diumenge, 28 de maig de 2023

Els resultats del 28M a Can Vidalet

A Can Vidalet el cens convocat a les eleccions municipals d'Esplugues de Llobregat era de 9701:
- 4984 s'han abstingut.
- 2718 han votat PSC-CP.
- 649 han votat PP.
- 426 han votat ECP-C.
- 392 han votat VOX.
- 276 han votat ERC-AM.
- 120 han votat Junts-CM.
- 100 han votat Ciutadans.
- 59 han votat en blanc.
- 53 han vist anul·lat el seu vot.
- 47 han votat Valents.
- 44 han votat MxUeP-somMEScat.
- 18 han votat ARA PL.

En el còmput global d'Esplugues hi havia convocats 34.144 electors:
- 16.749 s'han abstingut.
- 7.793 han votat PSC-CP, que ha aconseguit la majoria absoluta amb 11 regidors.
- 2.386 han votat ERC-AM, que ha aconseguit 3 regidors.
- 2.352 han votat PP, que ha aconseguit 3 regidors.
- 1.738 han votat ECP-C, que ha aconseguit 2 regidors.
- 1.206 han votat Junts-CM, que ha aconseguit 1 regidor.
- 1.102 han votat VOX, que ha aconseguit 1 regidor.
- 435 han votat Cs.
- 355 han votat Valents.
- 309 han votat en blanc.
- 214 han vist el seu vot anul·lat.
- 119 han votat MxUeP-somMEScat.
- 56 han votat ARA PL.

En el consell comarcal del Baix Llobregat els resultats han estat els següents:
- Candidatura de Progrés (PSC-CP) ha obtingut 111.740 vots i 207 regidors, de manera que li corresponen 17 consellers comarcals.
- Acord Municipal (ERC-AM) ha obtingut 50.005 vots i 98 regidors, de manera que li corresponen 7 consellers comarcals.
- Confluència (Comuns) ha obtingut 37.468 vots i 59 regidors, de manera que li correponen 5 consellers comarcals.
- El Partit Popular ha aconseguit 33.443 vots i 39 regidors, de manera que li corresponen 4 consellers comarcals.
- Compromís Municipal (Junts) ha aconseguit 29.079 vots i 67 regidors, de manera que li corresponen 4 consellers comarcals.
- Vox ha aconseguit 20.710 vots i 23 regidors, de manera que li corresponen 2 consellers comarcals.

En la diputació provincial de Barcelona els resultats han estat els següents:
- PSC-CP ha rebut 571.901 vots, que es tradueixen en 25 escons.
- ERC-AM ha rebut 332.314 vots, que es tradueixen en 11 escons.
- Junts-CM ha rebut 356.644 vots, que es tradueixen en 5 escons.
- El PP ha rebut 211.593 vots, que es tradueixen en 4 escons.
- Comuns ha rebut 243.065 vots, que es tradueixen en 3 escons.
- Vox ha rebut 120.213 vots, que es tradueixen en 2 escons.
- CUP-Amunt ha obtingut 93.675 vots.
- Ciutadans ha obtingut 31.237 vots.
- Valents ha obtingut 27.526 vots.
- Ara Pacte Local ha obtingut 27.384 vots.
- Tots per Terrassa ha rebut 26.732 vots, que es tradueixen en 1 escó.
- El PACMA ha obtingut 10.450 vots.
- Barcelona Ets Tu ha obtingut 7.197 vots.
- MCAT ha obtingut 6.054 vots.
- AAE1OSONA ha obtingut 3.724 vots.
- ADR ha obtingut 3.650 vots.
- El Front Nacional de Catalunya ha obtingut 3.177 vots.
- SFELS ha obtingut 2.714 vots.
- AM-LVDVDM ha obtingut 2.577 vots.
- IDC ha obtingut 2.510 vots.
- Transformen Vilanova i la Geltrú ha obtingut 2.478 vots.
- GFP ha obtingut 2.358 vots.
- Els Verds-Alternativa Verda han obtingut 2.257 vots.
- Poble Unit ha obtingut 2.160 vots.
- VR ha obtingut 2.146 vots.
- IUSF ha obtingut 2.100 vots.
- Junts ha obtingut 2.026 vots.
- JPD ha obtingut 2.026 vots.
- Babord ha obtingut 1.957 vots.
- MxGi ha obtingut 1.862 vots.
- V..L'H ha obtingut 1.764 vots.
- FMM ha obtingut 1.707 vots.
- Escons en Blanc ha obtingut 1.695 vots.
- PRIG ha obtingut 1.519 vots.
- VxSF ha obtingut 1.496 vots.
- P.C.P.B. ha obtingut 1.466 vots.
- Som-hi Matadepera ha obtingut 1.464 vots.
- F.I.C. ha obtingut 1.448 vots.
- AXSJ ha obtingut 1.441 vots.
- Novaprimàries ha obtingut 1.415 vots.
- TXA ha obtingut 1.370 vots.
- A'T ha obtingut 1.307 vots.
- EU ha obtingut 1.256 vots.
- SOMMESCAT ha obtingut 1.242 vots.
- 100% La Garriga ha obtingut 1.223 vots.
- Sitges-GI ha obtingut 1.212 vots.
- Som Identitaris ha obtingut 1.193 vots.
- Primàries de Codines ha obtingut 1.182 vots.
- Canetencs ha obtingut 1.131 vots.
- el conjunt d'altres candidatures ha obtingut 56.666 vots.

