Brotes de Ciencia Radio Savia

En esta nueva entrega de Brotes de Ciencia, Eric y Javier, locutores habituales, entrevistan al catedrático e investigador Fernando García-Arenal, un experto de renombre internacional en el mundo de la virología vegetal y más particularmente, en la evolución y la ecología de virus de plantas.

El episodio comienza con un breve repaso de conceptos clave. Con nuestro invitado, definimos resistencia y tolerancia, aclaramos si todos los virus son patógenos o no y tratamos de responder a la pregunta de por qué desconocemos tanto acerca de los virus. Hablamos también de las complejas y diversas interacciones que se establecen entre los virus y sus huéspedes. Si bien las consecuencias de estas interacciones pueden ser el resultado de virus que infectan directamente a plantas, en algunos otros casos la realidad es más compleja, y el virus puede ejercer algún efecto sobre la planta por medio de la infección de un tercer organismo, como puedan ser los hongos endófitos. Por tanto, es preciso tener una visión global de la ecología de este tipo de interacciones para poder comprenderlas adecuadamente.

Hablamos también de las enfermedades virales en el contexto de la agricultura. Nos centramos en el impacto económico y sobre la seguridad alimentaria, pero también en la prevención y la generación de soluciones para evitar estas enfermedades, como, por ejemplo, el uso de variedades resistentes. El estudio de la biología molecular de plantas, apunta Fernando, no ha llevado a grandes avances tecnológicos en la protección de los cultivos frente a virus. Esta tendencia puede cambiar con la herramienta CRISPR-Cas, capaz de eliminar fuentes de susceptibilidad en plantas.

Para saber cómo evitar las enfermedades virales vegetales, hay que tener un preciso conocimiento de los mecanismos de defensa que las plantas poseen frente a virus, por lo que también le dedicamos a ello un espacio en el episodio. El más frecuente de los mecanismos de defensa es el silenciamiento de RNA, aunque existen otros como la tolerancia o la resistencia recesiva.

Por último, tratamos el tema de las enfermedades virales emergentes en plantas. ¿Por qué emergen tantas enfermedades causadas por virus en comparación con las causadas por otros patógenos? Tratando de responder a esta pregunta -y comentando algunas consideraciones prácticas acerca del estudio de virus de plantas-, finaliza la trigésimo cuarta entrega de Brotes de Ciencia.

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¡Os esperamos en Brotes de Ciencia!

Este episodio de Brotes de Ciencia, en formato Taza y Tesis, retoma donde acabó el anterior episodio. El presentador principal vuelve a ser Eric y la temática sigue siendo, por tanto, las bases moleculares del envejecimiento, que, por ser un tema de amplio interés y abundantes ejemplos, consideramos que se merece una segunda parte.

En esta entrega, Eric comienza hablando de una hormona, la melatonina. Esta es segregada por la glándula pineal y es bien conocida por su contribución en la regulación de los ritmos circadianos. Sin embargo, su papel no se queda limitado como hormona del sueño. Mencionamos el caso de un estudio liderado por un profesor de la Universidad de Granada, donde se pone de manifiesto otra de las funciones de la melatonia, que es la de enlentecer el envejecimiento celular y la sarcopenia.

Este experimento nos hace plantearnos cómo se lleva a cabo la investigación en temas de longevidad sin causar perjuicios en humanos. Una opción es la investigación con organismos modelo, de cuyos resultados podemos extraer información relevante para nuestra especie. Aquí se incluyen desde levaduras, pasando por nematodos, hasta ratones. Otra opción es hacer experimentos GWAS con el genoma de humanos, por medio de los cuales se pueden asociar variantes alélicas con un fenotipo o rasgo determinado.

Hablamos también sobre el efecto de la restricción calórica en la dieta. En diversos modelos animales (como el gusano C. elegans), se ha comprobado que tiene efectos positivos para incrementar la longevidad. Estos experimentos en los que se relaciona metabolismo y longevidad no son nuevos. Viajamos a la primera mitad del siglo pasado y mencionamos algunos estudios realizados en los ya aludidos organismos modelo, por ejemplo, comentamos cómo la ralentización del metabolismo por frío en moscas incrementaba su longevidad.
Es preciso tener en cuenta, no obstante, que los modelos animales no siempre rinden resultados completamente extrapolables a humanos y, a veces, dan información que puede parecer incluso contradictoria. Tratamos aquí el caso de la rapamicina, un inmunosupresor utilizado en humanos que se ha visto que aumenta la longevidad en ratones.

