La calvària de Manot 1: la presència de l’home anatòmicament modern a la regió mediterrània oriental de fa 55.000 anys

Paleoantropologia: Llegim a la revista Nature un article sobre una calvària parcial trobada a la cova de Manot (Galilea Oriental, Palestina). Aquesta resta, de fet, catalogada com a Manot 1 ha propiciat un projecte de recerca dirigit per Israel Hershkovitz (de la Universitat de Tel Aviv), Ofer Marder (de la Universitat Ben-Gurion del Negev) i Omry Barzilai (de l’Autoritat d’Antiguitats d’Israel). En l’estudi antropològic de Manot 1 han participat, a banda de Hershkovitz, Philipp Gunz, Bruce Latimer, Viviane Slon, Gerhard W. Weber, Hila May, Mark G Hans i Ralph L. Holloway. L’estudi arqueològic de la cova el van fer, a banda de Barzilai i Marder, Ron Lavi i Mae Goder-Goldberger, mentre que hi fan aportacions geològiques Amos Frumkin i Francesco Berna. La calvària ha estat datada a partir de la recoberta de calcita, mitjançant la tècnica d’urani-tori, realitzada per Avner Ayalon, Miryam Bar-Matthews, Gal Yasur i Alan Matthews, complementada amb l’aplicada a elements de la cova. L’anàlisi de restes de carbó i la datació per carboni-14 l’han fet Elisabetta Boaretto, Valentina Caracuta i Bridget Alex. Les restes paleofaunístiques van ser estudiades per Guy Bar-Oz, Reuven Yeshurun i Daniella Bar-Yosef Mayer.

L’època

La datació d’U-Th avalua l’antiguitat de Manot 1, amb un 95% de confiança, entre 49.200 i 60.200 anys d’antiguitat. Coincideix doncs amb el període (60.000 AP-40.000 AP) en el que l’home anatòmicament modern, d’origen africà, es difón per Euràsia bo i substituint les poblacions hominines d’aquest continent. Aquest procés dista molt d’ésser ben conegut. D’on provenien els “colonitzadors” i quines rutes seguiren i amb quins ritmes temporals? Fins quin punt hi ha substitució total o hi ha creuaments que tindran un impacte en les poblacions eurasiàtiques posteriors?

Manot 1, un home anatòmicament modern

La forma general de la calvària i algunes característiques morfològiques més concretes situen Manot 1 en allò que els antropòlegs denominem “l’home anatòmicament modern”, sovint identificat amb la nomenclatura de Homo sapiens sapiens. Altres restes de la regió de la mateixa època són situats típicament entre els “neandertals” o, no sense polèmica, en formes intermèdies entre “neandertals” i “moderns [(pre)cromanyons]”.

L’home de Manot, en la mesura que hom el pugui jutjar a partir d’una única resta, mostra més afinitat amb les restes típiques de l’Àfrica recent o de l’Europa del Paleolític Superior, que no pas amb els espècimens de l’Àsia Sud-Occidental que són considerats “homes anatòmicament moderns primerencs”. Hershkovitz et al. hipotetitzen que l’home de Manot tindria una relació estreta amb els primers “homes moderns” que colonitzaren el subcontinent europeu. En qualsevol cas, aquesta resta ajuda a entendre més un procés cabdal subjacent a l’anomenada “modernitat comportamental”.

Publicat dins de 4. L'Animal | Envia un comentari

La transferència intercel·lular d’ADN en l’organisme animal

La transferència horitzontal d’ADN en el món bacterià és ben coneguda. En mamífers, aquesta transferència és més rara, però no del tot inexistent, gràcies sobretot a alguns tipus de virus. Però de totes formes és remarcable l’estudi de Tan et al., que mostra en ratolins la transferència intercel·lular d’ADN mitocondrial. Els autors s’ho han trobat en el marc d’un estudi més ample sobre una teràpia antitumoral dirigida a l’eliminació de l’ADN mitocondrial.

En efecte, l’eliminació de l’ADN mitocondrial en cèl·lules tumorals endarrereix el creixement del tumor. Sense l’ADN mitocondrial, el metabolisme respiratori cel·lular se’n ressenteix notablement.

Però aquesta teràpia no funcionava completament quan era traslladada a un model experimental de transplantament de tumors en ratolins. En aquest model, les cèl·lules tumorals recuperaven l’ADN mitocondrial. Com? A través de la captació d’ADN mitocondrial de cèl·lules circundants. Aquest procés no té lloc amb la mateixa intensitat en diferents tipus de tumors.

Per Tan et al. aquesta és una nova mostra de l’alta plasticitat de les cèl·lules malignitzades. Des d’un punt de mira més fonamental, l’estudi mostra com la transferència horitzontal d’ADN funcional és possible en cèl·lules de mamífers. Els mecanismes i l’abast d’aquest procés seran matèria, sens dubte, de noves investigacions.

Publicat dins de 3. La Vida | Envia un comentari

Teixobactina: un antibiòtic antiresistències?

Microbiologia: Un grup d’investigadors coordinat per Kim Lewis, de l’Antimicrobial Discovery Center de la Northeastern University (Boston, Massachusetts), presenta a la revista Nature un article sobre la teixobactina. Els autors de l’article pensen que el mecanisme d’acció d’aquest antibiòtic el protegeix contra el desenvolupament de resistències. En una població bacteriana qualsevol hi ha una variabilitat de susceptibilitat contra diferents tipus d’antibiòtics. La presència en el medi d’un antibiòtic selecciona favorablement les variants bacterianes que en són resistents. Això, vàlid en condicions naturals, s’agreuja encara més amb l’ús terapèutic d’antibiòtics. Com remarquen els autors de l’article “la resistència a antibiòtics es difon més ràpidament que no pas la introducciço de nous compostos en la pràctica clínica“.

