Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 860247 veces)

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Descubren un nuevo tipo de biomotor en un virus

MICROBIOLOGÍA

Ilustración de un motor de virus phi29 que "empaqueta" ADN. (Imagen: Zhengyi Zhao)

Se ha logrado desentrañar un misterio de la biología, después de 35 años de haberse la ciencia topado con él.
El enigma estaba relacionado con el funcionamiento de los motores naturales que en los últimos tiempos están sirviendo como modelos para el desarrollo de una gama futurista de nanomotores sintéticos capaces de bombear ADN, ARN o fármacos terapéuticos hacia el interior de células enfermas.
La nueva investigación ha revelado los mecanismos más internos de estos nanomotores en un virus que mata bacterias, y ha permitido dar con una nueva manera de trasladar ADN a través de las células.
Peixuan Guo, director del Centro de Nanobiotecnología de la Universidad de Kentucky en Estados Unidos, y sus colaboradores de dicha universidad han hallado un tercer biomotor, que se suma a los dos que ya se conocían, el biomotor lineal y el biomotor rotatorio. El tercer tipo se podría describir como biomotor orbital o de traslación, por su similitud con la analogía de un astro girando alrededor de otro.
Los nanomotores abrirán la puerta a máquinas prácticas y otros dispositivos nanotecnológicos tan pequeños que miles de ellos puestos uno al lado del otro ocuparían el grosor de un cabello humano.
Un prototipo natural importante para estos trabajos de desarrollo ha sido el motor que "empaqueta" ADN dentro del bacteriófago phi29, un virus que infecta y mata bacterias.
El equipo de investigación de Guo quiere integrar una versión sintética de ese motor a nanodispositivos médicos que sean inyectados al cuerpo, viajen hasta células enfermas y bombeen medicamentos a su interior.
Un obstáculo importante para lograr esto ha sido la incertidumbre y la controversia sobre cómo exactamente se mueve el motor del virus phi29. Algunos científicos pensaban que este motor hacía su trabajo rotando o girando de forma similar a como la Tierra gira sobre su eje. Pero no se sabía a ciencia cierta, y había indicios que no encajaban con esa hipótesis.
Ahora, Guo, Zhengyi Zhao, Emil Khisamutdinov y Chad Schwartz han refutado esta idea. En realidad, según han descubierto, el motor del virus phi29 traslada ADN sin efectuar ningún movimiento rotatorio propiamente dicho. El motor transporta ADN con un movimiento comparable al de la Tierra girando en torno al Sol.

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Hallan un punto débil en la peligrosa Bacteria de la Tularemia

MICROBIOLOGÍA

Colonias de Francisella tularensis. (Foto: CDC / Cortesía de Larry Stauffer, Laboratorio de Salud Pública del Estado de Oregón, EE.UU.)

La Francisella tularensis, bacteria causante de la tularemia y uno de los patógenos respiratorios más letales que existen, se considera que es un arma biológica potencial ya que es fácil dispersarla en el aire, su capacidad infecciosa es muy grande, y exhibe un alto grado de letalidad en las personas.
Aunque ya fue obtenida una cepa viva atenuada para vacuna, ésta aún no cuenta con licencia porque los científicos no han podido aclarar el fundamento de esta virulencia atenuada.
Tratando de hallar una cepa viva atenuada que sea aceptable, unos investigadores de la Escuela Médica de la Universidad de Harvard, en la ciudad estadounidense de Boston, han examinado el mecanismo subyacente en una de las características por las cuales el patógeno es tan letal.
La primera línea de defensa contra un patógeno bacteriano es la inmunidad innata, la cual ralentiza el progreso de las infecciones para dar tiempo a que se desarrolle la inmunidad adaptativa (llamada también inmunidad adquirida).
La Francisella tularensis suprime la respuesta inmunitaria innata temprana, permitiendo que el patógeno mate al organismo invadido antes de que éste desarrolle inmunidad adaptativa. Para dicha supresión, la bacteria utiliza un lipopolisacárido específico.
En este estudio, el equipo de Nihal A. Okan, Sabina Chalabaev, Tae-Hyun Kim, Avner Fink, Robin A. Ross y Dennis L. Kasper, ha constatado en ratones la atenuación de una cepa de este patógeno que carece de dicho lipopolisacárido y también ha comprobado que dicha cepa provoca una respuesta inmunitaria innata.
En los experimentos, al ser inmunizados con esta cepa, los ratones quedaban protegidos contra la amenaza ejercida por una cepa muy virulenta de la Bacteria de la Tularemia.
Los resultados de este estudio brindan pues un nuevo candidato a vacuna.

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HAWC, el mejor detector de rayos gamma en el mundo, realiza sus primeras observaciones

ASTROFÍSICA

El detector de rayos gamma HAWC. (Foto: INAOE)

