¿El océano de nuevo?

¿El océano de nuevo?

Esta vez les escribo desde uno de los tantos lugares especiales y maravillosos a los que la vida me ha llevado últimamente. Al estar de pie en este lugar y al verlo, al mirar su color azul, sus playas, su calma, sus hermosos atardeceres y el agua que se extiende sin fronteras, de verdad me hace creer que estoy contemplando el profundo océano. Se trata del lago Erie, que se encuentra al norte de Estados Unidos y sur de Canadá. Hace parte de los cinco grandes lagos de Norteamérica. Por su gran tamaño, 25.700 km2 y una profundidad entre 19 y 164 metros ocupa el lugar número trece entre los lagos naturales más extensos del mundo.

Atardecer en el lago Erie
Atardecer en el lago Erie

Justo en una caminata en uno de los senderos que se encuentran alrededor del lago, pude observar un ave que también se encuentra distribuida en Colombia, que migra buscando climas más cálidos cuando en el norte hace frío. Es la golondrina tijereta (Hirundo rustica), llamada así porque las plumas externas de su cola son alargadas y al volar pareciera una tijera abierta. Además, es la golondrina con la mayor área de distribución del mundo, pues la podemos ver en casi todos los continentes, Europa, Asia, África, América y Oceanía. Esto se debe a que utiliza estructuras construidas por el hombre para hacer sus nidos, por lo cual se ha dispersado con la expansión humana. Es un ave pequeña, mide en promedio entre 14 y 19 centímetros y pesa entre 16 y 22 gramos. Es insectívora y se alimenta mientras vuela, por lo que su vuelo depende del movimiento del insecto que esté persiguiendo, lo que la hace muy errática y hace un poco difícil capturarla en una buena fotografía.

 

Golondrina tijereta (Hirundo rustica), sobrevolando el lago Erie.
Golondrina tijereta (Hirundo rustica), sobrevolando el lago Erie.

También he podido notar en varias ocasiones a un mamífero agraciado y saltarín. Se trata del conejo cola de algodón (Sylvilagus floridanus), una de las especies de conejos más comunes en Norteamérica y que se distribuye hasta Venezuela, es decir, esta especie también se encuentra en Colombia, pero en la parte norte. Se puede encontrar en bosques, pastizales, desiertos, cultivos, desde los 0 hasta los 3.000 metros de altura. Es herbívoro, se alimenta de plantas, arbustos, pastos, hierbas y árboles. Tiene una tasa reproductiva muy alta: una hembra puede tener hasta 35 conejos en un año, por lo cual se puede convertir en una especie invasora fácilmente. Tal vez, esta es la razón por la cual es la especie más cazada en Estados Unidos y México, con fines alimenticios o recreativos.

Conejo cola de algodón (Sylvilagus floridanus) entre pastizales.
Conejo cola de algodón (Sylvilagus floridanus) entre pastizales.

Otra ave que vi frecuentemente, pero que nunca había observado antes, es el tordo alirrojo (Agelaius phoeniceus). Esta especie presenta dimorfismo sexual, es decir, que el macho y la hembra son diferentes, distinguiéndose algunas veces por el tamaño, otras veces por algunas características específicas. En este caso son totalmente diferentes en la coloración de su plumaje y la hembra es un poco más pequeña. El macho es realmente imponente con su color negro y parte de sus alas rojas y un poco de amarillo, pero lo que más me gusta son sus diversos cantos que he podido oír cuando se llaman entre ellos, cuando van a alimentarse o cuando están defendiendo su territorio. Se distribuyen en el norte y centro de América, son insectívoros y también se nutren de semillas y son muy territoriales.

Tordo alirrojo (Agelaius phoeniceus), a la izquierda el macho y a la derecha la hembra.
Tordo alirrojo (Agelaius phoeniceus), a la izquierda el macho y a la derecha la hembra.

Estas son las sorpresas que ha traído la transición de la primavera al verano. La temperatura se ha incrementado considerablemente, mientras en mayo teníamos temperaturas de 5ºC, ahora tenemos temperaturas de 28-31ºC. Ya quiero ver las maravillas que traerá el verano.

