Ciencia para todos desde el CEBAS

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SEMANA DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA XVIII 8, 9 y 10 de noviembre 2019

El fin de semana del 8, 9 y 10 de noviembre, se ha celebrado la Semana de la Ciencia y la Tecnología en Murcia con el objetivo de divulgar y acercar la ciencia y la tecnología al público. Como todos los años, el CEBAS-CSIC estuvo presente en el evento con un gran stand formado por cuatro secciones en el que se presentaron 13 talleres diferentes.

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Foto 1. Vista general de los 4 stands del CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

Con el fin de divulgar la ciencia y la tecnología que se desarrolla en el CEBAS, este año los investigadores han puesto más empeño que nunca intentando buscar la mejor forma de llegar al público en general y a los niños en particular. Así, además de talleres muy interesantes con una gran carga didáctica, se han incluido cuatro juegos diferentes en los que se pretende atraer al público más joven mientras que se les transmite conceptos y conocimientos asociados a las líneas de investigación que se desarrollan en el CEBAS-CSIC.

Como otros años, la gran variedad de actividades presentas y su alta calidad son fruto de la gran dedicación de un numeroso grupo de participantes que pertenecen a todas las escalas del CEBAS-CSIC, desde estudiantes predoctorales, técnicos, contratados postdocotrales y científicos de plantilla, coordinados por la Vicedirectora del CEBAS, la Dra. Ana Allende. También es de destacar la labor de nuestros compañeros del Servicio de Mantenimiento del CEBAS-CSIC.

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Foto 2. Vista general de los 4 stands del CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

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Foto 3. Vista general de los 4 stands del CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

A continuación, se presenta un resumen de las actividades presentadas, así como de los responsables de cada taller.

DEPARTAMENTO DE SUELO:

  1. El gran juego del suelo. Participantes:, Mª José Álvarez Robles, Alfonso Vera Ayala, Rafael Clemente  Carrillo, Jose Luis Moreno Ortego, Iván Prieto.
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Foto 4. El Trivial del Suelo, uno de los talleres presentados por el CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

2. TALLER DE COMPOSTAJE DOMÉSTICO Y VERMICOMPOSTAJE: Participantes: Carlos García Izquierdo, Carmen Chocano Vañó, Lucía Mora, Maria Dolores Coll Almela y Ascension Romero Bonache.

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Foto 5. Taller de Compostaje, uno de los talleres presentados por el CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

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Foto 6. Taller de Compostaje, uno de los talleres presentados por el CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

DEPARTAMENTO DE RIEGO:

  1. EL GRAN JUEGO DEL RIEGO”. Participantes: Juan José Alarcón, Maria Fernanda Ortuño, Mª Jesús Sánchez Blanco, Beatriz Lorente.
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Foto 7. El gran juego del riego, uno de los talleres presentados por el CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019

2. Como optimizar el agua de riego en zonas de escasos recursos hídricos”. Participantes: Juan José Alarcón, Maria Fernanda Ortuño, Mª Jesús Sánchez Blanco, Beatriz Lorente, Laura Ponce.

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Foto 8. Como optimizar el agua de riego en las zonas de escasos recursos hídricos, uno de los talleres presentados por el CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

DEPARTAMENTO DE MEJORA VEGETAL:

  • Grupo de Biotecnología de Frutales
    1. TALLER CULTIVO IN VITRO, PLANTAS TRANSGÉNICAS Y SU APLICACIÓN EN LA MEJORA VEGETAL. Participantes: José Antº Hernández Cortés, Abel Piqueras Castillo.
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Foto 9. Taller de cultivo in vitro, uno de los talleres presentados por el CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

  • Grupo de Mejora Genética de Frutales:
  1. Determinación del amargor en el fruto de almendro. Participantes: Raquel Sánchez Pérez, David Ruiz González, María Nicolás, Jesús Guillamón Guillamón.
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Foto 10. Determinación del amargor en el fruto de almendro, uno de los talleres presentados por el CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

2. El rompecabezas de la Ciencia en tu mesa!. Participantes: David Ruiz González, Raquel Sánchez Pérez, María Nicolás, Jesús Guillamón Guillamón.

