"Los especialistas indican que las llamaradas observadas podrían ser originadas por uno de estos recién formados cadáveres estelares. ¿Qué misterios nos revelarán estas observaciones astronómicas?"
Tl;dr
Una estrella muerta, apodada “el demonio de Tasmania”, revive a 1.000 millones de años luz de la Tierra.
Es un fenómeno LFBOT, destellos brillantes y poderosos que siguen a la muerte de las estrellas.
Los LFBOT desvanecen en pocos días y son un misterio para los astrónomos.
Las llamaradas de AT2022tsd podrían ayudar a entender la actividad de los cadáveres estelares.
El renacimiento de una estrella muerta
A la asombrosa distancia de 1.000 millones de años luz de nuestro planeta, una estrella que había muerto ha recuperado la vida, causando una gran conmoción en la comunidad astronómica. Tras su espectacular muerte, esta estrella lanzó llamaradas de energía durante varios meses, un comportamiento que, según la revista especializada Space, no se asemeja a nada que se haya observado antes en los llamados “cadáveres estelares”.
El demonio de Tasmania, un fenómeno LFBOT
Este tipo de fenómenos son conocidos como LFBOT, siglas en inglés de “óptica azul rápida y transitoria”. Se caracterizan por destellos que, a pesar de su corta duración, son incluso más brillantes y poderosos que la explosión que marca la muerte de las estrellas. Este fenómeno en particular ha sido designado como AT2022tsd, pero los expertos que lo descubrieron le han dado un apodo más descriptivo: “el demonio de Tasmania”.
Un misterio para los astrónomos
En general, los LFBOT desaparecen en pocos días. Fueron observados por primera vez en 2018 y desde entonces han captado la atención de los astrónomos, que ven en ellos un misterio. Sin embargo, las llamaradas inéditas de AT2022tsd podrían ofrecer algunas respuestas a las preguntas que los especialistas se hacen sobre este fenómeno.
Las observaciones del “demonio de Tasmania”, realizadas con 15 telescopios diferentes de todo el mundo, indican que el “motor” que impulsa este fenómeno podría ser un agujero negro o una estrella de neutrones. Según Anna Y. Q. Ho, autora principal de la investigación y profesora asistente de astronomía en la Universidad de Cornell, “No creemos que nada más pueda producir este tipo de erupciones”. Esto podría poner fin al debate sobre qué impulsa este tipo de explosión y revelar un método inusualmente directo para estudiar la actividad de los cadáveres estelares.
Opinión editorial
Estos descubrimientos son un claro ejemplo de cómo la astronomía continúa desafiando nuestros conocimientos y percepciones del universo. Cada nueva observación y descubrimiento ofrece nuevas perspectivas y preguntas, y el “demonio de Tasmania” no es una excepción a esta regla. Este fenómeno, con su comportamiento inusual y sus brillantes destellos, nos recuerda la vital importancia de la investigación y la exploración espacial, ya que, gracias a ellas, podemos entender mejor el universo en el que vivimos y, por extensión, nuestro lugar en él.
Pocas disciplinas han revolucionado tanto el mundo de la ciencia como la que engloba a la teoría cuántica. Desde su primer planteamiento, la cuántica abrió las puertas a un mundo todavía desconocido hasta ese momento, el microscópico, y permitió establecer un nuevo enfoque que explicase el comportamiento de las moléculas, los átomos y el resto de partículas elementales, así como las interacciones que se dan entre ellos.
En su conjunto, es la teoría que se esconde detrás de todos los dispositivos electrónicos que utilizamos hoy en día, los láseres y los nuevos materiales. Sin embargo, detrás de todo ello se esconde la mente de un gran científico alemán: Max Planck.
Conocido por su famosísima ley de la radiación electromagnética, también conocida popularmente como Ley de Planck, este científico representa una de las grandes eminencias de toda la historia de la física. Detrás de su amplia contribución científica, se esconde desde un Premio Nobel hasta un enfrentamiento al mismísimo Hitler en defensa del digno trabajo de los investigadores judíos.
