31 agosto, 2010

Tabla periódica de las tonterías irracionales

Sé que a muchos que hemos estudiado algún tipo de carrera relacionada con la ciencia somos bastante escépticos para algunas cosas como el Tarot, la Astrología, la existencia del Monstruo del Lago Ness, los Zombis, etc. todas esas cosas que para algunos son reales y creen fehacientemente en ellas pero para otros son completamente irracionales fueron agrupadas magistralmente en una tabla periódica por Crispian Jago.

 [Click para agrandar]

Bueno, yo no estoy muy de acuerdo con todo. Por ejemplo, las pareidolias es un fenómeno que tiene una explicación psicológica; a quien no le ha pasado ver algo y que se asemeje a un rostro humano o a algo conocido?, como lo que pasa cuando uno visita Markahuasi, donde las rocas parecen tomar figuras humanas o de animales. El cerebro siempre tiende a asociar las formas a algo conocido. A excepción de esa y un par más, creo que esta tabla refleja todas aquellas cosas irracionales. Y para ustedes… ¿en cual de estas cosas creen fehacientemente?

Pueden pasar por la entrada original y ver la versión en inglés de mejor calidad, descargarla y hasta hacer un póster con ella.

Vía Crispian-Jago.

30 agosto, 2010

La tormenta perfecta

Tal como en la película protagonizada por George Clooney, “The Perfect Storm”, donde – si no me equivoco – dos huracanes se fusionaron y formaron un súper huracán de categoría 5, la NASA ha captado esta hermosa imagen de dos huracanes al mismo tiempo, uno en el Caribe (Earl) y el otro acercándose al Atlántico Norte (Danielle).

La imagen fue capturada el día de ayer con el Espectroradiómetro de Imagen de Resolución Moderada (MODIS) ubicado en uno de los satélites de la NASA. Durante la mañana de hoy, el huracán Danielle alcanzó su mayor velocidad, 120.7 Kph, y su avance es hacia Groenlandia. Por otro lado, Earl alcanzó la categoría 4 con vientos de 240Kph y no se descarta que pueda alcanzar la categoría 5.

 

Vía BadAstronomy & NASA.

Hace falta más que bioquímica para el desarrollo de las células madre

Las células madre son aquellas que tienen la capacidad de diferenciarse en cualquier tejido, pero no todas tienen esa capacidad. Las más capaces son las células madre embrionarias (ES cells) las cuales son totipontentes ya que pueden diferenciarse en cualquier tipo de célula. A medida que el organismo se va desarrollando, la capacidad de sus células madre de diferenciarse en lo que sea se va perdiendo, es así que pasan a ser sólo pluripotentes y solo se diferencian en ciertos tipos celulares.

Entonces, ¿por qué no usar las células madre embrionarias con fines terapéuticos? La respuesta es la parte ética. Se debe extraer el blastocisto (estado embrionario donde encontramos almacenadas las células madre), esto significa matar al embrión, o sea, acabar con una vida humana. Las investigaciones en las células madre embrionarias han podido ser desarrolladas gracias a la donación de embriones por parte de parejas que se han sometido a algún tipo de fertilización asistida.  Debido a estos problemas, muchos investigadores se están enfocando al desarrollo de las células madre pluripotentes inducidas (iPS cells), que son células madre obtenidas a partir de células ya diferenciadas mediante reprogramación celular.

Sea cual sea su procedencia, lo más difícil en el uso de células madre con fines terapéuticos es conseguir su renovación y diferenciación in vitro para ser transferidos a un tejido vivo. Gracias a la identificación de una serie de factores de transcripción y moléculas señalizadoras se ha podido conseguir diferentes líneas celulares a partir de células madre en cultivos in vitro. Pero, cuando las iPS son cultivadas in vitro y luego trasplantadas en un organismo vivo, pierden su gran capacidad de regenerar el tejido para el cual fueron programados. En otras palabras, obtener células madre con capacidad de regenerar un tejido in vitro no garantiza que lo hará in vivo, a pesar de proporcionarle todas las moléculas señalizadoras requeridas.

Fue así que el Dr. Penney Gilbert y sus colaboradores del Laboratorio Baxter investigaron si las propiedades físicas del entorno también juegan un papel importante en el desarrollo de las células madre y la regeneración de tejidos. Hace un año publicamos un artículo que demostraba que la fuerza de cizalla (un estímulo mecánico) podría activar ciertas rutas metabólicas, en este caso, Gilbert et al. demostraron que la elasticidad del medio de cultivo ejercía un importante efecto sobre la regeneración de los tejidos a partir de células madre.

Los investigadores usaron células madre musculares (MuSCs) para determinar el efecto de la rigidez del medio en su capacidad de regeneración del tejido muscular. Para esto desarrollaron medios de cultivos con diferentes grados de elasticidad y rigidez usando diferentes porcentajes de Polietilenglicol (PEG) en el medio, el cual al polimerizarse formará hidrogeles con propiedades físicas diferentes. Las células madre estaban marcadas con biomoléculas fluorescentes para seguir su desarrollo en tiempo real en ratones.

video[Click para ver el video] 

Los medios de cultivo de células madre comúnmente usados tienen un módulo elástico de ~3GPa (109 Pascales = 30000 bares = 100 atmósferas), el cual es cinco órdenes de magnitud más rígido que el encontrado en músculo esquelético. Así que los medios que Gilbert et al. desarrollaron fueron más elásticos, tratando de imitar la rigidez del tejido cerebral, muscular y cartilaginoso (2, 12 y 42 KPa, respectivamente).

El primer resultado obtenido fue que las MuSCs que fueron cultivadas en tejidos más elásticos aumentaron significativamente su tasa de supervivencia. Este resultado es sumamente alentador ya que se ha podido solucionar parte del problema de las células madre… la supervivencia. También encontraron que en los tejidos más elásticos, las MuSCs expresaron un tercio más cantidad de miogenina, el cual es un importante factor de transcripción de las células musculares diferenciadas.

En cuanto a la tasa de división, no hubo diferencias significativas entre las MuSCs que crecieron en un sustrato rígido y en uno elástico. La mayor expresión de bioluminiscencia, la cual está directamente relacionada con la capacidad regenerativa, se obtuvo con el medio más flexible, mientras que la duración y la tasa de viabilidad del injerto disminuyó en función a la rigidez del medio de cultivo. Como era de esperarse, la mayor tasa de viabilidad del injerto se obtuvo a 12KPa, el cual corresponde a la rigidez del tejido muscular.

Algo que caracteriza a las células madre es su capacidad de dividirse en dos células madre hijas (división simétrica) o dividirse en una célula madre y una diferenciada (división asimétrica). Las células diferenciadas tienen una tasa de división muy reducida, mientras que las células madre pueden dividirse todo el tiempo (auto-renovación). Es muy importante que las células madre se auto-renueven para poder regenerar un tejido. Gilbert et al. encontraron que las MuSCs que crecieron en un medio flexible tenían un 32% más de capacidad de auto-renovación. Sin embargo, in vivo la auto-renovación prácticamente no se daba.

stemcells

En conclusión, los sustratos flexibles mejoraron la capacidad de supervivencia de las MuSCs y previnieron la diferenciación de las células madre in vivo, mientras que aumentaron su tasa de auto-renovación in vitro.  Lo que los investigadores hipotetizan es que la disminución en la rigidez del medio de cultivo altera la forma de la célula, provocando un re-arreglo del citoesqueleto alterando las vías de señalización.

Referencia:

ResearchBlogging.orgGilbert, P., Havenstrite, K., Magnusson, K., Sacco, A., Leonardi, N., Kraft, P., Nguyen, N., Thrun, S., Lutolf, M., & Blau, H. (2010). Substrate Elasticity Regulates Skeletal Muscle Stem Cell Self-Renewal in Culture Science, 329 (5995), 1078-1081 DOI: 10.1126/science.1191035

Science. DOI: 10.1126/science.1194919

29 agosto, 2010

Por qué la gente usa los mandiles de laboratorio?