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Foto 11. El rompecabezas de la Ciencia en tu mesa!. Participantes: David Ruiz González, Raquel Sánchez Pérez, María Nicolás, Jesús Guillamón Guillamón.

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Foto 12. El rompecabezas de la Ciencia en tu mesa!, uno de los talleres presentados por el CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

DEPARTAMENTO DE NUTRICIÓN VEGETAL:

  1. Uso de portainjertos como herramienta para mejorar la resistencia a estreses ambientales. Participantes: Cristina Martínez Andújar, Alberto Lara.
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Foto 13. Uso de portainjertos como herramienta para mejorar la resistencia a estreses ambientales uno de los talleres presentados por el CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

  • Grupo de Aquaporinas
  1. CULTIVO SIN SUELO: HIDROPONIA. Paticipantes: Juan Jose Rios, Álvaro López Zaplana, Paula García Ibañez
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Foto 14. Cultivo sin suelo: hidroponía, uno de los talleres presentados por el CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA DEL ESTRÉS Y PATOLOGÍA VEGETAL:

  • Grupo de Patología Vegetal:
  1. ¿Sabes que las plantas también se resfrían? Participantes: Verónica Truniger Rietman, Cristina Alcaide, Livia Donaire Segarra
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Foto 15. ¿Sabes que las plantas también se resfrían? uno de los talleres presentados por el CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

  • Grupo de Estrés Abiótico, Producción y Calidad

2. Cierre de estomas para evitar la pérdida de agua por transpiración como respuesta a la salinidad. Participantes: Yanira Estrada Fortes, Antonio Sánchez Guerrero

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Foto 16. Cierre de estomas para evitar la pérdida de agua por transpiración como respuesta a la salinidad, uno de los talleres presentados por el CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

3. ¿Cómo miden las plantas el tiempo? Participantes: Martí Ruiz, Mª del Carmen

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Foto 17. ¿Cómo miden las plantas el tiempo?, uno de los talleres presentados por el CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

DEPARTAMENTO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS:

  • Grupo de Calidad, Seguridad y Bioactividad de Alimentos Vegetales:
    1. ¿Cuánto sabes sobre la calidad, la seguridad y la bioactividad de los alimentos?. Participantes: Francisco López Gálvez, Pilar Truchado, Ana Allende.
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Foto 18. ¿Cuánto sabes sobre la calidad, la seguridad y la bioactividad de los alimentos?, uno de los talleres presentados por el CEBAS-CSIC en la demostración de la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2019.

Visita del IES Ramón y Cajal al CEBAS-CSIC

El pasado viernes, 15 de noviembre de 2019, nos visitaron 19 alumnos del primer curso del Grado Superior de Anatomía Patológica de IES Ramón y Cajal, acompañados de su profesora de “Biología Molecular y Citogenética”, Irene Rodríguez Alhama, vieja conocida nuestra, ya que hizo la Tesis Doctoral en el CEBAS-CSIC.

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Los alumnos fueron recibidos por el Dr. José A. Hernández y por Ángel González en el “Aula Octavio Carpena”, donde se les proyectó los videos institucionales del CSIC y del CEBAS, así como una presentación detallada sobre el origen del CSIC y del CEBAS y sobre la carrera investigadora. Posteriormente, se realizó una visita guiada para mostrar diferentes infraestructuras del CEBAS.

El Dr. Hernández les habló de algunas líneas de investigación que se realizan en el Departamento de Tecnología de los Alimentos.

El Dr. José Enrique Yuste les mostró el funcionamiento del servicio de metabolómica del CEBAS, mostrándoles los diferentes equipos de análisis que utilizan [(UPLC, espectrómetro de masas y el equipo de resonancia magnética nuclear (RMN)], y su aplicación en investigación así como su uso en fraudes alimenticios, detección de drogas y fármacos etc…

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El Dr. Gregorio Barba-Espín les mostró el servicio de cultivo in vitro, explicándoles las aplicaciones de los mismos. Como ejemplos les mostró cultivos in vitro de albaricoquero, melocotonero, ciruelo, Stevia y vid, y de raíces pilosas de zanahoria morada.

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El Dr. Juan José Rios les mostró una cámara de crecimiento en condiciones controladas así como la técnica de crecimiento en cultivos hidropónicos.