UNA CARRERA EJEMPLAR
Max Planck nació en Kiel, Alemania, el 23 de abril de 1858. Su familia tenía un gran legado académico y entre algunos de sus antepasados se encontraban profesores universitarios, abogados, juristas e, incluso, el padre del Código Civil de Alemania. Este entorno propició que Planck desarrollase todo su potencial entorno a diferentes disciplinas.
Por ejemplo, tenía un gran talento para la música que manifestaba tocando el órgano, el piano y el chelo. También demostraba mucha destreza en el estudio de las ciencias y la filosofía. De hecho, se cuenta que Planck se mostraba dudoso a la hora de escoger la Física como su rama de estudio pues, en aquel entonces, se pensaba que lo esencial ya estaba descubierto y que quedaban muy pocos huecos por llenar.
Sin embargo, finalmente sí se decantó por esa disciplina, la cual estudió en las Universidades de Múnich y Friedrich-Wilhelm. Con tan solo 21 años obtuvo su doctorado presentando una tesis basa en el Segundo Principio de la Termodinámica, exponiendo de esa forma su predilección por esa rama de estudio. A partir de ese momento, Max Planck inició su carrera como profesor universitario, que lo llevó primero a la Universidad de Múnich donde él mismo estudiara y, posteriormente, a la de Berlín. En esta última fue nombrado director de la Cátedra de Física Teórica.
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Retrato de Max Planck, ganador del Nobel de Física en 1918.
Allí en Berlín desarrolló casi por completo su carrera como científico y profesor. Enseñó física durante casi 37 años, en los cuales se ganó una reputación de genio exigente: en todo el tiempo que dio clases, tan solo 20 alumnos lograron graduarse. Ahora bien, entre esos pocos afortunados se encontraban mentes tan asombrosas como la de Lise Meitner, la madre de la fisión nuclear, o los científicos Max Von Laue y Walter Bothe, ganadores del Premio Nobel de Física en 1914 y 1954, respectivamente.
EL PADRE DE LA MECÁNICA CUÁNTICA
Desde su puesto en la Universidad de Berlín, Planck hizo algunas de las mayores aportaciones a la física de todos los tiempos, lo cual lo situó, históricamente, como una de las grandes mentes de esa disciplina. Su primer trabajo de reconocimiento fue, justamente, relacionado con la termodinámica. En él, el físico profundizó en el estudio de la teoría del calor, descubriendo paralelamente a Josiah Gibbs los principios fundamentales de ese modelo, claro está, sin haberlos conocido previamente, pues estos aún no habían sido divulgados públicamente.
Sin embargo, la mayor contribución de Planck llegó en el año 1900, en el cual propuso la ley de radiación electromagnética de un cuerpo negro, conocida popularmente comoLey de Planck. Con ella, el científico fue capaz de describir la radiación que emitía un cuerpo negro en equilibrio térmico. Lo interesante de esta ley es, sin embargo, que para enunciarla fue necesario establecer una constate fundamental, la constante de Planck (denotada mediante una h), que representaba la energía de un solo fotón, es decir, de una partícula de luz.
Poder afirmar que existía esa unidad significaba directamente que la radiación no podía ser absorbida o emitida de forma constante, sino que solo sería posible en determinados momentos y a través de pequeñas cantidades conocidas como “quantos”. Es una medida que trabaja con una escala tan pequeña que no es aplicable al mundo que nos rodea, sino que debe usarse a escala atómica. Esto significó la apertura de la investigación a escala microscópica y, por lo tanto, el punto de inicio de la mecánica cuántica.
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Max Planck en el congreso Solvay de 1911. En la imagen aparecen otros científicos aclamados de la época como Marie Curie, Albert Einstein o Ernest Rutherford.
Durante toda su carrera como investigador, Max Planck desarrolló una fuerte amistad con el también físico Albert Einstein. Ambos trabajaron juntos en sentar las bases de la cuántica tras los hallazgos del alemán. De hecho, mientras que Planck era decano de la facultad de Física de la Universidad de Berlín, Albert Einstein era profesor allí mismo, por lo que la colaboración fue cómoda y sencilla.