HAWC, el observatorio de rayos gamma ubicado en el estado de Puebla a 4.100 metros sobre el nivel del mar, ha obtenido ya sus primeros resultados, informó el Dr. Alberto Carramiñana Alonso, Director General del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica y responsable por parte de México de HAWC.
El grupo de científicos involucrados en este experimento de detección de partículas de alta energía logró integrar la primera imagen de la sombra de la Luna con observaciones realizadas durante varias semanas y con tan sólo el 10 por ciento de la capacidad que tendrá HAWC (acrónimo de High Altitude Water Cherenkov) cuando se concluya la instalación de los 300 detectores que lo integrarán en 2014.
Ubicado en las faldas del Volcán Sierra Negra en el Parque Nacional Pico de Orizaba, HAWC monitoreará las 24 horas del día fuentes celestes emisoras de rayos gamma y tendrá la capacidad de realizar mapeos de más del sesenta por ciento del cielo. Las ondas de radio, la luz visible y los rayos X y gamma son manifestaciones distintas de un mismo fenómeno: las ondas electromagnéticas o fotones. Los rayos gamma son los fotones de mayor energía. En particular, HAWC detecta fotones con energía de billones (millones de millones) de eV. Sólo los fenómenos más violentos del Universo, como las supernovas, los cuasares y los agujeros negros súper masivos, pueden producir este tipo de radiación.
Un método para detectar estas partículas de muy alta energía es usando la técnica Cherenkov en agua, que consiste en utilizar grandes cantidades de agua ultra pura como medio radiador y unos detectores capaces de captar señales de un par de fotones producidos en el líquido. Los rayos gamma de muy alta energía generan en la atmósfera una cascada de partículas, la cual crece hasta alcanzar un máximo a unos seis mil metros de altura y empieza a decaer al seguir avanzando dentro de la atmósfera. Las partículas de la cascada al entrar al agua emiten un tipo de luz conocida como luz Cherenkov, por el nombre de su descubridor.
Sobre esta primera imagen tomada por HAWC, el Dr. Carramiñana Alonso comentó que se obtuvo a lo largo de varias semanas de trabajo: “Ésta es una demostración de que HAWC está funcionando. Estos resultados se están presentando ahora mismo en la reunión de la American Physical Society”.
El Dr. Carramiñana abundó: “HAWC es un detector de partículas y fotones de alta energía, denominados rayos cósmicos y rayos gamma respectivamente. Al empezar a "abrir sus ojos", HAWC puede registrar el arribo de miles de rayos cósmicos cada segundo. Una de las primeras observaciones de verificación del buen funcionamiento del experimento es obtener una imagen de la sombra de la Luna sobre este fondo de rayos cósmicos, lo cual hemos logrado. Esta demostración se hizo con la décima parte del arreglo de detectores operando tres meses. HAWC será diez veces más grande y funcionará por diez años".
Cada detector Cherenkov de agua de HAWC mide 4.5 metros de altura, tiene un diámetro de 7.3 metros, contiene agua pura y posee instrumentos especiales. El Dr. Carramiñana añadió: “En la actualidad, HAWC cuenta ya con 90 detectores, de los cuales 56 ya entraron en funcionamiento. El resto de los detectores está en proceso de instalación. Esta primera imagen fue lograda con los primeros 28 que empezaron a funcionar en septiembre de 2012”.
HAWC es un proyecto en el cual participan más de 60 científicos mexicanos y estadounidenses de instituciones como el INAOE, la UNAM, la BUAP, el CINVESTAV, las Universidades Michoacán y de Chiapas en México, así como de las universidades estadounidenses de Maryland, de California en Irvine, de California en Santa Cruz, Pennsylvania, Michigan, George Mason, New Hampshire, Utah y Nuevo México, así como del Laboratorio Nacional de los Álamos y el Nasa Goddard Space Flight Center. Numerosas tesis doctorales desarrolladas en México están relacionadas con HAWC. La colaboración mexicana que logró la sede del experimento está encabezada por el Dr. Alberto Carramiñana del INAOE e incluye a reconocidos astrofísicos y físicos de altas energías. HAWC tiene un costo estimado en poco más de diez millones de dólares. HAWC estará concluido en diciembre 2014, y operará hasta 2024.

Fuente: GR/INAOE/DICYT

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Profundizando en el misterio del Calamar Gigante

ZOOLOGÍA

Calamar gigante. (Imagen: Gulf of Maine Cod Project, NOAA National Marine Sanctuaries; Cortesía de los Archivos Nacionales / Stefan Claesson)

El calamar gigante es uno de los animales más enigmáticos del planeta. Se le ha visto en muy pocas ocasiones, y se le conoce mayormente por restos de su cuerpo encontrados en las playas y conservados en museos.
Ahora, un equipo internacional de investigación ha descubierto que, independientemente de en qué lugares del mundo son halladas o vislumbradas estas bestias titánicas, el parentesco genético de estos legendarios animales es tan estrecho que representan una población única y global, y por tanto, a pesar de afirmaciones contrarias previas, una sola especie en todo el mundo.
Así pues, el debate que se inició en 1857 cuando el famoso naturalista danés Japetus Steenstrup describió por primera vez a este animal, puede darse por concluido.
Fue Steenstrup quien se dio cuenta de que este ser era el mismo animal que en el pasado dio origen durante siglos a leyendas de marineros sobre el kraken, una criatura colosal sospechosamente parecida al calamar gigante, y que incluso en tiempos más recientes fue inmortalizada por escritores como Julio Verne y Herman Melville. Steenstrup demostró que el monstruo de las leyendas se basaba en una bestia auténtica, y le dio el nombre científico de Architeuthis dux.
Fue hace menos de un año cuando el calamar gigante, el Architeuthis dux, fue filmado por vez primera en su hábitat natural. A una profundidad de 630 metros y después de 100 misiones y 400 horas de filmación, la tan anhelada grabación fue hecha por un pequeño submarino en aguas próximas a la isla japonesa de Chichi Jima, cercana a la famosa isla de Iwo Jima, el escenario de algunos de los combates más sangrientos entre Japón y Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial.
Ahora, el equipo de Inger Winkelmann y Tom Gilbert, del Centro de Investigación Básica en GeoGenética en el Museo de Historia Natural de Dinamarca, dependiente de la Universidad de Copenhague en Dinamarca, ha conseguido obtener nuevos datos sobre este invertebrado gigante de 10 brazos, que se considera que puede crecer hasta 13 metros de longitud y llegar a pesar cerca de una tonelada.
El equipo de investigación ha analizado ADN de los restos de 43 calamares gigantes recolectados por todo el mundo. Los resultados muestran que el animal es genéticamente casi idéntico por todo el planeta, y no hay evidencia alguna de que viva en poblaciones estructuradas geográficamente. Así que, al margen de las diferencias en el aspecto entre individuos, todos ellos son miembros de una sola especie, presente en aguas oceánicas profundas de todo el planeta.
Los investigadores sugieren que una posible explicación de ello es que aunque las evidencias sugieren que los adultos permanecen en regiones geográficas relativamente limitadas, los jóvenes que viven cerca de la superficie marítima deben ser arrastrados por las corrientes. Los autores del nuevo estudio consideran que cuando estos calamares alcanzan un tamaño lo suficientemente grande como para sobrevivir en las profundidades, bajan hasta las aguas profundas adecuadas más cercanas, y allí comienza nuevamente el ciclo, a partir de sus hijos.
Sin embargo, aún nos falta conocer mucho sobre estas criaturas. ¿Cuán grandes son las áreas en las que se aposentan cuando son adultos? ¿Se han visto amenazados en el pasado por cosas tales como cambios climáticos, o por poblaciones de sus enemigos naturales, entre los que está el cachalote, que es la ballena dentada más grande del planeta y que puede alcanzar 20 metros de longitud y 50 toneladas de peso? Y a un nivel aún más básico... ¿Hasta qué edad pueden llegar y cuán rápido crecen?
El nuevo hallazgo sobre el misterioso calamar gigante ha llegado cuando se cumplen 200 años justos del nacimiento de Japetus Steenstrup en 1813.
A la edad de 44 años, en 1857, fue Steenstrup quien se dio cuenta de que muchos de los monstruos de las leyendas marinas coincidían en rasgos clave de su anatomía con la morfología corporal deducible de los fragmentos que había reunido de lo que parecía ser un calamar gigante, y con ello describió la especie por vez primera, separando al animal auténtico de la bestia mitológica conocida como kraken, la cual, según todos los indicios, es una versión exagerada y dramatizada del Architeuthis dux.
Junto con Winkelmann y Gilbert, en el nuevo estudio trabajaron investigadores de todo el mundo, incluyendo a científicos de Australia, Nueva Zelanda, Japón, España, Portugal, Estados Unidos e Irlanda.

