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Descifran el legado de los genes neandertales en los humanos actuales

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Genes neandertales

El ser humano actual ha heredado una gran cantidad de genes de neandertal, algo que desconocíamos hace apenas cinco años. / Neanderthal Museum.

Los restos de ADN neandertal en los humanos modernos –del que se mantiene hasta un 20%– están implicados con genes que afectan tanto a diversas enfermedades, como la de Crohn, como en otros aspectos relacionados con la adaptación al medio, como la producción de queratina. Estas son las principales conclusiones de dos estudios, publicados de forma simultánea en las revistas Nature y Science, tras el análisis de ADN neandertal en los humanos actuales.

AGENCIA: SINC

Los científicos saben que los neandertales procrearon con los ancestros de los humanos modernos y dejaron rastros de su material genético. De qué forma afecta al ser humano actual este legado de ADN neandertal y qué cantidad de segmentos han sobrevivido son cuestiones que no están claras.

Un estudio, dirigido por los genetistas de la Escuela de Medicina de Harvard (EE UU) y publicado en Nature, sugiere que el material genético heredado de los neandertales ha ayudado al ser humano moderno a adaptarse –por ejemplo, con genes relacionados con la piel–, pero también está implicado en enfermedades como la diabetes tipo 2, la enfermedad de Crohn, el lupus y la cirrosis biliar.

Asimismo, otro artículo de la Universidad de Washington (EE UU), publicado de forma simultánea hoy en la revista Science, ha estudiado con detalle cuántos de estos segmentos de ADN han sobrevivido.

Hasta ahora se estimaba que el porcentaje de material genético neandertal que se preservaba estaba entre un 2% y un 4%. Los investigadores Benjamin Vernot y Joshua Akey de la Universidad de Washington quisieron ir más allá y estudiar en detalle dicho ADN por lo que secuenciaron el genoma completo de 665 individuos procedentes de Europa y Asia Oriental del Proyecto Genoma.

“En primer lugar, buscamos ADN que venía de una especie que se separó de nosotros hace 500.000 años, pero se introdujo en los europeos o asiáticos del este hace 50.000 años. Por último, comparamos este ADN con el genoma del neandertal, para ver de qué forma coincidía. Se corresponden más de lo que hubiéramos esperado, lo que implica que hemos hecho un buen trabajo para encontrar ADN neandertal”, explica a Sinc Vernot.

Se preserva más ADN neandertal del que se creía

Al comparar las secuencias del genoma arcaico y moderno, sus resultados indican que aunque la cantidad total de la secuencia neandertal en cualquier humano moderno es relativamente baja, la cantidad acumulada del genoma neandertal que persiste a través de todos los seres humanos es el 20%.

Los investigadores también se han encontrado con que hay regiones del cromosoma humano que carecen totalmente de genoma neandertal.

“El cromosoma 7, por ejemplo, no tiene absolutamente ninguno. No sabemos a ciencia cierta por qué no hay ADN neandertal allí, pero podría ser que era incompatible con el ADN del humano moderno. Curiosamente, el gen FOXP2, que se sabe que está asociado con las habilidades del lenguaje, se encuentra justo en el centro de esa región”, asegura Vernot.

Por tanto, el ser humano actual ha heredado una gran cantidad de genes de neandertal, “algo que desconocíamos hace apenas cinco años”, pero muchos de esos genes probablemente no tienen ninguna función diferente a las versiones humanas actuales. “Algunos de ellos parecen habernos ayudado, específicamente los implicados en la piel”, añade Vernot.

En este punto también coincide el estudio publicado por Nature que analiza la ascendencia neandertal, y los problemas y ventajas de este cruce.

Oasis y desiertos del genoma neandertal

El equipo de la Universidad de Harvard estudió de qué forma influye el ADN neandertal en los genomas humanos actuales. «Ahora que se puede estimar la probabilidad de que una variante genética particular haya surgido de los neandertales, podemos empezar a entender cómo nos afecta el ADN heredado», declara David Reich, profesor de genética en la Escuela de Medicina de Harvard (HMS, por sus siglas en inglés) y autor principal del artículo de Nature.

Reich y su equipo –en el que también está implicado Svante Pääbo, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva (Alemania)– analizaron variantes genéticas en 846 personas de origen no africano, 176 personas procedentes de África subsahariana, y un neandertal de hace 50.000 años, cuya secuencia del genoma publicó este mismo equipo en 2013.