LA SEGUNDA GUERRA MUNDIAL
Sin embargo, la vida tranquila y asentada de Planck se vio alterada, como la de la mayor parte de la población mundial, con la llegada de la Segunda Guerra Mundial. El físico, testigo de como todos sus colegas judíos eran obligados a abandonar el laboratorio, quiso expresar su inconformidad ante esa situación. Así, lleno de valentía, se plantó ante el mismísimo Adolf Hitler con el objetivo de convencerlo de que permitiese trabajar a los científicos judíos. Sin embargo, su petición no tuvo éxito y, de hecho, lo puso en el punto de mira por haber mostrado abiertamente su apoyo al colectivo.
Desde ese momento, los siguientes sucesos no hicieron más que ir apagando la vida del aclamado físico. En el año 1944, su casa fue arrasada en un bombardeo, quedando completamente calcinada y reducida a cenizas y obligándolo a él y a su mujer a desplazarse a una pequeña cabaña de una localidad cercana, junto al río Elba. Menos de un año después, en enero del año 1945, los nazis asesinaron a su hijo, Erwin Planck, acusándolo de haber conspirado en contra del dictador y haciendo caso omiso a todas las súplicas de clemencia y piedad de su padre.
Tras la rendición alemana, el matrimonio huyó del pueblo en que se encontraban resguardados para asentarse en una granja hasta que, finalmente, fue localizado por las tropas estadounidenses, quienes lo rescataron del avance de las tropas rusas. Tan solo dos años más tarde, el físico fallecía a la edad de 89 años.
¿Alguna vez te has imaginado qué pensarían las personas de mediados del siglo XIX si tuvieran acceso a toda la tecnología, digitalización y computación con la que vivimos? Seguramente les habría parecido algo inimaginable o, incluso, imposible, tal y como si se tratase de magia.
Pues bien, un pensamiento parecido fue el que tuvo el físico y escritor Arthur C. Clarke a mediados del siglo XX (pero adaptado a la tecnología de su propio tiempo). A este británico le nació la necesidad de hacer ver a la gente que la ciencia no tenía realmente limitaciones y que, en un futuro, llegaría a lograr cosas que sus contemporáneos no podían ni siquiera imaginar.
De esa forma, Arthur Clarke decidió establecer una serie de tres guías formuladas, tal y como si fuesen tres leyes, con las cuales trató de predecir y explicar cómo sería el desarrollo científico en el futuro. Aunque ahora pueda parecer casi algo sacado de la ficción, en ese momento supusieron una predicción de cómo el potencial tecnológico daría sus frutos en el futuro y simbolizaban una forma de poner fe en la ciencia, situándola como el motor de cambio principal.
¿QUIÉN ERA ARTHUR C. CLARKE?
Nacido en el año 1917, Arthur Clarke fue un escritor y científico británico que destacó por sus obras basadas en la ciencia ficción. Aunque no ejerció nunca como científico oficialmente, estudió física y matemáticas en el King’s College de Londres, graduándose en ambas y manifestando un gran interés en la rama de la astronomía y el estudio del cosmos. Sin embargo, en vez de quedarse en el laboratorio y en los ámbitos relacionados con la investigación, Arthur se convirtió en técnico de radares, sirviendo posteriormente a la fuerza aérea británica en el desarrollo de sistemas de defensa durante la Segunda Guerra Mundial.
Uno de sus primeros artículos, el cual le profirió una cierta fama, fue Extra-terrestrial Relays, del año 1945. En él, el escritor explicaba la forma en la que el uso de satélites podría facilitar las comunicaciones a lo largo de todo el mundo, situándose en órbita alrededor del planeta y emitiendo y recibiendo diferentes tipos de ondas. Gracias a esta publicación, la órbita geostacionaria en la que se mueven los satélites pasó a conocerse como órbita Clarke. Además, su reputación aumentó mucho más cuando, en la década de 1960, se convirtió en comentarista de las misiones Apolo.
Entre sus grandes obras de ciencia ficción, en las que plantea su curiosa visión futurista, se encuentra El centinela (1951), novela en la cual se inspiraron las películas de Odisea en el espacio o Cita con Rama. Se trata de un autor reconocido, muchas veces comparado con George Orwell o Isaac Asimov, que además cuenta con un asteroide con su nombre, el 4923 Clarke e, incluso, con una especie de dinosaurio apodado en su honor, el Serendipaceratops arthurcclarkei.