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Polvo flotando y moviéndose sin viento ni tan siquiera atmósfera

ASTRONOMÍA

Las oscilaciones del polvo flotante en la Luna pueden ser observadas en sitios como éste, la zona del borde norte del cráter Cabeus, donde zonas soleadas se alternan con zonas sombreadas en distancias muy cortas. (Foto: NASA / GSFC / ASU)

Sin viento ni tan siquiera atmósfera, parece que sólo una acción mecánica directa del terreno, como un temblor sísmico o un impacto meteorítico, podría levantar polvo del suelo y hacerlo flotar hacia otro sitio. Este fantasmal movimiento de partículas de polvo acontece en la Luna y al parecer en otros astros, pero no depende de sacudidas en el suelo.
Cerca de los cráteres que están a la sombra, el polvo lunar cargado eléctricamente puede elevarse por encima de la superficie y cruzar la región a la sombra, saltando de un lado a otro, como un péndulo, entre las zonas iluminadas por el Sol en lados opuestos, según los nuevos cálculos de unos científicos de la NASA.
El equipo de Michael Collier, William Farrell y Timothy Stubbs de la NASA ha llegado a la conclusión de que el polvo puede pulular como abejas alrededor de una colmena sobre regiones parcialmente sombreadas en la Luna y otros astros sin aire del sistema solar, tales como los asteroides. Los autores del nuevo estudio presentan pues lo que puede considerarse como una nueva clase de movimiento del polvo. Éste no se escapa al espacio ni salta hasta largas distancias como algunas hipótesis defienden, sino que permanece atrapado localmente, ejecutando oscilaciones sobre una región sombreada de 1 a 10 metros de tamaño.
Este efecto debe ser especialmente prominente durante el anochecer y el amanecer, cuando la luz incide de forma muy desigual sobre los diversos puntos de un mismo terreno, con las montañas, los bordes de los cráteres y otras elevaciones del terreno proyectando largas sombras.
El polvo es un indicador de la existencia de campos eléctricos inusuales en la superficie. En estas regiones sombreadas, la superficie está cargada negativamente en comparación con las regiones iluminadas por el Sol. Esto crea localmente un campo eléctrico complejo y bastante grande, con regiones separadas de carga positiva y negativa. El polvo realiza su movimiento oscilatorio bajo la influencia de este campo eléctrico. Este proceso ocurre en la franja de la superficie lunar que experimenta la transición entre el día y la noche, una franja conocida como terminador, y también puede ocurrir en cuerpos pequeños como los asteroides. Es probable que se trate de un proceso relativamente común en los astros rocosos carentes de aire.
Sin perturbaciones que lo impidan, una partícula de polvo podría continuar saltando indefinidamente entre las áreas iluminadas en los lados opuestos de un cráter. Sin embargo, en la práctica, elementos tales como las diferencias en la altura del borde del cráter, la rugosidad del suelo del cráter y la interferencia del viento solar que debilita el campo eléctrico producido por las cargas superficiales, pueden alterar la trayectoria de la partícula. Estas perturbaciones acaban haciendo que la partícula de polvo sea arrojada más lejos de lo normal o caiga dentro del cráter, truncándose la sucesión de saltos de un lado a otro.
Este mecanismo deducido por el equipo de Collier, Farrell y Stubbs, proporciona una explicación natural para la creación de los intrigantes "estanques" de polvo que han sido observados dentro de cráteres del asteroide Eros.