La recerca de nous antibiòtics en les comunitats microbianes

El primer antibiòtic fou descobert per Alexander Flemming en el 1928. La seva producció a gran escala i aplicació terapèutica no arrencà fins els anys 1940. Fet i fet, com recorden Ling et al., la majoria dels antibiòtics utilitzats foren descoberts en els anys 1950 i 1960, a través del rastreig de cultius de laboratori de bacteris i fongs. A partir dels antibiòtics obtinguts d’aquesta manera, hom ha aconseguit derivats semisintètics amb els qual ampliar espectres, millorar les característiques terapèutiques o contrarestar l’efecte esmentat de les resistències.

Ling et al. atribueixen la delicada situació actual al fet que hom ha recolzat gairebé exclusivament en microorganismes cultivables. La biodiversitat microbiana, però, és molt més elevada. Hom calcula que tan sols l’1% de les espècies bacterianes poden crèixer en cultius de laboratori. Les altres passen desapercebudes, però el desenvolupament de tècniques microbiòmiques que no passen pels medis de cultiu ofereix noves oportunitats.

Ling et al. expliquen diferents mètodes per fer crèixer “in situ” organismes que altrament no serien cultivables, a través de l’ús de factors de creixement específics. Efectivament, sembla que són complicats requeriments nutricionals els que fan una soca bacteriana incultivable. En el desenvolupament d’aquests estudis participaren Loose L. Ling, de NovoBiotic Pharmaceuticals, i Tanjia Schneider, de l’Institut de Microbiologia, Immunologia i Parasitologia Mèdiques de la Universitat de Bonn.

A partir de creixement de bacteris incultivables, Ling et al. expliquen com van rastrejar-hi la producció d’antibiòtics. Són força nombrosos els bacteris que produeixen metabolits secundaris que tenen efectes detrimentals (biostàtics, biocides) per a d’altres bacteris.

La teixobactina

L’article presenta un dels antibiòtics trobats en aquest rastreig, que han denominat teixobactina. L’aïllament i la determinació de l’estructura dels diferents antibiòtics la va dur a terme Aaron J. Peoples, de NovoBiotic. Ina Engels i Anna Mueller determinaren el mecanisme d’acció de la teixobactina. La teixobactina actua, com molts altres antibiòtics, a través de la inhibició de la síntesi de la paret bacteriana. Ho fa, concretament, en unir-se al lípid II (precursor del peptidoglicà) i al lípid III (precursor de l’àcid teicoic). Els punts d’unió de la teixobactina d’aquestes molècules són presents en un ample ventall de bacteris grampositius. Mutacions que modifiquessin aquests punts conferirien resistència a l’antibiòtic, però amb un preu massa alt. És per això, pensen els autors, que no han aconseguit obtindre mutants resistents a la teixobactina ni en Staphylococcus aureus ni en Mycobacterium tuberculosis.

La teixobactina es troba a les beceroles de qualsevol aplicació terapèutica. Els experiments preclínics són supervisats per Dallas E. Hughes, de NovoBiotic. Haurà de superar encara molts obstacles. És difícil de creure que sigui absolutament impossible l’existència de S. aureus o de M. tuberculosis que siguin resistents a la teixobactina. Però, tot i amb tot, paga la pena de tindre presents unes tècniques que permeten accedir als metabòlits de bacteris que fins ara han estat vedats a la ciència.

Publicat dins de 3. La Vida | Envia un comentari

Fòssils de tapissos microbians a Mart?

Paleogeomicrobiologia: Nora Noffke, de la Old Dominion University, Norfolk, Virgínia, publicava fa unes setmanes un article a la revista “Astrobiology” on postulava que les estructures sedimentàries del paleollac marcià Gillespie podrien ésser fòssils de comunitats microbianes. Serien un indici, doncs, de la presència de vida a Mart fa menys de 3.700 milions d’anys.

La formació del llac Gillespie

Durant 860 dies solars marcians, el rover Curiosity ha explorat terrenys situats en el cràter Gale, en la regió de Aeolis, a uns 4º de latitud sud. Hi ha identificat una successió de roques sedimentàries (Yellowknife Bay), entre les quals apareix la formació del Llc Gillespie, interpretada com una platja fluvio-lacustre, de no pas més de 3.700 milions anys d’antiguitat. És suggerent, doncs, cercar-hi indicis d’estructures sedimentàries induïdes per microorganismes tal com trobem en la Terra en aquesta mena d’ambients.

Comunitat microbianes al llac Gillespie de fa 3.700 milions d’anys

D’acord amb el patró de les estructures identificades per Noffke, els ecosistemes microbians de la zona del llac Gillespie eren marcats per una forta estacionalitat, amb alternances de períodes de creixement (períodes humits) i de resistència (períodes secs). En són testimonis les marques d’erosió deixades per l’aigua en els períodes d’immersió, i les marques d’erosió (esquerdes, bosses d’aire) corresponents als períodes d’exposició a l’aire. D’acord amb la mida dels grans de sorra, els tapissos haurien estat exposats a corrents de no pas més de 0,2 m·s-1. Eventualment, seria la dessecació la que eliminà aquestes comunitats microbianes, posteriorment fossilitzades. El grau de conservació de les estructures és notable si les comparem amb les de la Terra, ja que a Mart els processos d’erosió, fonamentalment eòlics, són menys agressius.

Els suposats tapissos microbians del llac Gillespie datarien de l’era Hesperiana, un període geològic de trànsit des de les condicions d’un Mart “humit” (període Noaquià) a les de l’actual Mart “eixut” (període Amazonià).