PhD Comics tiene la respuesta…

Y es la verdad… Unos los usan para “sentirse científicos”. Usar un mandil es como un estatus, crees que la gente que camina por la calle o la universidad te mira y se pregunta “¿que estará investigando?”, pero lo que en verdad se preguntan es “¿por qué no te quitas ese ridículo mandil si ya estás fuera del laboratorio?”, sobre todo, a esos estudiantes de medicina de algunas universidades del país.

Generalmente, a los científicos e investigadores no les gusta usar los mandiles – a diferencia de los estudiantes – y sólo lo usan cuando viene algún representante de la entidad que está financiando la investigación o cuando hay algún tipo de auditoria o inspección, por eso siempre se mantienen limpios y como nuevos y salen bonitos en las fotos.

También el mandil es usado cuando hace mucho frío en el laboratorio. En todos los laboratorios la temperatura y humedad del ambiente es controlado, generalmente a 18°C y 50%, respectivamente, esto para dar las condiciones óptimas para el funcionamiento de los equipos. Sin embargo, lo que es bueno para los equipos no es agradable para el investigador, el frío que se siente es grande y el mandil ayuda a abrigarse un poquito.

Y la otra respuesta es para “esconder el hecho que llevas puesta la misma ropa durante toda la semana”. Nadie se dará cuenta que estas vestido igual que el día anterior, sobre todo en esos casos donde no llegaste a dormir a tu casa por ir al cumpleaños o despedida de un amigo. El mandil puede atenuar el olor a cigarro y licor que se siempre se impregna en la ropa.

Vía PhD Comics.

27 agosto, 2010

Por qué no se congelan los peces del Océano Ártico?

Bueno, para no discriminar, ¿por qué no se congelan – también – los peces del Océano Antártico?… Ya se conoce, desde hace más de 50 años, que es una proteína anticongelante la que evita que la sangre de estos peces se llegue a congelar. Primero debemos recordar que el punto de fusión del agua de mar en estas regiones es de –1.8°C (debido a la concentración de sal, la cual baja su punto de fusión con respecto al agua pura); mientras que el punto de fusión de la sangre de estos peces es de –0.9°C. Sin estas proteínas anticongelantes, el flujo sanguíneo se detendría a causa de la congelación, provocando la muerte del animal; sin embargo, gracias a ella, la sangre no se ve afectada y se mantiene fluyendo constantemente. Estas proteínas son más eficientes que muchos anticongelantes comerciales.


Pero, a pesar que se ha conocido esta proteína por 50 años, hasta ahora no se sabía cómo era su funcionamiento. Científicos de la Universidad de Bochum, liderados por el Dr. Simon Ebbinghaus, usaron una novedosa técnica llamada la Espectroscopia de Terahercios, la cual es muy usada para determinar el plegamiento de las proteínas y sus interacciones con moléculas vecinas de agua. Con esta técnica determinaron las interacciones  y movimiento de las moléculas de agua y la proteína anticongelante de los peces.


Estos peces, a parte de la proteína anticongelante (AFPs) tiene una glicoproteína anticongelante (AFGPs) que es el principal agente de anticongelación. Las glicoproteínas son proteínas unidas a unos oligosacáridos (azúcares), los cuales pueden ser de dos tipos: O-linked (unidos al oxígeno de la Serina o Treonina) y N-linked (unidos al nitrógeno de la Asparragina). Los primeros estudios que intentaron revelar la función de estas glicoproteínas se enfocó principalmente en determinar si eran los puentes de hidrógeno, que posiblemente se formaban entre la región azucarada de la proteína y el agua, los responsables de su función anticongelante. Para esto diseñaron proteínas mutantes que no tenían la región de oligosacáridos unidos a su estructura. Los resultados no fueron concluyentes.

Así fue que el Dr. Ebbinghaus aplicó esta novedosa tecnología de la Espectroscopía de Terahercios y demostró que la actividad anticongelante estaba directamente relacionada con la dinámica de hidratación colectiva de largo alcance, sin que haya algún tipo de enlace entre la proteína y el agua. Las moléculas de agua normalmente “bailan” y se desplazan siguiendo un movimiento browniano (aleatorio), formando y rompiendo enlaces a cada instante; sin embargo, en proximidad a la glicoproteína anticongelante, el movimiento de estas moléculas de agua se hacía más lento. Además, estas proteínas también presentan un efecto de largo alcance. Este retraso y pérdida de dinámica del agua no está a favor del congelamiento.


Los investigadores observaron en el espectro de terahercios que cuando los grupos cis-hidroxilo (-OH) de la región azucarada de la glicoproteína eran complejados (atrapados) usando Borato de Sodio (figura de arriba), la glicoproteína perdía su actividad anticongelante y el agua recuperaba su conducta de hidratación colectiva dinámica. De esta manera entendieron, después de 50 años, como funcionan las glicoproteínas anticongelantes en estos animales. Este conocimiento también puede ser aplicado en muchos campos de la industria; desde la automotriz, donde es importante en las regiones con inviernos crudos donde se debe evitar que el líquido de frenos, el combustible, el aceite de motor, etc. se congelen en estas temporadas. También tendrían una buena aplicación en la industria de alimentos, en la exportación de productos agrícolas, etc.

Referencia:

JACS. Antifreeze Glycoprotein Activity Correlates with Long-Range Protein−Water Dynamics. DOI: 10.1021/ja1051632

26 agosto, 2010

Una mancha solar como nunca antes vista

Investigadores del Big Bear Solar Observatory (BBSO) han capturado la imagen más detallada que se tiene hasta ahora de una mancha solar. Las manchas solares son regiones del sol que tienen una temperatura relativamente baja comparado con sus alrededores, unos 3600°C comparado con los 5800°C de sus alrededores. Además tienen una fuerte actividad magnética y es esta la responsable de esta baja en la temperatura, ya que afecta la convección del calor.

Sinceramente, esta foto es una belleza. Una de las cosas más resaltantes de esta imagen es la resolución que tiene, tan solo 65Km. Bueno, unos dirán que 65Km de resolución no es nada bueno, ya que la resolución de una imagen es el mínimo detalle que puede ser observado, en este caso, solo podemos observar detalles de 65Km para arriba; pero, para un cuerpo que está a 150’000,000 de kilómetros de la Tierra y que tiene una superficie de 6,09 x 1012 Km2 es una imagen sumamente nítida.

En la imagen se puede observar claramente las dos partes de una mancha solar: la umbra, que es la parte central más oscura; y la penumbra, que son esos filamentos que se extienden desde la umbra, como si fiera un clavel. Una mancha solar no es una región oscura, emite el 32% de la luz que es emitida por un área de la misma dimensión de la fotósfera, debido a su baja temperatura, y es esta razón de que se ve oscura.

Esta imagen fue captada con el Nuevo Telescopio Solar del BBSO, el cual es precursor de uno más largo, el Telescopio Solar de Tecnología Avanzada (ATST), el cual será construido durante los próximos 10 años, que tendrá nuevos sistemas ópticos, entre ellos, un sistema óptico adaptativo multi-conjugado, tal como lo tiene el observatorio Paranal en Chile, pero más moderno; el cual permitirá unas imágenes del sol con una nitidez y definición nunca antes vistas. Con esto prentenden conocer más a fondo los fenómenos que ocurren en la superficie solar, las cuales tienen un efecto directo sobre “el clima” en el sistema solar.

