Esta semana en la ciencia 12|50

Semana - 1250 - 0

  • El lado amable de la inflamación

  • La formación de sistemas estelares binarios de gran amplitud

  • Regeneración cardiaca, dos aproximaciones

  • Protoestrella de ~0.2 masas solares con un disco kepleriano en el sistema L1527 IRS

  • Inhibición no sináptica de neuronas agrupadas en un circuito olfatorio

  • Interior de los planetas bajo presión

  • Extrañas pulsaciones

El lado amable de la inflamación

Semana - 1250 - 1 Danio rerioEl cerebro del pez cebra (Danio Rerio) es más apto que el del ser humano para recuperarse después de una lesión traumática, por ello se considera a esta especie un excelente modelo para estudiar los mecanismos que permiten la neurogénesis regenerativa. Nikos Kyritsis y otros expertos de la universidad Técnica de Dresde y de la universidad australiana Monash, utilizaron la microinyección cerebroventricular de partículas inmunogénicas y pruebas de inmunosupresión para investigar los eventos celulares que están detrás de la regeneración cerebral en estos peces. Sus resultados muestran que la inflamación es requisito mínimo y suficiente para mejorar la proliferación de progenitores neurales y la subsecuente neurogénesis, mediante la activación de programas moleculares -inducidos por la lesión- que pueden ser observados tras un daño cerebral. Han podido incluso activar la neurogénesis en células gliales radiales mediante la inducción de inflamación sin que haya daño cerebral, lo cual da cuenta del papel que tiene esta respuesta fisiológica como regulador de la regeneración neuronal en el sistema nervioso central de los Danios.


La formación de sistemas estelares binarios de gran amplitud

Semana - 1250 - 2 BinariasUno de los misterios actuales para la astronomía estelar es la formación de sistemas binarios de gran amplitud, pues su separación excede en gran medida el tamaño típico de un núcleo nebular. Un ejemplo de ello es el sistema α Centaury en el que Próxima (tambien conocida como α centaury C) se encuentra separada de α Centaury (que es en sí misma un sistema binario A/B) por 1 500 unidades astronómicas (1). Hasta ahora son varias las hipótesis que se han manejado para explicar este fenómeno; por ejemplo la propuesta de que las binarias de gran amplitud son el resultado de la disolución de un cúmulo estelar -cuando una estrella del cúmulo captura gravitacionalmente otro cúmulo distante-. Observaciones recientes han demostrado que en muchas ocasiones las binarias pertenecen a sistemas triples, esto es, que el par binario cuenta con una tercera compañera a mayor distancia. En su artículo, Bo Reipurth, del Instituto para la Astronomía de la Universidad de Hawaii en Manoa, y Seppo Mikkola, del Observatorio Tuorla de la Universidad de Turku, Finlandia, reportan los resultados de simulaciones de la evolución dinámica de sistemas triples recién creados -aún adjuntos a su núcleo nebular-, los cuales son acordes con las observaciones de sistemas de gran amplitud. Han encontrado que aún cuando los sistema triples nacen muy compactos -y por tanto se encuentran inicialmente mejor protegidos de la influencia gravitacional de estrellas exóticas-, pueden desarrollar arquitecturas jerárquicas extremas en periodos de millones de años, cuando uno de sus componentes es dispersado dinámicamente hacia una órbita distante. La energía de expulsión proviene de la reducción de las órbitas de los otros dos astros, haciendo con frecuencia que se vean de lejos como una estrella única. Tales sistemas triples débilmente unidos van a aparecer por tanto como binarios de gran amplitud.

1) Una unidad astronómica (UA) es equivalente a la distancia que separa a la Tierra del Sol.


