Marta Estrada Miyares (doctorada en biologia)
Daniela Bayarri Jaso
Marc Sánchez Calpe
viernes, 25 de octubre de 2019
miércoles, 23 de octubre de 2019
El día que el imán más poderoso del mundo hizo explotar el laboratorio que lo había creado
Hace aproximadamente un año, se concibió el imán más poderoso del mundo, allá en septiembre de 2018, por parte de investigadores de la Universidad de Japón.
Este alcanzó un récord de 1.200 teslas, 400 veces más fuerte que una resonancia magnética. Mirad cómo explota en el siguiente video.
Más de mil teslas
Como podéis ver en el siguiente diagrama, el generador de campo magnético de 1.200 teslas de la Universidad de Tokio está alimentado por un banco de condensadores (a la izquierda, blanco) capaces de almacenar 5 megajulios. La energía de los condensadores fluye hacia la bobina primaria (abajo a la izquierda, gris) e induce una corriente y campo magnético en el revestimiento (naranja). Esto implosiona el revestimiento en 40 microsegundos, comprimiendo el campo magnético (abajo a la derecha).
El estudio del desarrollo de este imán, publicado en Review of Scientific Instruments, el equipo utilizó una técnica conocida como compresión de flujo electromagnético (EMFC). El instrumento, que genera un campo magnético de baja potencia de 3,2 teslas, se unió a una fila de condensadores que generan 3,2 megajulios, que es una gran cantidad de energía.
Esto comprime el campo magnético en un área diminuta de forma muy rápida. Pero, como predijo el equipo, no se puede comprimir por mucho tiempo, eventualmente creando una onda de choque que destroza el instrumento. Esperaban que esto sucediera después de aproximadamente 700 teslas, pero llegó a 1.200 antes de explotar. Según explicó el investigador principal Takeyama, cuando se alcanza esta cantidad de teslas:
Se puede observar el movimiento de los electrones fuera de los entornos materiales en los que normalmente se encuentran. Entonces podemos estudiarlos bajo una luz completamente nueva y explorar nuevos tipos de dispositivos electrónicos. Esta investigación también podría ser útil para quienes trabajan en la generación de energía de fusión.
Aquí el vídeo de este potente imán:
Sergio Parra
Nueva tecnica de corrección genomica
SUSANNA M. HAMILTON, BROAD INSTITUTE COMMUNICATION
Científicos del Instituto Broad del MIT y Harvard (Estados Unidos) han desarrollado una nueva técnica de edición del genoma CRISPR, denominada prime editing, que tiene el potencial de corregir hasta el 89% de las variaciones genéticas conocidas que causan enfermedades.
Esta técnica combina dos de las proteínas más importantes de la biología molecular, CRISPR-Cas9 y una transcriptasa inversa, así como un nuevo ARN para realizar inserciones, eliminaciones y todos los posibles cambios de una sola letra en el ADN de las células humanas. Así, es capaz de editar directamente células humanas de una manera «precisa, eficiente y altamente versátil», según explican sus creadores en un artículo científico en la revista Nature.
«Una de las principales aspiraciones de las ciencias biológicas moleculares es la capacidad de realizar con precisión cualquier cambio en el genoma en cualquier lugar. No conocemos otra tecnología de edición en células de mamíferos que ofrezca este nivel de versatilidad y precisión con tan pocos subproductos», argumenta el autor principal del trabajo, David Liu, quien puntualiza que su aplicación real en humanos aún está lejos.
Por el momento, el equipo ha demostrado la capacidad de ‘prime editing’ para corregir con precisión las variantes genéticas que causan la anemia de células falciformes, también denominada anemia drepanocítica, lo que requiere la conversión de una base de ADN T en una A, y la enfermedad de Tay-Sachs, que requiere la eliminación de cuatro letras de ADN en una ubicación precisa en el genoma.
Los investigadores también han conseguido una variedad de tipos de edición exitosos en células humanas y neuronas primarias de ratones, incluyendo las 12 maneras posibles de reemplazar una letra de ADN por otra, inserciones de nuevos segmentos de ADN de hasta 44 letras de ADN de largo, eliminaciones precisas de hasta 80 letras de ADN, y modificaciones que combinan estos diferentes tipos de ediciones.