Esperando el momento oportuno para infectar

Si alguien te pregunta como se da una infección bacteriana seguro dirás… “bueno, el microorganismo patógeno ingresa a nuestro cuerpo, ya sea por una comida en mal estado, por esporas en el aire, por llevarme el dedo a la boca, por comerme una papa rellena de S/. 0.50, etc., y una vez dentro invade nuestras células, apoderándose de ellas.” Si respondiste eso, no estás equivocado. Hasta ahora se pensaba que durante una infección bacteriana, los organismos patógenos invadían nuestras células para llevar una vida “llena de comodidades”; sin embargo, en un reciente artículo publicado por el Dr. Jan Peter Boettcher en la revista PLoS Biology, muestran otro tipo de infección, donde la bacteria patógena, retrasa su ingreso a la célula hospedera  para asegurar su existencia.

Neisseria gonorrhoeae, agente causante de la gonorrea – una enfermedad de transmisión sexual que se caracteriza por inflamación del tracto urogenital, el útero y los ovarios – usa esta estrategia para infectar a sus víctimas. En primer lugar, para poder anclarse a la célula hospedera, N. gonorrhoeae tiene una estructura especializada de superficie llamada pili de tipo IV (Tfp), el cual se caracteriza por anclarse a sustratos sólidos; en este caso, a la célula del tejido infectado; para luego formar microcolonias (placas corticales) en la superficie celular.

Pero no sólo hace eso. Esta interacción del pili con la célula hospedera genera una cascada de reacciones de señalización; una de estas señales cambia la estructura de la superficie celular del hospedero para evitar ser reconocido por el sistema inmunológico. Además, en el punto de contacto entre la célula hospedera y el microorganismo patógeno hay una acumulación de Actina (proteína principal de los microfilamentos que se sitúan en la parte periférica de la célula). Además, otra proteína llamada caveolina-1 impide el ingreso del patógeno a la célula, mediante la fosforilación de sus residuos de tirosina y su interacción con las proteínas Vav2 y la RhoA.

De manera más sencilla, la estrategia de N. gonorrhoeae para mantenerse viva fuera de la célula es mediante una reorganización del citoesqueleto (acumulación de actina) que las protege de las condiciones inhóspitas del medio extracelular; y la fosforilación de la caveolina-1, proteína de membrana que interactúa con Vav2 y RhoA para evitar que la bacteria entre a la célula mediante endocitosis. Estos dos procesos son inducidos por su estructura especializada de superficie llamada pili.

caveolina La caveolina-1 de blanco y los pilis de verde. Se puede ver que los dos se relacionan.

Estos resultados dan una nueva perspectiva sobre los distintos mecanismos que tienen los patógenos para causar infecciones. Por mucho tiempo se creía que los microorganismos patógenos buscaban por todos los medios apoderarse de la célula hospedera; ahora vemos que también tienen estrategias para evitar entrar en ella hasta que las condiciones del medio se las exijan. Este descubrimiento también pudo ser extrapolado a otros patógenos como nuestra querida bacteria intestinal E. coli; y se cree que los agentes infecciosos causantes de la meningitis y la neumonía, también se valen de esta estrategia de infección.

Referencia:

PLoS Biology. DOI: 10.1371/journal.pbio.1000457

25 agosto, 2010

¿Qué miran primero los hombres en una mujer?

Parece una pregunta sumamente obvia, pero de todas maneras necesita de un reporte científico para respaldarla. Esta pregunta se refiere a qué ven primero los hombres en una mujer desnuda, así como las calatas que aparecen en los almanaques de los talleres o una de las malcriadas del Trome. Y no sólo eso, cómo las prefieren. Los hombres prefieren a las mujeres con senos de mediano a grandes y caderas anchas, con una proporción de cintura/cadera (PCC) menor a 0.8.

¿De dónde saco estos datos? De un par de artículos bizarros publicados en la revista Archives of Sexual Behavior que fueron tomados por el presente número de la revista Annals of Improbable Research (sí, de los mismos que hacen la parodia de los Premios Nobel, los Ig Nobel). Los resultados han sido muy bien explicados por el “FanUltra del Café” en su blog Caffeine! (pasen a leerlo).

Básicamente, el estudio trata de las preferencias de los hombres por el tamaño de los pechos y color de pezones de una mujer. Para determinar esto usaron una técnica llamada “eyetracking” (seguimiento ocular) el cual determina hacia donde se dirige exactamente la mirada cuando se observa una foto. 

El estudio tomó una muestra de 36 hombres heterosexuales voluntarios a quienes les pusieron frente a seis fotos de la misma mujer, retocadas con photoshop para cambiarle el tamaño de los senos y el color de los pezones. Luego, mediante el eyetracking determinaron cuál era su preferencia y el tiempo que se pasaban viendo cada punto de la foto.



Como pueden ver en los resultados, los hombres prefieren los senos medianos a grandes (el primero un poco más que el segundo) y no los pequeños. En cuanto al color de los pezones, les gustan más los oscuritos. Según discuten los autores, estas características (senos grandes y pezones oscuros) son signos de madurez sexual en las mujeres y tal vez tenga mucho que ver con la preferencia de los hombres: ellos las prefieren “maduritas”.

Y que pasa cuando ponen la foto de una mujer desnuda completita, desde el pelo hasta la punta de los pies se que roncas por la noches…. Para determinar esto dividieron la foto en seis partes y determinaron las veces que los ojos del hombre se detenían en alguna de ellas, midiendo el tiempo promedio (en milisegundos) que se quedaban viendo esa zona. La parte favorita fue lo senos, y no sólo eso, era lo primero que veían. En menos de 200 milisegundos ya estaban fijando su mirada en los senos de la mujer. Sin embargo, el tiempo de respuesta fue un poco mayor cuanto más pequeños eran los senos.




Si bien las conclusiones son muy obvias, es un hecho que se necesita de un reporte científico para dar validez a las creencias y mitos que uno tiene. También se puede concluir que los voluntarios eran una sarta de mañosos, pero creo que no se tomó muy en cuenta el perfil psicológico de los participantes. Debemos resaltar que en cada cultura, en cada región del mundo, la forma como se percibe la sexualidad es diferente, sería muy interesante determinar como afecta estas variables sociales en un estudio de este tipo. 

Otra pregunta también sería, ¿qué es lo primero que miran las mujeres en un hombre? o una más controversial ¿qué es lo primero que mira un hombre o mujer homosexual en otro hombre o mujer, respectivamente?

Para leer este interesante artículo completo, pasen por Caffeine!

El Perú “debería gastar más en ciencia”…

Esto fue lo que dijo nuestra Ministra de Economía y Finanzas, Mercedes Araos, en la inauguración del Taller de Ciencia, Innovación y Tecnología en América Latina llevado a cabo hace un par de semanas en nuestra capital. La palabra correcta sería “¿Debería?”… o el Perú ¡Debe! invertir más en ciencia y tecnología, ya que es el que menos invierte en la región (sólo el 0.15% del PBI) mientras que la media en América Latina es 0.60%. La consecuencia de esto es que de los 8000 científicos registrados en la base de datos del CONCYTEC, sólo el 10% se dedique a hacer investigación, mientras que el otro 90%, no hacen nada de ciencia y sólo se dedican a enseñar. OJO: no hacen ciencia porque no quieren, bueno algunos sí, sino porque no hay financiamiento para hacerlo.

Augusto Mellado Méndez, presidente del CONCYTEC, dice que reciben el mismo presupuesto hace 10 años, el cual no es más que $1.5 millones al año, que la verdad, es una miseria. Comparado con nuestros vecinos chilenos, su CONACYT recibe 160 veces más presupuesto que nuestro CONCYTEC ($240 millones); de ahí nos quejamos por qué Chile está mejor posicionado en la región si no tiene la “riqueza natural” que nosotros tenemos.