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Una fábrica de estrellas en la infancia del Universo desafía la teoría de la evolución galáctica

ASTROFÍSICA

Galaxia HFLS3. (Foto: ESA/Herschel/HerMES/IRAM/GTC/W.M. Keck Observatory)

El observatorio espacial Herschel de la ESA ha descubierto una galaxia muy lejana que fabricaba estrellas a un ritmo 2.000 veces superior al de la Vía Láctea cuando el Universo tenía menos de mil millones de años. El simple hecho de su existencia desafía las teorías actuales sobre la evolución de las galaxias.
Esta galaxia, conocida como HFLS3, aparece como un ténue borrón rojo en las imágenes del estudio HerMES, realizado con Herschel. Pero las apariencias engañan: este pequeño borrón es en realidad una galaxia fabricando nuevas estrellas a un ritmo frenético.
Nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, produce el equivalente a una masa solar cada año. HFLS3 presenta una tasa de formación de estrellas dos mil veces superior, el valor más alto jamás detectado en una galaxia.
La extrema distancia a la que se encuentra HFLS3 implica que su luz tuvo que viajar durante 13.000 millones de años antes de alcanzar los detectores de Herschel. Por este motivo, el aspecto que presenta en estas imágenes es cómo era en la infancia del Universo, apenas 880 millones de años después del Big Bang, cuando el Universo tenía el 6.5% de su edad actual.
A pesar de su corta edad, HFLS3 ya tenía una masa equivalente a la de la Vía Láctea actual, unas 140.000 millones de veces la masa de nuestro Sol, en forma de estrellas o materia para formar nuevas estrellas. En la actualidad, 13.000 millones de años más tarde, debería haberse convertido en una de las galaxias más grandes del Universo local.
Este hecho la convierte en todo un enigma. Según las teorías actuales sobre la evolución de las galaxias, cuerpos tan grandes como HFLS3 no se podrían haber formado hasta mucho más tarde.
Las primeras galaxias del Universo serían relativamente pequeñas y ligeras, con unos pocos miles de masas solares. Estos cuerpos estarían formando estrellas a una tasa ligeramente superior a la de la Vía Láctea en la actualidad.
Estas pequeñas galaxias crecerían alimentándose del frío gas del espacio intergaláctico y fusionándose con otras galaxias. Por lo tanto, determinar en qué momento aparecieron las primeras galaxias masivas podría ayudar a acotar las teorías que describen la evolución de las galaxias. Pero no es una tarea sencilla.
“Buscar los primeros ejemplos de estas fábricas masivas de estrellas es como buscar una aguja en un pajar; el archivo de datos de Herschel es demasiado grande”, explica Dominik Riechers de la Universidad de Cornell, investigador principal de este estudio.
Durante el estudio HerMES, Herschel detectó decenas de miles de galaxias masivas en las que se estaban formando nuevas estrellas. Seleccionar los más interesantes era todo un reto.
“Esta galaxia en particular nos llamó la atención porque era muy brillante y muy roja, comparada con otros objetos similares”, explica Dave Clements, del Imperial College de Londres, co-autor de este estudio.
El que la galaxia sea muy roja en este contexto significa que brilla con intensidad en las longitudes de onda del infrarrojo y, debido al efecto de corrimiento al rojo en nuestro Universo en expansión, implica una distancia extrema. Observaciones posteriores con una serie de telescopios en tierra confirmaron que HFLS3 era la galaxia más lejana de su clase jamás detectada, observada apenas 880 millones de años después del Big Bang, con un corrimiento al rojo del 6.34.
Con esta información, los astrónomos fueron capaces de determinar la tasa de formación de estrellas en esta galaxia a partir de su brillo en el infrarrojo, desvelando su extraordinaria naturaleza.
HFLS3 estaba produciendo tantas estrellas que es lo que se conoce como un ‘brote estelar máximo’. Toda la galaxia presenta actividad, hasta el punto en el que la intensa radiación de las estrellas más jóvenes barre de la galaxia el material del que se están alimentando. En el Universo actual ya no existen entornos como éste.
“Los brotes estelares tan precoces como el de HFLS3 produjeron los elementos pesados a partir de los que se formarían las generaciones posteriores de estrellas y galaxias, y gran parte de la materia que conocemos hoy en día”, explica Riechers.
Los astrónomos piensan que fenómenos como éste eran extremadamente inusuales incluso en la infancia del Universo. El simple hecho de que existiese un objeto como HFLS3 tan pronto en la historia del Universo desafía las teorías actuales sobre la formación de las primeras galaxias, según las que los objetos de este tamaño no podrían haber aparecido hasta mucho más tarde.
El equipo de investigadores sigue buscando otros ejemplos de este tipo de galaxias en el enorme archivo de datos de Herschel.
“Herschel ha descubierto un ejemplo excepcional de una galaxia con un gran brote estelar en un momento de la historia cósmica en el que habría muy pocos objetos de este estilo”, explica Göran Pilbratt, Científico del Proyecto Herschel para la ESA.
“Esto pone de manifiesto una vez más el carácter pionero de Herschel y su abilidad para desvelar un Universo hasta ahora desconocido, ayudándonos a comprender mejor cómo se formaron las galaxias”.

Fuente: ESA

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Una nueva especie de avispa recibe su nombre de un personaje de Kill Bill

ENTOMOLOGÍA

A la izquierda, la Cystomastacoides kiddo. A la derecha, la Cystomastacoides nicolepeelerae. (Fotos: Buntika Butcher y Donald L. J. Quicke. CC-BY 3.0)