«Con ‘prime editing’, ahora podemos corregir directamente la mutación de la anemia drepanocítica a la secuencia normal y eliminar las cuatro bases de ADN adicionales que causan la enfermedad de Tay-Sachs, sin cortar el ADN por completo ni necesitar plantillas de ADN. La clave de este sistema es que hay pocas restricciones en la secuencia editada», comenta Liu.
‘Prime editing’ difiere de los anteriores sistemas de edición genómica en que utiliza el ARN para dirigir la inserción de nuevas secuencias de ADN en las células humanas. La primera herramienta CRISPR utilizada para la edición del genoma en células humanas fue la proteína Cas9, que hace rupturas cercanas en cada hebra de ADN, cortando el ADN por completo. Estas herramientas pueden alterar los genes diana en un lugar específico y luego hacer posible añadir nuevas secuencias mediante la recombinación de nuevo ADN en el sitio, dirigido por la propia célula.
El nuevo sistema implica acoplar Cas9 a una proteína diferente llamada transcriptasa inversa. El complejo molecular utiliza una hebra del sitio del ADN diana para iniciar la escritura directa de información genética editada en el genoma. Un nuevo tipo de ARN guía, llamado pegRNA, dirige al editor principal a su objetivo, donde un Cas9 modificado corta una hebra del ADN. El pegRNA también contiene nucleótidos de ARN adicionales que codifican la nueva secuencia editada. Para transferir esta información, el elemento de transcriptasa inversa lee la extensión del ARN y escribe los nucleótidos de ADN correspondientes en el objetivo.
El equipo de investigación tiene la intención de continuar optimizando ‘prime editing’, incluyendo la maximización de su eficiencia en muchos tipos de células diferentes, investigando más a fondo sus efectos potenciales en las células, pruebas adicionales en modelos celulares y animales de la enfermedad, y explorando los mecanismos en animales para facilitar una posible aplicación terapéutica en humanos.
Posiblemente estemos solos en el universo
El universo es tan grande que es imposible que seamos la única especie inteligente ahí fuera, ¿verdad? Y sin embargo aún no hemos hallado pruebas de otras civilizaciones aparte de la nuestra. Una nueva teoría esgrime la biología evolutiva para responder a esa paradoja, y no es una respuesta agradable.
Se calcula que solo en nuestra galaxia, la Vía Láctea, hay más de 100.000 millones de estrellas, y muchas de ellas tienen varios planetas a su alrededor. Y eso si consideramos solo la Vía Láctea, pero en el universo visible hay más de un billón de galaxias como la nuestra o incluso más grandes. Sabemos que los planetas con condiciones para albergar vida como la nuestra son muy raros (De hecho solo conocemos uno, el nuestro), pero el universo es tan imposiblemente vasto que parece inconcebible que la vida no se haya abierto camino en otra parte. La realidad, sin embargo, es testaruda, y nos recuerda que aún no hemos hallado ninguna prueba de vida inteligente. A ese aparente sinsentido se leconoce como Paradoja de Fermi, y el ser humano lleva décadas tratando de encontrar una respuesta satisfactoria.
La última de esas respuestas nos llega de la Universidad de Bath. El paleontólogo y biólogo evolutivo Nick Longrich escribe un interesantísimo artículo en The Conversation que responde a la Paradoja de Fermi desde la perspectiva de la evolución.
A menudo señalamos la evolución convergente como una justificación de que debe existir vida en otros planetas. Por evolución convergente entendemos el fenómeno por el que diferentes especies llegan a la misma solución evolutiva. Pensemos en cosas como las alas, las aletas o las mandíbulas. Si hay tantas especies de animales de todo tipo que han llegado a estas soluciones evolutivas es lógico pensar que en otro planeta la vida pueda llegar a las mismas conclusiones, ¿no?
Puede que no. Longrich explica que todos estos fenómenos de evolución convergente han tenido lugar en un único linaje evolutivo, el de los eumetazoos (Eumetazoa). Todos los animales, plantas y microorganismos que se te ocurran (incluyéndonos nosotros) pertenecen a esta vasta familia con una cosa en común: estamos formados por tejidos creados a partir de la especialización celular. Todos los eumetazoos provienen de un único ancestro filogenético. En otras palabras, la vida como tal procede de un suceso único. Solo pasó una vez.