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El Dr. Serafín Camúñez explicó a los alumnos el funcionamiento del servicio de análisis de nutrientes minerales (Ionómica) y de los diferentes equipos que utilizan en sus análisis.

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A continuación, los alumnos visitaron un laboratorio de Biología Molecular y Microbiología, donde María Hurtado les mostró equipamiento básico como termocicladores, estufas de crecimiento de microorganismos, cabinas de extracción de gases y de flujo laminar, un equipo de PCR a tiempo real. Se les explicó la importancia de mantener la limpieza en este tipo de laboratorios; el mantenimiento de las zonas donde se hace extracción de DNA y RNA de plantas, hongos y suelo, así como las estrategias para identificar microorganismos fitopatógenos en campo.

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Finalmente, el Dr. José A. Hernández les mostró equipamiento básico de un laboratorio, incluyendo pipetas automáticas, pH-metros, centrífugas, equipamiento para electroforesis de proteínas, espectrofotómetros, y la medida de actividades enzimáticas, el funcionamiento de un fluorímetro IMAGIM-PAM y las diferentes formas de comunicación de datos en Tesis doctorales, congresos y en publicaciones científicas.

La red metabólica celular aloja memoria asociativa

Las redes metabólicas de una célula libre pueden almacenar memoria asociativa, lo que explicaría algunas patologías

DME28OCMAD_324 – DIARIOMEDICO – NOSOS – pag 35

 

Red metabolica celular

* El Dr. Ildefonso Martínez de la Fuente es un científico perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) que desarrolla su actividad investigadora en el Instituto CEBAS, fue fundador y primer director científico del Instituto de Investigaciones Sanitarias BioCruces-Bizkaia, es también Profesor de Máster en la Universidad del País Vasco, y especialista en Biología de Sistemas.

Paradojas de la sostenibilidad: cuando comprar producto local contamina más

Artículo de Nacho Sánchez (El País 26 Octubre2019)

https://elpais.com/elpais/2019/10/25/buenavida/1572003140_740474.html?prod=REGCRART&o=cerrbuenavida&event_log=oklogin.

Las recomendaciones nutricionales son similares en todo el mundo, pero los alimentos de los que se extraen deben ser cercanos si queremos respetar el medio ambiente.

La alimentación se ha convertido en un pequeño laberinto del que muchos  onsumidores no saben cómo salir. Estudios, investigaciones, mensajes publicitarios y  ecomendaciones ecologistas no siempre coinciden. Hay un buen motivo para que el nivel de confusión sea mayor del que uno podría esperar. Y va más allá de que calcular la huella de misiones  lo que consumimos es una tarea titánica por la enorme multitud de aspectos que hay que tener en cuenta, pero lo más importante es que lo que vale para unos es ineficiente para otros, cuando se trata de que la alimentación sea saludable para el planeta.

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Está claro que consumir productos locales, de temporada y de producción ecológica es una buena idea. Precisamente por eso una dieta sana para ti (que debe establecerse poco a poco) y para el planeta varía según dónde vives. Es

cierto que el aceite de oliva es un tesoro nutricional, y que es igual de bueno para una persona nacida en África que para una que vio la luz del mundo por primera vez en Japón. Pero transportar los ingredientes de la despensa mediterránea a países como Japón, Noruega, Suecia o Kenia no es precisamente saludable para el medio ambiente. ʺEl tipo de alimento que se puede cultivar será diferente según el lugar donde se viva. Si se intenta tener una dieta que tenga una base más global, hay implicaciones ambientales (y económicas y sociales) al hacerloʺ, explica a BUENAVIDA Sean Beer, profesor titular de Agricultura en la Universidad de Bournemouth, en Reino Unido.