dimarts, 2 de maig de 2023

Les deu candidatures proclamades a Esplugues per a les eleccions del 28M

Les deu candidatures presentades han estat proclamades avui, però amb un ordre una mica diferent: 1. ERC; 2. PSC; 3. ECP; 4. Valents; 5. Cs; 6. PP; 7. Junts; 8. MxUeP; 9. AraPL; 10. Vox.

dijous, 27 d’abril de 2023

Les candidatures presentades a Esplugues a les municipals del 2023

Les deu candidatures presentades a les eleccions municipals del mes de maig són les següents:
1. Valents, amb llista de 21 candidats encapçalada per Fermín Molero.
2. Ciudadanos-Partido de la Ciudadanía (Cs), amb llista de 21 candidats encapçalada per Gemma Garcia.
3. Esquerra Republicana de Catalunya-Acord Municipal (ERC-AM), amb llista 21 de candidats i 4 suplents, amb Roger Martínez Dias de cap de llista i Isabel Almató de número 4.
4. Partit dels Socialistes de Catalunya-Candidatura de Progrés (PSC-CP), amb llista de 21 candidats i 2 suplents encapçalada per l'actual alcaldesa Pilar Díaz, l'actual tinent d'alcalde Eduard Sanz, l'actual regidora Montserrat Zamora, l'actual regidor Oliver Peña i l'actual regidora Sara Forgas.
5. Junts per Esplugues-Compromís Municipal (CM), amb llista 21 candidats i 4 suplents encapçalada per Iban Salvador.
6. Esplugues en Comú Podem-Confluència (ECP-C), amb llista de 21 candidats i 3 suplents encapçalada per Jordi Pérez Pineda i Dolores Castro.
7. Partido Popular/Partit Popular (PP), amb llista de 21 candidats i 3 suplents encapçalada per Marcos Sánchez Siles.
8. Municipalistes Sumant Per a Tu-Som Moviment d'Esquerres de Catalunya (MxUeP-somMEScat), amb llista de 21 candidats i 5 suplents encapçalada per Santi Asensio (MES) i amb membres de la Unión Europea de Pensionistas (UeP).
9. Vox, amb llista de 21 candidats i 3 suplents encapçalada per Daniel Lafuente Arbós.
10. Ara Pacte Local (Ara PL), amb llista de 21 candidats encapçalada per Francisco José Barrios Gutiérrez.

Parc dels Torrents - Esplugues de Llobregat

dissabte, 22 d’abril de 2023

La reversibilitat de l’envelliment biològic

James Patrick White, del Duke Molecular Physiology Institute, i Vadim N. Gladyshev, del Brigham and Women’s Hospital de Harvard, són els autors d’un article que apareix aquesta setmana a la revista Cell Metabolism en el que mostren en estudis en ratolins i en humans com l’edat biològica augmenta per situacions estressants i es restaura en recuperar-s’hi. Jesse R. Poganik, investigador de la Harvard Medical School, és el primer autor d’aquest article que mostra les fluctuacions ràpides de l’edat biològica en ratolins i en humans. Si situacions d’estrès sever (parabiosi, cirurgia, embaràs i covid-19) eleven transitòriament l’edat biològica, s’hi registre en el període de recuperació una reversió d’aquest augment. Aquest procés de recuperació és d’interès en la geroterapèutica, en el sentit que mostra la possibilitat d’una reversió de l’envelliment. Poganik et al. defensen un concepte d’edat biològica (basada en rellotges epigenètics, transcriptòmics i metabolòmics) que és fluid i que pot anar en les dues direcció, és a dir en la direcció de l’envelliment i del rejoveniment.

Els nivells de metilació d’ADN poden servir com a estimació de l’edat biològica o, per ser més precisos, de l’edat epigenètica. Poganik et al. ens mostren com la infecció greu per covid-19 augmentava aquesta edat biològica mentre que durant la recuperació posterior hi havia una reversió parcial d’aquest envelliment.

El concepte d’edat biològica

L’edat biològica d’un organisme es correlaciona amb l’edat cronològica, però no són pas idèntiques. Organismes de la mateixa espècie i de la mateixa edat poden tindre edats biològiques diferents. Malalties, tractaments farmacològics, canvis en l’estil de vida, i exposicions ambientals, poden alterar l’envelliment biològic, especialment accelerant-lo respecte de l’edat cronològica.

L’envelliment biològic actualment es defineix sobretot a partir de rellotges de metilació d’ADN (DNAm). La metilació d’ADN és un dels processos de regulació del material genètic que entren en l’àmbit de l’epigenètica, en el sentit que són modificacions d’ADN que no alteren la seqüència de bases nucleotídiques. Així doncs els rellotges de DNAm són rellotges epigenètics. La base d’aquests rellotges és el fet que la metilació de diversos subconjunts de seqüències CpG es correlaciona amb l’edat cronològica. Val a dir que l’anàlisi d’aquesta informació epigenètica ha requerit l’ús d’algoritmes d’aprenentatge artificial tant en aplicar-los en humans com en ratolins.

Poganik et al. han combinat en aquest estudi els rellotges d’ADNm amb biomarcadors transcriptòmics (de l’ARN que resulta de la transcripció de l’ADN) i metabolòmics (del conjunt de metabòlits de mostres biològiques).

