Re: FORO-CIENCIA

Comienzan los preparativos para el primer vuelo del cohete Vega


La etapa P80 en tránsito. (Foto: ESA - S. Corvaja, 2011)


Comenzó ya la primera campaña de lanzamiento del cohete Vega en el Puerto Espacial Europeo, con la instalación de la primera etapa del vehículo sobre la plataforma de lanzamiento. El vuelo inaugural del nuevo lanzador europeo tendrá lugar a finales de enero de 2012.
La primera etapa del lanzador, denominada P80, fue trasladada desde el Edificio de Integración de Motores de Combustible Sólido a la plataforma de lanzamiento de Vega el pasado día 7 de noviembre, a lomos del sistema de transporte pesado ‘Fardier’.
Al igual que cuando se trasladan los motores de combustible sólido de Ariane 5, las medidas de seguridad del Puerto Espacial Europeo obligaron a evacuar durante el traslado a todo el personal no imprescindible de los edificios cercanos. 
Con el P80 en el interior de la torre de servicio móvil, el equipo de lanzamiento está configurando los sistemas de tierra, en preparación para la Revisión de Aceptación Final del motor y de su sistema de control vectorial, que orienta el flujo de la tobera para dirigir el vuelo del lanzador.
En las próximas semanas, la segunda y la tercera etapa del lanzador (Zefiro-23 y Zefiro-9, respectivamente) serán trasladadas a la plataforma de lanzamiento, donde se integrarán con el resto del vehículo.
Antes de finales de año, en cuanto concluya la Revisión de la Preparación para el Vuelo, se añadirá la cuarta etapa, conocida como AVUM – Módulo Superior Vernier y de Actitud – al conjunto del lanzador.
En paralelo a la integración del lanzador, se están preparando los satélites que viajarán a bordo de Vega en su vuelo inaugural.
A finales de este año terminarán los preparativos del satélite reflector LARES de la agencia espacial italiana (ASI), de ALMASat-1 y de los seis picosatélites desarrollados por otras tantas universidades europeas, incluyendo una española.
La campaña de lanzamiento continuará en enero, con la integración del ‘conjunto superior’ – formado por la carga útil encapsulada bajo la carena protectora – con el resto del lanzador. Tras las últimas comprobaciones, se realizará un ensayo general de la cuenta atrás para comprobar que tanto el vehículo como la infraestructura de tierra están preparados para el vuelo inaugural del nuevo lanzador europeo.
Este vuelo de certificación de Vega preparará el camino para las siguientes cinco misiones, que tendrán como objetivo demostrar la flexibilidad de este nuevo sistema de lanzamiento dentro del programa VERTA – Acompañamiento de Investigación y Tecnología para Vega.
Vega está diseñado para llevar a cabo una gran variedad de misiones y para acomodar distintas configuraciones de carga útil, lo que le convierte en un lanzador capaz de responder con gran flexibilidad a las distintas oportunidades de mercado.
En concreto, Vega puede lanzar tanto un único satélite como complejas configuraciones formadas por un satélite principal acompañado por seis microsatélites, como demostrará en este primer vuelo.
Vega ha sido diseñado para poner en órbita satélites de entre 300 y 2.500 kg de masa, en función del tipo de órbita y de la altitud requerida para cada misión. Como punto de referencia se toma el lanzamiento de un satélite de 1.500 kg a una órbita polar de 700 km de altitud.
En total, siete Estados miembros de la ESA (Italia, Francia, España, Bélgica, Países Bajos, Suiza y Suecia) participan en este programa.
El contratista principal para el desarrollo del lanzador es ELV SpA, una compañía filial de AvioSpa (70%) y de la agencia espacial italiana ASI (30%). Vitrociset es el contratista principal para la infraestructura de tierra. (Fuente: ESA)

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Exitoso segundo acoplamiento de la Shenzhou-8


(Foto: CAS)