Interpretació de la formació de Gillespie per Nora Noffke

Publicat dins de 3. La Vida | Envia un comentari

Bon any 2015! Bon Any Internacional de la Llum!

Si comencem amb el tema dels centenaris, diríem que continua la guerra (Primer Centenari), que Napoleó ha tornat (Segon Centenari) o que Mallorca i Eivissa encara resisteixen (Tercer Centenari). Però convé que tornem al nostre segle XXI. D’aquí a 12 mesos, ja n’haurem consumit un 15%, haurem creuat ja la meitat de la segona dècada. Sabem perfectament l’artifici d’aquesta numerologia, però com tenim el costum en aquest blog, en aquestes dates que la Terra fa la màxima baixada a l’Astre Rei, us desitgen Bon Any. És a dir, Bon Any 2015.

El 18 de juny commemorem el Bicentenari de la Batalla de Waterloo, retratada ací per William Sadler (1782-1839)

2015: Any Internacional de la Llum

El 20 de desembre del 2013, el plenari de la 68a Sessió de l’Assemblea General de Nacions Unides aprovava la resolució A/RES/68/221, pel qual s’aprovava l’Any Internacional de la Llum i de les Tecnològies Basades en la Llum (IYL 2015). Hom vol recordar diverses efemèrides. El 2015 és el Mil•lenari del Kitab al-Manazir (كتاب المناظر), d’Ibn al-Haytham. El “Llibre d’Òptica” d’Alhazen és conegut sobretot per la refutació experimental de la teoria clàssica sobre l’extramissió de la llum (que els nostres ulls emeten els raigs de la visió) i la defensa de la teoria de l’intromissió (que els ulls reben els raigs lluminosos). Però l’obra anava més enllà, amb una explicació de la llum, dels colors i de la visió, i sobre els conceptes de reflexió i de refracció. Abu Ali al-Hasan ibn al-Hasan ibn al-Haytham, nascut a Bàsora l’any 354 AH (965 de l’era comuna) i mort al Cairo l’any 430 AH (1040 de l’era comuna), és considerat el pare de l’òptica moderna. Així, els actes de l’IYL 2015 començaran a la seu de la Unesco a París, el 19 de gener, amb la Campanya “1001 Invencions i el Món d’Ibn Al-Haytham”. Relacionada amb aquesta campanya, el 14 de setembre tindrà lloc una conferència sobre “L’Edat d’Or Islàmica de la Ciència per a la Societat Basada en el Coneixement”.

Però hom també recorda el Bicentenari dels treball d’Augustin-Jean Fresnel (1788-1827) que contribuïren a la consolidació de la teoria ondulatòria de la llum. O els 150 anys de la teoria electromagnètica de la propagació de la llum, car fou en el 1865 quan es publicà “A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field”, de James Clerk Maxwell (1831-1879). O, ja posats, el Centenari de la Teoria General de la Relativitat, per a la qual tant rellevant és la constant de la velocitat de la llum en el buit. O podem recordar el Cinquantenari de la descoberta de radiació còsmica de fons de microones per Arno Penzias i Robert Woodrow Wilson; o bé el Cinquantenari dels treballs de Charles Kao sobre la fibra òptica.

L’any gira al voltant del concepte de fotònica, com la ciència i la tecnologia de la generació, control i detecció dels fotons, “les partícules de la llum” (que Huygens i Fresnel ens perdonin). Especial esment es farà de l’aplicació energètica (aprofitament de l’energia solar), de l’impacte econòmic de la indústria fotònica (amb un mercat que es duplicarà en cinc anys, fins a arribar als 600 miliards de dòlars), dels costos ambientals de la il•luminació artificial (el 20% del consum elèctric mundial) i de les connexions de fibra òptica.

2015: Any Internacional dels Sòls

En aquella mateixa sessió, es va aprovar també l’Any Internacional dels Sòls (IYS 2015), alhora que s’adoptava el 5 de desembre com a Dia Mundial del Sòl. La proposta la va fer la FAO, en el marc del Partenariat Mundial del Sòl, en col•laboració amb el secretariat de la Convenció de Nacions Unides per Combatre la Desertització.

Els objectius de l’IYS 2015 són:
– conscienciar el públic de la profunda importància del sòl per a la vida humana.
– educar el públic sobre el paper crucial del sòl en la seguretat alimentària, l’adaptació a (i mitigació de) el canvi climàtic, serveis ecosistèmics essencials, alleujament de la pobresa i desenvolupament sostenible.
– donar suport a polítiques i accions efectives per a la gestió sostenible i la protecció de recursos edàfics.
– promoure l’investiment en activitats de gestió sostenible de sòls per desenvolupar i mantindre sòls sans per a diferents usuaris de la terra i grups de la població.
– enfortir iniciatives en relació amb el procés d’Objectius de Desenvolupament Sostenible en l’agenda post-2015.

El 2015 gregorià i els altres

L’any 2015 era la data en la qual s’havien d’aconseguir els anomenats Objectius de Desenvolupament del Mil•lenni: 1) Eradicar la pobresa extrema i la fam; 2) Assolir l’educació primària universal; 3) Promoure la igualtat de gènere i l’empoderament de les dones; 4) Reduir la mortalitat infantil; 5) Millor la salut materna; 6) Combatre el VIH/SIDA, la malària i d’altres malalties; 7) Garantir una sostenibilitat ambiental; 8) Un partenariat global per al desenvolupament. Hom prepara per al mes de setembre una Cimera en la qual es definirà “l’agenda de desenvolupament sostenible post-2015”. Quedarà endavant un 98,5% de mil•lenni, i el llenguatge triomfalista de Nacions Unides contrasta amb una realitat persistent de misèria.