Un model de ratolí de parabiosi heterocrònica

En aquest model, Poganik et al. uneixen quirúrgicament dos ratolins (parabiosi). En la parabiosi isocrònica uneixen quirúrgicament dos ratolins de tres mesos d’edat. En la parabiosi heterocrònica uneixen quirúrgicament un ratolí de tres mesos d’edat amb un ratolí de 20 mesos. Al cap de tres mesos de parabiosi, els ratolins són separats quirúrgicament de nou, i se’ls deixa un període de dos mesos de recuperació.

Teixits d’aquests ratolins són analitzats a través de rellotges de DNAm, mesurant-ne l’acceleració de l’edat epigenètica. Poganik et al. analitzen el rellotge resultant del conjunt de teixits, i també rellotges específics del fetge, del cor, del cervell, del ronyó, del teixit adipós. El rellotge metilòmic que utilitzen és HorvathMammalMethylChip40, que reporta l’estat de metilació d’uns 36.000 llocs de CpG comuns a bona part dels mamífers.

Poganik et al. troben que els fetges dels parabionts heterocrònics joves experimenten un augment significatiu de l’edat biològica, que retorna a la línia de base després del període de recuperació. En el cas dels parabionts isocrònics també s’observa una disminució significativa de l’edat biològica durant el període de recuperació.

Poganik et al. troben el mateix analitzant mostres de fetge mitjançant una tècnica de seqüenciació amb bisulfat (RRBS). La mateixa dinàmica d’envelliment durant l’estrès i de rejoveniment en la recuperació l’observen en el cor, el cervell, el ronyó i el teixit adipós.

L’expressió gènica (=transcripció) també serveix per a la definició d’un rellotge biològic. Poganik et al. troben que el parabionts heterocrònics experimenten un envelliment transcriptòmic que és revertit en la recuperació. Resultats similars troben en aplicar-hi rellotges metabòlics.

Cirurgia major en pacients d’edat avançada

Poganik et al. han examinat el rellotge de DNAm de mostres de sang de pacients vells que han estat sotmesos a cirurgia major. Les mostres d’aquests pacients eren recollides en tres moments: 1) immediatament abans de la cirurgia; 2) el matí posterior a la cirurgia; 3) a 4-7 dies de la cirurgia, prèviament a l’alta hospitalària. Entre els rellotges utilitzats per Poganik et al. hi ha DNAmPhenoAge, DNAmGrimAge i DunedinPACE.

En el cas de pacients sotmesos a una cirurgia reparativa d’una fractura traumàtica de maluc, en les primeres 24 hores de la cirurgia, s’hi registrava un augment de l’edat biològica dels pacients, que era revertit gairebé completament en produir-se l’alta hospitalària.

Val a dir que Poganik et. al no observen el mateix en casos de cirurgia no-traumàtica. En casos de cirurgia de maluc electiva, hi havia una acceleració de l’envelliment que no era revertida al final de l’hospitalització: cal dir que aquests pacients havien superar un triatge per accedir a la cirurgia i seguit un preoperatori de manera que abans de la cirurgia mostraven edats biològiques inferiors a pacients de la seva mateixa edat cronològica.

En pacients sotmesos a una cirurgia colorectal electiva, Poganik et al. no observen canvis significatius en l’edat biològica durant el procés quirúrgic i en el post-operatori.

En l’estudi d’aquestes tres cohorts de pacients, Poganik et al. remarquen que els rellotges de DNAm de primera generació no tenen prou sensibilitat com per detectar-hi canvis. Són els rellotges de segona generació els que sí ho fan.

L’aplicació de rellotges biològics a mostres de sang perifèrica depèn del recompte dels diferents tipus de cèl·lules sanguínies: limfòcits B, limfòcits T, plasmablasts, limfòcits NK, monòcits, etc. En la cohort de cirurgia electiva de maluc hi havia fluctuacions en els nivells de plasmablasts, limfòcits NK i monòcits. En la cohort de cirurgia electiva colorectal no hi havia aquests canvis.

L’edat biològica de ratolins gestants

La gestació és considera un estressor fisiològic per al conjunt de l’organisme, que ha de destinar recursos per als fetus en desenvolupament. Poganik et al. utilitzen un model de ratolins C57BL/6. Es prenien mostres de sang de ratolins en la primera fase de la gestació i en la fase posterior, així com una tercera mostra de sang després de recuperar-se del part.

D’aquestes mostres de sang aïllaven l’ADN i el valoraven per HorvathMammalMethylChip40. Les femelles que havien quedat embarassades després de l’aparellament no mostraven un envelliment biològic superior a les femelles que no havien quedat embarassades segons aquest rellotge. No obstant, després de la recuperació post-part, es registrava una disminució significativa de l’edat biològica.

L’ús d’un rellotge entrenat en el desenvolupament sí que evidenciava que durant la gestació hi havia un envelliment reversible.

L’edat biològica en dones gestants

Poganik et al. han estudiat una base de dades longitudinal de metilació d’ADN de 54 dones gestants. Amb DNAmPhenoAge no hi troben canvis significatius. Amb DNAmGrimAge troben un augment de l’edat biològic del primer a tercer semestre de l’embaràs. Amb DunedinPACE troben augments del primer al segon semestre, i del segon semestre al tercer.