El siguiente paso de la misión de acoplamiento entre las naves chinas Shenzhou-8 y Tiangong-1 se saldó con otro éxito. Los dos vehículos, sin tripulación a bordo, se comportaron como estaba previsto, y proporcionan la confianza necesaria para el próximo envío de astronautas a la pequeña estación orbital.
Después de varios días de unión con el complejo, la SZ-8 se separó de este último a las 11:27 UTC del 14 de noviembre. Lo hizo durante la fase diurna de la órbita, poco antes de la “puesta”, para demostrar que los sensores ópticos podían trabajar correctamente en este tipo de maniobras incluso en presencia de los rayos del sol. Por precaución, el primer acoplamiento se efectuó en la fase nocturna de la órbita.
Después de alejarse unos 120 metros, la SZ-8 volvió a activar su sistema de acercamiento automático y se aproximó al puerto de atraque (tras una pausa a unos 30 metros), con el que entró en contacto por segunda vez a las 11:53 UTC. Una vez asegurada la unión, los controladores chinos reanudaron la operación normal del conjunto.
Los ingenieros han demostrado que su nave puede unirse y separarse de la estación espacial de forma automática, y hacerlo en diversas circunstancias de iluminación. Eso permitirá llegadas y partidas en una mayor variedad de momentos y otorgará flexibilidad al sistema.
La SZ-8 volverá a separarse en breve, y retornará a la Tierra el 17 de noviembre. La Tiangong-1 seguirá funcionando en solitario en órbita, a la espera de sus primeros ocupantes humanos, que volarán el año próximo.

Más pruebas de que Marte fue cálido y húmedo en un pasado lejano


ALH84001. (Imagen: NASA)


Por primera vez, se ha conseguido determinar a ciencia cierta la temperatura de la superficie del Marte primigenio. Y los resultados concuerdan con la idea de que en el pasado lejano Marte fue más cálido y húmedo que en la actualidad.
Mediante el análisis de minerales de carbonato en un meteorito de cuatro mil millones de años que se originó cerca de la superficie de Marte, el equipo de Woody Fischer y John Eiler, del Instituto Tecnológico de California (Caltech), e Itay Halevy, ahora en el Instituto Weizmann de Ciencia en Israel, ha determinado que los minerales se formaron a una temperatura de alrededor de 18 grados centígrados.
Averiguar la temperatura de Marte en distintas épocas de su pasado es crucial para conocer la historia del planeta, su pasado climático y cuán abundante fue el agua líquida en él.
Los robots todoterreno enviados a la superficie de Marte, y las naves que lo orbitan, han encontrado ya los vestigios de antiguos deltas, ríos, y lagos, así como depósitos minerales delatadores, todo lo cual apunta a la existencia de flujos de agua líquida en el pasado.
Debido a que Marte tiene ahora una temperatura promedio de 63 grados centígrados bajo cero, la existencia de agua líquida en el pasado significa, entre otras cosas, que el clima era mucho más caluroso entonces. Pero, hasta recientemente, faltaban datos adicionales que apoyasen debidamente esta historia.
El hallazgo es sólo un dato puntual, pero es el primero y único de su clase hasta la fecha. Es una prueba de que en una época temprana en la historia de Marte, hubo en él al menos un lugar capaz de mantener un clima terrestre durante como mínimo un periodo de entre varias horas y varios días.
Para hacer la medición, los investigadores analizaron una de las piedras más antiguas conocidas en el mundo: la ALH84001, un meteorito marciano descubierto en 1984 en la Antártida. El meteorito muy probablemente se originó a decenas de metros por debajo de la superficie marciana. Fue arrojado al espacio en un potente impacto meteorítico. La piedra finalmente acabó cayendo a la Tierra. Esta singular piedra saltó a la fama en 1996 cuando unos científicos descubrieron pequeños glóbulos que parecen ser bacterias fosilizadas de origen extraterrestre, una interpretación que ha sido objeto de fuertes debates desde entonces.
La temperatura que los investigadores midieron, 18 grados centígrados, con un margen de error máximo de 4 grados de más o de menos, descarta muchas hipótesis sobre la formación de carbonato en Marte. La temperatura templada significa que el carbonato tuvo que formarse en agua líquida. A esa temperatura suave, los minerales de carbonato sólo se pueden forjar si están en una solución acuosa.