La manera de producir los alimentos, el uso de fertilizantes y pesticidas, las emisiones de gases derivadas del transporte, el consumo de agua dulce que conlleva la producción agroalimentaria… ʺOdio decirlo, pero todos los factores son importantesʺ, dice Beer, quien pone un curioso ejemplo para corroborarlo. Para los británicos como él, consumir cordero de Nueva Zelanda tiene menos impacto ambiental que poner en la mesa el que producen los ganaderos de su entorno. Resulta que la producción neozelandesa emplea menos fertilizantes, tiene granjas más grandes y un sistema de transporte eficaz que permite transportar más carne con menos emisiones. ʺEsto da como resultado menos gases de efecto invernadero por kilogramo de carneʺ, subraya el científico en un artículo publicado en The Conversation. Beer pone más ejemplos, como que durante un tiempo fue más eficiente ‐tanto en términos medioambientales como económicos‐ enviar el marisco británico a Asia para ser procesado y devuelto a las islas listo para su consumo. Igual que para los europeos es más contaminante consumir carne que en Australia.

 

Lubina, en España, y salmón, en Noruega

Las sardinas, las lubinas y los boquerones, las aceitunas, las naranjas y los tomates forman parte de una dieta saludable para las personas, pero no es siempre igual de buena para el planeta. Lo es cuando la consumimos las personas que viven en la cuenca mediterránea, pero en los países escandinavos lo mejor será el consumo de frutos rojos, manzanas, repollos, pescados grasos, cereales de grano o zanahorias. No debería ser un problema, puesto que, no en vano, la Organización Mundial de la Salud compara los hábitos alimenticios nórdicos con la dieta mediterránea y dice que ambos casos ʺse han identificado como dietas saludables específicas de su regiónʺ, según un estudio de 2018.

La dieta basada en numerosos productos de origen vegetal y raíces en países africanos como Etiopía ha facilitado que apenas existan ciertos tipos de cáncer y que surjan problemas cardiovasculares asociados al consumo. En Japón, el pescado y los vegetales son la base de la dieta y sus habitantes son de los más longevos del mundo. Sobran los ejemplos que contrastan con la idea de que todos deberíamos aspirar a cocinar los mismos alimentos, los que pasan por ser los mejores para la salud.

ʺLas recomendaciones dietéticas están basadas en nutrientes y lo que los distintos alimentos nos pueden aportarʺ, dice Julia Wärnberg, la profesora de la

Universidad de Málaga que lidera en la institución el proyecto PREDIMEDPLUS, que estudia los beneficios de la dieta mediterránea. De ahí que el salmón, que viene del norte de Europa, pueda ser sustituido por otros pescados mediterráneos y que, al contrario, la vitamina C de las naranjas valencianas pueda ser obtenido del brócoli o las grosellas que se dan en latitudes más septentrionales. ʺLo importante es tomar los productos frescos del entorno en el que residasʺ, insiste la especialista. Las conservas y los encurtidos también desempeñan un papel importante ahí: cargan nuestras despensas de nutrientes en épocas en los que no están disponibles.

 

Cuando el súper es mejor que la tienda local

Los especialistas subrayan que el clima español y de países cercanos permite cultivar durante todo el año, y que podamos obtener los diferentes nutrientes necesarios de diferentes alimentos. Sin embargo, ni la mitad de los españoles sigue la dieta mediterránea. De ahí que el mercado sea una de las claves. Es el lugar idóneo para conocer los alimentos de cercanía, adquirirlos cuando están de temporada y cocinar con ellos. ¿Ello supone un mayor esfuerzo que ir al supermercado? ʺPuede ser, depende de diversos factores, del estilo de vidaʺ, subraya Wärnberg. Pero lo que es seguro es que las plazas de abastos de pueblos y ciudades son mejores para el medio ambiente y, también, para el bolsillo. Primero, porque implica menos energía destinada al transporte y la conservación, la cosecha se hace en el punto óptimo y se ahorra en cuestiones como los plásticos y envases. Segundo, porque los precios de los alimentos de temporada siempre son más bajos.

Aunque hay condicionantes. No siempre ir a los mercados o las tiendas locales es la mejor opción si, para ello, uno utiliza el coche por distintas zonas, en busca de alimentos para llenar la despensa. ʺConducir alrededor de la región en automóvil por pequeñas cantidades de alimentos probablemente es menos sostenible para el medio ambiente que comprar en supermercados, porque estos usan grandes camiones, y esta economía de escala disminuye la carga de carbono en el transporteʺ, dice el profesor Sean Beer. Es como seguir una dieta vegetariana adquiriendo productos fuera de temporada, envueltos en plástico y para los que se han utilizado fertilizantes industriales.