Poganik et al. troben resultats semblants en una cohort de dones afroamericanes i en una cohort de dones sueques. En una altra cohort s’hi feia un seguiment de les primeres sis setmanes posteriors al part: DNAmPhenoAge indicava que en aquest període es produïa una reversió significativa de l’edat biològica.

La covid-19 severa produeix un augment reversible de l’edat biològica

Poganik et al. analitzen una cohort de pacients que donaren positiu per covid-19 per RT-PCR, foren ingressats en una unitat de cures intensives i sobrevisqueren a la malaltia. D’aquests pacients es prengueren múltiples mostres de sang durant l’ingrés hospitalari. La cohort és integrada per 29 pacients, 10 dones i 19 homes. Tenien una edat mitjana de 60 anys. Tots requeriren ventilació mecànica. De mitjana passaren més de 2 setmanes a l’UCI, i més d’un mes d’hospitalització.

DNAmPhenoAge detectava en les dones d’aquesta cohort una disminució significativa de l’edat biològica després de sortir de l’UCI. En els homes no s’observa aquesta disminució, en part perquè presenten una major heterogeneïtat en els valors dels rellotges de DNAm.

Aquesta cohort passà la covid-19 en la primera onada, de març a juny del 2020. Alguns dels pacients foren tractats experimentalment amb hidroxicloroquina, remdesivir i tocilizumab. D’aquests tres fàrmacs, el tocilizumab s’associava amb una major reversió de l’edat biològica. Val a dir que el tocilizumab és un anticòs monoclonal de l’IL-6.

Els canvis en el metil·loma induïts durant l’estrès i durant la recuperació

En els models humans estudiats, Poganik et al. troben 113 CpGs que augmenten de metilació amb l’estrès. N’hi ha 1.688 CpGs que mostren una disminució de metilació durant l’estrès. N’hi ha 80 CpGs que mostren un augment de metilació durant la recuperació, i n’hi ha 3 CpGs que mostren una disminució de metilació durant la recuperació.

Poganik et al. remarquen que l’edat biològica no és ni estàtica ni uniformement accelerada, sinó que pateix canvis reversibles fins i tot en qüestió de mesos o de dies. Aquests canvis són consisteix en diferents rellotges epigenètics. Diferents tipus d’estrès provoquen un augment de l’edat biològica que és revertit en el període posterior de recuperació. És interessant que aquesta reversió fins i tot en una cohort de pacients que han patit una cirurgia de reconstrucció de maluc arran d’una fractura traumàtica, quan són pacients que tenen una mitjana d’edat de 77,9 anys.

Lligams:

- Biological age is increased by stress and restored upon recovery. Jesse R. Poganik, Bohan Zhang, Gurpreet S. Baht, Alexander Tyshkovskiy, Amy Deik, Csaba Kerepesi, Sun Hee Yim, Ake T. Lu, Amin Haghani, Tong Gong, Anna M. Hedman, Ellika Andolf, Göran Pershagen, Catarina Almqvist, Clary B. Clish, Steve Horvath, James P. White, Vadim N. Gladyshev. Cell Metabolism (2023)

- Genòmica del rejoveniment de l’hidrozou ‘Turritopsis dohrnii’ (08/2022).

dimecres, 22 de març de 2023

Teoria de la regularitat d'equacions diferencials no-lineals (Luis A. Caffarelli, Premi Abel 2023)

L'Acadèmia Noruega de Ciències i Lletres ha anunciat avui la concessió del Premi Abel de Matemàtiques a Luis A. Caffarelli "per les seves contribucions fundacionals a la teoria de la regularitat de les equacions diferencials no-lineals incloent-hi problemes de vora lliure i l'equació de Monge-Ampère".

Luis A. Caffarelli

Luis Angel Caffarelli (*Buenos Aires, 8.12.1948). Estudià a la Universidad de Buenos Aires, on obtingué el mestratge (1968) i s'hi doctorà (1972) amb una tesi dirigida per Calixto Calderón. Després d'una estada post-doctoral a la University of Minnesota (1973-1974), fou professor d'aquest centre (1975-1983), del Courant Institute of Mathematical Sciences de la New York University (1980-1982; 1994-1997), de la University of Chicago (1983-1986) i de Princeton (1986-1996). Des del 1997 és professor de matemàtiques de la University of Texas at Austin, i de l'Institute for Computation Engineering and Sciences del mateix centre.

Equacions diferencials parcials

La teoria de la regularitat aplicada a equacions diferencials parcials cerca establir-hi o descartar-hi singularitats. Això contribueix a la descripció i classificació d'equacions diferencials parcials no-lineals.

Entre les aplicacions de la teoria de la regularitat hi ha la solució de problemes sobre sistemes físics de vora lliure, com ara els problemes sobre obstacles.

Un exemple el trobem en les equacions de Navier-Stokes, que modelen el flux de fluids incompressibles. És encara oberta la qüestió de si en tres dimensions aquestes equacions tenen solucions regulars. En el 1982, Caffarelli, juntament amb Kohn i Nirenberg, mostrà que conjunts de singularitats de solucions febles adequades han d'ésser prou petits per no contindre-hi cap corba.

L'equació de Monge-Ampère és una equació diferencial parcial altament no-lineal. S'utilitza en la construcció de superfície de curvatura gaussiana. Amb Nirenberg i Spruck, Caffarelli estudià solucions per a aquesta equació en el 1984.

