Escòcia van mantenir congelada) s’han pogut generar quatre noves ovelles clòniques: les Dollies!

Les Dollies van néixer fa tres anys i mig i han passat desapercebudes pel públic fins que el professor Keith Campbell (membre de l’equip original que va clonar Dolly) va parlar-ne ara fa uns dies en una conferència al Parlament Europeu sobre clonació i drets dels animals. Les ovelles són genèticament idèntiques entre elles (pel que fa al material genètic nuclear, l’ADN que hi ha al nucli de les cèl·lules) i també ho són amb la difunta Dolly i amb la primera ovella de la qual prové el teixit de la glàndula mamària utilitzat. En declaracions al Daily Mail, Keith Campbell, que té cura de les Dollies com si fossin les seves mascotes en un prat de la Universitat de Nottingham, va afirmar que «La Dolly és viva i està molt bé de salut. Pel que fa als gens, aquestes ovelles són la Dolly.»

La Dolly original no va córrer tan bona sort; va haver de ser sacrificada al febrer de fa set anys perquè patia una malaltia pulmonar progressiva i artritis aguda —condicions derivades probablement de la tècnica de clonació— i, des de llavors, les seves despulles descansen en pau (i dissecades) al Museu d’Escòcia.

I us preguntareu per què aquests científics hi han tornat. Podríem discutir els beneficis socials de les tècniques de clonació per poder mantenir determinats trets d’utilitat en la ramaderia, o les aplicacions mèdiques d’aquest mena de tecnologia (per exemple per generar còpies d’animals que produeixin una proteïna d’interès mèdic en la llet, com ara la insulina). En primer lloc, però, els científics volien comprovar l’eficàcia de la tècnica. Per generar Dolly, va ser necessari introduir el nucli de cèl·lules adultes donadores en 277 oòcits —el que els científics anomenen “transferència nuclear”— i, al final, únicament en va resultar una ovella adulta. Vosaltres mateixos podeu fer els números i veure que l’eficiència no era molt alta. Han passat catorze anys i la tècnica s’ha perfeccionat i, amb les Dollies, només ha calgut utilitzar cinc oòcits per obtenir cadascuna de les quatre ovelles resultants. Així doncs, el primer que els científics han demostrat és que la tècnica ara és molt més efectiva i, per tant, també més rendible. Per una altra banda, els interessa estudiar quina és la salut dels animals clònics i si aquests mostren complicacions associades amb la tècnica de la clonació. Però per respondre aquesta segona pregunta, haurem d’esperar encara uns quants anys.

Tags: , , ,
Publicat a Clonació, Curiositats | 5 comentaris »

Stand-up science

dimarts, 30/11/2010

PatufetSovint, la visió que tenim de la ciència i dels científics s’allunya força de la realitat. Els científics no són els savis bojos amb bata blanca que ens pinten algunes pel·lícules, parapetats darrera de provetes amb líquids de colors que fumegen; ni tampoc els més moderns i glamurosos CSI, en laboratoris impol·luts banyats de llum blavosa. Les dones i els homes que es dediquen a la ciència són com tu i com jo, persones de carn i ossos, que veuen sèries a la televisió, van al cinema i al futbol, i llegeixen llibres (i revistes del cor). N’hi ha que són molt de la broma i que, a les classes o en conferències als congressos, més aviat semblen el que els anglosaxons anomenen un stand-up comedian, és a dir un monologuista, i farceixen d’acudits —més o menys reeixits— les seves dissertacions.

Dies enrere, a les pàgines de la revista Nature parlaven sobre la fina línia divisòria que hi ha entre ser un científic respectable i convertir-se en una figura mediàtica, en aquells casos en què l’especialista d’una determinada matèria fa alhora de divulgador dels seus coneixements per a un públic més ampli (notícia). Cada vegada més, els científics, que volen ser una part essencial de la societat que finança la seva recerca, han de saber comunicar les seves descobertes i captar l’interès de la gent. Així és com ho veuen en el món anglosaxó; però es corre el risc de convertir-se en una mona de fira i font d’escarni per part dels col·legues, que no veuen sempre amb bons ulls que part del temps de recerca es destini a la vulgarització.

Com dèiem, hi ha científics que són molt de la broma i això es veu quan els toca posar nom a algunes de les seves descobertes. En el llistat de clàssics —i perdoneu-me si me’n deixo algun de sonat— podem comptar-hi els noms de l’esquelet fòssil d’Australopithecus afarensis identificat per Donald Johanson (Lucy) i el de la primera ovella clònica que va néixer a l’Institut Roslin d’Edinburg (Dolly). En els dos casos, les referències són musicals. En el moment de la descoberta dels fragments de l’esquelet fòssil de la Lucy, al magnetòfon del campament sonava una i altra vegada la cançó dels Beatles Lucy in the Sky with Diamonds. Pel que fa a l’ovella Dolly, el nucli de la cèl·lula somàtica —és a dir, provinent “del cos” d’una ovella adulta donadora— que van emprar els científics, per “fecundar” l’òvul receptor sense nucli, era el d’una cèl·lula de la glàndula mamària. Amb el nom, els científics bromistes de l’Institut Roslin van voler fer un “homenatge” a la cantant de country nordamericana Dolly Parton coneguda, a banda de per les seves cançons, pels seus atributs pectorals de dimensions considerables.