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Retransmisión de la CBS durante la misión Apolo 11 el 24 de julio de 1969. Arthur C. Clarke es el primero por la derecha.
LAS LEYES DE CLARKE
Así, a lo largo de su vida, Arthur Clarke publicó tres leyes con las que trataba de poner sobre la mesa la importancia de la ciencia como motor de desarrollo, así como resaltar que el avance tecnológico alcanzaría objetivos que nadie contemporáneo a él podría llegar a imaginarse. La primera de ellas se publicó por primera vez en el ensayo Hazards of Prophecy: The Failure of Imagination (Peligros de la Profecía: El Fallo de la Imaginación), en 1962. Se enuncia de la siguiente forma: “Cuando un científico distinguido pero de edad avanzada afirma que algo es posible, es casi seguro que tiene razón. Cuando afirma que algo es imposible, es muy probable que esté equivocado”. Se refiere así a que, en la mayor parte de los casos, todo aquello que parece ahora algo fantasioso, en algún momento la ciencia podría llegar a convertirlo en la realidad.
La segunda ley se publicó en su obra Profiles of the future (Perfiles del futuro), en el año 1973, y postula lo siguiente: “La única forma de descubrir los límites de lo posible es aventurarse un poco más allá de ellos hacia lo imposible”. Con este enunciado, Arthur Clarke propone que, mientras la investigación no se detenga y los científicos sigan trabajando, la ciencia seguirá avanzando para adaptar la realidad a los intereses de todos los ciudadanos. Pensemos simplemente en la cura de enfermedades infecciosas, la cual es clave a la hora de garantizar una cierta calidad de vida, y hace tan solo 100 años parecía ser casi un sueño.
Finalmente, la tercera ley, quizás la más famosa de todas, propone: “Cualquier tecnología lo suficientemente avanzada es indistinguible de la magia”. Con este enunciado, Arthur Clarke pretendía resaltar que, seguramente, muchas cosas que han ido evolucionando a lo largo de la historia, parecerían magia para los habitantes de siglos pasados (por ejemplo, un ordenador para alguien de la Edad Media). Además, puede interpretarse también como un llamamiento a no dar nada por imposible y a reflexionar sobre que, realmente, la gente no hace cosas “por arte de magia”, sino que todo viene de una formación.
En passar a piruvat, la glucosa s'oxida. Quan el piruvat passa a lactat, es redueix.
La gràcia de la fermentació és poder obtenir energia SENSE canvis d'oxido-reducció,
perquè justament la reducció del piruvat a lactat COMPENSA l'oxidació de la glucosa fins
a piruvat. Aquest concepte és fonamental. Una fermentació és un procés que permet
obtenir energia sense canvis d'oxido-reducció globals. Per això es pot produir sense
oxigen. Atenció que hi ha bacteris que utilitzen sofre o altres acceptors finals
d'electrons...
RESPIRAR vol dir fer servir l'oxigen com a acceptor final d'electrons. Nosaltres
respirem NADH (i FADH2), els quals provenen fonamentalment del cicle de Krebs però
també de la glucòlisi, de la betaoxidació, etc.
És a dir, "respirar glucosa" vol dir transformar glucosa fins a CO2: glucòlisi (que és
glucosa-piruvat), descarboxilació del piruvat a AcCoA, cicle de Krebs, cadena respiratòria
i fosforilació oxidativa. Pel que fa a la respiració cel·lular, oxidem totalment diverses
biomolècules. Quan oxidem glucosa, el primer pas per a fer-ho és la glucòlisi. Encara que
la glucòlisi no necessiti oxigen directament, cal oxigen per oxidar els NADH produïts
durant la glucòlisi.
Pel que fa a la fermentació (tant la làctica com l'alcohòlica) s’utilitza amb dos
significats: un significat ampli (incloent la glucòlisi) i un de restringit (només les reaccions
a partir del piruvat). Però el significat que té sentit biològic és l'ampli.
