Dime y lo olvido, enséñame y lo recuerdo, involúcrame y lo aprendo (B. F)

De algas a plantas

De algas a plantas
Un trabajo realizado por la comuidad internacional muestra cómo y cuándo un microorganismo fue capaz de generar oxígeno absorbiendo la luz del Sol y hacer una fotosíntesis.

La malaria continúa siendo la enfermedad parasitaria más importante del mundo. En las regiones en las que está presente, la mitad de los niños resultan infectados, por lo que la malaria causa la muerte de más niños que ninguna otra enfermedad infecciosa.

La malaria está causada por varias especies de parásitos del género Plasmodium.

No existe vacuna eficaz contra ninguno de ellos, conque la única manera de prevenir ser infectado es evitar la picadura de los mosquitos Anófeles que los transmiten.

Una vez se es infectado, solo es posible el tratamiento con ciertos fármacos, que no resultan eficaces en todos los casos. 

El organismo responsable, hace 1.600 millones de años, podría haber marcado el origen de las algas y las plantas.

Hace 2.400 millones de años surgieron las primeras cianobacterias capaces de desprender oxígeno en la fotosíntesis.

A partir de ese momento todos los organismos tuvieron que aprender a convivir con lo que en aquel momento era un gas venenoso y que hoy sustenta la vida.

Ahora, un equipo internacional de expertos desvela cómo hace 1.600 millones de años, un microorganismo eucariota fue el primero capaz de producir oxígeno aprovechando la luz solar.

Según la investigación, que se publica en el último número de la revista Science, podría tratarse del antepasado original del que descienden todas las plantas y algas.

El estudio revela que se produjo un cambio en un microorganismo del reino Protista –que junto a hongos, animales y plantas componen el dominio eucariótico–.

Este protista capturó una cianobacteria procariota. De este proceso, conocido como endosimbiosis primaria, surgió el plastidio, un orgánulo celular donde se realiza la fotosíntesis y que hoy se encuentra en plantas y algas.

En su artículo, los investigadores aportan pruebas que describen cómo todos los plastidios podrían descender de un único proceso de endosimbiosis primaria.

Para obtener estas conclusiones, el equipo de expertos liderado desde la Universidad de Rutger (EE UU), analizó el ADN dentro de los plastidios de un alga primitiva conocidas como Cyanophora paradoxa, y lo compararon con los genomas de plastidios pertenecientes a otras plantas terrestres y a distintas algas rojas y verdes.

La especie C. paradoxa pertenece al grupo de algas glaucófitas que, junto con las algas rojas y verdes y las plantas, constituyen el primer grupo de eucariotas fotosintéticas que, según la investigación, habitaron el planeta y formaron el reino Plantae.

Los autores del trabajo creen que serán capaces de averiguar lo que une a todas las algas y plantas y, además las principales características que las diferencian n y los genes responsables de estas distinciones.

Las discretas “bolitas marrón” en el océano han ayudado a resolver un largo debate sobre el origen de la malaria y de las algas tóxicas responsables de las mareas rojas, según un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de British Columbia.

En un artículo publicado esta semana en los Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias de la Primera Edición, UBC Botánica, el Prof. Patrick Keeling describe el genoma de Chromera y su papel en la vinculación definitivamente en las historias evolutivas de la malaria y las algas dinoflalgellate.

“Bajo el microscopio, Chromera parece poco aburrido en las bolas de color marrón,” dice Keeling. “De hecho, el océano está lleno de bolitas marrones y verdes y son a menudo pasados por alto en favor de los organismos más glamoroso, pero éste ha demostrado ser más interesante que sus primos más llamativos.”

Descrita por primera vez en la revista Nature en 2008, Chromera se encuentra como un simbionte dentro de los corales.

A pesar de que tiene un compartimiento – llamado plastidios – que lleva a cabo la fotosíntesis, como las algas y plantas, Chromera está estrechamente relacionado con apicomplejos parásitos – incluyendo la malaria. Este descubrimiento plantea la posibilidad de que Chromera puede ser un eslabón perdido “entre los dos.

Ahora Keeling, junto con la Doctoranda Janouskovec Jan, el estudiante postdoctoral Ales Horak y colaboradores de la República Checa, han secuenciado el genoma de los plastidios de Chromera y encontraron características que se transmiten de padres a ambos apicomplejo plastidios y dinoflagelados, que une los dos linajes.

“Estos pequeños organismos tienen un gran impacto en la humanidad de manera muy diferente,” dice Keeling. “La herramienta utilizada por los dinoflagelados y Chromera de hacer el bien – simbiosis con los corales – en algún momento se convirtió en un mecanismo de infección de apicomplexans como la malaria para infectar las células sanas.

“No es la solución de los orígenes evolutivos donde sólo se instala un debate científico desde hace mucho tiempo, pero en última instancia podría proporcionar información crucial para abordar las enfermedades y las preocupaciones medioambientales”.

En la investigación han colaborado 21 universidades y centros de investigación de EE UU, Corea, Canadá, Alemania, Austria y Francia.

Algunas personas podrán sorprenderse de que la enfermedad parasitaria causante de la mayor mortalidad infantil del mundo carezca de vacuna. Al margen de si se han dedicado o no los suficientes recursos para su desarrollo, existe una buena razón para ello: los parásitos del género Plasmodium son unos impresionantes maestros del disfraz y engañan una y otra vez al sistema inmunitario.