Però no cal anar gaire lluny per trobar científics enginyosos que fan picades d’ullet quan anomenen una descoberta. A l’escena científica internacional corren gens, mutants i proteïnes amb noms ben catalans. El gen patufet, de la mosca de la fruita, va ser caracteritzat per Berta Alsina i col·laboradors al Departament de Genètica de la UB, i el van batejar amb aquest nom perquè (entre altres coses) la còpia mutant del gen feia que determinades cèl·lules de les larves de la mosca fossin més petites. El gen pintallavis —identificat per Ariel Ruiz i Altaba al laboratori de Tom Jessell a Columbia University— és actiu en el llavi dorsal del blastòpor de l’embrió de la granota: d’aquí el nom.

No he volgut ser exhaustiu i com que segur que em deixo uns quants noms catalans que han passat als annals de la ciència, us animo a que me’ls envieu a través de comentaris al blog, o bé al Twitter i al Facebook de Laetoli. Els aniré col·leccionant i us prometo que en tornarem a parlar en una propera ocasió.

Tags: , , , , , , , ,
Publicat a Curiositats | 8 comentaris »

Què és Laetoli?

dissabte, 27/11/2010

Laetoli MuseumFa 3,6 milions d’anys, en una zona volcànica de l’est de l’Àfrica, al nord de l’actual Tanzània, un dels volcans de la regió, el Sadiman, va entrar en erupció. El ventre de la muntanya escopia una columna de fum i de cendra fina, com sorra de platja, que va anar recobrint tot el paisatge. A vint quilòmetres del volcà, un grup d’hominins —probablement de l’espècie Australopithecus afarensis (cosins llunyans nostres)— contemplaven, una mica espantats, l’espectacle dantesc de la llunyania. Al cap d’una estona, va començar a caure un plugim, que va convertir la capa de cendra del volcà en una mena de ciment tendre en el qual diversos animals inquiets van deixar les seves empremtes. Un parell d’australopitecs curiosos també van caminar sobre la catifa tova de cendra volcànica i van imprimir-hi un rastre de petjades: unes de més grans i unes altres de més petites. Un tercer individu, potser un infant, va seguir-ne el rastre i va caminar sobre les petjades d’un dels altres dos. El volcà Sadiman va continuar expulsant cendra, i la cendra es va dipositar damunt les petjades dels nostres cosins llunyans i les va preservar per sempre més.

El 1976, el paleontòleg Andrew Hill i un col·laborador, que excavaven a la regió de Laetoli a les ordres de Mary Leakey, jugaven per passar l’estona a tirar-se merda d’elefant l’un a l’altre. Hill, que intentava esquivar l’impacte d’un dels projectils, va anar a espetegar sobre una de les restes fòssils més increïbles que s’han trobat mai i que l’erosió havia exposat a la superfície. Les restes eren les empremtes fossilitzades d’aquells tres hominins, de més de 3,5 milions d’anys d’antiguitat, preservades en la tova volcànica. Havien identificat el que el paleontòleg Ian Tattersall anomena “una mostra fossilitzada del comportament humà”; en aquest cas, d’una passejada prehistòrica.

El jaciment va ser excavat intensament el 1978 per l’equip de Mary Leakey. El rastre de petjades, d’uns vint-i-cinc metres de recorregut, és una de les primeres proves que tenim de locomoció bípeda: de caminar sobre dues cames, com els humans moderns. Alguns experts creuen que, dels dos rastres més clars, el de peus més petits correspon a un individu que carregava pes en un costat: potser una femella que portava un nadó. Sorprenentment, les empremtes no s’assemblen a les dels ximpanzés actuals i, en canvi, són molt similars a les de qualsevol de nosaltres. D’aquell mateix període (de fa 3,2 milions d’anys) és l’esquelet fòssil de l’espècie Australopithecus afarensis, conegut amb el nom de Lucy, que Donald Johanson va descobrir a Hadar, Etiòpia, el 1974. Tot i que la mida del crani dels A. afarensis era petita, com la de ximpanzés i goril·les, diverses característiques de l’esquelet de la Lucy van permetre determinar que també caminava sobre dues cames, com els hominins de Laetoli.

Aquest blog, que avui comença al web del diari ARA, vol ser un espai per als curiosos, per als que no els fan por les descobertes, com als nostres cosins llunyans, els australopitecs de Laetoli, que van caminar sobre la cendra volcànica, encuriosits potser pel que passava al seu entorn. En aquest espai parlarem de descobertes científiques com aquesta i d’altres, que ens permeten entendre què ens fa humans i que ens toquen de ben a prop: de gens, de cèl·lules mare, i de teràpies noves; en definitiva, de ciència i de salut. I intentarem respondre a les vostres qüestions. Amb tot, Laetoli continua sent una de les troballes més apassionants de la prehistòria: una mena de “primeres petjades” de la humanitat. I amb aquestes primeres petjades, hem volgut començar a caminar.

Tags: , , , ,
Publicat a Evolució, Orígens | 13 comentaris »