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Las proteínas permiten a las células recordar que su última división fue bien

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Las proteínas permiten a las células recordar que su última división fue bien

Cuando hablamos de memoria en biología, tendemos a centrarnos en el cerebro y el almacenamiento de información en las neuronas. Pero muchos otros recuerdos persisten en nuestras células. Las células recuerdan su historia de desarrollo, si han estado expuestas a patógenos, etc. Y eso plantea una pregunta que ha sido difícil de responder: ¿Cómo algo tan fundamental como una célula retiene información a través de múltiples divisiones?

No hay una respuesta única y en muchos casos los detalles son muy difíciles de aclarar. Pero ahora los científicos han desarrollado detalladamente un sistema de memoria. Las células son capaces de recordar momentos en que sus padres tuvieron problemas para dividirse, un problema a menudo asociado con daños en el ADN y cáncer. Y si los problemas son bastante graves, las dos células resultantes de una división dejarán de dividirse.

Establecer un temporizador

En los organismos multicelulares, la división celular está regulada con mucho cuidado. La división incontrolada es el sello distintivo de los cánceres. Pero los problemas con los diferentes segmentos en división (cosas como copiar el ADN, reparar cualquier daño, asegurarse de que cada célula hija reciba la cantidad correcta de cromosomas) pueden provocar mutaciones. Entonces, el proceso de división celular incluye muchos puntos de control donde la célula se asegura de que todo haya funcionado correctamente.

Pero si una celda pasa todos los puntos de control, probablemente todo esté bien, ¿verdad? Resulta que no del todo.

La mitosis es la parte de la división celular donde los cromosomas duplicados se separan en cada célula hija. Pasar mucho tiempo en mitosis puede significar que los cromosomas han sufrido daños, lo que podría causar problemas en el futuro. E investigaciones anteriores han demostrado que algunas células derivadas de la retina se registrarán cuando la mitosis tarde demasiado y las células hijas dejen de dividirse.

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El nuevo trabajo, realizado por un equipo de investigadores de Okinawa, Japón y San Diego, comenzó mostrando que este comportamiento no se limitaba a las células de la retina: parece ser una respuesta general a la mitosis lenta. Experimentos cuidadosos de sincronización mostraron que cuanto más tiempo pasaban las células intentando pasar por la mitosis, más probabilidades había de que las células hijas dejaran de dividirse. Los investigadores llaman a este sistema un «temporizador mitótico».

Entonces, ¿cómo hace funcionar una célula un cronómetro? No es que pueda pedirle a Siri que configure un temporizador: se limita en gran medida a trabajar con ácidos nucleicos y proteínas.

Resulta que, como ocurre con muchas cosas relacionadas con la división celular, la respuesta se reduce a una proteína llamada p53. Es una proteína esencial para muchas vías que detectan daños en las células y evitan que se dividan si hay problemas. (Quizás recuerde esto de nuestra reciente cobertura sobre el desarrollo de células madre de elefante).

Un cronómetro hecho de proteínas

Los investigadores descubrieron que durante la mitosis, p53 comenzó a aparecer en un complejo con otras dos proteínas (la proteasa 28 específica de ubiquitina y la proteína 1 de unión a p53, de nombre creativo). Si se hacían mutaciones en alguna de las proteínas que bloqueaban la formación de este complejo, el cronómetro mitótico se detenía. Este complejo de tres proteínas solo comenzaba a alcanzar niveles significativos si la mitosis tardaba más de lo habitual, y permanecía estable una vez formado para poder transmitirse a las células hijas una vez completada la división celular.

Entonces, ¿por qué este complejo sólo se forma cuando la mitosis dura más de lo habitual? La clave resultó ser una proteína llamada quinasa, que une un fosfato a otras proteínas. Los investigadores observaron sustancias químicas que inhiben quinasas específicas activas durante la mitosis y la reparación del ADN, y encontraron una específica que era necesaria para el temporizador mitótico. En ausencia de esta quinasa (PLK1, para los curiosos), no se forma el complejo triproteico.

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Entonces, los investigadores creen que el reloj se ve así: durante la mitosis, la quinasa une lentamente un fosfato a una de las proteínas, permitiéndole formar el complejo triproteico. Si la mitosis ocurre lo suficientemente rápido, los niveles de este complejo no aumentan mucho y no tienen ningún efecto en la célula. Pero si la mitosis avanza más lentamente, el complejo comienza a desarrollarse y es lo suficientemente estable como para seguir presente en ambas células hijas. La existencia del complejo ayuda a estabilizar la proteína p53, lo que le permite detener futuras divisiones celulares una vez que esté presente en niveles suficientemente altos.