En ambdues fermentacions, el procés consisteix en convertir glucosa en lactat o en
etanol i CO2, tot obtenint ATP. L'ATP d'aquestes fermentacions s'obté precisament
durant la glucòlisi, que n'és el començament. No tindria cap sentit biològic fer només la
conversió de piruvat en lactat o en etanol, perquè no produiríem ATP i a més caldria
NADH, que si no es produeix a la glucòlisi s'esgotaria ràpidament.
O dit d'una altra manera, convertir el piruvat en lactat o en etanol i CO2 només té
sentit per poder fer la glucòlisi i obtenir ATP sense esgotar el NAD. Les reaccions finals li
endossen al piruvat els hidrògens que s'havia endut el NADH a la glucòlisi.. Llavors és el
procés sencer (incloent la glucòlisi) el que és una fermentació.
El estudio ha sido realizado por dos investigadoras de la Universidad de Kansas (EEUU), Lauren Scott y Brittany Florkiewicz, tomando como sujetos de estudio a los 53 gatos de una cafetería de Los Ángeles, CatCafé Lounge. En este tipo de locales, llamados cafés de gatos, los clientes pueden conocer a los animales, interactuar y jugar con ellos; y muchos ofrecen también la posibilidad de adoptarlos.
Las investigadoras grabaron en vídeo 194 minutos y 186 interacciones entre los gatos, registraron las expresiones faciales que se daban en distintos contextos y las clasificaron según si eran amistosas, de conflicto o neutras. Todos los animales eran adultos esterilizados y había más o menos la misma proporción de machos y de hembras.
A continuación, usaron un sistema de codificación de expresiones faciales desarrollado específicamente para este estudio, y que consistía en registrar cada combinación única de los factores que intervienen en la expresión: grado de apertura de los labios y de la mandíbula, dilatación de las pupilas, parpadeo, comisuras curvadas de la boca, lamidos de nariz, bigotes prolongados o retraídos, y varias posiciones de las orejas.
Así, registraron un total de 276 expresiones únicas y 26 músculos que intervenían para lograrlas. Este número es sorprendentemente alto: por hacer una comparación con la otra mascota más popular, en estudios similares con perros se han registrado menos de 30 expresiones faciales únicas. Aunque no pudieron descifrar su significado preciso, aproximadamente un 45% de estas expresiones eran amistosas, un 37% agresivas y un 18% eran neutras o ambiguas.
LA COMUNICACIÓN COMO RESULTADO DE LA DOMESTICACIÓN
“El objetivo de nuestro estudio fue documentar los diversos tipos de señales faciales producidas por gatos domesticados durante interacciones afiliativas y no afiliativas con sus congéneres”, señalan las autoras. Una de ellas, Brittany Florkiewicz, se especializa en psicología evolutiva y afirma que estos hallazgos demuestran que la comunicación entre gatos es más compleja de lo que se suponía.Según las investigadoras, la domesticación de los gatos ha tenido un impacto notable en el desarrollo de las expresiones faciales. Sus congéneres salvajes son animales más bien solitarios, por lo que al trasladarse a un ámbito doméstico en el que tienen que convivir con otros gatos han tenido que desarrollar sistemas de comunicación intraespecíficos, es decir, dentro de su misma especie. “La transición a la socialidad intraespecífica a través de la domesticación podría haber resultado en una mayor dependencia de las señales faciales afiliativas que ayudan con los vínculos sociales”.
Las autoras sostienen que el proceso de domesticación ha dado lugar a una mayor variedad de interacciones sociales intraespecíficas entre los gatos, más allá de las expresiones faciales: “Los gatos domesticados a menudo participan en interacciones no afiliativas, pero también muestran numerosos comportamientos afiliativos que son cruciales para gestionar los vínculos sociales”.
Antes del 2010 Synthia no era nada, no existía. Sin embargo, ahora mostraba las características de lo que conocemos como “vivo”. Su existencia no era resultado de la evolución de otro microorganismo, sino delesfuerzo de más de una veintena de investigadoresy de millones de dólares invertidos a una serie de proyectos de genética.Mycoplasma laboratorium, como se llamó al organismo, es una cepa de una bacteria sin pared celular creada artificialmente.