El Perú ha tenido un incremento económico extraordinario en los últimos años, pero que se está haciendo con ese dinero, se está “guardando el pan para mayo”. O sea, solo estamos viviendo el buen momento sin hacer nada por mantenerlo o mejorarlo… “el dinero nos está cayendo del cielo, hay que aprovechar esta bonanza porque no se volverá a repetir”…, creo que es eso lo que piensan nuestros “sabios políticos”. Si no reinvertimos este excedente que estamos teniendo, no estamos aprovechando el buen momento económico que viene atravesando el país, y la mejor forma de hacerlo no es comprando tanques chinos, MIG-29 y otras tonterías más para afrontar una guerra imaginaria que nunca ocurrirá, o para llevar el paso al vecino; el dinero debe ser reinvertido en ciencia, tecnología y educación, ya que eso si nos generará dividendos a mediano y largo plazo.

La única guerra verdadera que tenemos es contra esa lacra que se esconde en el VRAE y el Huallaga. Si se va a invertir en armamento bélico, que sea para combatirlos a ellos, por ejemplo, comprando helicópteros, sistemas de vigilancia, o dar las condiciones óptimas a los policías y militares que resguardan esas zonas, ahí sí estaría justificado un gasto en armamento bélico; acaso con tanques y buques vamos a combatir el narcoterrorismo?

Uno de los problemas, tal como lo menciona el presidente del CONCYTEC es que el 90% de los profesionales que son becados en el extranjero ya no regresan. A los científicos todavía nos falta compromiso con nuestro país. Claro que en el Perú nunca se podrá hacer investigación de calidad con un presupuesto de $1.5 al año, y menos pensar en hacer innovación tecnológica; pero, si esos buenos científicos que están bien posicionados allá afuera, ayudarían en algo al desarrollo de la ciencia en el país, sería un gran paso. Este paso ya lo ha iniciado el Dr. Carlos Bustamante al poner un laboratorio gemelo al suyo de Berkeley aquí en Perú; este paso ya lo han dado investigadores peruanos trabajando o haciendo doctorados y pos-doctorados fuera del país, que reclutan estudiantes para entrenarse por un tiempo en sus laboratorios y regresen con otra visión del mundo; este paso ya lo han dado científicos peruanos de renombre que regresan a investigar al Perú, aunque sea por un corto tiempo, a pesar de no encontrar las condiciones. Si ese $1.5 aumentara sólo 10 veces más, sería un gran avance y de repente se empezaría por repatriar a algunos de nuestros más destacados investigadores que trabajan y ponen todo de su parte por el desarrollo de la ciencia en un país que no es el suyo.

Pero, el CONCYTEC como es ahora, no tiene la potestad ni la capacidad de exigir nada, ya que sólo es una dependencia del Ministerio de Educación. La ciencia y tecnología participa en todos los sectores del país, desde la minería (biolixiviación, biorremediación, nuevas técnicas de prospección, métodos de extracción de minerales menos contaminantes, etc.), la agricultura (tecnificación de los riegos, aumento en el rendimiento de los cultivos, desarrollo de variedades resistentes a sequías, heladas, parásitos), la medicina (desarrollo de nuevos agentes terapéuticos, epidemiología de las enfermedades endémicas, técnicas de diagnóstico efectivas), el ambiente (reducción del impacto ambiental por parte de las industrias, recuperación de terrenos a causa de los relaves mineros, mejora de la calidad de vida, tecnologías ecoeficientes).

Son tantas áreas donde la ciencia y la tecnología puede participar y no sólo estar restringido a un ministerio, la ciencia y la tecnología deberían tener su propio ministerio. Obviamente habrá una burocratización del sector, eso no puede evitarse, pero, habrá alguien que represente a la ciencia y la tecnología sentado en el consejo de ministros, en la misma mesa con los otros ministros; hablando, opinando y exigiendo, directamente, al mismo Ministro de Economía que se aumente el presupuesto para este sector, que generen nuevos planes de gobierno, etc.

Sin embargo, aún nos falta establecer claramente nuestras prioridades de investigación y desarrollo, conocer cuales son nuestras fortalezas y nuestras debilidades; tampoco es invertir $200 millones en cualquier cosa; no por el hecho que sea una buena investigación quiere decir que sea importante para el desarrollo científico y tecnológico del país; sólo lo será si genera dividendos que permitan hacer más investigación, que la ciencia tenga la capacidad de ser, en su mayor parte, autosostenible, pero aún nos falta mucho para llegar a ese nivel, y nos seguirá faltando mucho si solo decimos: “…el Perú debería gastar más en ciencia…”

Noticia vía SciDev. Gracias a Abel A. por el link.

Imagen: La ciencia está bien pero hay que comer (Facebook)

24 agosto, 2010

Una reseña del Open Access

Ya me conocen, soy un partidario del Open Access (el acceso abierto a la información científica) porque pienso que el conocimiento humano debe estar disponible para cualquier persona en el mundo, que todos tengan las mismas oportunidades de acceder a ella sin la necesidad de pagar una costosa suscripción a una revista científica de impacto. 

Esta semana, se publicó en Science una buena reseña de los 10 años de este movimiento, el Open Access y les voy a comentar los puntos que consideré más importantes.

Primero, a manera de historia, ¿qué es y cómo surge el movimiento Open Access?

El Open Access es, básicamente, acceder a los artículos científicos sin la necesidad de pagar por ver o suscribirse a una revista. Para ello, la revista de Acceso Abierto carga un impuesto a los autores del artículo científico, les da todos los derechos sobre el mismo, y publica en Internet aquellos que pasaron la revisión por pares (también conocido como el peer review).

Bajo esta premisa, Harold Varmus (ex-director del National Institute of Health), Michael Einsen (UC, Berkeley) y Patrick Brown (Standford University) crearon la Librería Pública de Ciencias, más conocida como PLoS (por sus siglas en inglés), allá por el año 2010. 

Sin embargo, la parte que no se conoce de la historia es que ellos recolectaron cerca de 30.000 firmas de investigadores de todo el mundo para boicotear a aquellas revistas que no pusieran libremente sus artículos científicos seis meses después de haber sido publicados. Su amenaza no funcionó pero su revolución les permitió ganar un grant de $9.000.000 con el que empezaron su proyecto.

plos_founders

Ellos se preguntaban ¿por qué un ciudadano debería pagar por acceder a los resultados de una investigación que fue financiada con su plata sus impuestos? Por ejemplo, un centro de investigación de Perú gana un concurso de financiamiento convocado por Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica (CONCYTEC) y le dan $50.000 para que desarrolle su investigación. Cuando la terminan, logran publicarlo en una revista, digamos Science. Esa plata que le dio CONCYTEC, ¿de dónde viene?Pues de nuestros impuestos que fueron derivados al ente rector de la ciencia en el Perú a través del Ministerio de Economía y Financias. Como ese dinero es de todos los peruanos, entonces ¿por qué tenemos que pagar a Science para ver los resultados de una investigación hecha con nuestra plata?. No es justo, ¿no creen?

Mediante esta premisa, desde el año 2008 el Instituto Nacional de Salud de los Estados Unidos (NHI) obliga a todos los autores y/o revistas pagadas a liberar aquellos artículos que fueron financiados con su dinero, a más tardar 12 meses después de su publicación.

¿De dónde sacan el dinero las revistas Open Access para poder subsistir?


Las revistas de Acceso Abierto cobran por publicar, a diferencia de las revistas por suscripción en las cuales no pagas o haces un pequeño depósito para los gastos administrativos (copias, correos postales, papelería, etc.) Estas revistas cobran entre $500 y $3000 publicar un artículo. Por ejemplo, PLoS cobra entre $2250 y $2900 publicar en sus seis revistas científicas, siendo en Plos Biology y Plos Medicine (las más rankeadas), donde se paga más. En éstas seis revistas se evalúa tanto la rigurosidad científica como la relevancia de la investigación. 

Sin embargo, PLoS sacó otra revista llamada PLoS ONE, la cual cobra un poco menos por publicar (aprox. $1350), y sólo evalúa la rigurosidad científica mas no la relevancia o impacto de la investigación. A esto se le conoce como el nuevo modelo del peer review.

