miércoles, 8 de enero de 2014

Un vegetal que se ha apropiado de mucho y muy distinto ADN ajeno

La Amborella trichopoda, una planta que crece sólo en una remota isla del Pacífico Sur, es la única especie en su familia y género. También es una de las más antiguas plantas con flores, cuya bifurcación evolutiva con respecto al resto se produjo hace unos 200 millones años.

Ahora, el equipo de Jeffrey D. Palmer, de la Universidad de Indiana en la ciudad estadounidense de Bloomington, ha documentado una notable expansión del genoma de las estructuras críticas para la generación de energía de la planta. Sus mitocondrias, orgánulos productores de energía, en una demostración casi épica de transferencia horizontal de genes, han adquirido ADN de seis genomas distintos, uno de un musgo, tres de algas verdes y dos de otras plantas de flores.

La transferencia horizontal de genes es una forma poco habitual pero importante de transferencia de genes entre especies. Se produce cuando una porción de ADN de una especie se introduce en el de otra.

El nuevo y espectacular caso de transferencia horizontal de genes ahora documentado constituye la primera vez en que se comprueba que un orgánulo ha capturado genomas mitocondriales ajenos completos, y la investigación ofrece la primera descripción de una planta terrestre que adquiere genes de algas verdes.

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Entre las epífitas típicas en la Amborella figuran musgos, hepáticas, helechos y otras plantas de flores. Las hojas y ramas de la Amborella están cubiertas predominante de líquenes, C y F, hepáticas, D, y musgos, E. (Fotos: Jérôme Munzinger)

El ADN que las mitocondrias de la Amborella absorbieron mediante la transferencia genética horizontal, y que han conservado hasta ahora, suma un total de al menos un millón de pares de bases, incrementando su genoma mitocondrial hasta el enorme tamaño de 3,9 millones de pares de bases, en marcado contraste con el genoma mitocondrial de una planta típica, cuyo tamaño es de alrededor de 500.000.


Los resultados de la investigación aportan evidencias a favor de la hipótesis de que las mitocondrias de las plantas pueden adquirir nuevos rasgos a través de la fusión con las mitocondrias de otras especies. En la Amborella, las mitocondrias tienen amplias oportunidades de entrar en contacto con las de otras plantas, por ejemplo, epifitas, plantas que crecen sobre otras plantas. Cuando sufren una herida, las Amborella a menudo activan un crecimiento rápido en el sitio afectado, lo que puede funcionar como una placa de Petri virtual para las mitocondrias de diferentes especies que entran en contacto directo unas con otras. Esto, junto con una baja tasa de pérdida de genes mitocondriales con el paso del tiempo, ha permitido una enorme acumulación de ADN mitocondrial ajeno en la Amborella.


En la investigación también han trabajado Danny W. Rice, Andrew J. Alverson, Aaron O. Richardson, Gregory J. Young, M. Virginia Sánchez Puerta y Eric B. Knox, de la Universidad de Indiana en Bloomington, Estados Unidos; Jérôme Munzinger, del Laboratorio de Botánica y Ecología Vegetal Aplicadas de Nueva Caledonia (territorio isleño adscrito a Francia y situado en el sector sudoeste del Océano Pacífico); Kerrie Barry y Jeffrey L. Boore, del Instituto Conjunto del Genoma en Walnut Creek, California, así como Yan Zhang y Claude W. de Pamphilis, de la Universidad Estatal de Pensilvania, en University Park, estas dos últimas instituciones en Estados Unidos
.http://noticiasdelaciencia.com/not/9238/un_vegetal_que_se_ha_apropiado_de_mucho_y_muy_distinto_adn_ajeno/

Cartílago semiartificial para trasplantes en articulaciones

El cartílago articular es el tejido ubicado en los extremos de los huesos donde estos se unen a las articulaciones del cuerpo, entre las que figuran por ejemplo rodillas, hombros y caderas. Este tejido puede erosionarse con el paso del tiempo, o ser dañado por lesiones o por un uso excesivo, causando dolor y dificultades para moverse. Reemplazar el tejido dañado por otro igual pero en buen estado podría traer alivio a millones de personas, pero lograr un reemplazo que posea las mismas cualidades que el tejido original es más difícil de lo que pueda parecer.

En el año 2007, el equipo de Farshid Guilak, profesor de cirugía ortopédica e ingeniería biomédica en la Universidad Duke, en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, desarrolló un "andamio" tridimensional en el que las células madre pueden ser inyectadas y crecer formando tejido de cartílago. Construida de fibras minúsculas entrelazadas, cada una de las siete capas del andamio es tan fina como el grosor de un cabello humano. El dispositivo completo mide aproximadamente 1 milímetro de espesor.

Desde entonces, el reto ha sido el desarrollo de un medio adecuado para llenar los espacios vacíos del andamio, uno que pueda soportar la compresión, proporcionar una superficie lubricante y apoyar el crecimiento de células madre en el andamio. Algunos materiales, lo bastante flexibles para igualar en esa cualidad al cartílago, resultaron demasiado blandos y frágiles para soportar la carga. Otros, más fuertes, no resultaron ser lo suficientemente blandos y flexibles.


En este punto del trabajo de Investigación y desarrollo, se sumó al proyecto Xuanhe Zhao, profesor de ingeniería mecánica y ciencia de materiales, quien propuso el uso de hidrogeles (geles de polímero a base de agua) duraderos.


El hidrogel escogido para el cartílago semiartificial es extremadamente resistente, flexible, modelable y lubricante. Tiene todas las propiedades mecánicas del cartílago nativo y puede soportar sin fracturarse los efectos comúnmente asociados al desgaste paulatino.

Zhao y Guilak comenzaron a trabajar juntos para integrar el hidrogel en el tejido del andamio.

En sus experimentos, los investigadores compararon el material compuesto resultante con otras combinaciones del andamio de Guilak con hidrogeles previamente estudiados.

Las pruebas han demostrado que el invento de Zhao es el más resistente y el que tiene un coeficiente más bajo de fricción.

El siguiente paso del equipo será con toda probabilidad implantar pequeñas porciones de cartílago semiartificial en modelos animales y ver si los resultados son tan buenos como prometen ser.

http://noticiasdelaciencia.com/not/9237/cartilago_semiartificial_para_trasplantes_en_articulaciones/