De acuerdo con esta idea, las tres proteínas del complejo son supresores de tumores, lo que significa que sus mutaciones aumentan la probabilidad de formación de tumores. Los investigadores confirmaron que el temporizador mitótico frecuentemente fallaba en muestras de tumores.

Así es como las células individuales logran almacenar uno de sus recuerdos: el de los problemas de división celular. El temporizador mitótico, sin embargo, es sólo un sistema de almacenamiento de memoria, con sistemas completamente separados que gestionan diferentes recuerdos. Y, al mismo tiempo, una gran cantidad de otras vías también impulsan la actividad de p53. Entonces, aunque el temporizador mitótico puede manejar eficazmente un tipo específico de problema, está integrado con muchos sistemas adicionales y complejos que operan dentro de la célula.

Ciencias, 2024. DOI: 10.1126/ciencia.add9528 (Acerca de los DOI).

Experiencia en periódicos nacionales y periódicos medianos, prensa local, periódicos estudiantiles, revistas especializadas, sitios web y blogs.

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Hallazgos notables: una nueva investigación revela que la médula espinal puede aprender y recordar

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Hallazgos notables: una nueva investigación revela que la médula espinal puede aprender y recordar

Una nueva investigación demuestra que la médula espinal puede aprender y recordar movimientos de forma independiente, desafiando las opiniones tradicionales sobre su función y mejorando potencialmente las estrategias de rehabilitación para pacientes con lesiones de la médula espinal.

Una nueva investigación revela que las neuronas de la médula espinal poseen la capacidad de aprender y retener información independientemente del cerebro.

La médula espinal se describe a menudo como un canal simple para transmitir señales entre el cerebro y el cuerpo. Sin embargo, la médula espinal puede aprender y memorizar movimientos por sí sola.

Un equipo de investigadores de Neuro-Electronics Research Flanders (NERF), con sede en Lovaina, detalla cómo dos poblaciones neuronales diferentes permiten que la médula espinal se adapte y recuerde conductas aprendidas de una manera completamente independiente del cerebro. Estos notables descubrimientos, publicados en la revista Ciencia, arrojan nueva luz sobre cómo los circuitos espinales podrían contribuir al control y la automatización del movimiento. Este conocimiento podría resultar relevante para la rehabilitación de personas con lesiones de columna.

La asombrosa plasticidad de la médula espinal

La médula espinal modula y refina nuestras acciones y movimientos integrando diferentes fuentes de información sensorial, sin intervención del cerebro. Además, las células nerviosas de la médula espinal pueden aprender a ajustar diversas tareas de forma autónoma, con suficiente práctica repetitiva. Sin embargo, la forma en que la médula espinal logra esta notable plasticidad ha intrigado a los neurocientíficos durante décadas.

Uno de estos neurocientíficos es la profesora Aya Takeoka. Su equipo en Neuro-Electronics Research Flanders (NERF, un instituto de investigación apoyado por IMEC, KU Leuven y VIB) estudia cómo la médula espinal se recupera de las lesiones explorando cómo se conectan las conexiones nerviosas, cómo funcionan y cambian cuando aprendemos. nuevos movimientos.

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«Aunque tenemos evidencia de 'aprendizaje' dentro de la médula espinal a partir de experimentos que se remontan a principios del siglo XX, la pregunta de qué neuronas están involucradas y cómo codifican esta experiencia de aprendizaje sigue sin respuesta», explica el profesor Takeoka. .

Parte del problema es la dificultad de medir directamente la actividad de neuronas individuales en la médula espinal en animales que no están sedados pero que están despiertos y en movimiento. El equipo de Takeoka aprovechó un modelo en el que los animales entrenan movimientos específicos en cuestión de minutos. Al hacerlo, el equipo descubrió un mecanismo específico del tipo de célula para el aprendizaje de la médula espinal.

Dos tipos de células neuronales específicas

Para comprobar cómo aprende la médula espinal, el estudiante de doctorado Simon Lavaud y sus colegas del laboratorio Takeoka construyeron un dispositivo experimental para medir los cambios de movimiento en ratones, inspirado en métodos utilizados en estudios con insectos. «Evaluamos la contribución de seis poblaciones neuronales diferentes e identificamos dos grupos de neuronas, una dorsal y otra ventral, que median el aprendizaje motor».

«Estos dos conjuntos de neuronas se turnan», explica Lavaud. «Las neuronas dorsales ayudan a la médula espinal a aprender un nuevo movimiento, mientras que las neuronas ventrales la ayudan a recordar y realizar el movimiento más tarde».

“Podemos compararlo con una carrera de relevos dentro de la médula espinal. Las neuronas dorsales actúan como las primeras corredoras, transmitiendo información sensorial esencial para el aprendizaje. Luego, las células ventrales toman el control, asegurando que el movimiento aprendido se recuerde y se ejecute sin problemas.