Tras esa breve reflexión pasamos a analizar el papel de las sirtuinas. Estas proteínas protegen al DNA de daños. La sobreexpresión de los genes que las codifican en nematodos provoca un aumento de su longevidad. Sin embargo, la magnitud del efecto de las sirtuinas en este aspecto ha sido cuestionado y la investigación de estas proteínas no ha estado exenta de ciertas polémicas que se mencionan en este episodio.

Procedemos hablar de la progeria, una conocida enfermedad que acelera drásticamente el envejecimiento de forma prematura. En particular, tratamos dos de sus variantes: el síndrome de Hutchinson-Gilford y síndrome de Werner, de los que describimos brevemente los mecanismos moleculares que explican sus síntomas patológicos.

Comentamos también el curioso caso de los judíos askenazis, un pueblo caracterizado por su relativamente alto grado de endogamia y que, sin embargo, ha llamado la atención a los investigadores por su longevidad por encima de otros grupos étnicos. Esto nos sirve de trampolín para concluir el episodio reflexionando acerca de la longevidad desde un punto de vista más cercano a las ciencias sociales; haciendo un repaso histórico de la evolución de la esperanza de vida en el siglo pasado y atreviéndonos con un pronóstico acerca de dónde se dirigirá la investigación sobre este tema en los próximos años.

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En este episodio de Brotes de Ciencia, en formato de Taza y Tesis, se estrenan dos nuevos miembros del equipo de Brotes de Ciencia, los locutores Hugo del Río y Javier Génova. Serán el relevo generacional de este pódcast, cuyos miembros fundadores cumplen ya casi 4 años de trayectoria.

La temática de esta nueva entrega, presentada por Eric Torres, es el envejecimiento y sus bases moleculares. Hay quienes consideran el envejecimiento como una enfermedad en sí, que tiene una serie de síntomas y que, en cualquier caso, todavía nos acaba afectando a todos.

Entre esos síntomas destacan las conocidas pérdida de memoria, o de masa muscular, la debilitación del sistema inmune, una mayor prevalencia de ciertas enfermedades, etc. Aun así, el ser humano ha conseguido sobrepasar la barrera de 120 años, donde parece que actualmente se encuentra el límite de la longevidad humana. Entre esas personas que desafían al límite genético de edad se encuentra una española, María Branyas, que actualmente ostenta, a sus 116 años, el título de la persona viva más longeva del mundo.

El proceso de envejecimiento puede explicarse desde el punto de vista evolutivo como una manera de depurar los individuos que ya han pasado su edad reproductiva. Así, puede darse el caso de que genes que favorecen la eficacia biológica, son, a la vez, aceleradores del envejecimiento. Esto es lo que se conoce como la hipótesis de la pleiotropía antagonista. Básicamente, existen genes cuyos productos tienen un efecto beneficioso en estadios tempranos de desarrollo, pero que cesan de tener utilidad y resultan perjudiciales en etapas post reproductivas, en ausencia de selección natural. Esto ocurre con el alelo ε4 de la apolipoproteína E, que en individuos jóvenes se correlaciona con un mayor cociente intelectual y en individuos mayores con la enfermedad de Alzheimer.

Presentamos algunas otras teorías que pretenden explicar el proceso del envejecimiento, como el soma perecedero o la teoría de los radicales libres. Estas teorías aportan algunos puntos de vista interesantes para explicar el proceso biológico de la senescencia, aunque, evidentemente también tienen sus detractores, que ponen en duda algunos de sus postulados.

Pasando de las teorías a fenómenos concretos de envejecimiento, Eric centra nuestra atención en los aclamados telómeros. Los telómeros son secuencias no codificantes de ADN que se encuentran en los extremos de los cromosomas y protegen del daño a los genes. En nuestra especie, estos telómeros se acortan en cada división mitótica, lo que se ha asociado con el envejecimiento. Sin embargo, en ciertos tipos celulares como los gametos, y dentro de las células somáticas, las de la epidermis, por ejemplo, donde la evolución ha intervenido para que no sea así y se mantenga la longitud de los telómeros por medio de unas ribonucleoproteínas llamadas telomerasas.

Javier Génova nos habla de los antioxidantes, un conocido grupo de compuestos que retardan el envejecimiento. Estos contrarrestan los efectos de los radicales libres que se generan durante la respiración celular y causan daños no deseados, lo que conlleva a la muerte de las células, y en última instancia, al envejecimiento. Hay enzimas detoxificadoras de radicales libres que los mantienen a una concentración adecuada. Aunque estos compuestos sean dañinos, también desempeñan un papel importante en la respuesta inmunológica.