La Soyuz TMA-22 llega a la estación espacial

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La cápsula Soyuz TMA-22 y sus tres pasajeros llegaron a la estación espacial internacional el 16 de noviembre. Su acoplamiento junto al módulo Poisk se llevó a cabo de forma normal, después de un viaje de dos días desde la Tierra.
La nave, con los astronautas Anton Shkaplerov, Anatoly Ivanishin y Dan Burbank a bordo, alcanzó la posición esperada, y tras una aproximación sin incidentes, se unió a la ISS a las 05:24 UTC, cuando el complejo orbital sobrevolaba el Pacífico Sur.
Después de confirmar la perfecta conexión entre los dos vehículos, se abrieron las escotillas y los tres recién llegados pudieron acceder al interior de la estación, donde fueron recibidos por sus inquilinos, el comandante Mike Fossum y los ingenieros de vuelo Satoshi Furukawa y Sergei Volkov.
La tripulación de Burbank permanecerá a bordo durante cuatro meses y deberá ponerse al día lo antes posible, ya que sus compañeros deben regresar a la Tierra muy pronto. Los habitantes de la estación no volverán a su número habitual de seis personas hasta la llegada de otros tres astronautas, que deben despegar el 21 de diciembre.
Para acelerar la transferencia de responsabilidades, Fossum y sus compañeros han registrado varias guías sobre aspectos diversos, a las cuales podrán acceder los recién llegados. El propio Fossum entregará el mando de la estación a Burbank el 20 de noviembre, que a partir de ese momento dirigirá la nueva expedición número 30.
Burbank es ya un veterano, puesto que es la tercera vez que visita la ISS, pero es la primera que permanecerá en ella durante un período de tiempo largo.
Federico García del Real Viudes nos ofrece una breve reseña biográfica de los tres astronautas de la Soyuz TMA-22:
-Anton Nikolayevich Shkaplerov: Nacido en Sevastopol, Ucrania, el 20 de Febrero de 1972, tiene 39 años y está casado con Tatyana Petrovna, con la que tiene dos hijas, Kristina y Kira. Es Coronel de la Fuerza Aérea rusa, piloto instructor e instructor paracaidista con 300 saltos. Es cosmonauta de prueba de la Federación Rusa desde 2003. No había volado al espacio y se ha convertido en la persona número 521 en hacerlo.
-Anatoly Alekseyevich Ivanishin: Tiene 42 años, pues nació el 15 de Enero de 1969 en Irkutsk, Rusia. Está casado con Svetlana Ivanishin y tiene un hijo, Vladislav. Es piloto y Teniente Coronel de la Fuerza Aérea Rusa, cosmonauta de prueba desde 2003 y graduado en Economía por la Universidad de Moscú. Tiene en su haber más de 500 horas de vuelo y 180 saltos en paracaídas. Novato en vuelos espaciales, es el 522º humano en dirigirse al espacio.
-Daniel Christopher Burbank: Tiene 50 años, ya que nació el 27 de Julio de 1961 en Connecticut, Estados Unidos. Está casado y tiene 2 hijos. Es astronauta desde 1996, del grupo 16, y Teniente Comandante del Cuerpo de Guardacostas. Acumula más de 4.000 horas de vuelo en aviones y helicópteros en 1.800 misiones, de las cuales 300 son de búsqueda y salvamento. Es el astronauta número 396 y este es su tercer vuelo, ya que viajó a la ISS en dos ocasiones, la primera el 8 de Septiembre de 2000 a bordo del Atlantis STS-106, y posteriormente el 9 de Septiembre de 2006 de nuevo en el Atlantis, en el vuelo STS-115. Acumula 23,6 días en el espacio y ha realizado un paseo espacial o EVA.

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Hallan la clave que completa los modelos de los relámpagos en la alta atmósfera


Tormenta eléctrica.


