NeoFronteras

Otro método de rejuvenecer levaduras

Área: Biología — Martes, 6 de Diciembre de 2011

Encuentran otro camino bioquímico que permite aumentar el número de divisiones y vida de las levaduras.

Foto

Los seres unicelulares son inmortales a no ser que un accidente físico o químico los destruya. Cada célula se divide indefinidamente desde la noche de los tiempos. Cuando la evolución dio con los seres multicelulares entonces el precio a pagar fue la muerte programada. El organismo delegaba la reproducción en un determinado tipo de células y se creaba un organismo nuevo y distinto, generalmente por reproducción sexual.
Una vez que el progenitor dejaba de reproducirse quedaba fuera del proceso de selección natural y evolutivamente tendía a desaparecer. La evolución, bajo esas circunstancias, no filtra procesos como el cáncer en edad avanzada o como los que producen el envejecimiento y muerte programada. Los sistemas que mantienen la salud de la célula empiezan a fallar con el tiempo y finalmente se produce el deterioro celular. Este deterioro celular a escala de todo el organismo es el que produce que finalmente el individuo muera. Además, ciertos tipos de tejidos están formados por células que no se reproducen y, por tanto, no son reemplazadas cuando son dañadas.
Desde hace años se ha hecho cierta investigación sobre cómo alargar la vida de ciertos organismos usando diferentes aproximaciones. Para ello se han usado los típicos organismos de laboratorio como ratones, nematodos C. elegans o levaduras. La levadura Saccharomyces cerevisiae es un hongo, un microorganismo que se reproduce por esporas y que es el responsable de nuestro pan, vino o cerveza. Debido a su facilidad de cultivo se usa en investigaciones genéticas y biológicas.
Ahora, una colaboración entre científicos del instituto Johns Hopkins y la Universidad Nacional de Taiwan han conseguido manipular la esperanza de vida de levaduras mediante la eliminación y restauración de la función de una proteína en células de levaduras envejecidas.
Una variante de esta enzima (la proteína Sip2), que determina el estado energético de la levadura, actúa como alargador la vida. Está presente en la “juventud” del organismo, pero progresivamente se atenúa según la levadura envejece.
Este estudio describe la identificación de un nuevo nivel de regulación de esta variante de proteína que está relacionada con el envejecimiento. Muestra que si se elimina entonces la vida del organismo se reduce considerablemente, pero que cuando se restaura la vida se alarga dramáticamente.
El descubrimiento revela parte de los componentes moleculares que están presentes en el proceso de envejecimiento de las levaduras y que, aparentemente, también está relacionado con la regulación de la longevidad en humanos.
Jef Boeke, del Johns Hopkins, dice que este control de la longevidad es independiente del tipo que fue descrito con anterioridad y que estaba relacionado con la restricción calórica. Cree que por primera vez se tiene una ruta biomédica hacia la juventud y envejecimiento que no tiene nada que ver con la dieta.

Foto

La variante enzimática descrita consiste en el añadido de un grupo acetilo a una molécula ya existente. Este tipo de cambio actúa como un interruptor sobre la función de la proteína, si se añaden muchos de estos grupos la función de la proteína cambia dramáticamente y esto permite al organismo una rápida adaptación a cambios ambientales. Hasta ahora este tipo de cambio (acetilación) se había encontrado alterando otras funciones, pero no sobre los mecanismos de envejecimiento.
El hallazgo sugiere que en algún futuro se podrían desarrollar tratamientos o sistemas de prevención contra el envejecimiento.
La acetilación de la proteína Sip2 afecta la longevidad de tal modo que determina el número de veces que la levadura puede dividirse. De forma natural la levadura se divide 25 veces, pero en las levaduras modificadas con la función de esta enzima restaurada han conseguido que el número de divisiones se eleve a 38. Es decir, un aumento de la esperanza de vida de un 50%.
Esta manipulación consistió en unos cambios bioquímicos que imitan el efecto de la acetilación y des-acetilización en la proteína Sip2. Las levaduras fueron cultivadas en placas de Petri y se comparó su longevidad con levaduras de control en otros cultivos. Las muestras se tomaron cada 90 minutos. Según las levaduras envejecían necesitaban más tiempo para desarrollarse y cada ronda de experimentos necesitaba de dos a cuatro semanas.
Cuando los investigadores devolvían la acetilación a esa proteína conseguían recuperar a las levaduras envejecidas y estás aumentaban su número de divisiones y periodo de vida.
En los próximos experimentos desean ver si este mecanismo opera también en células de mamíferos.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3677

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.
Fotos: Eye of Science/SPL, Cell.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
Compartir »

10 Comentarios

  1. Miguel Angel:

    Veo que en la gráfica a aparece la rapamicina, cuyo estudio le valió un premio a Dave Sharp por parte de la “Methuselah Foundation”, al lograr aumentar la esperanza de vida de los ratones en cifras entre un 9 y un 14%.

    Poco a poco van llegando resultados, en cualquier momento podría saltar la gran noticia…tal vez si no hubiésemos perdido el tiempo durante la Edad Media ya tendríamos un elongador de la esperanza de vida.

    Aprovecho para recordar que se puede colaborar con la “Fundación Matusalem”, aceptan donativos, incrementando así el premio que ofrecen al equipo competidor que logre aumentar significativamente la vida de un ratón:

    http://www.mprize.org/

    Abrazos

  2. radek:

    Una pregunta que desde chico que tengo atragantada…

    Si la levadura puede dividirse solo 25 veces, como sobrevive?

    Si las células humanas solo pueden dividirse 50 veces, como es que llegamos a la adultez?