2015. MMXV. Calendari gregorià. Era comuna. És un any comú, de 365 dies, que comença en dijous (lletra dominical D).

L’any 2015 es correspon grosso modo:
– l’any 12015 del calendari holocènic.
– fins a la tardor continuarem en l’any 7523 del Món segons el còmput bizantí.
– fins a la tardor continuarem en l’any 5776 del Món segons el còmput hebreu.
– l’any 2768 “ab urbe condita” (d’acord amb la tradició recollida per Marcus Terentius Varro).
– l’any 2053 de l’era, segons el còmput hispànic.
– fins a la tardor continuarem en l’any 2007 de l’Anunciació, segons els còmput etiòpic.
– fins a la tardor continuarem en l’any 1731 dels Màrtirs, segons els còmput còptic.
– fins el 13 d’octubre serem en l’any 1436 de l’Emigració del Profeta Muhammad a Medina, corresponent a l’any 1393 en el còmput iranià.
– fins a la tardor serem en l’any CCXXIII, segons el còmput republicà francès.
– l’any 2965 del calendari amazic (que comença amb l’entronització de Shoshenq com a rei d’Egipte)
– la propera primavera arrencarà l’any 6765 del calendari assirià (que empra com a punt de partida la construcció del primer temple d’Assur).
– el 20 de març del 2015 (calendari gregorià) començarà l’any 7833 del calendari armenià.
– el 20 de març començarà l’any 172 de l’Era Bahá’í (que comença quan el Báb manifestà el seu ministeri).
– la primavera començarà l’any 1422 del calendari bengalí.
– l’any 5117 de l’Era del Vici, en la qual caigué la Terra quan Krishna l’abandonà per tornar al Cel.
– l’any 2559 del calendari budista (que arrenca amb el parinirvana de Buda).
– la primavera comença l’any 1377 del calendari birmà.
– el 19 de febrer del calendari gregorià serà l’any nou xinès. Entrarem en l’any de la cabra, dins del cicle de la fusta (4712 o 4652 segons alguns dels còmputs utilitzats). Es correspon a l’any 4348 del còmput coreà.
– l’any 3181 de la Nostra Senyora de la Discòrdia.
– l’any 104 del calendari iutxe.
– l’any 104 de la República de Xina
– l’any 64 del regnat d’Elisabet II d’Anglaterra. El 10 de setembre, Elisabet II batria el rècord de la reina Victòria com la monarca britànica que més ha durat en el tron.
– l’any 27 de l’era nipona Heisei.
– el 18 de març del 2015 serà en data juliana el dia 2.457.100.
– el 23 de novembre del 2015 serà el dia 13.0.3.0.0 en el compte llarg.
– el 13 de desembre del 2015 a les 9:46:40 UTC, serem en el segon 1.450.000.000 de l’era Unix.

Algunes commemoracions

Especialment rellevants són les commemoracions del Tricentenari. L’11 de juliol farà 300 anys de l’ocupació de Mallorca pels tropes de les Dues Corones borbòniques i, en conseqüència, el 28 de novembre faran els 300 anys dels Decrets de Nova Planta que afectaren Mallorca i les Pitiüses. Si Menorca se’n lliurà fou tan sols perquè era sota ocupació anglesa.

Des de l’Institució de les Lletres Catalanes també recorden els 750 anys del naixement de Ramon Muntaner, o el Setè Centenari de la Mort de Ramon Llull.

L’any 2015 astronòmic

El periheli d’enguany serà el 4 de gener a les 11.59UTC. L’afeli serà el 4 de juliol a les 00.13UTC.

Els equinoccis seran el 20 de març a les 22.45UTC i el 23 de setembre a les 08.21UTC. Els solsticis seran el 21 de juny a les 16.38UTC i el 22 de desembre a les 04:48UTC.

Tindrem eclipsi solar el 20 de març del 2015:

Visible a casa nostra al matí, com a eclipsi parcial

L’altre eclipsi solar, el del 13 de setembre del 2015, no serà visible a casa nostra.

Tindrem lluna nova el 20 de gener, el 18 de febrer, el 20 de març (eclipsant), el 18 d’abril, el 18 de maig, el 16 de juny, el 16 de juliol, el 14 d’agost, el 13 de setembre (eclipsant), el 13 d’octubre, l’11 de novembre i l’11 de desembre.

El 4 d’abril tindrem eclipsi llunar, però no serà visible a casa nostra.

El mes d’abril, la sonda Dawn visitarà el planeta Ceres. És el segon gran objectiu de la sonda de la NASA, que ja va orbitar al voltant de Vesta l’estiu del 2012.

El mes de juliol, la sonda New Horizons començarà l’explotació del sistema de Plutó-Caront, que és l’objectiu principal d’aquesta sonda de la NASA.

Les màximes elongacions de Mercuri seran el 14 de gener (19º; vespertina), el 24 de febrer (27º; matutina), el 6 de maig (21º; vespertina), el 24 de juny (23º; matutina), el 4 de setembre (27º; vespertina), el 15 de setembre (18º; matutina), el 28 de desembre (20º; vespertina).

Les màximes elongacions de Venus seran el 6 de juny (45º; vespertina) i el 25 d’octubre (46º; matutina). Així Venus serà estel vespertí fins el 15 d’agost, per passar després a ésser estel matutí.

Mart serà en conjunció amb el Sol el 14 de juny.

Júpiter farà l’oposició el 6 de febrer. La conjunció es produirà el 26 d’agost.

Saturn farà l’oposició el 23 de maig. La conjunció es produirà el 29 de novembre.