BioMed Central (BMC), que en sus inicios allá por el año 2002 no cobraba por publicar, ahora tiene una tarifa que va de los $1300 a los $2400 en cualquiera de sus 206 revistas. Las grandes ganancias que generaba hizo que BMC fuera comprada por otro grande de la industria publicitaria, Springer, en el año 2008.

Otro caso sobresaliente es del New Journal of Physics y del Optics Express, este último con el mayor factor de impacto en su campo, están desarrollados por sociedades científicas que no cobran más que un impuesto significativo por publicar un artículo.
Para recordar: En términos generales, el factor de impacto es la forma como se mide la importancia de una revista. Un mayor factor de impacto significa que la revista es más importante, selectiva y que generalmente presenta los mejores artículos científicos o los más relevantes. El factor de impacto se basa en el número de veces que un artículo científico de una determinada revista es citado por otro durante un año, dividido entre el número total de artículos que tiene cada número de la revista. Por ejemplo: Science y Nature tienen factores de impacto superiores a 30. Esto quiere decir que cada uno de sus artículos son citados, en promedio, 30 veces por año; claro que habrán algunos que son más citados que otros.
¿Qué dicen Science, Nature y otras revistas de suscripción al respecto?

Dicen que PLoS y las otras revistas de Acceso Abierto lo único que buscan es publicar el mayor cantidad de artículos para obtener más ganancias. Esto se ve reflejado en que PLoS ONE acepta el 69% de los manuscritos que les son enviados para su revisión y publicación; mientras que Science y Nature rechazan casi el 95% de los artículos que les son enviados. Además dicen que PloS Biology y PloS Medicine —las revistas más rankeadas del Open Access y que rechazan una gran proporción de artículos— no podrían subsistir sin un subsidio, esto porque cada año PLoS recibe grandes sumas de dinero a través de donaciones.

Según Science, cuanto mayor es el factor de impacto y la selectividad de una revista, los costos de publicación son mayores. Cada artículo de Science cuesta $10.000 ser publicados y la forma de cubrir estos costos es mediante las suscripciones y la publicidad. Sin embargo, PLoS responde que a diferencia de Science, ellos no buscan el lucro ya que el cobro que le hacen a los autores por publicar cubren sin problemas los costos de publicación. Cllaro que PLoS no tiene versiones impresas de sus revistas y esto es una ventaja.

Como a la gente le gusta los números… estas son las estadísticas:
  • open_access Entre el 7% y 11% de las revistas científicas y el 20% de los artículos científicos son ahora de acceso abierto y aumenta a una tasa del 1% anual.
  • Los físicos ponen sus investigaciones online desde hace 20 años (por ejemplo, en ArXiv), en cambio, en biomedicina fue muy raro hasta el año 2000.
  • De las más de 5000 revistas Open Access registradas en el DOAJ, cerca de las dos terceras partes son peer-review.
  • Existen alrededor de 27.252 revistas académicas arbitradas, de las cuales 2888 son Open Access (10.6%).
  • De las 9190 tienen un buen factor de impacto, 622 (6.8%) son Open Access.
  • PubMed recibe cerca de 420.000 visitas diarias, sólo el 25% son de universidades. Esto quiere decir que el 75% son personas que trabajan en instituciones de investigación fuera de las universidades (hospitales, clínicas, fábricas, etc.) y público en general.
  • Los artículos de acceso abierto son citados mucho más que aquellos que se deben pagar por ver.
Las amenazas…

Por otro lado, ¿se imaginan un mundo sin Nature, Science, Cell, The Lancet? Puedo estar en contra de sus políticas de pagar por ver, pero nadie puede negar que los mejores artículos son publicados en estas y otras revistas especializadas de pago. Esto ya corre por cuenta de los científicos e investigadores quienes prefieren publicar sus mejores trabajos en estas revistas de impacto, y ¿quién no?.

Sin embargo, la crecida de las revistas de Acceso Abiert,o no solo en número de artículos sino también en calidad de los mismos, sumado a las políticas del NIH, HMMI y otras fundaciones que exigen a las revistas científicas pagadas poner online los artículos de investigaciones financiadas con su dinero —que son la gran mayoría— como máximo en seis meses después de su publicación, hace que las bibliotecas dejen de pagar suscripciones y sólo esperan a que los artículos sean liberados.

El 44% de las bibliotecas encuestadas dijo que si los artículos científicos se vuelven de acceso público a los 12 meses, ya no renovarían sus suscripciones con las revistas. Un estudiante paga sólo $75 al año por una suscripción a Science, pero una biblioteca paga miles de dólares por ello. Si las bibliotecas no renuevan sus suscripciones, las revistas se van a la quiebra.

Como pueden ver es un tema muy complejo. ¿Cuál sería la mejor solución para tener un equilibrio sin perjudicar nuestro derecho al acceso a la información?

Referencia:

Science. Free Journals Grow Amid Ongoing Debate. DOI: 10.1126/science.329.5994.896

23 agosto, 2010

Se purifica la proteína envuelta en el cáncer de mama

El gen de la proteína BRCA2 fue descubierto en 1994 y desde ese entonces fue asociado con el cáncer de mama ya que, mutaciones en este gen estaban relacionados con más del 50% de casos de cáncer de mama y ovarios. Fue así que se usó este gen como un marcador para hacer estudios de predisposición a este tipo de cáncer, en aquellas personas cuyos familiares padecieron esta enfermedad.

Sin embargo, tuvieron que pasar más de 15 años para que la proteína entera fuera purificada. [Ya mencionamos en un artículo pasado por qué es tan difícil purificar y determinar la estructura tridimensional de una proteína]. Los encargados de este trabajo fueron investigadores de la Universidad de California, Davis quienes publicaron sus descubrimientos en dos artículos de la revista Nature Structural & Molecular Biology. Las principal dificultad fue que la proteína era sumamente larga, y cuando una proteína es muy larga, la expresión y traducción del gen no es muy buena y su estructura tridimensional no puede ser mantenida estable por mucho tiempo, se degrada fácilmente.

Para recordar:  La proteína BRCA2 es conocida por su capacidad de reparar el ADN dañado; sin embargo, no se sabe como interactúa con las otras proteínas, la DSS1 y la RAD51 – que también son parte del sistema de reparación del ADN – para hacer su trabajo.

Aprovecharé este artículo para explicarles como se hace un trabajo de este tipo:

Primero, se debe expresar la proteína in vitro (en una placa petri), para eso debe insertarse el gen brca2 en una línea celular que pueda ser fácilmente cultivable. En el mercado existen muchas líneas celulares humanas a la venta, pero, no todas tienen las mismas características y el mismo comportamiento funcional; así que se debe probar la expresión del gen en diversas líneas celulares, encontrarla, puede ser una tesis de doctorado.

Una vez que lograron expresar correctamente toda la proteína en un cultivo celular, procedieron a purificarla. La manera tradicional de hacerlo es mediante procesos fisicoquímicos, precipitación de la proteína con sulfato de amonio, resuspensión en una solución adecuada para que no pierda su estructura terciaria, separarla a través de columnas cromatográficas y, finalmente, cristalizarlas. Pero, como la proteína es tan grande, los métodos tradicionales difícilmente puedan funcionar, así que ahora existen kits que te permiten hacer este trabajo de manera más sencilla, se basan en los mismos principios tradicionales, con soluciones más sofisticadas, columnas más selectivas y el uso de enzimas como las chaperonas que protegen a la proteína, manteniéndolas en estados más estables, luego las separan de las proteínas que están siendo purificadas usando peptidasas selectivas y así obtienen la proteína pura. Sin embargo, los kits no te garantizan que la proteína sea purificada, ya que cada proteína es única, con su propia estructura tridimensional y sus propias características bioquímicas. Una vez purificada y cristalizada, se procede a determinar su estructura tridimensional mediante difracción de rayos X [También explicado en el artículo pasado].