Su producción fue toda una odisea que llevó a un equipo formado por algunos de los mejores genetistas del planeta a inventar nuevas técnicas para poder realizar los experimentos. La idea general del proyecto era estudiar cuál era el número de genes mínimo necesario para crear un organismo vivo, es decir, que pudiese alimentarse, reproducirse y relacionarse con el medio. Por ello, partieron de los organismos con el genoma más pequeño que se conocían en la época y estudiaron los genes que no eran esenciales para mantenerlos con vida.Uno de los organismos, Mycoplasma genitalium parecía el candidato ideal, ya que es capaz de vivir con poco más de 500 genes en su genoma, de 580.070 pares de bases -lo que comúnmente se conocen como “letras” del ADN-.Como referencia, los humanos tenemos unos 20.000 genes que codifican proteínas (las últimas cifras indican 63.494 en total, contando genes no codificantes) y más de 6 mil millones de pares de bases.
LA CREACIÓN DE LA VIDA SINTÉTICA
M. genitalium debe su nombre a que se trata de una bacteria que fue aislada por primera vez en 1981 a partir de muestras del tracto urogenital. La bacteria es capaz de infectar el tracto urinario y genital, tanto de hombres y mujeres, y se trasmite, generalmente, por contacto sexual. En la actualidad, el aumento en el número de casos es de gran preocupación, ya que provoca dolor, problemas en la micción, sangrado, e incluso puede llevar a provocar partos prematuros. Pero en un espacio confinado como el laboratorio tenían otros problemas con este microorganismo. M. genitalium crece muy lentamente, y el parsimonioso ritmo de esta bacteria chocaba frontalmente con la velocidad a la que se han de realizar los experimentos. Por ello, decidieron sustituirlo por M. Mycoides, con un genoma de casi el doble de tamaño.
Para materializar el genoma completo del organismo comenzaron a ensamblar fragmentos de ADN de entre 5000 y 7000 pares de bases como si se tratase de piezas encajables. Durante el proceso, aprovecharon para introducir ciertas “marcas de agua” que indicaban que el genoma era artificial, así como inscripciones en el código genético. Una vez tenían el genoma completo, trataron de insertarlo en el genoma en otro miembro de la familia Mycoplasma, M. capricolum al que le habían extraído completamente el ADN. Llevó varios intentos, las células se resistían a aceptar este ADN foráneo, pero al final observaron un punto azul en una de las colonias bacterianas que significaba que había comenzado una nueva vida. Es decir, consiguieron que esta célula se transformase en la primera bacteria viva que había sido diseñada en un ordenador. Algunos genetistas de renombre como George Church, de Harvard, afirmaron que no se podía tildar a este organismo de sintético, ya que se trataba de una reconstrucción de otro microorganismo. Ahora bien, tras esta primera prueba, necesaria para la creación y el perfeccionamiento de la tecnología, en 2016 presentaron una versión con únicamente 473 genes, a la que denominaron JCVI-syn3.0. Este microorganismo tiene un genoma menor que la de cualquier célula que se replique de forma independiente en la naturaleza y sí está reconocido como la primera bacteria completamente sintética.
LA FAMILIA SINTÉTICA CRECE
Aunque JCVI-syn3.0 es la primera bacteria sintética, no es el primer organismo artificial. 13 años antes, en 2003, el Premio Nobel Hamilton O. Smith y el investigador Clyde A. Hutchison sintetizaron el genoma de un virus bacteriófago -que ataca a bacterias- denominado ΦX174. Sin embargo, este organismo tiene únicamente 5386 pares de bases, 100 veces menos que JCI-syn3.0, y solo se puede reproducir infectando bacterias, por lo que el salto cualitativo es notable.
BERNAL, R.A., HAFENSTEIN, S., ESMERALDA, R., FANE, B.A., ROSSMANN, M.G
Reconstrucción de la estructura de la cápside del virus phiX174
Desde entonces, los avances en las herramientas de edición genética han permitido realizar cambios más precisos en el ADN y modificar las características de las células a placer. Sin embargo, hay grupos que se encargan de tratar de diseñar los microorganismos desde cero. Para estos grupos de investigación, un genoma totalmente sintético y diseñado racionalmente promete oportunidades de control sin precedentes de la función celular. Con estos organismos, por tanto, se podrían producir compuestos con interés industrial en biorreactores de una forma mucho más eficiente a la actual.