Una vacuna eficaz solo es posible si el sistema inmunitario es capaz de acabar con el microorganismo que pretende infectarnos.

Si no es así, aunque nos vacunemos de alguna forma, si el microorganismo muta y cambia, y se escapa así al reconocimiento como organismo extraño por las células del sistema inmune, la vacuna no será eficaz. Y bien, varias especies de Plasmodium, a lo largo de la evolución conjunta con el ser humano, han desarrollado un sofisticado mecanismo molecular que engaña al sistema inmune y le permite evadirlo.

CEBOS MOLECULARES

Plasmodium posee para ello numerosas variaciones de un gen llamado PfEMP1, al que a partir de ahora llamaremos Disfraz.

Este gen produce una proteína que se coloca en la superficie de los glóbulos rojos, o eritrocitos, las células infectadas por el parásito. Esta proteína cumple dos funciones muy importantes. La primera es la de adherir el eritrocito infectado a la pared de los vasos sanguíneos.

El eritrocito infectado no circula pues libremente por la sangre sino que al, pegarse a la superficie de las venas, se evita o se retrasa su llegada al bazo, donde sería detectado y destruido, eliminando con ello al parásito que habitaba en su interior.

Así, la proteína del gen Disfraz tiende a evitar la destrucción de los eritrocitos infectados por el parásito.

La segunda función importante de la proteína de Disfraz es la de llamar la atención del sistema inmune y estimular la producción de anticuerpos contra ella.

Esta función parece algo paradójica, ya que si el sistema inmune detecta a la proteína del parásito en la superficie del glóbulo rojo, destruirá a este, destruyendo así también al parásito. ¿Por qué entonces esta proteína estimula la actividad inmunitaria contra ella?


La respuesta reside en la estrategia desarrollada por el parásito para agotar las energías del sistema inmune contra él. Esta estrategia, como decíamos, se basa en la existencia de numerosos tipos del gen Disfraz.

Tras dejar que el sistema inmune se active y genere anticuerpos contra la proteína, el parásito entonces cambia la variante del gen Disfraz que tenía funcionando hasta ese momento.

Otro tipo diferente del mismo gen se pone entonces en marcha, el cual produce una proteína lo suficientemente diferente como para no ser reconocida por el sistema inmune, incluso si había sido activado por la variante anterior.

 Desde el punto de vista del sistema inmune es como si el parásito infectara de nuevo por primera vez.


UNA Y OTRA VEZ
En estas condiciones, el ciclo vuelve a repetirse: el sistema inmune reconoce a la nueva proteína variante como extraña. Vuelven a producirse anticuerpos contra ella, pero, cuando ya parece que pueden acabar con la infección, el parásito cambia de nuevo la variante del gen Disfraz y se escapa otra vez a la acción protectora del sistema inmunitario.


Plasmodium falciparum, uno de los parásitos causantes de la malaria, cuenta con 60 variantes diferentes del gen Disfraz y puede usarlas todas de manera correlativa, engañando así hasta 60 veces –como si de un vulgar político se tratara– al sistema inmunitario.

Solo cuando todas las variantes del gen Disfraz han sido utilizadas, si para entonces la persona aún sigue viva, podremos decir que está inmunizada.


Si conociéramos bien el mecanismo que utiliza Plasmodium para “encender” solo uno de sus 60 genes Disfraz y dejar “apagados” los demás, tal vez pudiéramos manipularlos y forzarle a que “encendiera” todos a la vez, lo que causaría la activación del sistema inmune contra todas sus proteínas al mismo tiempo, y quizá le permitiera eliminar al parásito.

No solo eso: el parásito así manipulado, muerto o atenuado, podría ser usado como vacuna eficaz contra la malaria, ya que activaría al sistema inmune contra todas las variantes de la proteína y Plasmodium ya no podría engañarlo.

Pues bien, un numeroso consorcio internacional de investigadores ha logrado comprender el mecanismo molecular por el que Plasmodium enciende uno y apaga sus otros 59 genes Disfraz.

Su, para mí, fascinante descubrimiento ha sido publicado en la revista Nature. El mecanismo involucra complejos procesos que causan modificaciones químicas en el ADN de Plasmodium, posibilitadas por la acción de enzimas concretos, los cuales probablemente puedan ser blanco de la acción de fármacos.

Esperemos que este nuevo descubrimiento pueda ser utilizado para manipular el funcionamiento de los genes de Plasmodium y lograr así, por fin, generar vacunas eficaces contra él.

Referencia bibliográfica:

Dana C. Price et al. “Cyanophora paradoxa Genome Elucidates Origin of Photosynthesis in Algae and Plants”. Science. 17 February 2012. 335. 843-847. DOI: 10.1126/science.1213561

La flor mas grande del mundo, emite un olor repulsivo | VCN

... Es una planta/parásito que no tiene hojas visibles ni raíces. Cuando florese, la Rafflesia emite un olor muy fuerte, similar al de carne en mal ...


Arándano ,la super fruta del siglo 21 | VCN

... Las raíces de los arándanos tienen un aspecto fibroso y se distribuyen superficialmente, lo que las vuelve dependientes de una provisión ...


5 árboles más viejos de la Tierra | VCN

 ... Tiene sus ancianas raíces hendidas en las tierras de Florida, un precioso ciprés calvo llamado “El Senador”, considerado como el más viejo ...

Fuentes: SINC
UNIVERSIDAD DE BRITISH COLUMBIA
Comparte el artículo con otros ... les puede ser útil !