Durante el estudio, los investigadores encontraron que la pequeña proteína, DSS1, estimulaba a la BRCA2 para que se ensamble al complejo RAD51/ADN, así que purificaron tanto a la BRCA2 como a la DSS1 juntas para ver como era su interacción. Usaron como línea celular una levadura para insertar y expresar expresar los genes brca2 y dss1.

Ahora, sólo faltaba determinar como era la asociación de BRCA2 y RAD51. Los investigadores encontraron que la proteína la BRCA2 se podía unir hasta con seis RAD51, gracias a la ayuda de la DSS1, y una vez formado este complejo, tenían una alta afinidad por el ADN de hebra simple, el cual está protegido por la proteína RPA. La BRCA2 tiene la capacidad de detectar las mutaciones mientras que la RAD51 es la que tiene la actividad recombinasa, o sea, la que hace la reparación en sí mediante recombinación homóloga. Estas observaciones las hicieron bajo el microscopio electrónico.

 

Entonces, como esta relacionado BRCA2 con el desarrollo del cáncer de mama? Bueno, si BRCA2 está mutado, no reconocerá eficientemente el ADN dañado y se empezará a acumular hasta que genere una célula cancerígena que se empezará a dividir sin control hasta generar un tumor y migrar hacia otros tejidos (metástasis) para generar nuevos tumores.

Gracias a este estudio se puede entender mejor como se da este complicado proceso, como interactúan las proteínas involucradas y de que formas se podría rescatar a una BRCA2 mutada. También debemos recordar que mutaciones en la proteína BRCA2 están envueltas en el 50% de los casos de cáncer de mama y ovarios, el otro 50% se deben a muchos otros factores más, muchos de ellos aún desconocidos.

Referencias:

Nature Structural & Molecular Biology. DOI:10.1038/nsmb.1904

Nature Structural & Molecular Biology. DOI:10.1038/nsmb.1905

Ojo: Las imágenes son modelos hechos antes de estos estudios, no cumplen con algunas de las cosas que hemos mencionado; sin embargo, son muy didácticas por eso las usé.

22 agosto, 2010

Un nuevo tipo de clorofila descubierto

En primer lugar, saben que es la clorofila? De manera sencilla es un pigmento, o sea, una sustancia que absorbe diferentes longitudes de ondas de la luz, de manera selectiva, y el resto las refleja, emitiendo un color característico. Así que la clorofila, como todo pigmento, absorbe la luz y usa estos fotones, los cuales son pura energía, para poner en funcionamiento una cadena transportadora de electrones y generar ATP y NADPH, importante en la fotosíntesis, no sólo de las plantas, sino también de otros organismos como las cianobacterias, algas, etc.

Hasta ahora se conocían solo cuatro tipos de clorofila: la clorofila a, que es el tipo estándar encontrada en algas y plantas y que absorbe la luz en dos regiones, siendo los picos máximos a 465 y 665 nanómetros (nm), por esta razón las plantas y las algas son verdes, ya que la clorofila a absorbe las regiones de luz azul y roja, quedando libre la verde la cual es reflejada; la clorofila b y la clorofila c, que son encontrados en algunos organismos, absorben longitudes de onda similares clorofila a; y la clorofila d, que es el principal pigmento de las cianobacterias, tiene un pico de absorción a 697nm, cerca al límite de la luz visible.

Así fue que después de 60 años, científicos de la Universidad de Sídney liderados por el Dr. Min Chen descubrieron un nuevo tipo de clorofila a la cual llamaron clorofila f. Pero, ¿que tiene de especial esta clorofila? La peculiaridad de ella es que puede absorber longitudes de onda más allá del espectro rojo de la luz visible, con un pico máximo a 706nm, en la región infrarroja, expandiendo el rango de longitudes de onda que pueden ser usados por los organismos fotosintéticos hasta ahora conocidos. [Recordemos que la luz visible se encuentra entre los 400 y 700nm.]

Esta habilidad es dada gracias a una “simple” modificación de la clorofila estándar (Clorofila a) en el carbono 2, al cual se le añadió un grupo formil. Este cambio pudo ser determinado gracias al uso de espectros ópticos, de masas y de resonancia magnética nuclear, técnicas muy usadas para develar las estructuras tridimensionales los grupos funcionales de los compuestos químicos. La fórmula química es: [2-formil]-chlorofila a (C55H70O6N4Mg).

Esta nueva clorofila fue encontrada en estromatolitos, y se cree que desarrollaron este tipo de clorofila para poder vivir en medio de otros organismos fotosintéticos que se apoderan de toda la luz aprovechable, de esta manera evitan competir con ellos, ya que absorben otra longitud de onda.

Esto abre la posibilidad de aplicarlo en el campo de la bioenergética. Actualmente, se están desarrollando nuevas estrategias para producir aceites, usados en la producción de biocombustibles, a partir de algas; esto con el fin de evitar el uso de plantas y tierras de cultivo, que antes eran usados para el consumo humano, para la producción de estos aceites. Diseñar organismos que puedan captar la mayor cantidad de energía a partir de la luz y más allá de ella, los harían mucho más eficientes; sin embargo, aún se desconoce quien es el responsable de su producción, aunque se sospecha que es una cianobacteria filamentosa; tampoco se sabe cual es la ruta bioquímica que le hace dicha modificación (añadir el grupo formil en el carbono 2) y el gen responsable de ello.

Referencia:

Science. DOI: 10.1126/science.1191127

Qué es exactamente un doctorado? Parte II

Hace unos días, usando un diagrama hecho por el profesor Matt Might, explicamos lo que era un doctorado (PhD). Ahora, usando las caricaturas del genial Jorge Cham, les daremos otra idea de qué es un doctorado, e iremos a la parte filosófica del mismo… más allá del doctorado… el post-doctorado.

Sólo por momento infinitesimal uno es un doctor

Vía PhD Comics.

Gracias por los votos!

Quiero aprovechar este post para agradecer a todos aquellos que se tomaron un minuto de sus vidas para votar por BioUnalm, quien está nominado al mejor blog en la categoría ciencias. Si bien no quedamos primeros en la votación, no importa, ya que este año será un jurado el que decidirá al mejor blog en todas las categorías, lo cual sería algo más justo. En fin, nos queda una dura lucha con el ingeniero escritor Tomás Unger y con una asociación de líderes que la verdad, no lo tomen a mal, pero, no sé que hace en la categoría ciencias. Esta vez la competencia es muy dura, porque la vez que ganamos, los otros dos competidores eran blogs lingüisticos (¿?). Ahora, sólo queda esperar, y que gane el mejor…

Nos vemos el 27!

21 agosto, 2010

Cómo se segrega el ADN en las bacterias?

Tal vez algunos se han hecho esta pregunta… si no se han puesto a pensar en ella ahora les explico por qué. A todos nos enseñaron en el colegio que en la división celular el ADN se replica, se forman los cromosomas y estos migran, mita mita, a cada una de las nuevas células hijas. A este proceso se le llama MITOSIS. Seguro a muchos les enseñaron la nemotecnia para recordar el orden de los cuatro pasos principales de este proceso: PRO-METo-ANA-llevarte al-TELO (PROfase, METafase, ANAfase y TELOfase). A ese paso en que los cromosomas son repartidos por partes iguales a las células hijas se le llama SEGREGACIÓN cromosómica y se da gracias al Huso Acromático.

Para recordar: Los centrosomas, que son los centros de organización de los microtúbulos, migran hacia cada uno de los polos de la célula. A partir de ahí empiezan a polimerizarse los microtúbulos, que son proteínas encargadas del movimiento intracelular. Los microtúbulos forman el huso acromático el cual reconoce el centrómero, que es una región del cromosoma que se une a los microtúbulos formando el cinetocoro. Una vez unidos, los microtúbulos jalan a cada una de las cromátides hermanas hacia cada uno de los polos, mientras la célula se va partiendo por la mitad, de esta manera, las dos células hijas tendrán la misma información genética.