¿Qué posibilidades hay de que ese suceso único vuelva a pasar? Incluso aunque sabemos que la mayor parte de planetas son inhabitables, sigue habiendo demasiados como para que esa lotería no vuelva a tocar. La cosa se complica cuando comenzamos a hablar de vida inteligente, el meollo de la Paradoja de Fermi.
La aparición de la vida no es el único suceso improbable que tiene que ocurrir para que haya vida inteligente. La evolución de la vida en la Tierra está plagada de saltos evolutivos que tuvieron lugar solo una vez. La fotosíntesis, por ejemplo, solo sucedió una vez. La aparición de células complejas, la aparición de animales con esqueleto interno, la aparición del dimorfismo sexual y, por supuesto, la aparición de la inteligencia. Todos esas adaptaciones evolutivas son extremadamente raras hasta el punto de que son únicas. Lo que nuestra especie es hoy no es el resultado de que nos tocara la lotería una vez. Es que nos tocó una vez, y otra, y otra, y otra...
Para empeorar las cosas, el proceso dista mucho de ser rápido. La fotosíntesis tardo 1.500 millones de años en aparecer sobre la Tierra. Las células complejas necesitaron 2.700 millones de años, los animales complejos 4.000 millones de años... Las adaptaciones evolutivas críticas necesitan de un prolongado período de quietud del que puede que no disfruten todos los planetas. Al final, la aparición de vida inteligente es el resultado de una cadena de casualidades tan improbables que puede que no se haya repetido por mucho que nos guste creer lo contrario. Longrich termina su artículo comparando la evolución con el teorema del mono infinito. Se supone que un mono pulsando teclas al azar durante un tiempo infinito sería capaz de escribir el Quijote tarde o temprano. Puede ser, pero hay máquinas simulando este experimento desde hace años y ninguna ha conseguido ni acercarse a esa casualidad cósmica. Quizá nosotros seamos precisamente esa casualidad en el Universo. [The Conversation vía Science Alert]
Carlos Zahumensky
miércoles, 16 de octubre de 2019
Un científico de la NASA afirma que encontraron vida en Marte en la década de 1970
¿Y si ya tuviéramos una prueba de vida en Marte? ¿Y si esa prueba tuvo lugar hace varias décadas? Esta es la gran incógnita que arroja Gilbert V. Levin, ex científico de la NASA, asegurando en un artículo para Scientic American que en 1976 su investigación en el Planeta Rojo encontró resultados positivos.
Para ponernos en contexto tenemos que retroceder a la década de 1970, momento en que la NASA envió los dos sondas espaciales Viking a Marte. La misión proporcionó gran conocimiento sobre el planeta, pero también arrojó algunos resultados sorprendentes.
Uno de los experimentos dio la primera pista posible de que habíamos detectado rastros de vida en Marte. Sin embargo, la evidencia no fue concluyente, o eso era lo que teníamos entendido hasta ahora. Uno de los investigadores principales fue precisamente Gilbert Levin, y ahora dice a través de un artículo en Scientific American que está convencido de que en ese momento encontramos por primera vez una prueba inequívoca de vida extraterrestre.
El experimento, denominado Labeled Release (LR), tenía una configuración más o menos simple. Se trataba de una muestra de suelo marciano que recibió una gota de nutrientes diluidos marcados con un isótopo de carbono radiactivo. Si las formas de vida emitieran dióxido de carbono en Marte, liberarían la etiqueta radiactiva y el experimento la detectaría.
¿Qué ocurrió? La historia cuenta que las dos sondas realizaron el experimento. Una recolectó una muestra expuesta a la luz solar, y la otra recolectó una muestra de debajo de una roca. Ambos experimentos informaron de una detección. Luego, el experimento se repitió después de una semana usando la misma muestra, pero en aquella ocasión no se detectó nada.
En 1976, Levin y su compañera en el experimento, la doctora Patricia Ann Straat, consideraron que los resultados no eran concluyentes. Y dado que el Viking Molecular Analysis Experiment no pudo detectar la materia orgánica, la NASA concluyó que lo que sea que causó la detección del LR fue una reacción química que imitaba la vida, en el mejor de los casos.