Entre les conjuncions podem citar:
– 22 de febrer: conjunció vespertina de Venus i Mart.
– 28 d’octubre: conjunció matutina de Venus, Mart i Júpiter.
– 7 de desembre: conjunció matutina de la Lluna i de Venus

Els altres anys 2015

En la nostra línia temporal, l’any 2015 és l’any de l’entrada en efecte de la Unió Econòmica Eurasiàtica, integrada per Rússia, Qazaqstan, Bielorússia i Armènia. A partir de l’1 de gener, la zona euro s’ampliarà a Lituània. Del 18 al 25 de juny tindran lloc a Bakú els I Jocs Europeus. Ens diuen que el 15 de desembre del 2015 ja no patirem el “roaming” que ens fa suar cada vegada que creuem la frontera comarcal entre l’Empordà i el Rosselló.

La trilogia cinematogràfica “Back to the Future” (1985) presentava una sèrie de viatges en el temps d’en Marty McFly i de n’Emmett Brown. Si en el primer film, McFly viatjava al seu passat de 30 anys abans, a l’època dels seus pares, en el segon film el destí és l’any 2015, l’època dels seus fills. La intenció dels guionistes, naturalment, no era pas de fer una predicció de com seria el 2015. Hom ha assenyalat, no obstant, algunes coincidències entre el “seu” 2015 i el “nostre”: particularment l’extensió de les càmeres o la generalització de les videoconferències. Fins i tot algunes coses més estrambòtiques, com els “hoverboards”, han estat assajades en la nostra línia temporal.

També podem esmentar el 2015 de “Firebird 2015 AD:”

Aquest film, del 1981, ens presenta un escenari en el qual el govern federal dels Estats Units prohibeix, davant de l’amenaça de l’esgotament dels combustibles fòssils, l’ús privat dels vehicles a motor de combustió. La benzina queda reservada exclusivament als usos oficials i públics. Els protagonistes del film se les maneguen per burlar la prohibició i mantindre la llibertat.

El 2015 també era l’any d’ambientació de “Defenders of the Earth”, sèrie televisiva de dibuixos animats del 1986. El nom de la sèrie feia referència a la lliga formada per Flash Gordon, The Phantom i Mandrake the Magician, dedicats a la defensa del nostre planeta de les ambicions implacables d’en Ming, que després d’haver esgotat els recursos naturals del planeta Mongo ve per als nostres.

Esmentarem per acabar “Runaround”, relat d’Isaac Asimov publicat en el número de març del 1942 de “Astounding Science Fiction”, i probablement sobretot llegida en ésser inclosa en el volum “I, Robot” (1950). Aquest és el primer relat on s’expliciten les “tres lleis de la robòtica”. El relat ens introdueix a un 2015 on la civilització humana ja és nítidament interplanetària. Els tres protagonistes, Powell, Donovan i el robot SPD-13, es troben en un viatge en direcció a Mercuri per reactivar una estació minera que havia estat abandonada el 2005. En instal•lar-se es troben amb el problema que les cèl•lules fotosintètiques de la base tenen un dèficit de seleni. Els dos humans decideixen enviar l’SPD-13 al dipòsit de seleni més proper. L’SPD-13, d’acord amb la segona llei de la robòtica, hauria d’obeir les ordres. No obstant, la perillositat de l’operació de recollida del seleni activa la tercera llei de la robòtica, la vinculada a l’autopreservació. Així, l’SPD-13 acaba fent voltes al dipòsit, ara atansant-s’hi, d’acord amb les ordres, ara allunyant-s’hi, d’acord amb el propi interès. Powell aconsegueix fer prevaldre la segona llei, a través de la primera, en sortir de la base. La primera llei obliga el robot a impedir que un ésser humà pateixi cap mal, i l’única manera que té l’SPD-13 de fer tornar Powell és a la base és duent-hi el seleni que li ha estat manat.

El nostre 2015, com hem vist, és més modest en les seves empreses interplanetàries. Mirem, però no toquem.

Publicat dins de General | Envia un comentari

Molècules d’àcids nucleics exòtics amb capacitat catalítica: els XNAzims

Xenobioquímica: Encara que hom associa el concepte d’enzim, de catalitzador biològic, amb les proteïnes, ja en el 1967, Carl Woese, Francis Crick i Leslie Orgel havien suggerit a “The Genetic Code” que molècules d’àcid ribonucleic (ARN) podrien constituir catalitzadors biològics. El primer enzim d’ARN (ribozim) fou descobert en el 1982 pel grup de recerca de Thomas R. Cech (Kruger et al., 1982). Breaker & Joyce (1994) descrigueren per primera vegada una molècula d’àcid desoxirribonucleic (ADN) amb capacitat catalítica. Els enzims d’ADN, certament rars, reben el nom de desoxiribozim (DNAzim). ADN i ARN són els dos tipus d’àcids nucleics que trobem en la biosfera. En termes generals, l’ADN és la molècula genòmica (si bé hi ha molts virus que tenen genomes d’ARN o que alternen fases genòmiques d’ADN i d’ARN), mentre que l’ARN compleix nombroses funcions de regulació de l’expressió d’aquests genomes i de la seva traducció en proteomes. Però existeixen altres tipus d’àcids nucleics, com ara l’àcid arabinonucleic (ANA), l’àcid 2′-fluoroarabinonucleic (FANA), l’àcid hexitol-nucleic (HNA) o l’àcid ciclohexen-nucleic (CeNA). Aquests àcids nucleics reben el nom d’àcids nucleics sintètics (XNA), de “polímers genètics sintètics” o d’àcids xenonucleics. Si l’ADN es basa en nucleòtids de desoxirribosa, i l’ARN en nucleòtids de ribosa, aquests XNAs empren xenonucleòtids (d’arabinosa, d’hexitol, de ciclohexè, etc.). A banda dels quatre XNAs esmentats, n’hi ha dos tipus més, i de tots sis s’ha comprovat que poden emmagatzemar i reproduir informació, és a dir que actuen de polímers genètics (Pinheiro et al., 2012). Som encara lluny de construir organismes “xenobiològics” a partir d’aquests XNA. Però el grup de recerca de Philipp Holliger presenta en un article a la revista Nature, diversos exemples de molècules de XNA amb capacitat catalítica, és a dir els primers XNAzims.