Toda una familia de fenómenos luminosos emparentados con los rayos de tormenta se producen en la mesosfera, una región situada cuarenta kilómetros por encima de las nubes. Ahora, científicos del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) han hallado el motivo de que, en ocasiones, estos destellos se produzcan con cierto retardo con respecto al rayo que los desencada.
Hace dos décadas se descubrió un asombroso fenómeno: se observaron intensos destellos en la mesosfera, una región de la atmósfera situada a partir de los cincuenta kilómetros por encima del suelo y que se creía carente de actividad. Relacionados con los rayos de tormenta pero situados decenas de kilómetros sobre las nubes, resultaba inexplicable que algunos de estos destellos, los conocidos como sprites retardados, se produjeran con retraso con respecto al rayo que los desencadenaba. Un trabajo, desarrollado por los investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) Alejandro Luque y Francisco J. Gordillo y publicado en Nature Geoscience, aporta la clave que faltaba en los modelos de iniciación de los sprites.
Los sprites son eventos luminosos que duran centésimas de segundo y que muestran una parte superior difusa y una región inferior poblada de "tentáculos" (filamentos de aire ionizado de entre diez y cien metros de grosor). Pueden extenderse desde los cuarenta hasta los casi cien kilómetros sobre el suelo y se producen simultáneamente al rayo que los desencadena o con cierto retraso. "Los sprites retardados eran la prueba de que nuestro conocimiento era incompleto: no podíamos explicar que, en lugar de producirse entre dos y tres milisegundos después del rayo, se demoraran hasta 150 milisegundos", apunta Francisco J. Gordillo (IAA-CSIC).
Para que se produzca una descarga en la mesosfera es necesaria la existencia de electrones libres, partículas que surgen y se eliminan a través de dos reacciones conocidas como ionización por impacto y fijación asociativa. "Los modelos empleados hasta ahora aseguraban que era necesario cierto campo eléctrico para que se produjeran más electrones de los que se destruían", señala Alejandro Luque (IAA-CSIC).
"Esto funciona a presión atmosférica, es decir, en las capas bajas de la atmósfera, pero no era suficiente para estudiar las descargas en la mesosfera, mucho más alta y con una presión considerablemente menor", observa Luque. Los científicos del IAA hallaron que, para alturas de más de quince kilómetros, entraba en juego una tercera reacción, la de desprendimiento asociativo, que ponía electrones en circulación y completaba las teorías existentes. "Esta reacción nos permite explicar el retraso de algunos sprites, porque su tiempo característico concuerda con los retrasos observados", concluye Francisco J. Gordillo.
Un sprite se produce del siguiente modo: una nube de tormenta presenta carga eléctrica negativa en la parte inferior y positiva en la superior. Generalmente, los rayos emergen de la región inferior y muestran polaridad negativa, pero en ocasiones surgen rayos con polaridad positiva, mucho más potentes y peligrosos. Estos últimos producen un campo eléctrico que asciende hacia las capas altas atmosféricas y que desencadena el sprite.
Los sprites constituyen un tipo dentro una amplia familia de fenómenos eléctricos que tienen lugar en la mesosfera, que se conocen como Eventos Luminosos Transitorios (TLEs, de sus siglas en inglés) y entre los que se encuentran también los elves, los halos, los blue jets o los gigantic blue jets. El descubrimiento de estos eventos cambió radicalmente la imagen de la mesosfera, que se consideraba carente de fenómenos físicos relevantes.
La influencia de los TLEs en las propiedades químicas y eléctricas de la alta atmósfera es actualmente objeto de investigaciones realizadas por grupos de todo el mundo. Uno de ellos es el Group of Transient Plasmas in Planetary Atmospheres, liderado por Francisco J. Gordillo en el IAA.
"La mesosfera, demasiado tenue para sostener un globo sonda y demasiado espesa para orbitar un satélite, ha recibido muy escasa atención científica -de hecho, algunos científicos la conocen como ignorosfera-", comenta Alejandro Luque (IAA-CSIC). Cada uno de estos fenómenos luminosos revela información que ayuda a entender la actividad eléctrica y química de la región y permite completar nuestro conocimiento del circuito eléctrico global del planeta. (Fuente: IAA)

Más misterio sobre la ubicación del CO2 en épocas de glaciación


Un lugar obvio donde buscar el carbono perdido es el mar. (Foto: NCYT/MAM)