 

ʺSe trata, en resumen, de volver a la tradición, a comer lo que tienes a tu alrededorʺ, subraya María Teresa García, investigadora del Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Para García, ʺuna naranja siempre es bueno tomarla, sea el momento del año que seaʺ, pero también apuesta por el consumo de temporada, por elegir, por ejemplo, esa vitamina C de otras frutas o verduras cuando en verano no hay naranjas en el campo. No hay más que preguntar a las personas mayores de ciudades y pueblos para conocer qué han tomado en sus vidas en cada época del año. ʺTenemos que restablecernos en términos de nuestros valores, nuestro dinero y cómo gastamos nuestro tiempo para vivir de manera más sostenibleʺ, insiste Beer.

ʺLos ritmos estacionales de la tierra nos reconectan con nuestro hogarʺ, reflexiona el investigador británico. Y concluye: ʺLas recompensas de un suministro de alimentos locales y de temporada son excelentes para la naturaleza y la salud. Reconectarse con la tierra y sus ritmos estacionales podría hacernos mucho bien a todosʺ.

¿DIETA MEDITERRÁNEA PARA TODOS?

La dieta mediterránea es una de las más saludables que existe. El aceite de oliva virgen cuenta con numerosas propiedades beneficiosas, los cereales tienen un alto contenido en fibra, los vegetales son fuente de antioxidantes…

Y va más allá de la alimentación, porque en ella también se incluyen aspectos como el número de comidas al día, así como la vida social, horas de sol o ejercicio diario. Incluso el vino con moderación y respetando las costumbres.

ʺEs más que una dieta, es un hábito de vidaʺ, explica María Teresa García, investigadora del Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Esta forma de alimentarse y vivir ‐declarada como patrimonio inmaterial mundial por Unesco‐ es beneficiosa para el ser humano, resida donde resida. Sin embargo, ¿Sería también buena para el planeta si se exporta a otros países? ʺAhí se añade un gasto energético de transporte y conservación y aumento de emisiones o encarecimiento del productoʺ, añade García desde el Departamento de Ciencia y Tecnología de los Alimentos del Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura, en Murcia. El cálculo es complejo, pero la pregunta es muy sencilla. ¿Qué es mejor para el planeta?

 

 

 

 

El CEBAS: Un laboratorio de color verde

Desde su fundación en 1954, la institución murciana ha estado involucrada en aspectos tan relevantes para la Región de Murcia como la creación del Trasvase Tajo-Segura o la modernización de los regadíos. El Director del CEBAS, Juan José Alarcon,  abre las puertas de la sede situada en el Campus de Espinardo a LA OPINIÓN para dar a conocer el trabajo que realizan día a día.

Para más información:

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OFERTA CONTRATOS PREDOCTORALES FPU EN EL CEBAS-CSIC

BIOACTIVACIÓN DE COMPONENTES DE ALIMENTOS VEGETALES POR LA MICROBIOTA INTESTINAL. COMPRENDIENDO EL PAPEL DE LOS POSTBIÓTICOS EN LA SALUD

DESCIFRANDO LA INTERACCION ENTRE ABA, ROS Y LOS NRS BAJO CONDICIONES DE ESTRESES ABIOTICOS COMBINADOS MEDIANTE APROXIMACIONES FISIOLOICAS, BIOQUIMICAS Y MOLECULARES

EFECTO DE LA CLIMATOLOGÍA INVERNAL Y LA DISPONIBILIDAD DE AGUA DE RIEGO EN LOS MECANISMOS ANTIOXIDANTES Y EN LA PRODUCTIVIDAD DEL ALBARICOQUERO Y EL MELOCOTONERO EN UN CONTEXTO DE

EFICACIA DE LOS TRATAMIENTOS COMERCIALES BASADOS EN BACTERIÓFAGOS Y CULTIVOS PRODUCTORES DE BACTERIOCINA PARA REDUCIR LISTERIA MONOCYTOGENES EN LOS ALIMENTOS VEGETALES

EPIDEMIOLOGIA Y ECOLOGIA EVOLUTIVA DE VIRUS

ESTRATEGIAS AGRONÓMICAS Y GENÉTICAS PARA MEJORAR LA COMPOSICIÓN DE LA UVA Y DEL VINO BAJO UN CLIMA CÁLIDO Y SEMI-ÁRIDO

ESTUDIO DE INDICADORES DE REHABILITACIÓN DE LOS SERVICIOS ECOSISTÉMICOS DE SUELOS CONTAMINADOS CON ELEMENTOS TRAZA MEDIANTE FITO-TECNOLOGÍAS.