Las avispas parásitas de la familia Braconidae son conocidas por sus letales hábitos reproductivos. Los huevos de la mayoría de las especies más representativas de este grupo se desarrollan en otros insectos, y sus larvas terminan matando a la víctima, o en algunos casos dejándola inmovilizada o causándole esterilidad. Tres nuevas especies del género Cystomastacoides de avispa parásita, recientemente descritas por unos científicos, reflejan este siniestro comportamiento.
Dos de las nuevas especies fueron descubiertas en Papúa Nueva Guinea, mientras que la tercera proviene de Tailandia.
La especie tailandesa, Cystomastacoides kiddo, recibió su nombre por Beatrix Kiddo, el personaje principal de las películas de la serie "Kill Bill" del director Quentin Tarantino. La biología mortal de esta avispa inspiró esta referencia a la peligrosa protagonista femenina interpretada por Uma Thurman.
El nombre de una de las nuevas especies de Papúa Nueva Guinea hace referencia a otra vertiente de la cultura popular contemporánea: La Cystomastacoides nicolepeelerae recibió su nombre por Nicole Peeler, la novelista favorita de Donald Quicke, del Museo de Historia Natural de Londres y del Imperial College de Londres, miembro del equipo de investigación. Las obras de Peeler tratan sobre asesinatos enigmáticos, los poderes oscuros, el subconsciente y lo sobrenatural.
El nombre de la tercera especie es Cystomastacoides asotaphaga. Traducido, significa algo así como "Alimentarse de Asota", que es un género de polillas cuya oruga es devorada desde su interior por la larva de la avispa y por tanto finalmente muere.
En el análisis de las tres nuevas especies también han trabajado M. Alex Smith de la Universidad de Guelph, en Canadá, Jan Hrcek de la Universidad del Sur de Bohemia, en la República Checa, y Buntika Butcher de la Universidad Chulalongkorn, en Bangkok, Tailandia.

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Tomates modificados por ingeniería genética para eliminar el colesterol malo de quien los come

BIOLOGÍA

Los investigadores de la UCLA han modificado tomates de modo que su consumo genere en la persona efectos similares a los del colesterol bueno. (Fotos: UCLA)

Se ha logrado obtener, por ingeniería genética, tomates que producen un péptido que al comerlos elimina al colesterol malo, emulando las acciones del colesterol bueno (colesterol HDL, de lipoproteínas de alta densidad), que es conocido por su papel al eliminar de las arterias al colesterol malo (colesterol LDL, de lipoproteínas de baja densidad).
El equipo de los doctores Alan M. Fogelman (director de la unidad de investigación de la aterosclerosis en la Escuela David Geffen de Medicina) y Srinavasa T. Reddy (especialista en farmacología médica), ambos de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), preparó por ingeniería genética los citados tomates y, en forma molida y liofilizada, los agregó a la dieta rica en grasas, típica de los humanos en las naciones industrializadas, con la que se alimentó a unos ratones que no poseían la capacidad de eliminar el colesterol malo de su sangre y que inexorablemente desarrollaban inflamación y aterosclerosis cuando consumían una dieta rica en grasas.
Los investigadores constataron que los ratones que comieron los tomates enriquecidos con el péptido, los cuales representaron el 2,2 por ciento de su dieta rica en grasas, tuvieron una acumulación significativamente menor de placa aterosclerótica, menores niveles de inflamación, mayor actividad de una enzima antioxidante asociada con el colesterol bueno, niveles más altos de colesterol bueno, y menores niveles de un ácido promotor de tumores que acelera la acumulación de placa en las arterias de modelos animales.
Varias horas después de que los ratones terminaban de comer, se detectaba el péptido intacto en el intestino delgado, pero no se le encontraba así en la sangre. Según los investigadores, esto es un fuerte indicio de que el péptido actúa en el intestino delgado y luego es degradado a aminoácidos naturales antes de ser absorbido en la sangre, como sucede con los demás péptidos y proteínas del tomate. Esto hace pensar que escoger como objetivo al intestino delgado puede ser una nueva estrategia para prevenir la aterosclerosis de origen alimentario, la cual es una enfermedad provocada por placas en las arterias que puede conducir a ataques al corazón y derrames cerebrales.
Además de los científicos mencionados de la UCLA, en el trabajo de investigación y desarrollo también han intervenido otros de dicha universidad así como de la de Alabama en la ciudad estadounidense de Birmingham.

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El protagonismo de incendios dantescos en la extinción de hace 66 millones de años

GEOLOGÍA

Mapa de gravedad, generado por ordenador, del cráter Chicxulub. Este mapa fue confeccionado años atrás en un estudio pionero. (Imagen: Virgil L. Sharpton, Universidad de Alaska en Fairbanks / Instituto Lunar y Planetario)

Hace unos 66 millones de años, un asteroide de tamaño similar al de una gran montaña impactó contra lo que hoy es Yucatán, en México, justo en la época de la extinción masiva en la que perecieron los dinosaurios y muchas otras especies. Hay evidencias del impacto del asteroide, pero todavía se debate sobre los detalles del suceso, sobre todo acerca de cuál fue la forma principal de exterminio activada por el impacto del asteroide.
Algunos científicos han propuesto que como el material expulsado por el impacto se habría calentado drásticamente al reentrar a la atmósfera de la Tierra, la radiación infrarroja generada en la atmósfera superior habría iniciado incendios en todo el mundo, y masacrado a todo organismo vivo excepto aquellos que estaban resguardados bajo tierra o bajo el agua.
Otros científicos han cuestionado esta hipótesis de los incendios globales basándose en varias evidencias, incluyendo la ausencia de carbón vegetal en los sedimentos de la capa que corresponde a la época de la catástrofe. Según su razonamiento, de haber existido esa cantidad colosal de incendios, esa capa habría albergado restos significativos de carbón vegetal. También han sugerido que el hollín observado en la capa de escombros en realidad se originó en el propio lugar del impacto, y no en incendios generalizados causados por el material expulsado que reentraba a la atmósfera.
Un equipo estadounidense de científicos, integrado por Douglas S. Robertson, William M. Lewis, Owen B. Toon y Peter M. Sheehan, los tres primeros de la Universidad de Colorado en Boulder, y el último del Museo Público de Milwaukee en Wisconsin, ha determinado ahora que la aparente ausencia de carbón vegetal en la capa que corresponde a la época de la catástrofe es el resultado de cambios en las tasas de sedimentación: Cuando se corrigen los datos del carbón vegetal para tener en cuenta los cambios conocidos en las tasas de sedimentación, estos datos muestran un exceso, y no una carencia, de carbón vegetal.
Los autores del nuevo estudio también han mostrado que la cantidad de hollín que pudo haber sido liberada en el propio lugar del impacto es demasiado pequeña como para justificar el hollín observado en la capa que corresponde a la época de la catástrofe. Además, argumentan que, dado que los modelos físicos muestran que la radiación infrarroja que incidía en el suelo, generada desde arriba por el material expulsado que reentraba a la atmósfera, tenía suficiente energía como para encender la yesca, dicha radiación habría iniciado incendios generalizados.
Los autores del nuevo estudio también han examinado otros datos y han llegado a la conclusión de que todos ellos pueden ser explicados por mecanismos que concuerdan con la hipótesis de los incendios generalizados.