El problema de transport de massa òptima de Monge-Kantorovich fou tractat per Caffarelli & Vasseur (2010), que oferiren resultats de regularitat profunda per a l'equació quasi-geostròfica. En aquest treball aplicaven el treball de Caffarelli & Silvestre (2007) sobre el fraccional laplacià.

Des del 1999, Caffarelli ha treballat sobre la teoria de l'homogenització.

Lligams:

- Pàgina web de Luis A. Caffarelli a la University of Texas at Austin.

- Partial regularity of suitable weak solutions of the Navier-Stokes equations. Caffarelli, L.; Kohn, R.; Nirenberg, L. Comm. Pure Appl. Math. 35: 771-831 (1982).

- The Dirichlet problem for nonlinear second-order elliptic equations. I. Monge-Ampère equation. Caffarelli, L.; Nirenberg, L.; Spruck, J. Comm. Pure Appl. Math. 37: 369-402 (1984).

- A note on nonlinear homogenization. Caffarelli, L. A. Comm. Pure Appl. Math. 52: 829-838 (1999).

- An extension problem related to the fractional Laplacian. Caffarelli, Luis; Silvestre, Luis. Comm. Partial Differential Equations 32: 1245-1260 (2007).

- Drift diffusion equations with fractional diffusion and the quasi-geostrophic equation. Caffarelli, Luis A.; Vasseur, Alexis. Ann. of Math. (2) 171: 1903-1930 (2010).

dilluns, 20 de març de 2023

El sisè report de síntesi del Panell Intergovernamental d'Experts sobre Canvi Climàtic

Aquests dies el Panell Intergovernamental sobre Canvi Climàtic (IPCC) es troba reunit a Inderlache, localitat situada als peus dels Alps bernesos (imatge). Avui s'ha presentat el resum per a responsables polítics del sisè report de síntesi (AR6), que ha estat redactat sota la presidència de Hoesung Lee, professor de l'Escola d'Energia i Ambient de la Universitat de Corea, amb seu a Seul.

Inderlache - Thunersee

En el report s'insisteix en què existeixen diverses opcions viables i eficaces per a reduir les emissions de gasos d'efecte hivernacle en un esforç de mitigació del canvi climàtic antropogènic, combinat amb opcions d'adaptació a aquest. Aquestes opcions no tan sols entranyarien una reducció de les pèrdues i danys per a la natura i per a les persones, sinó que també aportarien beneficis positius, garantint un futur sostenible i habitable per a tothom.

Ara bé, l'objectiu de limitar l'escalfament global a 1,5 K es presenta actualment com més difícil que fa cinc anys. En aquest lustre no han deixat d'augmentar les emissions de gasos d'efecte hivernacle, la qual cosa mostra que el ritme i l'escala de les mesures adoptades fins ara són insuficients per mitigar el canvi climàtic.

En l'actualitat s'estima que la temperatura global mitjana ha pujat 1,1 K per damunt dels nivells preindustrials. La raó d'aquest augment es troba en la crema de combustibles fòssils, o l'ús desigual i insostenible de l'energia i de la terra. Aquest escalfament es troba al darrera d'una major freqüència i intensitat de fenòmens meteorològics extrems, que constitueix el principal impacte del canvi climàtic sobre la natura i sobre les persones: onades de calor de major intensitat, pluges més fortes, etc. Aquest impacte es tradueix indirectament en inseguretat alimentària i inseguretat hídrica. Alhora, el canvi climàtic té lloc en un context de canvi global, en el qual també hi participa un augment de la conflictivitat armada i d'altres riscos existencials com les pandèmies.

Una de les autores del report, Aditi Mukherji, directora d'Adaptació i Mitigació Climàtiques de l'Institut Internacional de Gestió d'Aigua, ha parlat de la necessitat d'una justícia climàtica, davant del fet que els qui menys han contribuït al canvi climàtic són els qui s'hi veuen més desproporcionadament afectats. Mukherji es refereix a la meitat de la població mundial, que viu en àrees molt vulnerables al canvi climàtic. En aquestes àrees el nombre de víctimes mortals en inundacions, sequeres i tempestes ha estat quinze vegades superior a la mitjana en la darrera dècada.

Per tal de limitat l'escalfament global a 1,5 K seria necessari reduir a la meitat les emissions de gasos d'efecte hivernacle en els propers set anys. Això exigeix limitar-les en tots els sectors. Les mesures de mitigació i d'adaptació han d'anar integrades: accés a energies i tecnologies netes; electrificació amb baixa petjada de carboni; foment del desplaçament a peu, en bicicleta o en transport públic.