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Aprendizaje y memoria fuera del cerebro

Los resultados detallados, publicados en Ciencia, ilustran que la actividad neuronal en la médula espinal se asemeja a varios tipos clásicos de aprendizaje y memoria. Será crucial comprender mejor estos mecanismos de aprendizaje, ya que probablemente contribuyan a diferentes formas de aprender y automatizar el movimiento, y también podrían ser relevantes en el contexto de la rehabilitación, explica la profesora Aya Takeoka: «Los circuitos que hemos descrito podrían proporcionar la significa que la médula espinal contribuya al aprendizaje del movimiento y a la memoria motora a largo plazo, los cuales nos ayudan a movernos, no solo con buena salud, sino especialmente durante la recuperación de una lesión en el cerebro o la médula espinal.

Referencia: “Dos clases neuronales inhibidoras gobiernan la adquisición y recuperación de la adaptación sensoriomotora espinal” por Simon Lavaud, Charlotte Bichara, Mattia D'Andola, Shu-Hao Yeh y Aya Takeoka, 11 de abril de 2024, Ciencia.
DOI: 10.1126/ciencia.adf6801

La investigación (equipo) fue apoyada por la Fundación de Investigación de Flandes (FWO), Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA), una beca de doctorado Taiwan-KU Leuven (P1040) y la Fundación de Investigación de la Médula Espinal Wings for Life.

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En medio de la incertidumbre sobre el cronograma, Boeing despedirá personal en el programa de cohetes SLS

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En medio de la incertidumbre sobre el cronograma, Boeing despedirá personal en el programa de cohetes SLS
Agrandar / El cohete SLS se ve en su plataforma de lanzamiento en el Centro Espacial Kennedy en agosto de 2022.

Trevor Mahlmann

El jueves, altos funcionarios de Boeing que lideran el programa del Sistema de Lanzamiento Espacial, incluidos David Dutcher y Steve Snell, convocaron una reunión general para los más de 1.000 empleados que trabajan en el cohete.

Los funcionarios anunciaron que habría un número significativo de despidos y reasignaciones de personas que trabajan en el programa, según dos personas familiarizadas con la reunión. Ofrecieron varias razones para las reducciones, incluido el hecho de que los plazos para las misiones lunares Artemis de la NASA que utilizarán el cohete SLS se están desplazando hacia la derecha.

Más tarde el jueves, en un comunicado proporcionado a Ars, un portavoz de Boeing confirmó los recortes de Ars: «Debido a factores externos no relacionados con el desempeño de nuestro programa, Boeing está revisando y ajustando los niveles actuales de dotación del programa del Sistema de Lanzamiento Espacial».

¿Más vale tarde que nunca?

Durante casi una década y media, Boeing ha liderado el desarrollo de la etapa central del enorme cohete SLS que la NASA pretende utilizar para lanzar la nave espacial Orion para sus misiones tripuladas a la Luna.

El contrato ha sido lucrativo para Boeing y ha enfrentado críticas generalizadas a lo largo de los años por su generosidad, ya que la NASA gastó decenas de miles de millones de dólares en el desarrollo de un cohete que reutiliza los motores principales y otros componentes del transbordador espacial. Además, originalmente se suponía que el cohete debutaría a fines de 2016 o 2017, pero en realidad no voló por primera vez hasta noviembre de 2022. Y el inspector general de la NASA a veces ha calificado el manejo del programa por parte de Boeing como un cohete SLS “malo”. «.

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Sin embargo, cuando el cohete SLS debutó hace un año y medio, funcionó excepcionalmente bien al impulsar una nave espacial Orion sin tripulación a la Luna. Tras esta misión, la NASA declaró «operativo» el cohete y Boeing inició la producción del vehículo para futuras misiones que llevarán astronautas a la Luna.

Entonces, en cierto sentido, estas reducciones eran inevitables. Boeing necesitaba muchos recursos para diseñar, desarrollar, probar y escribir software para el cohete. Ahora que la fase de desarrollo ha terminado, es natural que la empresa reduzca sus actividades de desarrollo para la fase principal.

La declaración de Boeing no lo dice, pero las fuentes le dijeron a Ars que los recortes de empleo podrían eventualmente llegar a cientos de empleados. Se distribuirán principalmente en las instalaciones de cohetes de la compañía en Alabama, Luisiana y Florida. Las reducciones afectarán tanto al programa de la etapa central como al programa de exploración Upper Stage, una nueva etapa superior del cohete que también está comenzando a pasar del desarrollo a la producción.