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Propiedades anticáncer en la soja

BIOQUÍMICA

(Ensalada con soja.) (Foto: James Gathany / CDC / Mary Anne Fenley)

Un estudio pionero determina que ciertas proteínas presentes en la soja podrían inhibir el crecimiento de tumores cancerosos en el colon, el hígado y los pulmones.
El extracto que queda después de extraer el aceite a las semillas de soja es un subproducto rico en proteínas, que normalmente constituyen alrededor del 40 por ciento de los componentes nutritivos de las semillas, y también puede contener cantidades significativas de ácido oleico (ácido graso omega-9 monoinsaturado).
En el estudio, se examinó el papel potencial de la soja en la prevención del cáncer.
Usando diversas líneas de soja con alto contenido proteico y del tipo de ácido mencionado, Srinivas J. Rayaprolu, Navam S. Hettiarachchy, Pengyin Chen, Arvind Kannan y Andronikos Mauromostakos, todos de la Universidad de Arkansas en Fayetteville, Estados Unidos, observaron la bioactividad entre los péptidos derivados del citado extracto de soja y varios tipos de células humanas cancerosas.
El estudio demostró que los péptidos derivados del extracto de soja inhibieron de manera significativa el crecimiento de tumores de las tres clases citadas en líneas de células humanas, concretamente un 73 por ciento para el cáncer de colon, un 70 por ciento para el de hígado y un 68 por ciento para el de pulmón.

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La era de la reionización del helio en el universo es más reciente de lo creído

COSMOLOGÍA

Los quásares han sido piezas del engranaje cósmico decisivas para permitir a los astrofísicos conocer mejor diversos fenómenos fundamentales del universo. (Imagen: NASA / CXC / A.Siemiginowska, CfA / J.Bechtold, U.Arizona)

Se cree que el universo comenzó con una explosión colosal, inconmensurable, conocida como el Big Bang. Al principio, el universo era muy caliente. Unos 380.000 años después de su formación, el plasma abrasador que discurría por él ya había perdido suficiente temperatura, dando lugar a gas neutro y frío, esencialmente hidrógeno con algo de helio. Hace unos 13.500 millones de años, cuando el universo tenía ya 200 millones de años de edad, ese gas se había condensado lo suficiente en algunos puntos para permitir la formación de las primeras galaxias y estrellas. Con la luz de las primeras estrellas, desapareció la oscuridad total que reinaba, y así finalizó la etapa conocida como Era Oscura del universo.
Durante una época referida como la "era de la reionización del helio", ráfagas de radiación ionizante proveniente de las inmediaciones de agujeros negros de masa muy grande, los cuales parece que mayormente estaban ubicados en los núcleos de los quásares (esencialmente galaxias jóvenes cuyo "motor" central es un agujero negro supermasivo), arrancaron electrones de los átomos primigenios de helio. La ionización inicial, que cargó al gas helio del universo, se piensa que ocurrió en algún momento del pasado remoto, no mucho después del Big Bang.
En una nueva investigación basada en observaciones del quásar HS1700+6416, Michael Shull y David Syphers, de la Universidad de Colorado, en la ciudad estadounidense de Boulder, han llegado a la conclusión de que la era de la reionización del helio del universo es más reciente de lo que se creía. Hasta ahora se pensaba que tuvo lugar cerca de 12.000 millones de años atrás, pero ahora, todo apunta a que más probablemente acaeció hace entre 11.000 y 10.000 millones de años.
El primer quásar fue descubierto hace ahora 50 años por el astrónomo Maarten Schmidt, del Instituto Tecnológico de California (Caltech). El quásar que observó, 3C-273, se encuentra a unos 2.000 millones de años-luz de distancia de la Tierra, y es 40 veces más luminoso que una galaxia normal entera provista de 100.000 millones de estrellas. Este quásar se está alejando de la Tierra a un 15 por ciento de la velocidad de la luz.

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Bacterias "adictas" a la cafeína

MICROBIOLOGÍA

Colonias de Escherichia coli. (Foto: CDC)