El equilibrio entre regeneración celular y apoptosis es importante para evitar la aparición de enfermedades. Precisamente, dos de las que aparecen con mayor prevalencia en personas ancianas se deben a un desequilibrio. Este es el caso de la enfermedad de Alzheimer, donde la muerte celular supera a la neurogénesis. En el otro extremo, se encuentra el cáncer, donde algunas células se dividen a un ritmo superior al de desaparición de otras células, y, además, estas células malignas se inmortalizan. Sobre el c

En este episodio de Brotes de Ciencia, en formato de Taza y Tesis, hablamos sobre una herramienta biotecnológica que puede suponer un antes y un después en la lucha contra la malaria: el impulso genético.

Javier López, miembro de Brotes de Ciencia, nos cuenta el problema de salud pública existente a nivel mundial en torno a la malaria, pues más de medio millón de personas mueren cada año debido a esta enfermedad, producida por el protista Plasmodium y transmitida por las hembras del mosquito del género Anopheles. Esta enfermedad afecta especialmente a los países del África subsahariana, aunque también se dan casos en el Mediterráneo Oriental.

A pesar de que en 2022, casi 250 millones de personas sufrieron esta enfermedad según datos de la Organización Mundial de la Salud, no existen todavía mecanismos eficaces para combatir la malaria. Las vacunas disponibles son todavía recientes, pero tienen eficacia limitada. El mecanismo más utilizado hoy para frenar la transmisión de la enfermedad es, en realidad, el uso de insecticidas y mosquiteras.

El impulso genético (también conocido por su nombre en inglés como gene drive) es una técnica que permite modificar las reglas de la herencia mendeliana, de forma que se altera la probabilidad de que un alelo se transmita a la descendencia. Este fenómeno ocurre en la naturaleza, aunque, evidentemente ha sido aprovechado por las modernas técnicas de ingeniería genética.

En el caso que hoy nos ocupa, el impulso genético se utiliza para mutar la isoforma del gen que está involucrado en la determinación del sexo de los mosquitos, de forma que se generen hembras estériles. El resultado es que, tras un número suficiente de generaciones, solamente quedan machos, que son incapaces de transmitir el plasmodio al no ser hematófagos.

Distintos experimentos en condiciones controladas han dado resultados satisfactorios, pero ahora es necesario exportarlo a condiciones “de campo”. Evidentemente, existen una serie de limitaciones en la aplicación de la técnica que han de ser considerados, tales como la aparición de mutaciones que reviertan las modificaciones genéticas o la existencia de recombinación no homóloga. Por su parte, también hay una serie de reticencias a nivel social, pues hay quien pone en duda el éxito de esta técnica para el control de la malaria al poder afectar a la ecología de otras especies de insectos con un papel importante en la cadena trófica.

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En este episodio, Eric Torres y Javier López, miembros del equipo de Brotes de Ciencia, charlan con José Ramón Conde, profesor de la ETSIAAB, acerca de cómo se ha desarrollado la agricultura en el último siglo y cuáles son los nuevos retos a los que se enfrenta la producción agraria en el corto y el medio plazo.

En el último siglo, la agricultura en Europa ha sufrido grandes cambios. De la mano de la tecnificación y la ciencia, la agricultura ha pasado a generar mayor volumen de productos sin aumentar la superficie cultivada: se ha hecho más eficiente. Estos grandes avances han servido para suplir la demanda de alimentos de una población mundial creciente.

José Ramón Conde ilustra, desde una visión global de la agricultura, pero con cifras concretas, su particular visión de cómo esta actividad ha sido capaz de superar los retos a los que se enfrentaba gracias a los avances acumulados en los últimos cien años.

Así, y a modo de ejemplo, detalla cómo en Europa el rendimiento de trigo se ha triplicado en menos de un siglo, o cómo todas las tierras dedicadas a la agricultura a nivel global no ocupan más que el 12% de la superficie terrestre. Todo esto demuestra que la agricultura es inherentemente eficiente.

José Ramón rompe una lanza en defensa de los agricultores. Destaca cómo no tienen ningún interés en contaminar la tierra que utilizan, sino en mantener sus rendimientos año tras año, lo cual los hace tan sostenibles como pocos otros profesionales. Defiende que la agricultura es mucho más eficiente que otros sectores, pero se ve sometida a un escrutinio más estricto.

Relata cómo este sector económico siempre ha sido capaz de aumentar su productividad para satisfacer las necesidades de la sociedad en cada momento. Vaticina que también será capaz de conseguirlo en los tiempos venideros, en que se prevé un aumento de la población, sobre todo en ciertas regiones del mundo como África o Asia.

