Comunicado de prensa de Business Wire: Rigaku Holdings Corporation
TOKIO, 16 Abr 2026 (BSW) -
Hyuga Hirano (Escuela de Posgrado Unificada de Ciencias Agrícolas de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio, y estudiante de posgrado colaborador del Museo Nacional de Naturaleza y Ciencia (Presidente: Makoto Manabe)); Takashi Kikuchi (Departamento de Laboratorios de Aplicación, Unidad Global de Producto de Rigaku Corporation, empresa perteneciente al grupo Rigaku Holdings); Futa Sakakibara (asesor técnico de la División de Soporte de I+D de Asterism G.K.); Yoshinori Murai (Curador principal del Departamento de Botánica del Museo Nacional de Naturaleza y Ciencia); y otros colegas han logrado determinar las estructuras de más de diez glucósidos fenólicos a partir de una diminuta muestra de una flor de planta alpina, mediante el desarrollo de un método de análisis de trazas. Este logro es particularmente significativo, ya que las plantas alpinas suelen ser pequeñas y difíciles de recolectar debido a consideraciones legales, éticas y ambientales, lo que da lugar a una disponibilidad extremadamente limitada de muestras. Determinar las estructuras de numerosos componentes químicos a partir de una muestra tan reducida representa un avance pionero para la investigación.
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Figure 1: Pincushion plant (Diapensia lapponica) in bloom, growing in alpine rocky areas. Its distribution in Japan extends from the Chubu region of Honshu to Hokkaido.
El método desarrollado por el equipo de investigación no solo puede aplicarse al análisis de los componentes químicos de las plantas, sino también a la exploración de recursos poco aprovechados para una amplia variedad de campos, incluidas la física, la agricultura y las ciencias farmacéuticas.
Los resultados de la investigación se publicaron en línea el 22 de febrero de 2026 en la Journal of Molecular Structure. También han sido publicados estudios relacionados que emplean técnicas similares en la Biochemical Systematics and Ecology.
Resumen de la investigación:
-- Se estableció un método para aislar y cristalizar componentes químicos presentes en trazas.
-- El análisis estructural de los componentes cristalizados se llevó a cabo con éxito mediante técnicas analíticas como la difracción de rayos X de monocristal (SC-XRD) y la difracción electrónica de microcristales (MicroED).
-- Mediante este enfoque, se logró determinar la estructura de compuestos fenólicos en plantas alpinas de las que es difícil obtener muestras de investigación, lo que permitió identificar una amplia diversidad de compuestos fenólicos presentes en las flores de Diapensia lapponica.
-- Durante el desarrollo de este método, estudios relacionados también condujeron al descubrimiento de compuestos asociados a mecanismos de adaptación química y a características filogenéticas en las plantas.
1. Antecedentes y resultados
Las plantas alpinas se distribuyen en las zonas alpinas y subalpinas de Japón. Para resistir las condiciones ambientales propias de estos entornos, como la intensa radiación ultravioleta y las bajas temperaturas, estas plantas se adaptan sintetizando y acumulando compuestos químicos conocidos como compuestos fenólicos. Muchos de estos compuestos también son reconocidos como posibles recursos naturales. Dado que las plantas alpinas han sido menos estudiadas que las de zonas bajas, se espera un mayor desarrollo de la investigación en este campo. Al mismo tiempo, las condiciones extremas en las que crecen las plantas alpinas hacen que su tamaño sea reducido. Además, su distribución se limita a regiones de gran altitud, por lo que son relativamente escasas. Incluso en el ámbito académico, las consideraciones legales, de permisos y éticas exigen que la recolección de plantas sea estrictamente limitada para minimizar la intervención humana en los ecosistemas alpinos. En consecuencia, la cantidad de muestra disponible para el análisis estructural es extremadamente reducida.
El equipo de investigación estaba desarrollando un método para analizar los componentes de muestras en trazas. En ese estudio, utilizando una muestra muy pequeña de flores de la planta alpina Diapensia lapponica, el equipo aisló y purificó componentes individuales mediante cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC) y determinó sus pesos moleculares mediante espectrometría de masas de tiempo de vuelo con cuadrupolo (QTOF-MS). Posteriormente, el equipo desarrolló un método para optimizar la cristalización de cada componente.
Mediante la aplicación de técnicas analíticas como la difracción de rayos X de monocristal (SC-XRD) y la difracción electrónica de microcristales (MicroED), que permiten determinar estructuras a partir de cristales de aproximadamente una centésima parte del tamaño requerido por los métodos convencionales, el equipo logró determinar con éxito las estructuras de componentes presentes en trazas a partir de muestras extremadamente pequeñas. Los resultados demostraron que Diapensia lapponica, que prospera en entornos alpinos extremos, contiene flavonoides y otros compuestos fenólicos, incluidos glucósidos de quercetina. Estos compuestos han despertado un creciente interés en los últimos años como ingredientes funcionales con posibles beneficios para la salud.