A través de modificaciones genéticas en la bacteria Escherichia coli, un equipo de científicos ha obtenido una cepa de estas bacterias caracterizada por un curioso rasgo: son "adictas" a la cafeína. El objetivo de tan llamativo proyecto es disponer de bacterias optimizadas para ayudar a descontaminar aguas residuales o para la bioproducción de algunos medicamentos.
La relación entre la cafeína y la depuración de aguas residuales puede no resultar evidente para la mayoría de la gente al principio, pero se entiende perfectamente si tenemos en cuenta que en la sociedad humana moderna la cafeína y los compuestos químicos relacionados con ésta se han vuelto importantes agentes contaminantes del agua debido al consumo extendido de productos que a menudo llevan cafeína, como por ejemplo café, té, refrescos, bebidas energéticas, chocolatinas y fármacos de algunas clases. Entre estos últimos figuran medicamentos para el tratamiento del asma y de otras afecciones pulmonares.
Para sus manipulaciones genéticas a la Escherichia coli, el equipo de Jeffrey E. Barrick, de la Universidad de Texas en la ciudad de Austin, se basó en el hecho de que una bacteria que vive de forma natural en suelos, la Pseudomonas putida CBB5, es capaz de nutrirse exclusivamente de cafeína. Los investigadores tomaron la maquinaria genética que a la P. putida le permite metabolizar o descomponer la cafeína, y la transfirieron a la E. coli, que es fácil de manejar y hacer crecer, con el objetivo de lograr una cepa de E. coli capaz de eliminar la cafeína de aguas residuales.
En las pruebas realizadas tras las modificaciones genéticas, las E. coli resultantes han demostrado ser eficientes en descafeinar el agua.
Las aplicaciones de este desarrollo podrían ir más allá incluso de la depuración de aguas residuales, abarcando también la medición de la cafeína contenida en bebidas, la recuperación de subproductos del procesamiento del café ricos en nutrientes, y la bioproducción barata de algunos medicamentos.
En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Erik M. Quandt, Michael J. Hammerling, Peter B. Otoupal, Ben Slater, Razan N. Alnahhas, Aurko Dasgupta, y James L. Bachman, de la Universidad de Texas, así como Ryan M. Summers, y Mani V. Subramanian, de la Universidad de Iowa, ambas instituciones en Estados Unidos.

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Escarabajos con aspecto de joyas

ENTOMOLOGÍA

Schwarzerium yunnanum: Un macho a la izquierda y una hembra a la derecha. (Imagen: Mei-Ying Lin. CC-BY 3.0)

Se ha descubierto una nueva y llamativa especie de escarabajo, cuyos individuos presentan tonalidades dignas de piedras preciosas.
Los escarabajos Cerambycidae, también conocidos como escarabajos de cuernos largos, se caracterizan por antenas muy largas, que suelen tener una longitud mayor que la del resto del cuerpo del animal. La familia es bastante rica en diversidad, con más de 20.000 especies conocidas, distribuidas por todo el mundo. Algunas especies muy representativas de este tipo de escarabajos con forma extraña también son conocidas por los estragos que provocan en vegetales y en la madera en general, ya que sus larvas se alimentan de la madera, causando graves daños a árboles vivos o a madera no tratada. Los escarabajos de esta familia están asociados principalmente a los hábitats de hojarasca en suelos, donde también fueron recolectados los ejemplares analizados en este estudio.
La especie recién descubierta, Schwarzerium yunnanum, tiene un cuerpo con un bello color azul verdoso, y patas azules muy distintivas. Un nuevo subgénero, Rugosochroma, también ha aparecido como resultado de esta reciente investigación.
Los especímenes examinados fueron hallados en la provincia china de Yunnan. El análisis ha sido efectuado por Eduard Vives del Museo de Ciencias Naturales de Barcelona en España, y Mei-ying Lin del Instituto de Zoología de la Academia China de Ciencias en Pekín.
Junto con la nueva especie descubierta, siete conocidas han sido detectadas y documentadas en China por primera vez. Entre ellas están la Aphrodisium tricoloripes, una especie muy rara hallada anteriormente en Myanmar (Birmania) y Vietnam, y la Chloridolum semipunctatum, hasta ahora encontrada exclusivamente en el norte de Laos.

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Herschel demuestra que el agua hallada en Júpiter procede del impacto de un cometa

ASTRONOMÍA

Lugar de impacto G del cometa Shoemaker-Levy 9. (Foto: R. Evans, J. Trauger, H. Hammel and the HST Comet Science Team)

El observatorio espacial Herschel de la ESA ha resuelto el misterio sobre el origen del agua presente en las capas más altas de la atmósfera de Júpiter, aportando pruebas concluyentes que indican que procede del impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en julio de 1994.
Durante aquella espectacular colisión, una cadena de 21 fragmentos del cometa se precipitó sobre el hemisferio sur de Júpiter a lo largo de toda una semana, dejando unas oscuras cicatrices en la atmósfera del planeta que fueron visibles durante varias semanas.
Este imponente suceso fue la primera observación directa de una colisión fuera de nuestro propio planeta. Fue seguido en directo por astrómonos aficionados y profesionales de todo el mundo con la ayuda de telescopios en tierra y con el Telescopio Espacial NASA/ESA Hubble.
El Observatorio Espacial Infrarrojo de la ESA fue lanzado en 1995 y fue el primero en detectar y estudiar la presencia de agua en las capas más altas de la atmósfera de Júpiter. Por aquel entonces ya se presentó la hipótesis de que el agua podría proceder del cometa Shoemaker-Levy 9, pero faltaban pruebas que la respaldasen.
Los científicos fueron capaces de excluir un origen interno, como por ejemplo vapor de agua procedente de capas más bajas de la atmósfera del planeta, ya que el vapor no es capaz de atravesar la ‘trampa fría’ que separa la estratosfera de la capa visible de nubes en la troposfera de Júpiter.
Por lo tanto, el agua en la estratosfera joviana tenía que proceder del exterior. Pero hubo que esperar 15 años para poder determinar su origen, hasta que Herschel utilizó sus sensibles ojos infrarrojos para estudiar la distribución horizontal y vertical de la huella química del agua en Júpiter.
Las observaciones de Herschel determinaron que había 2-3 veces más agua en el hemisferio sur de Júpiter que en el norte, con la mayor parte de ella concentrada cerca de los lugares donde había impactado el cometa en 1994. Por otra parte, el agua sólo se encontraba a gran altitud.
“Sólo Herschel fue capaz de proporcionar la resolución espectral necesaria para encontrar el eslabón perdido entre la presencia de agua en Júpiter y el impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en 1994”, explica Thibault Cavalié del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos, autor principal del artículo publicado enAstronomy and Astrophysics.
“Según nuestros modelos, un 95% del agua en la estratosfera de Júpiter procede del impacto del cometa”.
Otra posible fuente de agua sería una lluvia continua de pequeñas partículas de polvo interplanetario. Pero, en este caso, el agua debería estar distribuida de forma uniforme en todo el planeta y se tendría que haber filtrado a cotas más bajas.
Por otra parte, una de las lunas de hielo de Júpiter podría haber aportado agua al planeta a través de un gigante chorro de vapor, como muestran las observaciones de Herschel de la luna Encélado. Esta hipótesis también ha sido descartada, ya que ninguna de las lunas jovianas se encontraba en el lugar apropiado para aportar agua con la distribución observada.
Finalmente, los científicos también descartaron la hipótesis de que los impactos observados por astrónomos aficionados en 2009 y 2010 pudieran haber realizado una aportación significativa, o que las observaciones pudiesen ser el resultado de variaciones locales en la temperatura de la atmósfera de Júpiter.
Shoemaker-Levy 9 era el único culpable.
“Los cuatro planetas gigantes del Sistema Solar exterior presentan agua en sus atmósferas, pero la podrían haber obtenido a través de cuatro mecanismos diferentes”, explica Cavalié. “En Júpiter, está claro que el aporte del cometa Shoemaker-Levy 9 es el más importante, aunque las otras fuentes también podrían haber contribuido en menor medida”.
“Gracias a las observaciones de Herschel, hemos sido capaces de relacionar el impacto de un cometa – que capturó la atención del público y se siguió en directo desde todo el mundo – con la presencia de agua en Júpiter, resolviendo un misterio que nos había mantenido intrigados durante casi dos décadas”, añade Göran Pilbratt, científico del proyecto Herschel para la ESA.
Las observaciones realizadas durante este estudio son un adelanto de las que realizará la futura misión JUICE de la ESA, que partirá hacia el sistema joviano en 2022, donde estudiará la distribución de los ingredientes de la atmósfera de Júpiter con mucho más detalle.