FENOTIPADO Y SELECCIÓN NATURAL DE PLANTAS FRENTE A CAMBIO CLIMATICO MEDIANTE INSECTOS POLINIZADORES

IDENTIFICACIÓN DE GENES CANDIDATOS Y DESARROLLO DE MARCADORES MOLECULARES LIGADOS A NECESIDADES DE FRÍO INVERNAL Y RUPTURA DE LA DORMANCIA

IMPACTO Y MITIGACIÓN DE LA AGRICULTURA EN EL CAMBIO CLIMÁTICO

INFLUENCIA DEL GENOTIPO DE LA RAÍZ EN EL PERFIL METABÓLICO DE LA SAVIA XILEMÁTICA Y DEL FRUTO. IMPLICACIONES EN SEGURIDAD ALIMENTARIA

MECANISMOS EXPLICATIVOS DEL EXITO DE LAS PLANTAS INVASORAS. CAMBIOS EN LA DIVERSIDAD FUNCIONAL DEL MICROBIOMA RIZOSFERICO

PRÁCTICAS AGRÍCOLAS SOSTENIBLES COMO MEDIDAS DE MITIGACIÓN Y ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO

RESISTENCIA A LA SEQUÍA DEL ALMENDRO

SELECCIÓN Y CARACTERIZACIÓN FISIOLÓGICA Y AGRONÓMICA DE PORTAINJERTOS DE TOMATE PARA USO EFICIENTE DE NUTRIENTES

TRADUCCIÓN ALTERNATIVA DE GENOMAS DE VIRUS DE PLANTAS

PARA MÁS INFORMACIÓN : http://www.cebas.csic.es/general_spain/Contratos_FPU_2019.html

 

Experimentos de tipo Pavlov desarrollados en organismos unicelulares permiten descubrir el condicionamiento asociativo celular

Un grupo científico multidisciplinar liderado por el Dr. Ildefonso Martínez de la Fuente* ha publicado en la prestigiosa revista científica Nature Communications (https://www.nature.com/articles/s41467-019-11677-w) la primera demostración de la existencia de un comportamiento condicionado de tipo pavloviano en organismos unicelulares.

En este novedoso estudio han participado investigadores pertenecientes a tres institutos del CSIC (Instituto CEBAS de Murcia, Instituto López-Neyra de Granada e Instituto Biofisika de Leioa), dos universidades (Universidad del País Vasco y Universidad Ben-Gurion de Israel) y el Hospital Universitario de Cruces perteneciente a la red de Osakidetza/Servicio vasco de salud.

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En los experimentos pavlovianos se utilizaron numerosas células pertenecientes a dos especies unicelulares distintas Metamoeba leningradensis y Amoeba proteus. En la imagen puede observarse una célula de la especie Amoeba proteus

Siguiendo el enfoque metodológico experimental que Ivan Pavlov realizó con perros, hace más de un siglo, y por el que fue galardonado con el premio Nobel en 1904, estos investigadores han confirmado en dos especies unicelulares distintas (Amoeba proteus y Metamoeba leningradensis) el aprendizaje asociativo celular.

Hasta ahora, el condicionamiento asociativo, el principal tipo de aprendizaje mediante el cual los organismos dotados de sistema nervioso central responden eficientemente a los estímulos ambientales, se ha constatado en diferentes especies animales, desde cefalópodos hasta humanos, pero nunca había sido observado en células individuales.

Para demostrar la existencia de un comportamiento condicionado de tipo pavloviano en organismos unicelulares, los investigadores utilizaron un campo eléctrico como estímulo condicionado y un péptido quimiotáctico específico como estímulo no condicionado, y a continuación analizaron las trayectorias migratorias de más de 700 células individuales bajo diferentes condiciones experimentales. Los resultados mostraron inequívocamente que los organismos unicelulares eran capaces de aprender nuevos comportamientos mediante asociación de estímulos.