La información más fiable que tienen los investigadores para determinar si una variante genética proviene o no de un neandertal es si esa variante aparece en algunos humanos no africanos y en neandertal, pero no en los del África subsahariana.

Los investigadores se encontraron con que algunas áreas del genoma humano moderno no africano son ricos en ADN neandertal, y que este pudo haber sido de ayuda para la supervivencia humana. Otras áreas eran como ‘desiertos’ con un menor promedio de ascendencia neandertal.

El hallazgo de estas últimas regiones fue lo “más emocionante» para Sriram Sankararaman, de HMS y el Instituto Broad. «Esto sugiere que la introducción de algunas de estas mutaciones neandertales eran perjudiciales para los ancestros humanos no africanos, y fueron eliminadas posteriormente por la acción de la selección natural», asegura.

Infertilidad y selección natural

El equipo demostró que las áreas con poca ascendencia neandertal tienden a agruparse en dos partes del genoma: en los genes que son más activos en los testículos y los genes en el cromosoma X.
Este patrón se ha relacionado en muchos animales con un fenómeno conocido como infertilidad híbrida, que supone que la descendencia de un macho de una subespecie y una hembra de otra distinta tienen baja o ninguna fertilidad.

«Esto sugiere que cuando los ancestros de los seres humanos se encontraron y se mezclaron con los neandertales, las dos especies estaban al borde de la incompatibilidad biológica», apunta Reich.

Las poblaciones humanas de hoy en día, que pueden estar separadas unas de otras hasta 100.000 años (como los africanos occidentales y los europeos), son totalmente compatibles, sin ninguna evidencia de aumento de infertilidad masculina. Por el contrario, las poblaciones humanas antiguas y neandertales aparentemente se enfrentaron a retos de mestizaje tras 500.000 años de separación evolutiva.

Riesgo de enfermedades

El equipo también midió cómo el ADN neandertal presente en los genomas humanos de hoy en día afecta a la producción de queratina y al riesgo de padecer ciertas enfermedades.

Los expertos aseguran que la ascendencia neandertal se incrementa en aquellos genes que afectan a los filamentos de queratina. “Esta proteína fibrosa influye en la dureza de la piel, el cabello y las uñas, y puede ser beneficiosa en entornos fríos, proporcionando un aislamiento más grueso”, dijo Reich.

«Es tentador pensar –añade el científico– que los neandertales se adaptaron al entorno no africano y proporcionaron esta ventaja genética a los seres humanos».

Por último, también demostraron que nueve variantes genéticas humanas conocidas procedían probablemente de los neandertales. Estas variantes influyen en enfermedades relacionadas con la función inmune y también con algunos comportamientos, como la capacidad de dejar de fumar.

Para tratar de mejorar los resultados sobre el genoma humano han desarrollado además, con un equipo de Gran Bretaña, una prueba que puede detectar la mayoría de las aproximadamente 100.000 mutaciones de origen neandertal que han descubierto, en personas de ascendencia europea y están llevando a cabo un análisis en un biobanco que contiene datos genéticos de medio millón de británicos.

«Espero que este estudio de lugar a una mejor comprensión y más sistemática de cómo la ascendencia neandertal afecta a la variación de los rasgos humanos modernos», dijo Sankararaman.

El equipo está estudiando también las secuencias del genoma de los habitantes de de Papúa Nueva Guinea, para construir una base de datos de las variantes genéticas que se puedan comparar con el homínido de Denísova, encontrado en Siberia.

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Referencias bibliográficas:

B.Vernot, J.M. Akey. «Resurrecting Surviving Neanderthal Lineages from Modern Human Genomes» Edición avanzada de Science. 29 de enero de 2014.

Sriram Sankararaman, Swapan Mallick, Michael Dannemann, Kay Prufer, Janet Kelso, Svante Paabo, Nick Patterson, David Reich. “The genomic landscape of Neanderthal ancestry in present-day humans” Nature 29 de enero de 2014. doi:10.1038/nature12961.