Los microtúbulos son proteínas exclusivas de las células eucariotas… entonces, ¿Cómo hacen los procariotas (bacterias) para segregar correctamente su ADN si no tienen ni centrosoma, ni huso acromático, ni centrómeros?

En realidad, las bacterias no son tan simples como creemos, ellas también poseen un sistema similar al que poseen las eucariotas. Este sistema fue primero descubierto en la segregación de los plásmidos bacterianos. Los plásmidos son pequeñas moléculas de ADN circular, algo así como un pequeño cromosoma, el cual debe segregarse en la misma proporción a las bacterias hijas cuando esta se divide. Ahora, este sistema también es el responsable de la segregación del cromosoma bacteriano.

El sistema se llama PAR (de Partitioning) el cual consta con tres componentes principales: ParA, ParB y parS. El ParA sería como el análogo a los microtúbulos, tiene la capacidad de polimerizarse, formar fibras similares a un huso acromático y es dependiente de ATP. parS es una región del cromosoma bacteriano que actúa a manera de un centrómero. Y ParB es una proteína que reconoce la región parS y puede unirse a ParA para formar un cinetocoro bacteriano.

Para explicarlo mejor usaré un artículo del Dr. Jerod Ptacin, del Departamento de Biología del Desarrollo de la Universidad de Standford – quien formó parte del laboratorio de Carlos Bustamante – publicado en el presente número de Nature Cell Biology. Básicamente, el Dr. Ptacin usó dos moléculas fluorescentes para marcar ParA (verde) y ParB (rojo). Como podemos apreciar en la figura de abajo, la fluorescencia verde corresponde a ParA (análogo al huso acromático) y de fluorescencia roja a ParB, que junto a ParA y parS forman un “cinetocoro” bacteriano.

image

Esta figura explica casi todo el funcionamiento del sistema PAR. Primero observemos las figuras inferiores, las cuales corresponden a ParB. Como ParB reconoce una región del ADN (parS) nos indicará en todo momento donde se encuentra el cromosoma bacteriano recién replicado. Cuando empieza la división bacteriana, la región parS del cromosoma bacteriano se encuentra hacia uno de los polos (t=0 minutos), generalmente hacia el polo donde está ubicado el flagelo (si la bacteria es flagelada), pero siempre es predominante uno de los dos polos. Luego, el cromosoma se replica (t=5min) para formar dos cromosomas bacterianos, donde uno de ellos empieza a migrar hacia el otro polo (t=10, 15 y 20 min).

Ahora, con las figuras superiores veremos como se comporta ParA. En estas figuras se superpuso las fotos de ParB en ParA para ver a los dos interactuar. En t=0min, vemos a ParA difundido en casi toda la bacteria y al cromosoma bacteriano y, a medida que el cromosoma va migrando hacia el otro polo, ParA se va perdiendo en el camino (t=10min) ya que no se observa fluorescencia verde entre los dos cromosomas bacterianos. Debido a la superposición de imágenes, el cromosoma se ve amarillo (Verde + Rojo = Amarillo?… en este caso, así es). A los 20 minutos, cuando el segundo cromosoma llega al otro polo ya casi no hay presencia de ParA en la bacteria.

¿Que podemos concluir de esto? Que la segregación del cromosoma bacteriano se da por despolimerización de la ParA y que ParB es necesario para la unión al ADN y así pueda ser jalado hacia el otro extremo. Pero, esto no queda ahí, después de la segregación, ParA se vuelve a polimerizar y estar lista para una nueva ronda de replicación, sobretodo cuando las bacterias están en fase de crecimiento exponencial. Obviamente que no fue tan fácil llegar a esta conclusión ya que tuvieron que probar con una serie de mutantes, tanto para ParA como para ParB y parS.

imageParA, de por sí tiene afinidad por el ADN, pero en ausencia de ParB (mutante –ParB) no podía despolimerizarse y se mantenía todo el tiempo presente en la bacteria, la segregación del cromosoma bacteriano no podía llevarse a cabo. Pero, si se añadía ParB, automáticamente ParA empezaba a despolimerizarse y se restauraba la segregación del cromosoma. Cuando no estaba presente la región parS en el cromosoma, tampoco ocurría la segregación, ParB estaban diseminados por toda la célula porque no encontraba su sitio de reconocimiento y ParA se ubicaba en uno de los polos, asociado al ADN.

Ya identificamos un análogo a los microtúbulos, uno al centrómero y otro al cinetocoro, pero, ¿el análogo al centrosoma? Hasta este artículo se “desconocía mayormente” (como dicen los wachimanes) la existencia de algún tipo de centrosoma en las bacterias; pero, siempre se sospechó de la presencia de algo que hacía que la ParA se despolimerice en un sentido específico, hacia uno de los polos.

Así que, para demostrar la presencia de algún tipo de centrosoma se usó a la ParA bipolar marcada de verde y se mutó las proteínas que son expresadas en los nuevos polos (a donde migra el cromosoma bacteriano). Se observó que en estos mutantes, la segregación se pausaba constantemente y a veces retrocedía (figura de abajo), como si la ParB no supiera hacia donde ir o la ParA no supiera si despolimerizarse o no. A esta nueva proteína polar la llamaron TipN. Ahora sí el sistema de segregación ya estaba completo, ya tenemos el análogo al centrosoma.

image

Así que para quede más claro… en dibujitos!!!

image

i) ParA (verde) se polimeriza hasta TipN (amarillo con rojo). ParB se une al sitio parS interaccionando con PopZ (proteína que forma parte del flagelo). El cromosoma bacteriano se ve de marrón y está atrapado en uno de los polos vía ParB.

ii) ParB se separa del PopZ y el sitio parS se empieza a replicar. Automáticamente es cubierto por nuevas moléculas de ParB. Mientras tanto, TipN estabiliza a ParA. El complejo ParB y parS se encuentran con ParA y forman el cinetocoro bacteriano.

iii) ParA empieza a despolimerizarse y jala consigo a ParB unido al nuevo cromosoma bacteriano que se está sintetizando.

iv) El nuevo cromosoma es atrapado en el nuevo PopZ en el otro polo de la bacteria a través del complejo ParB-parS. La estructura de ParA se vuelve a reorganizar y TipN es capturado en el sitio de corte para una nueva ronda de división celular. Este mecanismo de movimiento de TipN hacia el sitio de división aún no está bien entendido.

v) La bacteria se termina por dividir quedando con la misma información genética la una y la otra.

Así es como se da la segregación del genoma bacteriano. Este modelo es bastante similar al proceso de segregación de células eucariotas. Aún faltan determinar los mecanismos de regulación de los genes que expresan la ParA y ParB los cuales serían buenos temas de investigación para quienes les gusta la microbiología molecular y la biología del desarrollo.

Referencia:

ResearchBlogging.orgPtacin, J., Lee, S., Garner, E., Toro, E., Eckart, M., Comolli, L., Moerner, W., & Shapiro, L. (2010). A spindle-like apparatus guides bacterial chromosome segregation Nature Cell Biology, 12 (8), 791-798 DOI: 10.1038/ncb2083

19 agosto, 2010

Un encuentro con Carlos Bustamante

El día de hoy, tuve el honor de entrevistar a uno de los científicos más destacados, no sólo de nuestro país, sino también, del mundo. El es el biólogo PhD. Carlos Bustamante, miembro de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos, un referente mundial en el ámbito de la Bioquímica y Biofísica Molecular y desarrollador de la técnica de manipulación y visualización de moléculas individuales en su laboratorio en la Universidad de California, Berkeley. Tiene más de un centenar de publicaciones científicas en las revistas más importantes del ámbito científico como son Nature, Science, PNAS, Journal of Molecular Biology, entre otras.