Els polímers genètics comparteixen una mateixa base estructural. La diferència és l’ordenament atòmic dels seus monòmers. En el quadre hom contrasta l’ADN (=DNA) amb el de sis àcids xenonucleics. En l’esquema de colors els àtoms de carboni són representats en negre, els àtoms d’oxigen en vermell i els àtoms de fluor en verd.

Els XNAzims

La recerca de possibles XNAzimns la van dissenyar Alexander I. Taylor i Philipp Holliger, de l’MRC Laboratory of Molecular Biology, de Cambridge. La síntesi d’alguns dels monòmers d’aquests experiments (hNTPs, ceNTPs, aGTP) la va fer Piet Herdewijn, de KU Leuven i de l’Université Evry. Victor B. Pinheiro (actualment a l’Institute of Structural and Molecular Biology, de l’UCL) va aportar-hi una nova HNA-sintetasa, desenvolupada en el marc del seu projecte sobre biologia sintètica. Taylor va fer els experiments de síntesi d’oligonucleòtids d’ANA, FANA, HNA i CeNA, i la ulterior selecció a la percaça de molècules que tinguessin alguna activitat catalítica. En la caracterització dels resultats positius hi intervingueren Pinheiro, Alexey S. Morgunov (MRC), Sew Peak-Chew (MRC) i Christopher Cozens. Per determinar l’estructura de les molècules d’interès, Matthew J. Smola i Kevin M. Weeks, de la University of North Carolina, aplicaren les tècniques químiques de SHAPE (acilació selectiva de del grup 2-hidroxil per extensió d’encebador) i de modificació per dimetil-sulfat (DMS).

Amb aquesta selecció, trobaren un ventall d’oligòmers que podien catalitzar la hidròlisi i la concatenació de molècules d’ARN, és a dir que actuaven com a ARN-endonucleases o com a ARN-ligases, respectivament.

Més interessant encara fou un oligòmer de FANA que, amb metall com a cofactor, era capacitat de catalitzar la concatenació d’altres molècules de FANA. Aquest metal·loenzim fou fet servir pels investigadors per a unir diversos segments de FANA fins a construir un dels FANAzims de l’apartat anterior (una ARN-endonucleasa).

Per al desenvolupament de xenoorganismes que emprin aquests àcids nucleics, és probable que els XNAzims no juguin un rol central. Però els autors sí reconeixen la rellevància dels XNAzims en les teories sobre l’origen de la vida. Hom suposa que abans de les actuals cèl·lules d’ADN, hi hagué protocèl·lules basades en ARN (“el món d’ARN”, per emprar l’expressió que utilitzà Walter Gilbert en el 1986). És possible que alguns dels XNA hagi estat la base d’altres protocèl·lules, ja sigui en la nostra biosfera o en les biosferes primigènies d’altres planetes. Cal no descartar tampoc que a la Terra o en altres biosferes, hi hagi formes de vida que no es basin en l’ADN ni en l’ARN sinó en alguns d’aquests XNA.

Publicat dins de 3. La Vida | Envia un comentari

La Llista Vermella de la Unió Internacional de Conservació de la Natura

Enguany la Llista Vermella de la Unió Internacional per a la Conservació de la Natura (IUCN) fa 50 anys. La nova edició inclou un total de 76.199 espècies, de les quals 22.413 són amenaçades d’extinció. En la llista vermella cada espècie és classificada en una de les següents categories: 1) preocupació menor (LC); 2) relativament amenaçada (NT); 3) vulnerable (VU); 4) en perill (EN); 5) críticament en perill (CR); 6) extingida en estat salvatge (EW) i 7) extingida. La llista cobreix espècies animals i vegetals (plantes i fongs) i ofereix informació sobre les poblacions i les necessitats d’hàbitats. En cada edició hom treballa amb un nombre creixent d’espècies, amb la mira posada a assolir les 160.000 espècies en el 2020, i que la llista cobreixi tota la diversitat biològica d’una manera més profunda que no pas ara (massa centrada en mamífers, amfibis, ocells, coralls o coníferes).

Envia un comentari

Virus fecals en el glaç subàrtic de 700 anys d’antiguitat

Un grup d’investigadors coordinat per Eric Delwart, del Blood Systems Research Institute, de San Francisco, publica a la revista PNAS una recerca sobre el viroma de mostres de femta de caribú de 700 d’antiguitat preservades en la coberta permanent de glaç subàrtic. Després de caracteritzar dos dels genomes vírics presents, han reconstituït un dels dos, aconseguint un virus infectiu. Condicions constants de congelació permeten la preservació durant segles del material genètic de virus encapsidats. Pels autors, l’estudi de paleoviromes pot contribuir a donar profunditat als estudis sobre evolució dels virus.

El nom de caribú s’aplica als ramats de “Rangifer tarandus” que viuen al continent nord-americà, des d’Alaska fins a Terranova

La recerca metagenòmica

Terry Fei Fan Ng, Li-Fang Chen, Yanchen Zhou, Beth Shapiro, Robert L. Gilberton i Eric Delwart, dissenyaren aquesta recerca. Ng, Zhou i Delwart formen part del Departament de Medicina de Laboratori de la Universitat de Califòrnia de San Francisco; mentre Chen i Gilberts són del Departament de Patologia Vegetal de la UC de Davis, i Shapiro del Departament d’Ecologia i Biologia Evolutiva de la UC de Santa Cruz. En la recerca participaren, a més, Mathias Stiller i Peter D. Heintzman, de Santa Cruz, Arvind Varsani, Nikola O. Kondov, Walt Wong, Xutao Deng, Thomas D. Andrews, Brian J. Moorman, Thomas Meulendyk i Glen McKay.