En resultados vinculados, publicados en la Biochemical Systematics and Ecology, el equipo de investigación también logró aislar y determinar las estructuras de numerosos compuestos a partir de las hojas de la misma planta, con lo que descubrieron sustancias que contribuyen a la protección contra la radiación ultravioleta y a la actividad antioxidante. El estudio reveló además que la acumulación de algunos compuestos varía según la región geográfica, desde la región de Chubu en Honshu hasta Hokkaido. El presente estudio representa un avance respecto de estos hallazgos previos.
2. Notas
Cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC): técnica analítica que permite separar y detectar componentes en función de sus diferentes interacciones con una fase móvil (disolvente) y una fase estacionaria (columna). El sistema de HPLC preparativo que se muestra en la Figura 2 se utilizó para aislar cada componente.
Espectrometría de masas de tiempo de vuelo con cuadrupolo (QTOF-MS): técnica de espectrometría de masas que combina analizadores cuadrupolar y de tiempo de vuelo para lograr alta precisión de masa, resolución y sensibilidad. El sistema LC-QTOF-MS que se muestra en la figura 2 integra la HPLC con la QTOF-MS.
Difracción de rayos X de monocristal (SC-XRD): método en el que los cristales de la muestra se irradian con un haz de rayos X, y el patrón de difracción resultante se utiliza para determinar directamente la estructura molecular tridimensional.
Difracción electrónica de microcristales (MicroED): técnica de análisis estructural que utiliza un haz de electrones en lugar de rayos X, lo que permite determinar estructuras a partir de cristales mucho más pequeños, de tamaño submicrométrico.
3. Direcciones a futuro
En el desarrollo del método analítico descrito, el equipo de investigación utilizó muestras de la denominada "pincushion plant" (escabiosa japónica), una especie alpina con una distribución geográfica relativamente amplia. Actualmente, el equipo está aplicando este método al análisis de especies vegetales más raras, incluidas especies endémicas de Japón y especies en peligro de extinción.
Se espera que este enfoque facilite la identificación de componentes presentes en trazas en plantas que anteriormente eran difíciles de analizar, así como la exploración de recursos biológicos novedosos y poco aprovechados. Asimismo, el método tiene una amplia aplicabilidad en diversos campos, incluidas la física, las ciencias agrícolas y las ciencias farmacéuticas, y se prevé que constituya una importante fuente de información básica tanto para la investigación fundamental como para la aplicada.
4. Ponencias presentadas
Título: Sustainable micro-scale identification of phenolic glycosides in alpine flower through single-crystal structure analysis (Identificación sostenible a microescala de glucósidos fenólicos en flores alpinas mediante análisis estructural de monocristal) Autores: Hyuga Hirano, Takashi Kikuchi, Futa Sakakibara, Yoshinori Murai Publicación: Journal of Molecular Structure , 145740 (en línea el 22 de febrero de 2026)
Artículo relacionado Título: Phenolic compound diversity reflecting phylogeographic structure of Diapensia lapponica subsp. obovata (Diapensiaceae) populations in Japan (Diversidad de compuestos fenólicos que refleja la estructura filogeográfica de las poblaciones de Diapensia lapponica, subespecie de obovata (Diapensiaceae) en Japón) Autores: Hyuga Hirano, Toshiyo Kato, Keiichi Noguchi, Hisahiro Kai, Takuro Ito, Takashi Kikuchi, Futa Sakakibara, Yoshinori Murai Publicación: Biochemical Systematics and Ecology, 125: 105168 (en línea el 20 de noviembre de 2025; publicación impresa prevista para abril de 2026)
Esta investigación fue financiada por subvenciones KAKENHI de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (JSPS) (números JP23K05503 y JP24KJ1011) y por el programa "Integrated Research on Extreme Environments" del Museo Nacional de Naturaleza y Ciencia de Japón.
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Contacto
(Consultas sobre la investigación) Sawa Himeno Director del Departamento de Comunicación Rigaku Holdings Corporation Correo electrónico: prad@rigaku.co.jp Yoshinori Murai Curador principal del Departamento de Botánica del Museo Nacional de Naturaleza y Ciencia Profesor asociado de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio Correo electrónico: murai@kahaku.go.jp Futa Sakakibara Asesor técnico de la División de Apoyo a I+D Asterism G.K. Correo electrónico: lab@asterism.co.jp Página web: https://www.asterism.co.jp (Consultas con los medios) Sawa Himeno Director del Departamento de Comunicación Rigaku Holdings Corporation Correo electrónico: prad@rigaku.co.jp Yuichi Inaba Contacto de prensa para actividades de investigación, sección de Promoción y Gestión de la Investigación del Departamento de Administración de Empresas Museo Nacional de Naturaleza y Ciencia Correo electrónico: t-shuzai@kahaku.go.jp Teléfono: +81-29-853-8984 FAX: +81-29-853-8998 Honoka Midorikawa Contacto para Asterism G.K., XiS WORKSITE XiS INC. Correo electrónico: xis_worksite@orientalgiken.co.jp Teléfono: +81-90-2524-8753 Página web: https://www.orientalgiken.co.jp/xis_worksite Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio Oficina de Relaciones Públicas Correo electrónico: koho2@cc.tuat.ac.jp
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