  3. NeoFronteras:

    La levadura es un hongo y se reproduce por esporas. En cuanto al cuerpo humano, la división de esas células no es simultánea, no se da al mismo ritmo a lo largo de la vida y ese número de divisiones da para mucho: 1, 2, 4, 8, 16… Y es que 2 elevado a 50 es un número muy grande.

  4. radek:

    Si, 2^50 es un número enorme, pero también la cantidad de células en el cuerpo humano. Si suponemos que son 70 billones de células entonces se necesitarían 46 divisiones solo para llegar del óvulo fecundado al cuerpo adulto. Como se condice eso con por ejemplo, la piel de las manos y pies, en la que se me han creado callosidades infinidad de veces en mi vida?

  5. NeoFronteras:

    Ese número es muy grande, en concreto

    2^50=1125899906842624

    Es decir 1,1 × 10^15 o más de un trillón. Un trillón es mil veces mayor que un billón.
    A veces es difícil asumir el crecimiento exponencial.

  6. NeoFronteras:

    Puede merecer la pena explicar el ciclo reproductivo de la levadura.
    Como todo hongo tiene ciclos reproductivos sexuales y asexuales. La forma más común de crecimiento vegetativo es la reproducción asexual. Un pequeña célula hija es producida por una célula madre cuyo núcleo se divide (mitosis) por la mitad y una de ellas emigra hacia la hija. La célula hija crece hasta que con un tamaño determinado se suelta de la madre.
    Otras levaduras se dividen simplemente por la mita, núcleo incluido.
    Bajo condiciones duras en las que las células haploides morirían, se producen células diploides que sufren esporulación, entran en ciclo reproductivo sexual (con meiosis)y producen una variedad haploide de esporas que pueden fusionarse sexualmente con otras para restaurar la configuración diploide. A partir de ahí se puede iniciar un nuevo ciclo. Algunas especies de levaduras producen esporas que se dispersan por el aire.

    En este caso se trata, como siempre, de levadura de cerveza y se refieren a la primer tipo asexual de reproducción, que parece estar limitado.

  7. radek:

    Si, entiendo el crecimiento exponencial. Lo que no entiendo es que, si tomo un ovulo fecundado y lo divido hasta alcanzar la cantidad de células que tiene un humano adulto, me lleva 46 divisiones.
    Por otro lado he leido que las celulas del cuerpo humano se renuevan completamente en promedio cada 10 años (asumo que las neuronas no, claro)
    Entonces una persona llegaría a los 20 años consumiendo 46 divisiones y a partir de allí, tendría 4 más (ni hablar de pedirles a las células olfativas que se regeneren todos los años después de un resfrío) que como máximo serían 40 años.

    Estoy tentado a creer que el 50 no es una sentencia de muerte sino una media a partir de la cual a la célula le cuesta cada vez más reproducirse…

  8. tomás:

    Estimado Neo:
    Permíteme corregir un error: un trillón es un millón de veces un billón; es decir 10^18; no “mil veces mayor que un billón” según tu 5, que sería 10^15, o sea mil billones. Para que estuviésemos de acuerdo con ingleses, estadounidenses y otros, sería bueno atenerse al Sistema internacional de unidades con sus prefijos Kilo, Mega, Giga, Tera, Peta, Exa,… El millón es Mega, el billón es Tera, el trillón Exa, etc. Creo que una confusión entre unidades inglesas y el sistema métrico dio al traste con un lanzamiento al espacio. Ya sé que no lo ignoras, pero en las traducciones, a veces hay que calcular para saber qué quieren decir cuando hablan de billón o trillón. Lo comento porque alguien puede no haberse dado cuenta.
    En cuanto a la función exponencial, como dices, es realmente asombrosa. Basta pensar, por ejemplo, en la famosa leyenda de Sessa, brahmán al que se tiene por inventor del ajedrez, pidiendo 1 = 2^0 grano para la primera casilla, 2 = 2^1 para la segunda, 2^2 para la tercera, 2^3 para la cuarta, etc. No está de más, explicar que el número de granos de una casilla cualquiera es igual a la suma de todos los anteriores menos 1, Es decir prácticamente esa suma y recordar que el crecimiento de la población es exponencial.
    En el año 1980 éramos unos 3.000 millones; en 2011 hemos alcanzado los 7.000, siendo que en 2010 se creció a “sólo” un 1′08%. Pero aún si creciésemos al 1%, la población volvería a duplicarse al cabo de unos 69 años. Aprovecho para recordar que eso no hay planeta que lo resista.
    Mi más cordial saludo.

  9. NeoFronteras:

    Sí, es verdad. Son mil billones en la escala larga. Pero para el caso es lo mismo, se pueden crear mil cuerpos con ese número de divisiones.

  10. Miguel Angel:

    En nuestras células, en cada una de esas 50 divisiones se van acortando los extremos de los cromosomas (telómeros).

    Así que, sin mas que observar nuestros cromosomas se pude saber la “edad cromosómica” que tenemos.

    A veces, el resultado no es el que cabría esperar. Voy a poner el siguiente ejemplo si tomamos a dos personas de 50 años , una de ellas con un aspecto externo mucho mas sano y juvenil que la otra, a pesar de tener la misma edad, cabría esperar que los telómeros mas largos fuesen los del individuo de aspecto mas sano y juvenil ¿verdad?…Pues no, curiosamente el estudio puede demostrar, en algunos casos, que el de aspecto mas joven tiene en realidad los telómeros mas acortados, con lo cual le quedaría menos tiempo teórico de vida. No es oro todo lo que reluce…

RSS feed for comments on this post.

Lo sentimos, esta noticia está ya cerrada a comentarios.