¡Y llegó la primavera!

¡Y llegó la primavera!

La nieve que había sido una compañera constante, se ha ido y tengo que confesar que extraño su belleza; sin embargo, los diferentes colores como el café, el amarillo, el verde claro, el verde oscuro, un rojizo, que empiezan a surgir en las hojas de los árboles retoñando, también es algo muy hermoso de contemplar.

Además, se empieza a observar otro tipo de fauna que va llegando, a medida que el frío va cediendo. Como es el caso de la culebra rayada común (Thamnophis sirtalis), una especie de reptil diurno e inofensivo que habita en Estados Unidos y Canadá, de más o menos 60 centímetros de largo, tiene una cantidad muy baja de veneno que puede ser tóxica para anfibios, ratones y otros animales pequeños, pero no es peligrosa para el hombre. Estos reptiles salen de su periodo de brumación (disminución de actividad y alimentación durante el invierno) al inicio de la primavera.

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Culebra rayada común (Thamnophis sirtalis)

Tuve la oportunidad de ir a remar al bello lago Grafton, un cuerpo de agua de alrededor de 1.3 km2 situado dentro de una reserva, ya que es un sitio activo de anidación de un ave que llega en primavera a los lagos de Norteamérica y Canadá. El colimbo grande (Gavia immer), es un animal realmente imponente. Observar sus colores verde, blanco y negro, que con los reflejos del sol se tornan a índigo, es ciertamente un espectáculo. Esta especie es un ave acuática buceadora y migratoria, que se encuentra en Norte América y Europa, mide entre 60 y 100 centímetros de largo, siendo más grande que los patos y llegando a pesar entre dos y seis kilogramos; además es piscívora (se alimenta de peces), a los cuales atrapa buceando. Puede llegar a profundidades de hasta 60 metros y durar sumergida por un periodo de tiempo de hasta tres minutos.

Colimbo grande o common loon (Gavia immer) nadando en el lago Grafton
Colimbo grande o common loon (Gavia immer) nadando en el lago Grafton

Otra especie de ave que logré ver en el lago Grafton, fue el ganso de Canadá (Branta canadensis) (fotografía del banner). Esta especie es monógama y por lo general sus individuos permanecen juntos, con su pareja, desde el segundo año de sus vidas hasta cuando mueren. A finales del invierno y principios de la primavera tienen sus polluelos, a los que vimos nadando en fila, permanentemente protegidos por cada uno de sus padres, ubicados al inicio y al final de la línea. Si se sienten bajo algún tipo de amenaza, el macho empieza a desplegar comportamientos agonísticos, como vocalizaciones frecuentes, apertura de sus alas y persecución. Pueden llegar a medir entre 80 y 110 centímetros y a pesar entre tres y ocho kilogramos. Son principalmente herbívoros, pero también pueden consumir insectos y peces.

Otra especie que observé al comienzo de la primavera fue una ranita muy particular, en realidad muchas personas dicen que ella es la que avisa con su canto el comienzo de esta estación. La rana de la primavera peeper (Pseudacris crucifer), mide tan solo entre 25 y 40 milímetros y pesa de tres a cinco gramos. La verdad es sorprendente como un animal tan pequeño puede llegar a vocalizar tan fuerte. Estar a pocos pasos de ellas era un poco aturdidor, pero aunque se oyen muy fuerte y claro, podrán imaginarse que no fue fácil encontrar un ejemplar en medio de la noche. Además de su pequeño tamaño, se camuflan muy bien entre las ramas de las orillas de los cuerpos de agua.

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Ranita peeper de la primavera (Pseudacris crucifer)

Me encantó el invierno en el Norte de Estados Unidos y la primavera también ha traído su magia, y bueno, tal como están las cosas, lo más probable es que también pueda ver las sorpresas del verano.