El Dr. Martínez de la Fuente y su grupo han puesto de manifiesto en sus experimentos que estas células aprenden nuevos comportamientos migratorios, los recuerdan y memorizan durante largos periodos de tiempo (45 minutos en promedio), respecto de su ciclo celular (24 horas, en condiciones óptimas de laboratorio) y posteriormente los olvidan. Nunca hasta ahora se había observado semejantes comportamientos en organismos unicelulares.

Estos experimentos pavlovianos tuvieron su origen en análisis físico-matemáticos realizados en redes metabólicas complejas, publicados por el mismo grupo de investigación en 2013, donde utilizando herramientas avanzadas de Mecánica Estadística y técnicas de Inteligencia Artificial, pudieron verificar computacionalmente que las redes metabólicas parecen estar gobernadas por dinámicas de tipo Hopfield, las cuales manifiestan propiedades de memoria asociativa. Este estudio cuantitativo mostró que la memoria asociativa es posible también en organismos unicelulares. Tal memoria sería una manifestación de las propiedades emergentes subyacentes a las dinámicas complejas de las redes metabólicas celulares y correspondería por tanto a una memoria celular de tipo epigenético.

La demostración de la existencia de un comportamiento condicionado de tipo pavloviano en células, siguiendo los experimentos pavlovianos clásicos de principios del siglo XX, abre nuevas y prometedoras perspectivas de investigación, reforzando el papel de la Epigenética como uno de los principales focos de avance en la investigación biológica de los próximos años.

El nuevo hallazgo científico pone de manifiesto una propiedad celular desconocida hasta ahora, de gran trascendencia e importancia biológica. Las células continuamente están recibiendo señales, fundamentalmente, de naturaleza bioquímica y bioeléctrica, y estos experimentos muestran que los organismos unicelulares son capaces de asociar dichas señales, generando nuevos comportamientos migratorios que pueden ser recordados durante periodos relativamente prolongados. La constatación de esta nueva propiedad celular, permitirá comprender muchos procesos que hasta ahora no podían ser explicados con el actual marco conceptual, y abre una nueva perspectiva investigadora para las Ciencias de la Vida.

El descubrimiento del comportamiento condicionado de tipo Pavlov, en organismos unicelulares, poner de manifiesto un proceso fisiológico fundamental que gobierna la migración celular: el condicionamiento asociativo celular. La migración celular es un comportamiento sistémico, esencial en el desarrollo y el mantenimiento funcional tanto de las células libres como las de los organismos pluricelulares. En los humanos, la formación de los órganos durante el desarrollo embrionario, la respuesta inmune o la reparación tisular, por ejemplo, requieren de movimientos celulares migratorios muy precisos y complejos. Los errores en el control de estos procesos migratorios celulares pueden tener consecuencias graves, como el retraso mental, el desarrollo de enfermedades cardiovasculares y el cáncer. El proceso metastático, por el cual las células cancerígenas abandonan un tumor primario y migran hacia otros órganos para formar tumores secundarios es la principal causa de muerte en los pacientes con cáncer. El conocimiento de los procesos que controlan dicha migración contribuirá a reducir significativamente la mortalidad asociada a esta enfermedad. Esta conexión con la medicina aumenta aún más si cabe la importancia del hallazgo, y el grupo liderado por el Dr. Martínez de la Fuente además de proseguir con los experimentos de condicionamiento celular, ya ha encaminado también sus investigaciones para buscar aplicaciones en el terreno del cáncer.

* El Dr. Ildefonso Martínez de la Fuente es un científico perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) que desarrolla su actividad investigadora en el Instituto CEBAS, fue fundador y primer director científico del Instituto de Investigaciones Sanitarias BioCruces-Bizkaia, es también Profesor de Máster en la Universidad del País Vasco, y especialista en Biología de Sistemas.

De la Fuente IM, Bringas C, Malaina I, Fedetz M, Carrasco-Pujante J, Morales M, Knafo S, Martínez L, Pérez-Samartín A, López J, Pérez-Yarza G, Boyano MD (2019). Evidence of conditioned behavior in amoebae. Nat Commun;10 (1) : 3690. doi: 10.1038/s41467-019-11677-w.

 

 

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