Esperando otros artículos

Cuando Boeing cita «factores externos», se refiere a los diferentes cronogramas del programa Artemis de la NASA. En enero, funcionarios de la agencia espacial anunciaron retrasos de aproximadamente un año para la misión Artemis II, un sobrevuelo lunar tripulado, hasta septiembre de 2025; y Artemis III, un alunizaje, hasta septiembre de 2026. Ninguno de estos cronogramas tampoco está escrito en piedra. Es posible que se produzcan retrasos adicionales para Artemis II, y probablemente para Artemis III, si la NASA se apega a los planes de misión actuales.

Aunque el cohete SLS estará listo según el calendario actual, salvo que se produzca una catástrofe, otros elementos son inciertos. Para Artemis II, la NASA aún no ha resuelto un problema con el escudo térmico de la nave espacial Orion. Este problema debe resolverse antes de que la misión obtenga luz verde para continuar el próximo año.

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Los desafíos son aún mayores para Artemis III. Para esta misión, la NASA necesita un módulo de aterrizaje lunar, proporcionado por SpaceX con su vehículo Starship, además de trajes espaciales para la superficie lunar proporcionados por Axiom Space. Ambos permanecen firmemente en la fase de desarrollo.

Además, la NASA está luchando con desafíos presupuestarios. Por primera vez en más de una década, la agencia enfrenta recortes presupuestarios. Esta semana, el administrador de la agencia espacial, Bill Nelson, dijo al Congreso: «Con menos dinero, tenemos que tomar decisiones muy difíciles». Entre ellos, se podría intentar utilizar la financiación futura de SLS para consolidar otros elementos de Artemis.

Una de las personas cercanas a la reunión interna de Boeing del jueves dijo que la agencia espacial visitó a la compañía a principios de este año y dijo que, de hecho, Boeing recibiría menos financiación a medida que finalizara el desarrollo del SLS. A la empresa se le dio la opción de “ampliar” la financiación que recibiría o hacer una pausa de un año debido a retrasos en la misión Artemisa. Boeing optó por aumentar sus fondos, lo que fue la causa de las reducciones de esta semana.

Sería fácil, pero injusto, culpar a SpaceX y Axiom por los retrasos en futuras misiones Artemis. El Congreso creó el cohete SLS con un proyecto de ley de autorización en 2010, pero Boeing en realidad había recibido financiación para trabajos relacionados. que data de 2007. Por el contrario, la NASA no comenzó a financiar el trabajo en el módulo de aterrizaje lunar Starship hasta finales de 2021, y los trajes espaciales Axiom antes de 2022. En cierto sentido, estos desarrollos son tan exigentes técnicamente como el trabajo en el cohete SLS, si no, más.

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'Transformers One' obtiene nueva fecha de lanzamiento y tráiler desde el espacio

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'Transformers One' obtiene nueva fecha de lanzamiento y tráiler desde el espacio

Paramount y Hasbro animados transformadores uno pospone una semana su estreno en salas para poder aprovechar las pantallas Imax y darse un pequeño respiro de la competencia.

La película ahora se estrenará el 20 de septiembre de este año en lugar del 13 de septiembre. Esto le deja dos semanas fuera del estudio de Sony. Jugo de escarabajo. Jugo de escarabajo.

Paramount reveló el cambio de fecha al lanzar un nuevo tráiler de transformadores uno desde nada menos que el espacio, una novedad en Hollywood, según el estudio. El lanzamiento comenzó a las 6 a. m. PT con una cuenta regresiva en vivo que muestra el viaje al espacio. Después de una hora, la nave alcanzó su apogeo a 125.000 pies sobre la Tierra, lo que revela el avance con un video de introducción personalizado de las estrellas Chris Hemsworth y Brian Tyree Henry.

El reparto repleto de estrellas también incluye a Scarlett Johansson, Keegan-Michael Key y Steve Buscemi, con Laurence Fishburne y Jon Hamm.

transformadores uno – la primera película de Transformers totalmente animada por computadora – se presenta como la historia nunca antes contada del origen de cómo los archienemigos Optimus Prime y Megatron alguna vez fueron amigos unidos como hermanos, y cómo su ruptura final cambió el destino de Cybertron para siempre.

Los propietarios de salas de cine pudieron disfrutar de una vista previa del tráiler la semana pasada en CinemaCon, donde Hemsworth y Henry también mostraron la primera escena de la película en 3D.

Hemsworth le da voz a Orion Pax, un joven Optimus Prime, mientras que Henry, que es D-16, le da voz a un joven Megatron.

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josh cooley (Historia del juguete 4) dirige la película a partir de un guión de Andrew Barrer y Gabriel Ferrari para Paramount Animation y Hasbro en asociación con New Republic Pictures.

En otras noticias sobre citas, Paramount retrasa su animación sin título Aang: el último maestro del aire Película Avatar del 10 de octubre de 2025 al 30 de enero de 2026.

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