Actividad genética de planta resolvería enigma del cáncer

Actividad genética de planta resolvería enigma del cáncer

Muchos interrogantes tuvo que despejar el biólogo Mauricio Quimbaya, desde su pregrado, para llegar a plantear en su doctorado una estrategia que permitiera entender el mecanismo de división celular alterada característico de las células cancerosas en los seres humanos. La pregunta más desafiante en este proceso fue cómo explicar el cáncer a partir de una planta si estas no lo sufren.
En su blog de divulgación científica Biogenic, el profesor Quimbaya usa una metáfora para explicar esta aparente contradicción. Apela al libro de la vida, conocido como genoma, para señalar que allí están las claves de la constitución e interacción entre las moléculas que nos constituyen como seres vivos.

En su labor investigativa partió de dos genomas, el del ser humano y el de una planta que no crece en Colombia y que es necesario importar del Reino Unido o de los Estados Unidos para usos científicos, conocida como Arabidopsis thaliana. El reto de su investigación, Implementación de una estrategia para la detección y caracterización de nuevos genes reguladores de ciclo celular en Arabidopsis thaliana y potenciales oncogenes y/o supresores tumorales en humanos” consistió en identificar genes con funciones desconocidas pero que estuvieran involucrados en los procesos de división celular. “El proyecto se fundamentaba en proponer una metodología experimental que permitiera asociar causalmente genes a los cuales aún no se les hubiera encontrado una función molecular específica, con procesos relacionados con el inicio o progreso de la transformación cancerígena”, señala el doctor Quimbaya, quien hace parte del Grupo de Investigación en Conservación y Biotecnología, de la Facultad de Ingeniería en la Pontificia Universidad Javeriana, seccional Cali.

Un ratón de laboratorio vegetal

La Arabidopsis thaliana es una celebridad en los laboratorios de investigación gracias a su maleabilidad experimental, sencillez genética y a su capacidad de producir generaciones sucesivas en siete semanas, lo cual es un tiempo relativamente corto. Comparte esta condición con otros ‘organismos modelo’ como los ratones de laboratorio, la mosca de la fruta, el pez cebra, la levadura utilizada en la fabricación de cerveza, la bacteria E.coli o la rana africana Xenopus laevis.

Esta planta se da en forma natural en climas templados de Europa, Norteamérica y el norte de África. Existen registros de investigaciones con esta especie desde finales de 1800. Desde esta época se reconoce su facilidad de manejo en condiciones controladas y de manipulación genética que permite la generación de individuos mutantes. Otro criterio para trabajar con esta planta es de carácter económico, ya que experimentar con animales elevaría tremendamente los costos. “Con esta planta es como tener un ratón de laboratorio de bajo costo”, precisa el investigador.

Destaca que casi el 80% del conocimiento que a nivel biológico se tiene sobre las plantas de la Tierra ha iniciado con la exploración experimental en Arabidopsis thaliana. Esto abarca desde los textos básicos de biología del bachillerato hasta los artículos científicos especializados que son publicados en revistas de alto impacto.

Entender el cáncer, objetivo primordial

Para la investigación en humanos, el doctor Quimbaya se asoció con patólogos y oncólogos para poder realizar observaciones en células cancerosas. “Hicimos observaciones especialmente en pacientes con cáncer de colon”, explica.

“Lo fundamental era identificar qué genes intervienen en el proceso de división celular descontrolada que caracteriza los tumores malignos. El reto consistía en demostrar que estudiando genes de plantas uno podría encontrar moléculas o genes hermanos en los humanos para entender el cáncer. No se trataba de buscar una cura, sino más bien comprender lo que pasa con la enfermedad desde una perspectiva comparativa entre plantas y humanos”.

Esto hizo necesario realizar observaciones que partían desde las células de las plantas hasta la clasificación histopatológica de distintos tejidos, tanto sanos como afectados por la enfermedad, procesos que necesariamente deben hacerse de forma interdisciplinaria con profesionales de las ciencias médicas.