Durante las eras glaciales, no sólo el clima global era más frío sino que también había menos dióxido de carbono atmosférico. Dado que los humanos no causamos ese cambio en las concentraciones del dióxido de carbono (CO2), eso implica que el carbono fue absorbido por algún otro depósito.
Un lugar obvio donde buscar el carbono perdido es el mar, donde se almacena más del 90 por ciento del carbono con movilidad potencial.
El Océano Pacífico es el más grande en cuanto a volumen. La masa de agua profunda que más tiempo ha estado aislada de la atmósfera y la más rica en carbono se encuentra hoy en el Pacífico Nordeste, así que los investigadores dirigieron sus esfuerzos hacia allí.
Ellos supusieron que la cantidad de tiempo transcurrida desde que el agua de las profundidades estuvo en contacto con la atmósfera por última vez (un parámetro que se conoce como "edad de ventilación") sería mayor en las épocas glaciales, permitiendo que el CO2 se acumulara en esas zonas profundas.
El equipo de Alan Mix, profesor de oceanografía en la Universidad Estatal de Oregón, y David Lund, paleoceanógrafo de la Universidad de Michigan, se ha llevado una gran sorpresa al descubrir, mediante dataciones detalladas por radiocarbono de foraminíferos encontrados en un núcleo de sedimentos submarinos a 120 kilómetros de la costa de Oregón, que, durante la última edad de hielo, el Pacífico Nordeste profundo tenía una edad de ventilación similar a la de hoy. Esto indica que sus profundidades no fueron un sumidero importante de carbono durante esos períodos glaciales.
Aún más intrigante es el hallazgo de que la edad de ventilación aumentó durante el período correspondiente a la desglaciación, justo cuando los niveles de CO2 atmosféricos estaban elevándose.
Lund y sus colegas no descartan que algunas de las mediciones y resultados de análisis se estén malinterpretando. Pero, por lo pronto, el misterio prosigue.

Estrategias para alimentar a una población humana cada vez más numerosa



Habría que incrementar la productividad agrícola en zonas poco aprovechadas. (Imagen: U. Minnesota)


La agricultura ya ocupa cerca del 40 por ciento de las tierras en el mundo (sin contar a Groenlandia ni a la Antártida), y todavía la séptima parte de la población mundial pasa hambre de manera severa.
Ante la perspectiva de un incremento poblacional adicional de dos mil millones de personas hacia el 2050, con la tendencia al alza en la demanda de productos cárnicos y de biocombustibles, y teniendo en cuenta que para ese año ya no quedará casi nada de tierra arable que no esté ya siendo utilizada, nuestro planeta se enfrenta a un reto sin precedentes.
Utilizando todos los datos disponibles, un equipo de investigadores dirigido desde la Universidad de Minnesota, Estados Unidos, ha recomendado cuatro estrategias básicas que, en su conjunto, podrían hacer posible alimentar a la población actual y a la de las próximas décadas, y sin aumentar la degradación ambiental:
(1) Detener la expansión de la agricultura, especialmente en los trópicos. Deforestar tierras a fin de usarlas para la agricultura daña su capacidad de almacenar carbono, reciclar nutrientes, retener agua, y sostener la adecuada biodiversidad de vegetales y animales. Algunos análisis sugieren que los beneficios en cuanto a producción de comida, aportados por la deforestación tropical, son a menudo limitados, especialmente en comparación con los daños ecológicos que provoca.
(2) Incrementar la productividad agrícola en zonas poco aprovechadas. Muchos lugares de África, Latinoamérica, y Europa del Este sufren de limitaciones de agua y nutrientes, y podrían obtener mayores rendimientos si se hiciera en esas zonas un mejor uso de las variedades de cultivos disponibles, se perfeccionase la gestión de la tierra, y se introdujesen nuevas mejoras en la genética de los cultivos.
(3) Incrementar la eficiencia de los usos del agua, nutrientes, y sustancias químicas para la agricultura. Por ejemplo, en muchas partes de China, el norte de la India, Europa occidental y Estados Unidos, se usan cantidades demasiado elevadas de estos recursos. La práctica de la agricultura de precisión, en la cual los recursos son utilizados sólo en los sitios y cantidades necesarios, junto con la aplicación de políticas de gestión orientadas de manera específica a cada zona, sería de gran provecho. Entre las medidas concretas que cabría tomar destacan evitar el uso excesivo de fertilizantes, y recapturar los nutrientes sobrantes.
(4) Modificar las dietas. La preferencia de un amplio sector de la población por comer poca o ninguna verdura pero sí muchísima carne y productos lácteos no sólo no mejora su salud sino que además malgasta la productividad de las tierras agrícolas. El estudio muestra que, como promedio, el 35 por ciento del total de la producción agrícola se usa para alimentar animales que luego serán destinados a su consumo como carne. Se necesitan 30 kilogramos de grano para producir un kilo de carne de vaca deshuesada.
"Nuestras recomendaciones son a gran escala, y pueden parecer desalentadoras, pero son las únicas vías posibles para alimentar al mundo y combatir los problemas medioambientales de la agricultura", argumenta Jonathan Foley, director del Instituto para el Medio Ambiente, dependiente de la Universidad de Minnesota. "No podemos ignorarlas y decir que no son factibles. Tienen que serlo".
Por otra parte, se calcula que en naciones industrializadas como Estados Unidos, se desperdicia entre el 30 y el 40 por ciento de la comida durante su transporte, en los restaurantes, por caducar en el domicilio del consumidor, y por otras circunstancias que en muchos casos podrían evitarse con una planificación y una concienciación mejores.