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Ciencia

Ciuden comenzará a producir hidrógeno verde a partir de octubre de 2025

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Ciuden desarrolla cuatro grandes proyectos relacionados con el hidrogeno verde con el 90% de los 30 millones ya licitados de fondos PRTR . A través de la utilización de dos tecnologías diferentes espera iniciar la producción en los años 2025 y 2026

A través del área de Innovación e Investigación Energética de la Fundación Ciudad de la Energía, y con el 90% licitado de los 30 millones recibidos de fondos del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia (PRTR), las instalaciones de Ciuden en Cubillos del Sil empezarán a producir hidrógeno verde a partir de octubre de 2025, según lo ha confirmado hoy el responsable de I+D+i, Alberto Gómez.

«Se va a iniciar el proyecto en tres semanas, ya se ha firmado hace dos días, para la fabricación de hidrógeno verde con una tecnología de electrólisis con membrana (PEM), que es una de las dos tecnologías por las que hemos apostado, la otra es la de óxido-sólido», ha señalado Gómez. Una tecnología esta última que necesita más desarrollo por ser más compleja y cara. Está en fase de evaluación y se espera firmar el acuerdo con una de las empresas interesadas antes de fin de año para empezar a producir hidrógeno en mayo de 2026.

Por otro lado, Ciuden va a adquirir dos plantas piloto para la producción de e-fuels, de metanol, a partir de hidrógeno verde y CO2 capturado, y de gas natural sintético con 1millón de euros y 1,3 millones de euros, respectivamente.

«El día 29 del mes pasado vinieron a Ciuden 30 personas de más de 12 empresas para informarse sobre el desarrollo de estos proyectos y sus fases, que tienen una complejidad administrativa y jurídica muy importante», ha añadido Gómez.

Paralelamente, Ciuden participa en cuatro grandes proyectos europeos relacionados con el hidrógeno verde: para el tratamiento del fosfoyeso en nuevas aplicaciones y usos como fertilizantes y baterías (Fic-Fighters) con 369.353 euros; para la obtención de hidrógeno verde a partir de biomasa (Integra2H2) con 349.502 euros; para la gestión optimizada del hidrógeno verde generado a partir de energías renovables (Hystorenew); y para el desarrollo de tecnologías que permitan cero emisiones con el desarrollo de la oxicombustión a partir de biomasa adaptando las propias instalaciones de Cubillos (BioNet Zero) con 443.750 euros.

Además, Ciuden trabaja, en colaboración con Naturgy, para dar una segunda vida a las baterías de los coches.

Por último, como ha explicado el responsable también de I+D+i de Ciuden, Javier Quiñones se está desarrollando la utilización del hidrógeno verde en el sector de ferrocarril donde el 30% de las máquinas funcionan con combustibles fósiles, y la creación de un laboratorio de ciberseguridad industrial, en colaboración con el INCIBE, para analizar los nuevos retos a los que se enfrentan las instalaciones energéticas.

Presentación del balance de actividades de Ciuden en Cubillos del Sil. Foto: Raúl Cañas

Otras áreas de trabajo de CIUDEN

Los datos del área de Innovación e Investigación Energética se han aportado hoy en las propias instalaciones de Ciuden en Cubillos, en una convocatoria de prensa en la que los responsables de las áreas de Formación y Producción de Planta, José Luis del Riego; Museos, Patrimonio y Cultura, Concepción Fernández; y la propia directora general de CIUDEN, Yasodhara López, ha hecho balance de las actividades desarrolladas durante el último año.

La Directora General ha destacado que la Fundación continúa con su proceso de apertura y colaboración con otras entidades y empresas de ámbito nacional e internacional. Como ejemplo ha recordado la coordinación que realiza Ciuden como nodo central de la Red de Centros de Innovación Territorial (CIT) para facilitar la colaboración en proyectos de transformación territorial que permiten luchar contra la despoblación, y que ya cuenta con centros en 10 provincias de España.

En el área de Formación y Producción de Planta, como ha recordado su responsable José Luis del Riego, Ciuden Vivero ha producido más de 25.000 plantas, con donaciones de 5.000 de ellas a proyectos como el Anillo Verde de Ponferrada, y de 8.000 castaños a la Diputación de León. En el centro se ha realizado también trabajo de investigación y se están produciendo 200 helechos arborescentes para completar la colección de Fuego Verde de la Térmica Cultural. Por otro lado, con los tres programas de formación realizados se ha logrado generar 64 puestos de trabajo.