DSC05618 

La cita fue muy temprano en el campus de la Universidad Peruana Cayetano Heredia, esto como parte de un proyecto del cual se estarán enterando en las próximas semanas, impulsado por tres jóvenes biólogos: Omar Julca (UNALM), Sofia Espinoza (UPCH) y quien les habla. La entrevista fue muy entretenida y productiva, conocimos facetas de este brillante científico poco conocidas, nos enriquecimos con sus recomendaciones para la nueva generación de científicos que se vienen formando en cada una de las universidades del país y nos dio a conocer su punto de vista de la ciencia en el Perú, que nos falta y cuales son nuestras potencialidades las cuales deben ser explotadas.

CIMG3142

Agradecemos al Dr. Bustamante por el espacio brindado en su ocupada agenda para atender a esta entrevista. Los detalles de la misma estarán dándose a conocer más adelante en el lanzamiento de este nuevo proyecto.

17 agosto, 2010

Biozine N°9 – Boletín digital de la agrupación BioUnalm

Con un retraso por algunos problemas técnicos y con la compañía editora, sale la novena edición de su boletín de viernes… Biozine. En esta ocasión con la cobertura de la IV Olimpiada Iberoamericana de Biología llevada a cabo en nuestro país entre el 8 y el 14 de este mes. Como era de esperarse, la delegación peruana fue la ganadora, adjudicándose las medallas de oro y plata, felicitaciones para ellos.

image

[
Click para descargar]

Koopa existió realmente?

Quién no ha jugado en su infancia Mario Bross®? Sin dudas este bizarro esqueleto de una tortuga gigante nos hace recordar a aquel personaje, quien era enemigo del fontanero bigotón. Esta tortuga, que se creía extinta hace unos 50000 años, al parecer llegó a existir más de lo que pensábamos en una remota isla del Océano Pacífico.

Según el paleontólogo Trevor Worthy de la Universidad de New South Whales en Australia, esta especie de tortugas del grupo meiolaniid (tortugas cornudas), una familia que evolucionó hace unos 50 millones de años, no se extinguió hace 50000 años, sino que vivieron junto a los humanos modernos y fue ahí que desaparecieron. Llegaron a esta conclusión gracias a que encontraron una gran cantidad de huesos de 3000 años de antigüedad cerca a una zona arqueológica en Vanuatu.

Las especies más antiguas de esta familia, por ejemplo Meiolania stupendemys, medían cerca de 3.30 metros de longitud y uns 2 metros de ancho. Sus fósiles fueron encontrados en América del Sur. Otras especies más modernas, como la Meiolania platyceps, tenían sólo 1.5 metros de longitud de diámetros de caparazón y fueron encontrados en Australia y la Melanesia. Esta especie que se ve en la foto superior corresponde a Meiolania damelipi, fue hallada en la villa de Lapita en Vanuatu.

Vía WiredScience.

16 agosto, 2010

Qué es exactamente un doctorado?

Una chica me pasó este link que muestra claramente lo que es un doctorado (un PhD). Para evitar hacerlo en palabras, Matt Might, profesor de Ciencias de la Computación de la Universidad de Utah, nos da una buena explicación usando conjuntos.

Imaginen que este círculo es todo el conocimiento humano

Para cuando termines la primaria, tu conocimiento será pequeño

Para cuando termines la secundaria, tu conocimiento será un poco mayor

Cuando seas bachiller, tendrás una especialidad

Tu grado de magíster dependerá de esa especialidad

Leyendo muchos artículos científicos llegarás al borde del conocimiento humano

Es en este límite donde tu te enfocarás

Empujarás este límite por algunos años hasta poder sobrepasarlo

Hasta que un día… lo lograrás

Y a esa mella que has hecho se le llama… el doctorado

 

De hecho, el mundo se ve diferente para ti ahora

Pero, no te olvides de la primera figura…

Sigue pujando!!

Gracias por el link a Valeria V. a través de Sofía E.

Vía Gizmodo.

15 agosto, 2010

Una mirada profunda a los océanos

Durante los últimos 10 años, científicos de unos 80 países analizaron toda la biodiversidad marina a través del consorcio Censo de la Vida Marina [http://www.coml.org/]. Tittensor et al. de la Universidad de Dalhousie en Halifax, Canadá, analizaron las más de 6.5 millones de entradas recolectadas a lo largo de todos los mares del mundo, así como otros datos de unas 11500 especies marinas para crear un mapa de distribución de la vida marina en la Tierra.

image

En este heatmap se puede apreciar claramente cuales son los hotspots – puntos calientes o lugares más ricos en biodiversidad – del planeta. Se observa claramente que es en la zona tropical donde se encuentra la mayor diversidad marina y es en la región entre Asia oriental y Australia donde se concentra la mayor cantidad de especies marinas. Por ejemplo, las especies de corales y los peces costeros son más diversos en el sudeste de Asia. Otros hotspots importantes son las regiones cercanas a la India del océano índico, Madagascar y el Caribe. Las regiones que fueron estudiadas y el número de especies encontradas se muestra en el siguiente gráfico:

image 

Además, cada región estudiada presenta una distribución diferente de la biodiversidad, esto quiere decir que habrán regiones donde son más abundantes los peces, los corales y otros vertebrados marinos, mientras que en otras son más abundantes los crustáceos y moluscos. Sin embargo, debemos de tener en cuenta que todo el océano es un gran ecosistema sumamente equilibrado, ya que cuando hay mayor cantidad de pequeños crustáceos y moluscos, también habrá una mayor cantidad de peces y otros vertebrados marinos, ya que los primeros son la principal fuente de alimento de los segundos. El siguiente gráfico muestra como está distribuida la biodiversidad marina en base a los diferentes taxas que habitan en ella.

distribution biodiversity

Worm et al. hizo un alarmante descubrimiento. A medida que los océanos aumentan su temperatura promedio, debido al calentamiento global, la cantidad de especies de algas marinas – una de las bases de la cadena alimenticia oceánica – se reducen. Su estudio estima que ha disminuido – alrededor del 40% – la cantidad de algas marinas en los últimos 60 años (desde 1950). Tomando en cuenta que más de los 2/3 del planeta lo conforman los océanos y, debido a su profundidad, posee más del 80% de la biósfera de la Tierra, esta es una grave amenaza a la biodiversidad marina y la captura del CO2 ambiental. Los satélites han ayudado a determinar esto, ya que han podido cuantificar la pérdida de pigmentos del fitoplancton, la cual esta directamente relacionada con la cantidad de estos organismos.

La temperatura de los océanos también tienen diferentes efectos sobre el número de organismos que viven en los hábitats costeros y los que viven en mar abierto. Cerca a las costas y en las regiones tropicales, la temperatura de los mares es más alta y estas especies pueden soportar más los cambios de temperatura de los océanos, pero, aquellas especies que viven en hábitats más profundos, como las ballenas y los grandes peces como el atún, son más sensibles a estos cambios y tienden ha habitar en latitudes medias. El aumento de la temperatura de los océanos desplaza a estas especies hacia mayores latitudes, cambiando la distribución de la biodiversidad marina rápidamente.

Gracias a estas investigaciones, ya tenemos un mapa de distribución de la vida marina con el cual podremos predecir como cambian a causa del aumento de las temperaturas, determinar cuales son las regiones más vulnerables, no sólo por el calentamiento global, sino también por la industria pesquera y los derrames de petróleo. Estas regiones podrán ser fácilmente identificadas y se podrán establecer estrategias de conservación. Este mapa podrá ser usado como una línea base para ver la evolución y el cambio de los ecosistemas marinos en el futuro.

Referecias:

Census of Marine Life.

PLoS ONE: The MarBOL Collection.

Imágenes: Seeing Deeply Into the Sea's Biodiversity. DOI: 10.1126/science.329.5992.622

LinkWithin

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...