Sin embargo, en los últimos años tanto Levin como Straat han reconsiderado los hallazgos, argumentando ahora que la investigación de la década de los 70 fue la primera detección de vida extraterrestre, y señalando que este y muchos otros hallazgos de los últimos 43 años hacen que la vida en Marte sea mucho más que un gran posibilidad. Según cuenta Levin en Scientific American:
¿Cuál es la evidencia contra la posibilidad de vida en Marte? El hecho sorprendente es que no hay ninguna. Además, los estudios de laboratorio han demostrado que algunos microorganismos terrestres podrían sobrevivir y crecer en Marte.
Lo cierto es que, creamos o no al científico, y aunque no podemos tomar la falta de evidencia contraria como prueba de que efectivamente hay vida en Marte, Levin tiene razón al decir que no se puede descartar la posibilidad. El científico también argumenta que la NASA debería realizar un experimento como el LR otra vez. Según el investigador:
La NASA ya ha anunciado que su módulo de aterrizaje de Marte 2020 no contendrá una prueba de detección de vida. De acuerdo con un protocolo científico bien establecido, creo que se debe hacer un esfuerzo para poner los experimentos de detección de vida en la próxima misión de Marte posible. Yo y mi coexperimentadora hemos propuesto formal e informalmente que el experimento LR, enmendado con la capacidad de detectar el metabolismo quiral, sea enviado a Marte para confirmar la existencia de vida: las reacciones químicas no biológicas no distinguen entre “moléculas orgánicas zurdas y diestras”, pero todos los seres vivos lo hacen.
“Un jurado tan objetivo podría concluir, como lo hice yo, que el Viking LR encontró vida”, zanja el científico en su artículo. [Scientific American via CNN]
Bulos y mitos sobre los alimentos transgénicos
Los alimentos transgénicos, cuya denominación técnica es organismos modificados genéticamente (OMG) son motivo de controversia por varios motivos, como la seguridad de su consumo, lo que hace que a su alrededor circulen bulos y mitos.
“Los transgénicos han sido motivo de controversia durante los últimos años, lo cual ha conllevado a generar confusiones y miedos por parte de la población general en cuanto a su consumo”, confirma en una entrevista la secretaria científica de la Sociedad Española de Dietética y Ciencias de la Alimentación (SEDCA), la dietista-nutricionista Andrea Calderón.
Los transgénicos han sido motivo de controversia durante los últimos años, lo cual ha conllevado a generar confusiones y miedos por parte de la población general en cuanto a su consumo”
En este contexto, “hay muchos mitos y bulos sobre su producción o los efectos que tiene su consumo que es importante aclarar para proporcionar a la gente la capacidad de decidir con criterios veraces si quieren consumirlos o no”, agrega la experta.
En primer lugar, es necesario definir concretamente qué son los alimentos transgénicos. Según Calderón, un alimento transgénico “es aquel que se ha producido mediante ingeniería genética, es decir, mediante la modificación de su genética”. “En otras palabras, un alimento transgénico es aquel que proviene de un organismo vivo al que se le ha modificado uno o varios genes, mediante recombinación o inclusión de nuevos genes”, resume la experta.
El propósito es “obtener un alimento con alguna característica diferente al convencional”, desvela la dietista-nutricionista, que incide en que estos alimentos ofrecen “algún aspecto mejorado” o “ventajas respecto al convencional”. Por ejemplo, se puede mejorar su valor nutritivo, su desarrollo, su resistencia frente a factores externos o su productividad. Estas mejoras no producen “ningún perjuicio en la salud del consumidor y son totalmente seguros”, especifica la secretaria científica de la SEDCA.
Son ejemplos de alimentos transgénicos el maíz BT o el arroz dorado. El maíz BT es un maíz “al que se le incorporó un gen procedente de la bacteria thurigensis (bt) para que fuera resistente al taladro, una plaga muy común que ataca al maíz. Es 100 por ciento seguro e inocuo para la salud humana, por lo que su consumo no nos supone absolutamente ningún peligro”, detalla Calderón.