Regeneración cardiaca, dos aproximaciones

Semana - 1250 - 3 CorazónEn los mamíferos, el crecimiento del corazón durante el desarrollo embrional depende principalmente del incremento de cardiomiocitos (1). Sin embargo, poco después de nacer, los cardiomiocitos ya no proliferan y el crecimiento del miocardio ocurre por incremento hipertrófico de los miocitos ya existentes. Como consecuencia de la mínima renovación de cardiomiocitos en la vida adulta, la reparación de daños en el corazón mediante regeneración celular es muy limitada. Dos estudios abordan esta semana el tema en busca de explicar los mecanismos celulares que posibilitan la limitada pero existente regeneración del miocardio.

Samuel E. Senyo y un equipo de investigadores de la División Cardiovascular del Hospital Brigham and Women’s y de la Escuela de Medicina de Harvard, concluyen que durante el envejecimiento normal la generación de cardiomiocitos ocurre a una tasa baja, mediante la división de células de esta clase ya existentes, un proceso que se incrementa en la periferia de áreas dañadas del miocardio. Para su estudio, utilizaron dos métodos de aproximación: mapeo genético con etiquetado de isótopo estable y espectrometría de masa multi-isótopo. De acuerdo a sus datos, la principal fuente de cardiomiocitos de remplazo son células ya existentes, tanto dentro de un proceso homeostático normal como en el caso de tejido dañado.

Por otra parte, un equipo italiano de investigadores, encabezado por Ana Eulalio, del Laboratorio de Medicina Molecular pertenciente al International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology (ICGEB) en Trieste, realizaron un estudio en el que demuestran que la administración exógena de microARN (miRNA) seleccionados estimula la proliferación de cardiomiocitos y promueve la reparación cardiaca. Encontraron que cuarenta miRNA incrementaron significativamente tanto la síntesis de ADN como la citocinesis en cardiomiocitos de ratas y ratones neonatos. Dos de estos miRNA (hsa-miR-590 y hsa-miR-199a) fueron seleccionados para las pruebas y se mostró que promueven la re-entrada ex vivo de cardiomiocitos al ciclo celular así como la proliferación de estas células en neonatos y adultos. Después de un infarto de miocardio en ratones, estos miRNA estimularon la regeneración cardiaca y la recuperación casi completa de los parámetros funcionales cardíacos. Los miRNA identificados son muy prometedores para el tratamiento de patologías cardíacas relacionadas con la pérdida de cardiomiocitos.

(1) Células musculares del miocardio.


Protoestrella de ~0.2 masas solares con disco kepleriano en el sistema L1527 IRS

Semana - 1250 - 4 Accretion diskEn sus etapas más tempranas, las protoestrellas acrecen (1) principalmente de las envolturas que les rodean, a través de discos circunestelares. Hasta ahora, la más pequeña relación de masa protoestrella-envoltura observada era de 2.1. Se considera que la protoestrella L1527 IRS se encuentra en las etapas más tempranas de formación estelar; su envoltura contiene aproximadamente 1 masa solar de material dentro de un radio de 0.05 pársecs (2) y observaciones anteriores sugieren la presencia de un disco. John J. Tobin, del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Charlottesville, Virginia y un equipo de investigadores de diversas instituciones -entre los que se encuentran Laurent Loinard y Paola D’Alessio del Centro de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM-, presentan resultados de sus observaciones de emisiones de polvo y de CO del disco en torno a L1527 IRS. Han determinado una masa protoestelar de 0.19 +/- 0.04 masas solares y una relación de masa protoestrella-envoltura de 0.2. Se concluye que la mayor parte de la luminosidad es generada a través del proceso de acreción, con una tasa de acreción de 6.6 x 10*-7 masas solares por año. Si se considera que la protoestrella ha estado acreciendo a este ritmo la mayor parte de su vida, su edad podría calcularse en unos 300 mil años; sin embargo, si tomamos en cuenta teorías que sugieren que el ritmo de acreción ha sido mayor anteriormente, podría tratarse de una protoestrella aún más joven. Se ha confirmado la presencia de un disco rotacional, lo cual implica esperar que más masa sea agregada a su región de formación planetaria y a la estrella misma en el futuro.