Les mostres emprades eren femtes atribuïdes al caribú (Rangifer tarandus) extretes d’un tros de glaç permanent dels Territoris Nord-Occidentals del Canadà. D’acord amb els mètodes de datació emprats, la femta tindria una antiguitat de 700 anys. Des de llavors, és a dir des de la finalització de l’anomenat “òptim climàtic medieval”, la femta hauria estat en unes condicions continuades de congelació.

Sobre aquestes mostres, els investigadors realitzaren una anàlisi metagenòmica, que cobria els àcids nucleics filtrables i resistents a nucleasa.

Dos virus recuperats i caracteritzats: aCFV i aNCV

D’aquesta anàlisi resultà la caracterització de dos virus:
- aCFV (virus antic associat a femta de caribú). El seu genoma consisteix en una molècula d’ADN circular de 2231 parells de nucleòtids. No se l’ha pogut classificar, per bé que anàlisis filogenètiques el vinculen a virus de plantes com els geminivirus.
- aNCV (cripavirus antic dels Territoris Nord-occidentals). Se n’ha recuperat parcialment el genoma, pel que fa als gens NS, CP i, en part, cds. Es tractaria d’un cripavirus, grup de virus d’ARN monocatenari de sentit positiu, els membres coneguts dels quals són virus d’insectes.

Els autors suposen que tots dos virus procedien de material vegetal ingerit i després defecat pel caribú (en el cas de l’aCFV) o d’insectes voladors atrets per la femta (en cas de l’aNCV). Tots dos virus són virus encapsidats, d’alta persistència ambiental, que, gràcies a les condicions de baixa temperatura, han garantit la preservació en bon estat del material genètic.

La reconstitució de l’aCFV

Bo i preservat el genoma víric, la capacitat infectiva és perduda. No obstant, els investigadors han utilitzat el material genètic clonat de l’aCFV per reconstituir-lo artificialment. Per fer-ho seleccionaren un sistema emprat per als geminivirus. Introduint en aquest sistema un clon multimèric d’aCFV, aconseguiren virus que infectaren en Nicotiana benthamiana, una solanàcia originària d’austràlia que ha estat utilitzada de forma creixent en els darrers anys com a organisme model en fisiologia vegetal i, particularment, en virologia.

Nicotiana benthamiana, coneguda com a tjuntiwari i munju, fou consumida com a estimulant abans de la introducció del tabac (d’una planta americana del mateix gènere) a Austràlia

L’aCFV reconstituït era capaç d’infectar la planta, ja que en les noves fulles els investigadors podien recuperar nou ADN viral.

Publicat dins de 3. La Vida | Envia un comentari

Detecció de l’espín d’un sol protó per magnetometria de diamant

Fa uns dies parlàvem de com les tècniques de microscopia de fluorescència de molt alta resolució arribaven a poder fer un seguiment in vivo de molècules concretes. Millorar la resolució especial i dur-la a l’escala atòmica ha estat també una aspiració dels qui treballen en una altra tècnica d’imatge, la basada en la resonància magnètica. En un report a la revista Science, el grup de recerca de Christian L. Degen, professor en el Laboratori de Física de l’Estat Sòlid, de l’ETH de Zuric, ens expliquen un mètode amb el qual han arribat a detectar l’espín d’un únic protó.

El magnetòmetre de diamant emprat pel Departament de Física de l’ETH Zuric

La detecció de l’espín d’un protó

M. Loretz, T. Rosskopf i J. M. Boss són membres del grup de recerca de C. L. Degen. També signen el report S. Pezzagna i J. Meijer, de l’Institut de Física Experimental de la Universitat de Leipzig. El magnetòmetre emprat és a l’ETH Zuric. Consta d’un xip de diamant, recobert per una sal inorgànica. Amb aquest aparell han arribat a mesurar l’espín de protons (H+) individuals. Els canvis en el sensor de diamant eren seguits pels investigadors a través d’un microscopi òptic de fluorescència.

En el centre del diamant hi ha unes impureses, consistent en la manca de dos àtoms de carboni en la xarxa cristal·lina del diamant (que, recordem-ho, és un dels al·lòtrops del carboni elemental). Una de les dues posicions és ocupada per un àtom de nitrogen, per la qual cosa aquesta impuresa rep el nom de “vacant de nitrogen” (nitrogen-vacancy, NV en l’acrònim anglès). La NV és detectable per la seva fluorescència i pel seu magnetisme. En la preparació del diamant artificial, d’un 2×2 mil·límetres, els investigadors treballaren en condicions que fan que hi hagi centres NV a tan sols un pocs nanòmetres de la superfície.

En els centres NV hi ha espai suficient per a diversos protons. A través de propietats de mecànica quàntica, però, els investigadors poden diferenciar entre l’acció magnètic d’un protó de la de diversos protons. Alhora, poden identificar la posició relativa del protó respecte del centre NV, amb una resolució de 0,1 nm.

Les perspectives de la resonància magnètica de molt alta resolució

La resolució actual dels aparells d’imatge per resonància magnètica, com els que s’utilitzen en la pràctica clínica, és de l’ordre de 100 micres, és a dir comparable amb l’agudesa visual humana. D’altres tècniques arriben a l’escala microscòpica, però l’aspiració darrera és arribar a l’escala atòmica. L’objectiu d’arribar-hi el mapatge directe de les posicions individuals dels àtoms d’una molécula.