La clau de totes aquestes mesures es troba en el finançament. Els sisè report considera que hi ha prou capital en el món per promoure una disminució ràpida de les emissions de gasos d'efecte hivernacle, i per això fan una crida a governs, bancs centrals, reguladors i inversors a treballar-hi.

dissabte, 28 de gener de 2023

Histones en l’organització de la cromatina bacteriana

Genètica molecular: En llibres de text podem llegir, en l’enumeració de contrastos entre les cèl·lules eucariòtiques i les cèl·lules procariòtiques, que en les primeres les histones són els principals constituents proteics de la cromatina mentre que en les segones aquesta funció d’organització dels cromosomes la realitza d’una manera més laxa un seguit d’altres proteïnes. Val a dir però que les histones també tenen un rol important en la majoria d’arqueons, que són organismes tan procariòtics com els bacteris. Així que podem corregir la frase i dir que les histones són els constituents principals de cromatina en eucariotes i en la majoria d’arqueons. Però la cosa no acaba ací. L’anàlisi genòmica de les darreres dècades ha revelat que diversos genomes bacterianes codifiquen proteïnes amb possibles dominis de plegament d’histona. Molt s’ha discutit sobre si aquestes “proteïnes semblants a histones” són equivalents estructurals i funcionals a les veritables histones d’arqueons i d’eucariotes. En aquest debat irromp ara una publicació amb Antoine Hocher i Shawn P. Laursen com a primers autors en el que constaten que en els bacteris Bdellovibrio bacteriovorus i Leptospira interrogants les histones són components principals essencials de la cromatina. Indirectament dedueixen que les histones han de ser funcionalment rellevants en altres clades bacterians. L’anàlisi estructural del dímer la histona Bd0055 de B. bacteriovorus revela una topologia de plegament comparable a la descrita en arqueons i eucariotes. Ara bé, Bd0055 d’uneix a l’ADN d’una manera peculiar, formant-hi una beina de dímers estretament encaixats. Les histones dels genomes d’arqueons, eucariotes i virus, contràriament, són envoltades d’ADN. Hocher et al. conclouen que les histones són components integrals de la cromatina en els tres dominis de l’arbre de la vida, i que el domini dels bacteris no té res a envejar als altres en matèria d’innovació organitzativa.

Electrofotografia d’una cèl·lula de “Bdellovibrio bacteriovorus”

Les histones

Els autors d’aquesta investigació són Antoine Hocher (del Medical Research Council London Institute of Medical Sciences i de l’Imperial College London), Shawn P. Laursen (del Department of Molecular, Cellular, and Developmental Biology de la University of Colorado, amb seu a Boulder), Paul Radford (de la School of Life Sciences de Nottingham), Jess Tyson (Nottingham), Carey Lambert (Nottingham), Kathryn M. Stevens (MRC i Imperial College), Mathieu Picardeau (Institut Pasteur), R. Elizabeth Sockett (Notthingham), Karolin Luger (de Colorado i del Howard Hughes Medical Institute) i Tobias Warnecke (MRC i Imperial College).

Hocher inicià aquest projecte i dugué a terme totes les anàlisis bioinformàtiques, els experiments de seqüenciació i de proteòmica, començant pels cultius bacterians i les anàlisi bioquímiques. Laursen realitzà tot el treball in vitro sobre la Bd0055 expressada en un recombinant d’Escherichia coli: caracterització biofísica, cristal·lografia, anàlisi estructural. Stevens ajudà en l’obtenció de dades d’homòlegs bacterians d’histones. Radford construí les soques de fusió de B. bacteriovorus Bd0055-mCherry i Bd0055-mCitrine, que foren fenotipades al microscopi per Tyson. Lambert i Radford intentaren les delecions del gen bd0055 en cultius de B. bacteriovorus tant depredadors com independents de presa. Picardeau aportà la biomassa per als estudis en l’espiroqueta L. interrogans de bioquímica i d’intent de deleció del gen LA_2458. Els projecte fou supervisat per Sockett, Luger i Warnecke. Hocher, Laursen, Luger i Warnecke dirigiren l’anàlisi i interpretació de dades, i redactaren l’esborrany que ara tenim a les mans.

Els autors agraeixen a la LMS Proteomics Facility la generació de dades d’espectrometria de masses, a la LMS Genomics Facility la seqüenciació d’ARN, i a Annette Ersbse (Colorado) l’assistència en la cristal·lografia. Radford, Tyson, Lambert i Sockett treballaren amb un fons de Wellcome. Hocher, Stevens i Warnecke amb un de UKRI MRC. Luger i Laursen són finançats pel Howard Hughes Medical Institute.

La unitat bàsica de la cromatina en eucariotes és el nucleasoma, consistent en un octàmer d’histones al voltant del qual s’aplega un segment de la doble hèlix d’ADN

La paraula “cromatina” designa el complex d’àcid desoxiribonucleic (ADN) i proteïna que constitueix el component principal del nucli de les cèl·lules eucariotes, és a dir de les cèl·lules que tenen un nucli envoltat per una doble membrana lipídica. La unitat bàsica de la cromatina eucariòtica és el nucleosoma, integrat per quatre proteïnes histones que conformen un octàmer al voltant del qual es disposa la doble hèlix d’ADN en dos girs “superhelicals”. Aquest tret estructural fa que l’ADN quedi especialment protegit. Un sistema complex de control d’accés permet a la maquinària proteica responsable de funcions com la transcripció, la replicació o la reparació d’accedir a l’ADN. Modificacions post-transcripcionals de les histones, com la metilació, constitueixen un element central de la regulació epigenètica.