1) Se define la acreción como el “crecimiento por adición de materia”.

2) El pársec (pc) es una unidad de longitud astronómica; equivale a 3.2616 años luz.


Inhibición no sináptica de neuronas agrupadas en un circuito olfatorio

Semana - 1250 - 5 Drosophila olfactoryDiversos órganos sensoriales, incluyendo las papilas gustativas de mamíferos y  las sensilias de los insectos, muestran una marcada compartimentación de sus células receptoras; sin embargo, el impacto funcional de esta organización no es claro. Chih-Ying Su, Karen Menuz y John R. Carlson del Departamento de Biología Molecular, Celular y del Desarrollo de la Universidad de Yale, así como Johannes Reiser del Monell Chemical Senses Center, encontraron que las neuronas receptoras olfatorias (ORN en inglés) de Drosophila se comunican entre ellas de manera directa. La respuesta sostenida de una ORN se inhibe por la activación transitoria de una ORN vecina.  La inhibición lateral no depende de las sinapsis y probablemente es mediada por transmisión efáptica. Además, la inhibición lateral en la periferia puede modular el comportamiento olfativo. En conjunto, los resultados indican que la integración de la información olfatoria puede ocurrir a través de interacciones laterales entre las ORN. La inhibición de una respuesta sostenida por una respuesta transitoria puede proporcionar un medio de codificación de prominencia. Finalmente, una ORN  sensible al CO2 en el mosquito Anopheles de la malaria también puede ser inhibida por la excitación de una ORN adyacente, lo que sugiere una amplia inhibición lateral en insectos que tendría posibles aplicaciones en el control de los mismos.


Interior de los planetas bajo presión

Semana - 1250 - 6 NúcleosEl interior de la Tierra y otros planetas rocosos generalmente comparten varios minerales comunes. Dependiendo en gran medida del tamaño del planeta, varía la abundancia relativa y distribución de estos minerales; por ejemplo, la periclasa u óxido de magnesio MgO es abundante en el manto de la Tierra y grandes planetas similares a la Tierra, pero en Júpiter está presente en su núcleo. Las propiedades de MgO también varían con el tamaño planetario en función de la temperatura y la presión. R. Stewart McWilliams, del Laboratorio de Geofísica del Instituto Carnegie de Washington y colaboradores, realizaron experimentos de choque láser a presiones tres veces mayores que la del núcleo de la Tierra. La periclasa se sometió a dos transformaciones de fase, primero a un sólido con una estructura cristalina modificada, y luego a un líquido conductor. En planetas similares a la Tierra, pero con masas más grandes que ocho masas terrestres, la  periclasa MgO en el manto podría generar un campo magnético de dínamo tales como los que se encuentran comúnmente en el núcleo de planetas rocosos.


Extrañas pulsaciones

Semana - 1250 - 7 Fermi_NASA02El lanzamiento del Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma en 2008 permitió la detección de un gran número de púlsares. Los púlsares de milisegundos -estrellas de neutrones con períodos de milisegundos-, son mucho más difíciles de encontrar en los datos de rayos gamma. En un tour de force computacional, H. J. Pletsch, del Instituto Max-Planck en Hannover y un equipo de investigadores de más de sesenta instituciones, han detectado pulsaciones de rayos gamma de una fuente no identificada anteriormente en el Segundo Catálogo del telescopio de gran área. La estrella de neutrones pulsante orbita alrededor de una estrella compañera más rápidamente que cualquier otro tipo de estrella de neutrones conocida, y el sistema puede pertenecer a una clase poco común de sistemas binarios, donde la estrella de neutrones está destruyendo sistemáticamente a su compañera.


Con información de artículos publicados en Nature No. 7427 del 6 de diciembre de 2012 y Science No. 6112 del 7 de diciembre de 2012.

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