La utilidad de las mutaciones

En su laboratorio, el profesor Mauricio Quimbaya trabaja con individuos mutantes de Arabidopsis thaliana, importados desde Europa y Estados Unidos, después de cumplir con los múltiples trámites ante el ICA, entidad que tardó más de un año en autorizar la llegada de las semillas transgénicas.

En todos los seres vivos, los genes guardan la información para producir proteínas o enzimas que tienen funciones específicas en los organismos. A pesar de toda la investigación que se ha realizado y que se realiza actualmente, se desconocen las funciones de cerca del 60% de los genes de la Arabidopsis thaliana. Por eso, resulta útil trabajar con plantas modificadas genéticamente. “Los mutantes se comportan como los X-Men del cine. Si le falta uno o varios genes a la planta lo que uno hace es observar qué pasa. Puede ser que la ausencia de un gen determine que tenga una raíz más corta, que no produzca flores o que varíe su tamaño. Por esta vía tratamos de descubrir cuáles son las funciones de determinados genes”, explica el biólogo.

Depurando dos genomas

El corpus de la investigación partió del genoma humano, con cerca de 32 mil genes, y el de la planta Arabidopsis thaliana, que consta de unos 30 mil. “Estos dos genomas se encuentran totalmente secuenciados y, a su vez, son ricos en información tanto estructural como funcional plenamente libre para la comunidad científica. El paso siguiente fue ponerme en contacto con un brillante bioinformático del Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB), de Bélgica, quien me ayudó a refinar la estrategia computacional necesaria para comparar los dos genomas, además de ayudarme a desarrollar las herramientas bioinformáticas necesarias para inferir relaciones funcionales de genes específicos que me permitieran encontrar genes con una alta probabilidad de estar implicados en procesos carcinogénicos”, explica el doctor Quimbaya en su blog de divulgación científica.

Agrega que gracias a esta metodología, tuvo la oportunidad de estudiar un par de genes homólogos en profundidad, no solamente asociándolos con el proceso de división celular tanto en plantas como en humanos, sino también ahondando en la función molecular que desempeñan. “El gen ETG1 de Arabidopsis y su hermano MCMBP en humanos son nuevos reguladores del proceso de división celular controlando no solamente la replicación del ADN, sino también la división equitativa de los cromosomas”.

Quimbaya explica que, al realizar estudios en cultivos de células humanas, se demostró que el gen MCMBP es un nuevo elemento que controla los procesos de división celular tanto en plantas como en humanos y, además, es un factor clave para comprender el proceso carcinogénico, por lo menos en el caso particular del cáncer de colon.

Gracias a este descubrimiento, se pudo descifrar la función que cumple el gen MCMBP, desconocida hasta entonces. Este hecho representa un logro en la validación de la metodología del doctor Quimbaya, quien en 2015 continúa con su investigación gracias a recursos provenientes de la convocatoria interna de la Oficina de Investigación, Desarrollo e Innovación de la Pontificia Universidad Javeriana, seccional Cali y de algunas entidades externas.

Gracias a investigaciones basadas en esta planta, se han logrado importantes avances en otras áreas de la salud, como en el estudio del Alzheimer y también en la comprensión de patrones inmunitarios típicos de los humanos. Quimbaya espera que, en el mediano plazo, la línea de investigación en ciclo celular y cáncer con sede en la Pontificia Universidad Javeriana, seccional Cali, genere respuestas biológicas pertinentes que permitan el entendimiento de los eventos moleculares involucrados en el cáncer, una enfermedad que cobra la vida de más de 33.000 personas al año en Colombia, de acuerdo con datos recientes del Instituto Nacional de Cancerología.


Para saber más:
  • » Quimbaya, M. (2012). Si a las plantas no les da cáncer, ¿podrían ayudarnos a entender qué sucede en el proceso carcinogénico? Disponible en: https://goo.gl/c2b3wb
  • » Quimbaya, M. et ál. (2014). Deregulation of the Replisome Factor MCMBP Prompts Oncogenesis in Colorectal Carcinomas through Chromosomal Instability 1,2”. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4235010/

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