La història de la recerca en histones arrenca en el 1884, quan Albrecht Kossel reportà l’aïllament d’un component semblant a la peptona i extractable amb àcids dels nuclis d’eritròcits d’oca. Kossel anomenà a aquest component “histona” sense aclarir si ho feia pels termes grecs ἵστημι o ἱστός, però sí assenyalant que sospitava que in vivo aquesta histona es trobaria associada a l’àcid nucleic en els nuclis intactes d’eritròcit. El grup de recerca de James F. Bonner, en els anys 1960, atenent al fet que hom havia descobert histones molt abundants i semblants entre els teixits i organismes més diversos, estudià aquesta proteïna i determinà la seva importància en la regulació dels àcids nucleics, dels quals ja se sabia que eren la molècula de l’herència biològica. La biologia estructural descrigué el ‘plec d’histona’ com un motiu integrat per tres hèlix alfa connectades per dos llaços curts. Aquest ‘plec d’histona’ permet la dimerització de dues molècules d’histona com qui es dóna la mà, tocant el cap d’una amb la cua de l’altra.

Si d’entrada hom els assignava un rol essencialment estructural, de plegament d’ADN, com més anava més evident era el seu paper funcional en la regulació de l’expressió gènica i del cicle cel·lular. Durant força temps hom pensà que les histones eren exclusives dels organismes eucariòtics, però eventualment hom detectà la presència d’histones relativament senzilles (consisteix en un únic plec d’histona) en arqueons. Així hom conclogué que en arqueons hi ha una organització de la cromatina dependent d’aquestes histones minimalistes i d’altres proteïnes associades al nucleoide (NAPs). Aquesta troballa encaixava amb la idea que els arqueons, com a organismes procariòtics, són un pont evolutiu entre els bacteris i els eucariotes. En alguns arqueons les histones són les proteïnes cel·lulars més abundants. En Thermococcus kodakarensis la presència d’histones és imprescindible per a la viabilitat. Els dímers d’histones d’aquests arqueons són envoltats per ADN en contactar-hi a través de tres solcs consecutius de la doble hèlix, és a dir d’una manera semblant a la del nucleosoma eucariòtic. Existeixen, però, importants diferències. Les histones d’eucariotes són heterodímers obligats. En canvis les histones HTkA/B (T. kodakarensis) i HMfA/B (de Methanothermus fervidus) poden formar tant heterodímers com homodímers. Si els heterodímers d’histones eucariotes s’integren en octàmers ben definits, els dímers d’histones arqueanes oligomeritzen en hipernucleosomes de mida variable.

Quan diem que la cèl·lula bacteriana és una cèl·lula procariota, ens referim al fet que el nucli (o nucleoide) cel·lular no es troba separat per una membrana de la resta del citoplasma. L’ADN bacterià, però, o es troba nuu, sinó que en la seva organització participen una sèrie de proteïnes bàsiques NAPs amb capacitat d’unió a l’àcid nucleic. Entre aquestes NAPs hi ha HU i d’altres. Algunes NAPs són exclusives de llinatges bacterians concrets, i d’altres, com la citada HU, són més generals. Ara bé, la deleció de la proteïna HU, que és la NAP més abundant d’Escherichia coli no implica letalitat. Aquesta troballa reforçà la idea d’un rol menor de les NAPs en l’organització del material genètic bacterià, i l’assumpció que no hi havia histones entre els bacteris.

En ampliar-se les bases de dades genòmiques de bacteris, les recerques bioinformàtiques posaren de manifest la presència de possibles dominis de ‘plegament d’histona’ en una fracció petita però variada de llinatges bacterians.

Hocher et al. presenten en aquest estudi resultats que indiquen que en el bacteri Bdellovibrio bacteriovorus les histones són components majoritaris i essencials del nucleoide. In vitro, aquestes histones recobreixen l’ADN linear constituint un filament de nucleohistona. Si entre els eucariotes és l’ADN el que encercla l’octàmer d’histones, en B. bacteriovorus és la histona la que embolcalla la doble hèlix d’ADN.

Una recerca de proteïnes amb plegament d’histona

Hocher parteixen dels dominis de plegament d’histona PF00125, PF00808 i PF09123 per fer una recerca bioinformàtica sobre una base de dades amb 18.343 genomes bacterians del NCBI. Descartaren els resultats corresponents a proteïnes majors de 200 aminoàcids.

Els cultius bacterians analitzats

La recerca assenyalà com a objectiu a B. bacteriovorus HD100. Aquest bacteri és cultivat en plaques que contenen E. coli S17-1, de les quals s’alimenta.

B. bacteriovorus HID13 fou seleccionat pel fet que se’l pot cultivar en el laboratori sense necessita d’un bacteri hoste.

Un altre objectiu fou L. interrogants, que és cultiva en un medi EMJH a 30°C.

Dels cultius bacterians es feien extraccions de proteïna total. També es feien extraccions a partir d’un enriquiment previ de nucleoides cel·lulars. Els extractes de proteïna eren processats per analitzar-los per cromatografia líquida acoblada a espectrometria de masses (LC-MS/MS).

De cultius bacterians també es feia extracció de l’ARN total, que era ulteriorment analitzat en una seqüenciador.

El marcatge amb fluorescència de Bd0055

Mitjançant enginyeria genètica es fusionà el fluoròfor mCherry/mCitrine a l’extrem C- termina de la proteïna Bd0055. Això permetia fer un seguiment d’aquesta histona en microscopi d’epifluorescència.

L’expressió de Bd0055 en E. coli

El gen Bd0055 fou introduït en un vector d’expressió d’E. coli. Així s’aconseguien quantitats d’aquesta proteïna inassolibles en cultius de B. bacteriovorus. Aquesta quantitat de proteïna serví per als estudis de cristal·lografia, i per als experiments d’unió a ADN i de dinàmica molecular.