También describe las desigualdades de la agricultura a nivel mundial en cuanto a mecanización, idoneidad de tierras y proporción de población dedicada al sector, lo que explica los distintos rendimientos agrícolas en las distintas regiones del mundo.

Para finalizar, da su opinión sobre la legislación europea, que pretende reducir el uso de fertilizantes y pesticidas, dos de los pilares detrás del drástico aumento de la producción. ¿Podrá el mercado europeo absorber el impacto de estas normativas y garantizar el suministro alimentario? José Ramon concluye que si hay un mercado que es capaz de hacerlo, este es el europeo, aunque puede que esto se traduzca en un incremento en el precio final del consumidor.

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En este episodio, Eric y Javier, estudiantes de Biotecnología de la Escuela y locutores habituales de Brotes de Ciencia, hablan de la producción mundial del plátano y de los peligros que la acechan.

Tras el arroz, el maíz y el trigo, el plátano es el cultivo más importante del mundo como alimento básico. El plátano actual es un híbrido triploide de varias especies del género Musa. Es estéril y partenocárpico, por lo que todo lo que queda de la semilla en el fruto son unos hilos de color negro. El plátano se originó en el sureste asiático y se expandió por primero África y luego por Sudamérica, desde donde se producen dos tercios de la mercancía exportada nivel mundial. Al tratarse de un cultivo globalizado, también se enfrenta a patógenos de todo el mundo y no solo a aquellos con los que ha coevolucionado en Asia.

Su patógeno estrella es Fusarium oxysporum forma specialis cubense (Foc). Este patógeno causa la enfermedad de Panamá y en la primera mitad del siglo pasado ya diezmó la producción del anterior cultivar mayoritario, llamado «Gros Michel». Parcela que el hongo infectaba, parcela que dejaba de producir y que se había de abandonar; no era recuperable. Esto se debe a que Fusarium permanece en el suelo hasta cuatro décadas sin necesidad de un huésped. La insostenible manera de abordar este problema fue la de ir abandonando tierras y roturando otras nuevas. Esto generó corrupción e intromisión política y dio lugar al concepto de «república bananera».

En la década de los sesenta se cambió la producción mundial a un cultivar resistente llamado «Cavendish». Había sido descubierto un siglo atrás en China y afortunadamente era resistente a Foc. No se utilizaba comercialmente porque era insípido y difícil de transportar en comparación con Gros Michel. Solo se estableció como el cultivar dominante porque era resistente a Foc.

Sin embargo, Cavendish no es resistente a todas las especies de Foc, sino solo a Foc1, la que diezmó a Gros Michel. Otro hongo Fusarium, llamado «Foc4» o Foc TR4», amenaza la producción de Cavendish. Y lo lleva haciendo desde por lo menos los años setenta en Asia. Ante esta evidencia, la producción de plátanos no se ha diversificado. Tanto es así, que el 60% de la producción mundial y la práctica totalidad de la exportación de plátano se reduce a este cultivar. No hay otro. Esto hace que toda la producción mundial se tambalee si una epidemia afectara a esta variedad.

Este es el caso actualmente. En Taiwán, la producción en diez años de Fusarium ha bajado a una séptima parte de lo que era antes de esta plaga y en China ya se han perdido cien mil hectáreas de cultivo de plátano. Esto se debe a que solo se cultiva una variedad y a que no hay medidas de combate eficaces contra este hongo más allá de la prevención de infección y el abandono de tierras infectadas.

Dado que la anterior alternativa se encontró en la naturaleza, tampoco se ha dado importancia a los programas de hibridación para encontrar variedades resistentes. La falta de variedad genética y la falta de alternativas hace que la industria del plátano se tambalee. Más ahora, que la epidemia ha llegado a Sudamérica, desde donde se genera dos tercios de la mercancía mundial a exportar.

La FAO está creando consorcios de empresas, investigadores y agricultores para a contrarreloj desarrollar aquello que la industria ha descuidado en la última mitad de siglo: una alternativa. Aunque hay algunos experimentos que ya prometen una resistencia a Foc4, solo atrasarán el inevitable fin de Cavendish, dado que hay una plétora de patógenos que asolan al cultivo, frente a los cuales no tiene resistencia alguna. Entre ellos destacan el virus del rayado del plátano y el hongo que causa la sigatoka negra.

Por estos motivos, la variedad Cavendish está condenada a desaparecer. Este episodio de Brotes de Ciencia supone una clara lección de qué ocurre cuando no se aborda