La importancia de las grandes instalaciones científicas de los OPIS: el INIA ante el COVID-19

En la situación actual debida a la pandemia de COVID-19  se pone de manifiesto la importancia de los laboratorios de alta seguridad biológica para luchar contra las enfermedades de grave impacto sanitario y económico. En España, la mayor de estas instalaciones está en el CISA (INIA). Esta instalación está desarrollando un importante papel en la lucha frente a esta grave enfermedad. En un mundo globalizado existen riesgos sanitarios inherentes a la alta movilidad de personas y mercancías, y que es necesario gestionar. Entre ellos está la emergencia periódica de nuevos patógenos que amenazan la salud humana y la sanidad animal, propagándose a gran velocidad. En este contexto es cada vez más necesario investigar sobre los nuevos patógenos emergentes que amenazan la salud y seguridad humana, el suministro de alimentos (seguridad alimentaria) de origen animal a la población, y la conservación del medio ambiente, y hacerlo de forma segura. Para ello existen laboratorios de alta seguridad biológica donde se pueden manejar virus y otros agentes infecciosos de enorme impacto económico y sanitario en condiciones seguras. El Centro de Investigación en Sanidad Animal (CISA) es la mayor instalación de alta seguridad biológica existente en España y pertenece al Instituto Nacional de Investigación Seguir leyendo

Física de la auto-organización en plasmas de fusión nuclear: evidencia de viscosidad negativa en el stellarator TJ-II

Las reacciones de fusión son las que liberan la energía que alimenta el sol y las estrellas. Para que pueda ocurrir la fusión, los núcleos reaccionantes deben vencer la repulsión electrostática y acercarse lo suficiente como para permitir que entre en juego la fuerza nuclear atractiva. La comunidad científica internacional trabaja en distintas alternativas, con diferente grado de desarrollo, hacia la realización práctica de la energía de fusión. En el caso de la estrategia basada en el confinamiento magnético se requiere calentar los núcleos reaccionantes a temperaturas unas 15 veces mayores que la del centro del Sol (estimada en unos 15 millones de grados) y aislarlos térmicamente del ambiente circundante mediante un intenso campo magnético (del orden de 5-7 T, es decir, unas 100.000 veces el campo magnético terrestre). La materia a esas temperaturas extremas consiste en un gas altamente ionizado llamado plasma. La realización de energía viable de fusión nuclear requiere soluciones para una serie de problemas científicos y tecnológicos de enorme envergadura que se describen el plan estratégico Europeo hacía la consecución de la fusión nuclear [1]. Los principales desafíos pendientes en la fusión nuclear incluyen la integración y optimización de criterios de física y tecnología. Desde el Seguir leyendo

El Centro Nacional de Microbiología realiza la secuenciación completa del SARS-CoV2 en muestras de pacientes de diversas zonas de España

Científicos del Laboratorio de Virus Respiratorios del Centro Nacional de Microbiología (CNM) del ISCIII han realizado la secuenciación completa del nuevo coronavirus SARS-CoV-2 gracias al uso de muestras respiratorias de pacientes procedentes de diferentes áreas geográficas de España. Su trabajo, al aportar un secuencia muy completa y sin indeterminaciones, permitirá conocer mejor las características del virus, analizar pequeños cambios específicos que definen su comportamiento y comprender mejor su circulación y difusión entre la población. Según explica María Iglesias, investigadora predoctoral del citado laboratorio, se ha logrado la secuencia del virus completo gracias al uso de nuevos métodos de trabajo optimizados y desarrollados en el CNM para la secuenciación completa del virus, entre los que se incluyen nuevos procesos de análisis bioinformático para la obtención de las secuencias genómicas del SARS-CoV-2.  El conocimiento que se tiene hasta ahora del virus revela que las secuencias del SARS-CoV-2 se agrupan en 9 clados distintos. Los clados son grupos filogenéticos que definen la evolución biológica de un organismo, y en ellos se pueden observan las diferencias genéticas de los coronavirus circulantes de todo el mundo, que explican cómo actúa y se comporta. Según han determinado los investigadores del CNM, las secuencias españolas del SARS-CoV-2 se han relacionado en 3 Seguir leyendo