Son ejemplos de alimentos transgénicos el maíz BT o el arroz dorado
En cuanto al arroz dorado, las modificaciones se centran en la mejora organoléptica, del sabor, olor o textura, y su composición nutricional. “Este es un tipo de arroz enriquecido con betacarotenos,, unos componentes bioactivos antioxidantes que en nuestro organismo tienen diversos beneficios, además de poder transformarse en vitamina A activa”, revela la experta.
Por lo tanto, “este arroz es mucho más rico nutricionalmente que el convencional y podría incluso tener un uso en lugares en desarrollo en los que la prevalencia de déficit de vitamina A es mayor para combatir su carencia”, muestra Calderón, que agrega que, de hecho, “uno de los principales planteamientos iniciales del cultivo de OMG era reducir las cifras de desnutrición en el mundo mediante alimentos optimizados en su composición en determinados nutrientes”.
Miedo a consumir alimentos ‘irreales’
Sus supuestos perjuicios y su supuesta poca seguridad son el eje de las críticas que se hacen a los OMG. “El debate en este tema proviene, por un lado, de las ideas equivocadas de la gente de que si consumen alimentos transgénicos es algo así como consumiralimentos irreales, creados en laboratorio u hormonados con fármacos y compuestos extraños que les han metido y que vamos a terminar ingiriendo, pero nada más lejos de la realidad, no llevan nada de eso”, hace hincapié Calderón.
“Es importante que la gente deje de tener miedo a comer transgénicos sin saberlo o considere que la industria le está engañando”, continúa la experta. De hecho, actualmente, apenas se encuentran alimentos de estas características en el mercado, “en gran medida por el miedo de los productores de que su producto sea rechazado o temido”, puntualiza la dietista-nutricionista, que indica que “la producción y cultivo de alimentos transgénicos a día de hoy es baja”.
Además, “es necesario un proceso de investigación y aprobación lento y complejo. En Europa, un alimento transgénico en venta requiere de la aprobación de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA, por sus siglas en inglés)”, detalla Calderón. Por otra parte, “es obligatorio su indicación en el etiquetado nutricional como ‘OMG’, por lo que, en caso de consumirlo, vamos a saberlo”, señala la secretaria científica de la SEDCA.
Por lo tanto, “el consumo de alimentos transgénicos, en conclusión, es totalmente seguro para la salud del consumidor en todos los casos, y lleva un proceso de investigación muy exigente, previo a su puesta en comercialización. Por esa parte no debemos preocuparnos en absoluto”, zanja la experta.
La cuestión medioambiental
Calderón comenta que “otro de los mayores debates respecto al aproducción de OMG es la cuestión ambiental: si pueden contaminar el medio ambiente o suponer un impacto ambiental negativo, o si pueden causar perjuicios a la biodiversidad del entorno a largo plazo”.
En este caso, actualmente, “se considera que mientras se sigan correctamente los protocolos de seguridad y la legislación relacionada con los transgénicos, su cultivo y producción es totalmente seguro para el medio ambiente, y no hay riesgo de que se crucen con las especies originales o que tengan impacto negativo en otras especies del medio”, desmiente la dietista-nutricionista.
Los productos transgénicos que se comercialicen son 100 por ciento seguros para el consumidor, inocuos para su salud y no pueden provocar ningún tipo de toxicidad”
No obstante, malas prácticas en agricultura o ganadería son las que buscan “una mayor producción a toda costa, pese a que cueste daños al medio ambiente”, recuerda la experta, y esto es más perjudicial que la introducción de OMG. “Aún así, sigue siendo motivo de controversia y algunas asociaciones son reacias a ellos por miedo, sobre todo, a los efectos medioambientales”, lamenta Calderón.
“Los productos transgénicos que se comercialicen son 100 por ciento seguros para el consumidor, inocuos para su salud y no pueden provocar ningún tipo de toxicidad. Respecto a la cuestión medioambiental, parece ser que siguiendo buenas prácticas tampoco supone ningún perjuicio por lo que, en conclusión, podemos no tener ningún miedo a estos avances de la ciencia cuyo único objetivo es establecer mejoras en el producto final”, concluye la secretaria científica de la SEDCA.
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