El estudio del genoma permite predecir variaciones en el fenotipo


Diferentes variedades de levadura sometida a diversas condiciones. En este caso su susceptibilidad a una droga. Se puede ver diferentes susceptibilidades al comparar con la muestra control (fila de la izquierda). (Imagen: Wikimedia)


Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) han estudiado la manera de predecir los efectos del genoma en el fenotipo de un organismo, utilizando como modelo la levadura. El estudio tiene importantes implicaciones en la medicina personalizada. Los autores afirman que, conociendo los genes relacionados con un determinado fenotipo, es posible evaluar los miles de variaciones genéticas y predecir así qué fenotipos pueden obtenerse.
Para poder predecir los efectos de una manipulación genética tienen que darse, como mínimo, dos condiciones: conocer muy bien el papel de los genes y otras regiones genómicas en relación con el fenotipo, y realizar experimentos en individuos en condiciones controladas.
En el caso del ser humano, esto es muy difícil de conseguir, ya que intervienen miles de variables (desde las moleculares hasta las medioambientales) que hacen imposible realizar una predicción acertada. Este es el gran inconveniente de la medicina personalizada: no se dispone del conocimiento ni de las herramientas necesarias para poder probar todas las variables en juego.
La medicina personalizada intenta predecir el comportamiento del fenotipo (conjunto de características externas de un organismo) mediante la manipulación del genotipo (conjunto de genes de un organismo). La idea principal se basa en conocer las causas moleculares de una enfermedad y las características de cada individuo, de tal manera que, para cada paciente y para cada tipo de enfermedad, se pueda administrar un medicamento específico.
Hasta el momento, las características del individuo se han conseguido mayoritariamente a través de estudios poblacionales y no de estudios en pacientes individuales.
“Como las diferencias se extienden también entre individuos, pensamos en realizar el experimento con un organismo en el que se dieran las dos condiciones mencionadas. Un organismo con mucha información disponible sobre su genoma y, a la vez, un organismo que nos permitiera realizar pruebas individuales bajo muchas condiciones. La levadura nos permite precisamente esto: la conocemos al detalle (como organismo eucariota, su genoma fue el primero en ser secuenciado, en 1996), y podemos medir los resultados mediante una variable visible de manera sencilla: su tasa de crecimiento”, afirma el investigador Ben Lehner, coordinador de la investigación, jefe del grupo y profesor investigador ICREA en el CRG.
Los investigadores evaluaron predicciones sobre el fenotipo de 19 variedades de levadura (Saccaromyces cerevisiae). En la parte final se realizaron más de 1.600 pruebas, cada una bajo condiciones diferentes. Los resultados demostraron que es posible realizar predicciones certeras acerca del fenotipo de una cepa de S. Cerevisiae.
El resultado permite conocer qué modelos y que metodologías darán un mejor nivel de certeza en sus predicciones. Y, si esto es posible en la levadura, con técnicas de secuenciación y experimentación mejores y más rápidas se podrían realizar predicciones más certeras en organismos más complejos.
“Lo mas importante es partir de un conocimiento muy completo del genoma y realizar experimentos individuales. No es posible predecir acertadamente si solo conocemos a fondo un porcentaje muy bajo del genoma humano”, dice el coautor del estudio, el holandés Rob Jelier, investigador postdoctoral del Programa Juan de la Cierva en el CRG.
El estudio se publica en la revista Nature Genetics y ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (MMCINN) y el European Research Council (ERC). (Fuente: CRG/SINC)