El impacto de campos eléctricos en la turbulencia en plasmas de fusión

La fusión es el proceso de unir dos núcleos ligeros (Deuterio y Tritio), produciendo un núcleo más pesado (Helio) y liberando una gran cantidad de energía. Se investiga este proceso desde al menos los años 50 del siglo pasado por su capacidad de producir energía a gran escala mediante un proceso seguro que no genera gases de efecto invernadero. Para conseguir esta reacción en el laboratorio, existen varios métodos. El Laboratorio Nacional de Fusión del CIEMAT dispone de un dispositivo de investigación de gran tamaño, el stellarator TJ-II. En él se confina un plasma ionizado mediante un campo magnético intenso y se ceba y calienta el plasma para alcanzar las condiciones necesarias. El resultado es un sistema muy alejado del equilibrio termodinámico (con unos gradientes termodinámicos que se encuentran entre los más intensos existentes ¡en el universo!). El plasma responde al calentamiento generando turbulencia, así alejándose de las condiciones deseadas y dando lugar a un sistema complejo y auto-organizado. El estudio de esta turbulencia y su posible control centra una buena parte de las investigaciones llevadas a cabo en el laboratorio. En trabajos recientes se ha estudiado el impacto del campo eléctrico radial (Er) en el transporte de turbulencia en Seguir leyendo

Diluvio de hierro líquido en un exoplaneta

Un equipo científico internacional liderado por la Universidad de Ginebra y con participación del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) y del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha descubierto un exoplaneta gigante con temperaturas diurnas capaces de vaporizar el hierro, y que podría condensar en gotas de lluvia en las regiones nocturnas. El hallazgo ha sido posible gracias al nuevo instrumento ESPRESSO instalado en el telescopio VLT del Observatorio Europeo Austral (ESO). Los investigadores han utilizado el Very Large Telescope (VLT, telescopio muy grande) de ESO situado en Cerro Paranal en el desierto chileno de Atacama para observar el exoplaneta WASP-76b, situado a unos 390 años luz de distancia en la constelación de Piscis. Se trata de un exoplaneta gigante extremadamente caliente, con unas temperaturas diurnas que suben por encima de los 2400° C, lo suficientemente altas como para vaporizar metales como el hierro. Los fuertes vientos trasladan el vapor de hierro hacia las regiones nocturnas, más frías, con temperaturas que disminuyen hasta valores en torno a los 1500° C, que condensan el vapor en gotas que podrían precipitar como lluvia. “Se podría decir que este planeta se vuelve lluvioso por la noche, con la excepción de que llueve hierro”, Seguir leyendo

Conservación de especies ibéricas en peligro de extinción en el INIA

El Laboratorio de Espermatología y Criopreservación en Especies Silvestres del INIA, liderado por el Dr. Julián Santiago-Moreno, ha desarrollado diferentes tecnologías reproductivas para la conservación in vitro de material genético del urogallo cantábrico y del visón europeo. Para ello se han utilizado, en una primera instancia,  especies domésticas relacionadas filogenéticamente (gallo y hurón, respectivamente) y  silvestres no amenazadas (urogallo europeo) evitándose, para la puesta a punto de las técnicas, la utilización de ejemplares de las especies silvestres autóctonas. Las tecnologías desarrolladas han incluido la obtención de material espermático in vivo y postmortem que han sido, posteriormente, extrapoladas y aplicadas a las propias especies amenazadas. Esto ha permitido conseguir, finalmente, el hito de criopreservar material genético (espermatozoides y tejidos) del urogallo cantábrico y del visón europeo. La crioconservación de gametos y tejidos postmortem se ha realizado en animales de estas especies amenazadas muertos por causas naturales o accidentes, permitiendo que su material genético sea preservado de forma viable aun después de su muerte.  Esto supone una oportunidad para poder obtener descendencia, en un futuro, a partir de este material genético congelado/vitrificado, mediante técnicas de reproducción asistida. Estos trabajos se han desarrollado en el marco del proyecto de la Fundación Biodiversidad titulado Seguir leyendo

Investigadores del INIA identifican bifidobacterias que metabolizan fitoestrógenos, con el objetivo de desarrollar nuevos alimentos funcionales

Los fitoestrógenos (isoflavonas, lignanos y elagitaninos) son polifenoles presentes en alimentos de origen vegetal como la soja, las semillas de lino y la granada. En la forma en la que aparecen en los vegetales, los fitoestrógenos presentan baja biodisponibilidad y deben ser metabolizados por la microbiota intestinal, que produce compuestos como equol, genisteina, enterolignanos y urolitinas, con efectos beneficiosos en la salud humana, como la mejora de los síntomas de la menopausia y la prevención de enfermedades relacionadas con el envejecimiento. La producción de estos metabolitos bioactivos por bacterias probióticas en el intestino, en combinación con una alimentación rica en fitoestrógenos, podría aumentar los niveles de estos compuestos en sangre y producir efectos beneficiosos durante el envejecimiento. En el presente trabajo se describen cepas de Bifidobacterium pseudocatenulatum y Bifidobacterium breve, aisladas en el Departamento de Tecnología de Alimentos del INIA, capaces de deglicosilar lignanos e isoflavonas a partir de extractos de lino y soja, a sus respectivas agliconas incrementando su biodisponibilidad. Pero además, el lino y la soja contienen otros flavonoides que fueron deglicosilados por las bifidobacterias a quercetina, quercetagetina y herbacetina, describiéndose por primera vez la producción bacteriana de estos dos últimos compuestos. El empleo de estas bacterias como Seguir leyendo