Museos, Patrimonio y Cultura es una de las áreas más conocidas por la actividad que se genera en el Museo de la Energía y la Térmica Cultural, con un gran número de exposiciones y actividades realizadas, algunas de ellas a través del programa de ámbito nacional Dinamiz-ARTj. Además, en este último año ha puesto en marcha el proyecto de la recicladora cultural, con 15 protocolos de colaboración ya firmados y 15 exposiciones ya alojadas o en itinerancia.

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Naturgy y CIUDEN ponen en marcha en Cubillos su primer proyecto de baterías de vehículos de segunda vida

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Este proyecto, que se desarrolla en Cubillos del Sil, aborda uno de los grandes retos de futuro, como lo es encontrar una nueva utilidad para las baterías de vehículos eléctricos al final de su vida útil, un residuo que crecerá significativamente en los próximos años
Equipo de trabajo Naturgy-Ciuden

Naturgy, en colaboración con la Fundación Ciudad de la Energía (CIUDEN) adscrita al Instituto para la Transición Justa (ITJ) dependiente del Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO), ha finalizado con éxito las primeras pruebas para la instalación y puesta en marcha de un sistema de almacenamiento energético basado en baterías de segunda vida procedentes de vehículos eléctricos de la marca Mercedes-Benz. Las baterías empleadas para las pruebas tienen una doble procedencia: o bien habían sido descartadas en la fábrica de la marca automovilística debido a una degradación temporal o retiradas de circulación tras su uso en carretera.

En el marco de este proyecto, se han instalado aproximadamente 0,5 MWh de capacidad de almacenamiento energético mediante estos sistemas de baterías de segunda vida. Durante los próximos dos años, se llevarán a cabo pruebas exhaustivas para analizar cómo se comportan las baterías en distintas situaciones, para obtener información sobre su rendimiento y degradación bajo diferentes escenarios de uso, ayudando a determinar su viabilidad y eficiencia en el largo plazo.

Jesús Chapado, quien dirige el área de Innovación de Naturgy, ha señalado que “este proyecto aborda uno de los grandes retos de futuro, como lo es encontrar una nueva utilidad para las baterías de vehículos eléctricos al final de su vida útil, un residuo que está destinado a crecer significativamente en los próximos años. Sin duda, la innovación es la herramienta clave en la búsqueda de soluciones energéticas limpias para la transición en la que nos encontramos inmersos”.

Por su parte, Javier Quiñones, director ejecutivo del área de I+D+i de CIUDEN, ha indicado que “este proyecto demuestra cómo ideas basadas en la economía circular permiten un significativo avance en la descarbonización de nuestra sociedad. Los resultados de esta colaboración público-privada serán impulsores tanto desde el punto de vista mercantil, como del desarrollo en la utilización de energías renovables, minimización de la huella de carbono y de la generación de residuos. Desde CIUDEN nos sentimos orgullosos de que nuestro Centro de Desarrollo de Tecnologías sea visto por las empresas del sector energético como una herramienta de valor en el desarrollo y/o evaluación de sus productos comerciales.”

El potencial de las baterías de segunda vida

Este proyecto, iniciado hace un año, permite extraer el potencial de las baterías que ya no son adecuadas para su uso en automoción. Lejos de ser inservibles, las baterías de segunda vida permiten explotar su utilidad en otras aplicaciones, generando así beneficios económicos y ambientales.

Darles un nuevo uso antes de su reciclaje reduce la generación de residuos y mitiga la explotación de recursos naturales, como los minerales necesarios para su fabricación. Se trata de una iniciativa coherente con la transición energética, en la que las soluciones de almacenamiento deben ser tan sostenibles como las fuentes de energía que apoyan.

Una vez que las baterías alcanzan el final de su vida útil en los vehículos eléctricos, aún conservan entre el 70% y el 80% de su capacidad. Esta capacidad residual las convierte en candidatas ideales para aplicaciones estacionarias, como el almacenamiento de energía renovable o para prestar servicios a la red eléctrica. Al reutilizarlas, se extiende su ciclo de vida, se reduce su impacto ambiental y se incrementa la proporción de energía limpia que se integra en la red. Además, se generan beneficios económicos al reducir los costes asociados a su eliminación y al convertirlas en un activo residual valioso.