Hoy en día sigue siendo extraordinariamente complejo diseñar el genoma de un organismo. En 2019, la universidad ETH de Zurich trató de imitar y mejorar los resultados obtenidos con JCVI-syn3.0, y para ello modificar por ordenador el genoma completo de un organismo denominado Caulobacter crescentus, una bacteria de agua dulce con 6290 genes y 785.701 pares de bases. Tras sustituir 133.313 pares de bases, resultado fue una nueva bacteria denominada Caulobacter ethensis-2.0 con únicamente 799 genes y que, en teoría, era viable. Lamentablemente a fecha de hoy todavía no han podido introducirlo satisfactoriamente en un microorganismo.
UN SALTO EVOLUTIVO MÁS
Por estas razones, 9 artículos publicados en la revista Cell Genomics han causado un revuelo en la comunidad científica. Tras 15 años de intenso trabajo, centros de investigación de Reino Unido, Estados Unidos, China, Singapur, Francia y Australia han recreado de forma sintética los 16 cromosomas que conforman el genoma de la conocida levadura Saccharomyces cerevisiae. Además de ello, han conseguido introducir 7,5 de estos cromosomas sintéticos de vuelta a la levadura con éxito. Como el ADN no está repartido de forma equitativa por los cromosomas, más de un 50% del genoma de la levadura resultante es artificial. Se trata de la primera vez que se consigue modificar con éxito un porcentaje tan elevado de una célula eucariota, mucho más compleja que cualquier bacteria.
CELL/ZHAO ET AL.
Imagen de microscopía electrónica de barrido de la cepa de levadura que tiene ~31% de ADN sintético y muestra una morfología y un comportamiento de gemación normales.
Emplear S. cerevisiae no es fruto del azar, hace miles de años que la humanidad utiliza esta levadura para la producción de pan y bebidas fermentadas, así como otros compuestos químicos. Por ello, comprender y aprender a controlar todas las características de su genoma a ese nivel puede ayudar a obtener nuevos productos alimenticios, químicos y farmacológicos.
LEVADURA 2.0
El nombre de esta nueva levadura es Sc2.0 y presenta una serie de características muy interesantes y nunca vistas anteriormente en ningún organismo. Entre estas características, los investigadores han creado un cromosoma especial. En él se agrupan todos los genes que codifican para el ARN de transferencia, una molécula necesaria para la producción de proteínas en la célula. Normalmente, estos genes se encuentran repartidos por todos los cromosomas, pero los investigadores creen que agrupándolos todos en el mismo pueden aumentar la eficiencia de la levadura.Además, han conseguido introducir un sistema dentro del genoma al que han denominado SCRaMbLE, que permite que los genes se mezcles y se reorganicen. De este modo se pueden obtener poblaciones de levadura distintas y crear una mayor diversidad de forma controlada.
Para insertar los cromosomas artificiales en las levaduras comenzaron cambiando únicamente uno de los cromosomas. Es decir, crearon 16 cepas de levadura distintas, cada una con 15 cromosomas naturales y uno sintético, distinto en cada una de las cepas. Tras realizar una serie de ajustes y comprobar que funcionaban correctamente, las dejaron reproducirse y fueron tomando las levaduras que tenían una mayor cantidad de cromosomas sintéticos. De este modo, obtuvieron levaduras con un número creciente de cromosomas sintéticos dentro de ellas. Para aumentar la eficiencia del método, crearon un sistema llamado “substitución cromosómica” con el que consiguieron transferir 7,5 cromosomas a una de las levaduras.
El próximo reto es acabar de incluir el resto de los cromosomas sintéticos a la levadura y crear, así, el primer organismo eucariota 100% sintético. Aunque ese objetivo sea el fin del proyecto, los investigadores afirman que se trata más bien de un principio. Con un genoma completamente sintético y modificable se puede conseguir que la levadura produzca prácticamente cualquier molécula de interés desde fármacos a bioplásticos o biocombustibles.