Fuente: ESA

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Construir una montaña artificial de 4 kilómetros de altura

ENTRE LA CIENCIA Y LA CIENCIA-FICCIÓN

Cuestiones intrigantes tocadas por la ciencia-ficción, y que la ciencia también aborda, expuestas en artículos breves escritos por Jorge Munnshe. En esta entrega: Construir una montaña artificial de 4 kilómetros de altura.
La construcción de una montaña artificial de varios kilómetros de altura es un reto tan fascinante como difícil. El coste de semejante proyecto, pese al ahorro derivado de que la montaña no deba ser maciza, sería descomunal; aunque no se puede negar que los beneficios turísticos que ofrecería también serían elevadísimos; tengamos en cuenta que la Torre Eiffel, un proyecto que en siglo XIX se consideró un reto peliagudo y de utilidad dudosa, es una de las mayores atracciones turísticas de Paris, e incluso su símbolo de identidad.
Un posible diseño de montaña artificial alta es el elaborado por la compañía japonesa de ingeniería avanzada Taisei (Taisei Corporation).
Esta montaña artificial, de forma cónica, tendría una base de 6.000 metros de diámetro y una altura de 4.000. Hueca y desprovista de corteza en diversos tramos, el diseño de su estructura, a base de pilares y tramas de vigas, recuerda en concepto a la citada Torre Eiffel. Si la montaña fuera maciza, sería inviable construirla, y aunque se pudiera, resultaría un desperdicio enorme de espacio aprovechable. Además, causaría cambios climáticos en la región donde se edificase. El diseño de rejilla permite la circulación normal del aire y la disipación de la humedad.

Otros rasgos del diseño propuesto son también muy razonables:

Los pilares principales se distribuyen en círculos concéntricos, que culminan en un núcleo central.
Los cimientos sobre los que se sustenta son basculantes, a fin de absorber las vibraciones provocadas por los terremotos.
Una posible ubicación de la montaña es sobre el lecho de un lago o de una zona marítima costera. De este modo, se logra terreno extra, sin que tener que usar terrenos ya existentes.
Habilitada como ciudad turística, en los diversos anillos o plataformas de su perímetro interno se situarían todo tipo de elementos de ocio, jardines, atracciones, polideportivos, piscinas, pabellones culturales, enormes áreas comerciales, que se complementarían con una capacidad hotelera o residencial de medio millón de personas, aeropuertos, muelles, y demás equipamiento urbano. En los niveles más altos, también se incluirían estaciones meteorológicas y para otras propuestas científicas.

Según los cálculos de Taisei, disponiendo de los medios económicos necesarios, se necesitarían 10 años para edificar los primeros mil metros, otros 10 años para edificar hasta los 2.500, y otros 10 para concluir la cima, a 4.000 metros de altura. En total, tres décadas de construcción. La apertura al público se realizaría mucho antes, ya que la edificación modular permitiría habilitar por completo cada anillo que se terminase; y así podría explotarse comercialmente poco después de la inversión inicial, para que cada paso de la construcción se autofinanciara y amortizase.
Los orígenes de Taisei se remontan a 1873. Durante su dilatada historia, esta empresa ha llevado a cabo obras de ingeniería civil de gran envergadura, en especialidades como puentes, túneles, centrales eléctricas, terminales de aeropuerto, y rascacielos carismáticos. Entre sus logros más destacados figuran la construcción del primer metro de Japón (culminada en 1927), el nuevo Palacio Imperial en Japón (1968), el Observatorio Meteorológico del Monte Fuji (1972), el Puente de la Bahía de Yokohama (1989) y el Domo de Sapporo (2000). Ahora trabaja en la construcción de un túnel de casi 14 kilómetros de largo con parte de su trazado cruzando por debajo del Estrecho del Bósforo, que unirá la orilla europea de Estambul, Turquía, con la asiática.

(Imágenes del proyecto de montaña artificial: Taisei Corporation)

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