Mutagènesi dirigida

Hocher et al. intentaren generar mutants de B. bacteriovorus que tinguessin el gen bd0055 delecionat. Quelcom semblant intentaren també en L. interrogans per al gen LA_2458.

Les histones són presents en diversos clades bacterians

En els 18.343 genomes bacterians investigats, Hocher et al. troben 416 proteïnes que contenen un domini de plegament d’histona. No arriba al 2% els genomes bacterians que contenen un domini de plegament d’histones. En canvi, el 93% dels genomes bacterians contenen la proteïna HU. Això ja indica que no hem de pensar pas que les proteïnes de tipus histona siguin gaire abundants o escampats entre els bacteris.

La distribució filogenètica d’histones entre el domini bacterià és indicativa d’una transmissió vertical en certs llinatges i de transmissió horitzontal en uns altres. Hi ha dos clades que s’hi destaquen en la persistència d’histones: Bdellovibrionota i Leptospirales.

Bdellovibrio bacteriovorus HD100 és un predador o paràsit bacterià amb un estil de vida bifàsic: 1) fase de vida lliure; 2) fase invasiva sobre el periplasma de bacteris gramnegatius com E. coli. No és estrany que des de la seva descoberta, en el 1962, hom hagi somniat en utilitzar aquesta “sangonera de bacteris” per combatre infeccions bacterianes en humans i animals. Hocher et al. mostren que en el genoma hi hauria dos gens de possibles histones: Bd0055 i Bd3044. Les dades transcriptòmiques prèvies assenyalaven una alta expressió de Bd0055 particularment durant la replicació activa dins del periplasma de l’hoste. Per això, Hocher et al. decidiren centrar-se en aquesta proteïna.

Hocher et al. remarquen en les imatges de microscopi de fluorescència amb Bd0055 marcada, que aquesta proteïna és absent dels pols cel·lulars, i tampoc no és secretada. La tinció Hoechst indica que es localitza en el nucleoide. La proteïna Bd0055 es troba enriquida 29 vegades en la fracció de nucleoides. En aquesta fracció Bd0055 és la més abundant de les NAPs, superant HU i Dps.

La cristal·lografia indica que Bd0055 forma dímers en els que els monòmers es connecten amb el cap de l’un tocant la cua de l’altre.

En els assaigs d’unió a fragments de 147 bp d’ADN, la proteïna Bd0055 s’uneix sense formar oligòmers estables. L’anàlisi cristal·logràfica de la unió de la proteïna Bd0055 amb fragments d’ADN de 35 bp indica un contacte a través d’un solc menor de la doble hèlix. La doble hèlix, però no es plega al voltant de la proteïna Bd0055, sinó que és la proteïna Bd0055 la que acaba per encerclar l’ADN format un filament de nucleohistona amb una ratio d’un dímer de Bd0055 per cada 2,5 bp d’ADN.

La introducció de mutacions A48H, S45F i I61L a la proteïna Bd0055 permet que aquesta segueixi un comportament més semblant a les histones arqueanes i eucariòtiques. Aquest comportament seria degut a la formació de tetràmers de Bd0055.

L’anàlisi de mutants per deleció del gen bd0055 indica que la proteïna Bd0055 és essencial per al creixement de B. bacteriovorus tant en una soca depredadora com HD100 com en una de vida lliure com HID13.

L’altra histona investigada per Hocher et al. és A0A2H1XGH2, codificada pel gen LA_2458 de Leptospira interrogans. Aquesta espiroqueta és l’agent causal de la leptospirosi que en el nostre entorn afecta sobretot gossos. Aquesta histona també es troba enriquida en el nucleoide, i el gen LA_2458 resulta essencial per a la viabilitat del bacteri.

Hocher et al., doncs, mostren dos exemples de bacteris on histones participen en l’organització de la cromatina. La histona Bd0055 mostra in vitro una interacció amb l’ADN que hom no coneixia entre les histones d’eucariotes i arqueons: la de formar-hi una fibra densa que encapsula la doble hèlix. Hocher et al. aporten indicis en forma de tomogrames de B. bacteriovorus i L. interrogans en els que semblaria que aquestes fibres s’arriben a formar també in vivo. Hipotetitzen que aquesta compactació en fibres de l’ADN ajudaria a la contracció del nucleoide de B. bacteriovorus en la fase prèvia a l’entrada de la cèl·lula depredada o parasitada. Potser la histona de L. interrogans fa un paper semblant en la compactació del nucleoide necessària per al manteniment de la forma filamentosa pròpia d’una espiroqueta. En tot cas tant aquesta com l’altra hipòtesi requeriran estudis addicionals sobre aquests dos bacteris.

En tot cas hem de corregir una idea encara massa arrelada. On dèiem que “en els bacteris no hi ha histones”, ara haurem de dir “en alguns bacteris hi ha histones”.

Electromicrografia on s'observen dues cèl·lules de l'espiroqueta "Leptospira interrogans"

Lligams:

- Histone-organized chromatin in bacteria. Antoine Hocher, Shawn P. Laursen, Paul Radford, Jess Tyson, Carey Lambert, Kathryn M Stevens, Mathieu Picardeau, R. Elizabeth Sockett, Karolin Luger, Tobias Warnecke. https://doi.org/10.1101/2023.01.26.525422