Con este proyecto, los sistemas de almacenamiento generados, con mayor potencia y duración que las baterías de vehículos de los que parten, permitirán el almacenamiento de energía tanto en proyectos hibridados con plantas renovables como stand alone, por lo que sus aplicaciones pueden ser diversas y servir para proveer servicios de soporte a la red eléctrica. Este sistema puede estar formado por tantos módulos de baterías como capacidad de almacenamiento se quiera alcanzar, y se trata de una solución que se podría emplear tanto para dar soporte a la red eléctrica como para el ámbito industrial y residencial asociado a instalaciones de autoconsumo.

Naturgy y CIUDEN, una alianza por la sostenibilidad y la innovación

Este proyecto es un claro ejemplo de economía circular, ya que aprovecha recursos existentes- las baterías de segunda vida de vehículos eléctricos- prolongando su vida útil y reduciendo el impacto ambiental generado por su reciclaje. Además, el sector del almacenamiento energético es clave para asegurar la estabilidad y flexibilidad de la red eléctrica, algo esencial a medida que aumenta la penetración de energías renovables.

Teniendo esto en cuenta, Naturgy Innovahub y CIUDEN firmaron en 2023 un acuerdo de colaboración para evaluar el comportamiento de las baterías de segunda vida a lo largo de dos años de pruebas. El proyecto se está desarrollando en las instalaciones del Centro de Desarrollo de Tecnologías de CIUDEN en Cubillos del Sil, y sumará la participación de la startup europea Octave, que se encargará de realizar el reacondicionamiento de las baterías, así como de desarrollar e integrar el software de control del sistema de almacenamiento.
Esta iniciativa conjunta subraya el compromiso de ambas entidades con la innovación tecnológica y la sostenibilidad, especialmente en el campo del almacenamiento energético, un pilar fundamental en la transición hacia un modelo energético más sostenible y descarbonizado. De esta forma, ambas organizaciones apuestan por convertir los residuos de hoy en las soluciones energéticas del mañana.

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Investigadores del Campus de Ponferrada identifican un gen para evitar daños en cultivos agrícolas causados por micotoxinas

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El trabajo liderado por Santiago Gutiérrez Martín ha sido publicado en la revista ‘Applied Microbiology and BiotEchnology’
Santiago Gutiérrez y José Álvarez

Científicos del Grupo Universitario de Investigación en Ingeniería y Agricultura Sostenible (GUIIAS) de la Universidad de León (ULE), en colaboración con la Unidad de Investigación de Microbiología Aplicada y Prevención de Micotoxinas del Servicio de Investigación Agrícola (USDA), de los Estados Unidos, han identificado un gen que es clave para la síntesis de un tipo de micotoxinas que ocasiona daños en cultivos agrícolas.

Paramyrothecium roridum, -explica la investigadora de la ULE y firmante del artículo Rosa E. Cardoza-, es un hongo patógeno que puede causar la enfermedad de la mancha foliar en cultivos hortícolas, y produce además una serie de toxinas que se conocen como trichotecemos macrocíclicos, y que contribuyen a la toxigenicidad, y a la patogenicidad vegetal de este hongo”.

Síntomas de la enfermedad en hojas de tomate

Existen al menos 4 tipos de trichotecenos producidos por diferentes especies de hongos. Todos ellos tienen la misma estructura central (12,13-epoxitricoteco-9-eno o EPT), en el caso de las micotoxinas producidas por P. roridum, presentan un anillo macrocíclico en su estructura que determina el grado de toxicidad de este compuesto.

La investigación, desarrollada casi en su totalidad en el Campus de Ponferrada de la ULE y liderada por Santiago Gutiérrez Martín, se centró en realizar análisis genómicos, transcriptómicos, metabolómicos y de deleción de genes, identificando el gen TRI24, que codifica para una aciltransferasa.

La deleción del gen TRI24, demostró que es necesario para la formación del anillo macrocíclico durante la biosíntesis de estos compuestos en el hongo P. roridum, y que en ensayos hechos con el mutante, se observaron síntomas de enfermedad menos graves en el frijol común y en plantas de tomate, y tuvo menos actividad antifúngica que su cepa progenitora de tipo silvestre.

Hasta donde sabemos, -concluye Rosa E. Cardoza-, este es el primer informe de un gen requerido específicamente para la formación del anillo macrocíclico de tricotecenos, y que la pérdida del anillo macrocíclico de tricotecenos puede alterar las actividades biológicas de un hongo”.

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