Parlaríem, doncs, de nano-MRI. De fet, la intenció de Degen és construir un dispositiu de nano-MRI. Si reïxen, hom podrà determinar l’estructura tridimensional de molècules. Tenen en ment, en particular, les aplicacions en bioquímica de proteïnes. Les tècniques clàssiques es basen en l’estudi dels patrons de difracció de cristalls de proteïnes purificades, però no són sempre aplicables.

Publicat dins de 6. La Civilització | Envia un comentari

L’impacte de ranavirosis en poblacions d’amfibis al Parc dels Pics d’Europa

Des de fa nou anys, arran d’una mortalitat massiva d’amfibis en una bassa experimental del Parc Nacional dels Picos de Europa, atribuïda a una infecció de ranavirus, s’hi ha fet un seguiment continuat. Un report publicat a Current Biology fa balanç de la situació. Price et al. expliquen que han trobat tres tipus de ranavirus en les poblacions d’amfibis del parc, dels quals dos són al darrera de mortandats massives, que han contribuït a la reducció de múltiples poblacions.

Collapse of Amphibian Communities Due to an Introduced Ranavirus. Stephen J. Price, Trenton W.J. Garner, Richard A. Nichols, François Balloux, César Ayres, Amparo Mora-Cabello de Alba, Jaime Bosch

Els ranavirus als Pics d’Europa

Els ranavirus són un grup d’iridovírids. Són considerats uns patògens emergents. Encara que poden produir infeccions patològiques en peixos i en rèptils, l’impacte ecològic es troba sobretot en la infecció letal que provoquen en amfibis. Epizooties de ranavirus s’han descrit recentment en nombroses regions d’Amèrica, Euràsia i Austràlia. L’impacte d’aquestes epizooties en les poblacions d’amfibis és controvertit, ja que moltes poblacions ja es troben en declivi degut a tota una sèrie de factors. Hom no sap si és el declivi poblacional el que estimula les infeccions, o a l’inrevés. Les dades de Price et al. ofereixen, però, unes dades clares sobre el vincle entre aquestes infeccions i la reducció de les poblacions de diverses espècies d’amfibis dels Pics d’Europa.

Són sis les espècies d’amfibis més comunes d’aquestes localitats: Bufo bufo, Alytes obstetricans, Rana temporaria, Mesotitron alpestris, Limnotitron helveticus i Salamandra. En totes elles hi ha hagut mortalitats massives, que han afectat larves, juvenils i adults. Els símptomes (lesions cutàniques ulcerants, hemorràgies internes, necrosis d’extermitats) i, en ocasions anàlisis virològiques, han atribuït algunes d’aquestes mortandats a ranavirosis. Excepte en un parell de casos, els autors descarten el rol en aquestes mortandats de Batrachochytrium dendrobatidis, un fong que ha provocat mortandats d’amfibis en altres indrets de la Península Ibèrica. Pel que fa al rol de la pol·lució, els autors la descarten atenent al bon estat del Parc en aquest sentit.

Per al diagnòstic de la ranavirosi, els autors han emprat PCRs de set regions genòmiques dels ranavirus. Els ranavirus implicats en les mortandants dels Pics d’Europa han estat sempre incluïbles en el CMTV (Common midwife toad virus) i en el BNV (Bosca’s newt virus, descrit pels autors en el decurs d’aquests estudis). També van detectar un tercer ranavirus, l’AAOV (Andaran Alytes obstetricans virus), que no han trobat associat a les mortandats.

El seguiment d’aquests anys, assenyala com les localitats del Parc afectades per ranavirosi letal són les que presenten reduccions significatives de la població d’amfibis, en alguns casos reduccions catastròfiques. La més castigada de les sis espècies és Alytes obstetricans, la població de la qual es manté, en canvi, en les localitats on no hi hagut brots de ranavirosi letal.

L’origen del virus

El període temporal analitzat (2007-2012) és potser insuficient per tindre prou resolució local i temporal sobre la relació entre les ranavirosis i el declivi de les poblacions d’amfibis. Els autors, però, utilitzen les dades genètiques sobre el virus per reconstruir-ne la història.

Creuen que el CMTV i el BNV són uns relatius nouvinguts en les poblacions d’amfibis del nord peninsular. Les dades les emmarquen en la bibliografia sobre brots epizoòtics similars d’arreu d’Europa, que fan comptar els ranavirus com un agent patològic emergent en les poblacions d’amfibis d’Europa.

El mateix declivi per altres causes de les poblacions d’amfibis pot haver contribuït a l’emergència d’aquestes ranavirosi. La incidència d’infeccions i de malalties tendeix a augmentar a mesura que es redueix l’abundància d’una espècie. En espècies abundants, els virus tendeixen a especialitzar-se i associar-se únicament amb una espècie. Però quan les espècies declinen, els virus que les infecten són seleccionats positivament si poden saltar la barrera interespecífica, i afectar altres poblacions. El CMTV registrats als Pics d’Europa tenen la capacitat de saltar aquestes barreres i en algunes localitats han afectat al llarg dels anys totes sis espècies d’amfibis. La realitat homogeneïtat d’aquests virus indica una introducció única, recent, i realitzada simultàniament en diverses localitats del parc, probablement induïda per a la mà de l’home a través de la introducció d’equipament o de bestiar. Caldrà veure si, com ha passat en localitzacions del Regne Unit, la pressió selectiva fa aparèixer genotips resistents en les poblacions d’amfibis. Però fins i tot en aquest cas, cal pensar que també els virus poden conquerir aquests nous genotips.

Publicat dins de 3. La Vida | Envia un comentari