Las variedades locales españolas de trigo: diversidad genética adaptada a las diversas condiciones eco-climáticas

Investigadores del  (INIA-CRF) y de la Escuela de Agrónomos de Madrid (grupo de Mejora Genética de plantas) han publicado un estudio en la revista BMC Genomics que muestra que las variedades locales españolas de trigo poseen una alta diversidad genética, superior a la de las variedades modernas, siendo ambos grupos de variedades claramente diferentes. Los análisis muestran que existen regiones genómicas que tienen patrones de variación diferentes en las variedades locales y modernas, y que pueden ser útiles en programas de mejora del trigo. Antes de que se extendieran las variedades modernas obtenidas en la mejora vegetal, se sembraban las variedades locales. Estas variedades, altamente adaptadas a las diversas condiciones eco-climáticas de cada zona de cultivo, poseen una diversidad genética muy valiosa para el desarrollo de cultivares para ambientes desfavorables. El INIA-CRF mantiene una amplia colección de variedades locales de trigo que se cultivaban en España antes de que fueran desplazadas por las variedades modernas a mediados del siglo XX. Sin embargo, para lograr un uso eficiente de estos materiales es necesario realizar previamente una caracterización genética exhaustiva de los mismos para conocer su potencial genético. El objetivo general de este estudio fue realizar un análisis genómico de un conjunto seleccionado Seguir leyendo

Los brotes de rayos gamma emiten fotones un billón de veces más energéticos que la luz visible

Los brotes de rayos gamma (GRB, “gamma ray bursts” en inglés) son las explosiones más violentas del universo. Aparecen repentinamente en el cielo, aproximadamente una vez al día. Se cree que son el resultado del colapso de estrellas masivas o de la fusión de estrellas de neutrones en galaxias distantes. De la explosión emerge un chorro de partículas que atraviesa el medio que le rodea y apunta directamente hacia nosotros. Estas explosiones fueron un secreto militar durante decenas de años hasta que los astrónomos las redescubrieron. Detectores en el espacio han observado que los brotes producen rayos X o rayos gamma mediante la llamada emisión de sincrotrón: los electrones producen fotones cuando giran en los campos magnéticos. El record absoluto estaba en las energías del gigaelectronvoltio (GeV). Hasta el 14 de enero del año pasado. Ese día dos satélites espaciales descubrieron independientemente un brote, que llamaron GRB 190114C. En 22 segundos, sus coordenadas en el cielo se distribuyeron en forma de alerta electrónica a los astrónomos de todo el mundo, incluida la Colaboración MAGIC, que opera dos telescopios Cherenkov de 17 metros de diámetro ubicados en la isla canaria de La Palma. Un sistema automático procesa en tiempo real las Seguir leyendo

Abriendo la “caja negra” del desarrollo embrionario en el INIA

Las pérdidas de gestación durante los primeros días de desarrollo embrionario, tanto en especies ganaderas como en humanos, tienen un enorme impacto social y económico. La reproducción en mamíferos es un proceso muy complejo que involucra varias etapas, desde la formación de gametos especializados y la fecundación, hasta el desarrollo embrionario y fetal. Existen múltiples fallos reproductivos que pueden tener su origen en cada una de estas etapas. Según la Organización Mundial de la Salud, la infertilidad afecta al 10 – 15% de las parejas en edad reproductiva. En parejas fértiles, incluso bajo condiciones óptimas, la probabilidad de embarazo exitoso tras la fecundación es tan sólo del 30%. Las principales causas de la baja fertilidad en humanos no se deben a fallos en la fecundación, sino a las pérdidas de gestación que tienen lugar durante los primeros días de desarrollo, periodo que se conoce como “la caja negra” del desarrollo embrionario. Tan sólo el 10% de embriones fecundados concluyen en abortos clínicos o detectados; el 30% constituyen pérdidas embrionarias antes de la implantación y el otro 30% tras la implantación pero antes de la pérdida del periodo. Por otra parte, la eficiencia reproductiva en animales de granja se ha visto Seguir leyendo