"El hombre encuentra a Dios detrás de cada puerta que la ciencia logra abrir." EINSTEIN


sábado, 31 de diciembre de 2011

Científicos norteamericanos identifican el gen del valor


Investigadores estadounidenses identificaron un gen que controlaría las acciones arriesgadas en las personas y que explicaría por qué algunos individuos se portan más valientemente que otros, según un estudio publicado.

EEste gen, llamado neuroD2, está vinculado al desarrollo de la amígdala, una zona del cerebro en forma de almendra donde residen las emociones y que también controla la formación de la memoria emocional, explicó el doctor James Olson, principal responsable de estos trabajos, conducidos en el laboratorio del Centro Hutchinson de Seattle, Estado de Washington (noroeste).
l neuroD2 juega un papel importante en la respuesta del cerebro al miedo, añadió Olson en un artículo aparecido en los anales de la Academia de Ciencias de Estados Unidos.
Olson y sus colegas mostraron el papel que juega este gen estudiando ratones con una sola copia del neuroD2. Todos estos animales se mostraron incapaces de formar una memoria emocional y de tener miedo, observaron los investigadores.
''Todos sabemos por experiencia que recordamos mejor las cosas que se memorizan cuando el sujeto está bajo emociones fuertes, como la cólera, el miedo o el enamoramiento'', dijo Olson.
''Ese proceso es la formación de la memoria llamada emocional y la amígdala es la parte del cerebro donde se forma esta memoria'', añadió.
La observación en microscopio mostró que algunas partes de esa zona del cerebro de los ratones provistos de una sola copia del neruoD2 tenían menos células nerviosas.
Los investigadores estudiaron ratones normales y otros con deficiencia de este gen, situándolos en un laberinto a 40 cm encima de una mesa en el cual los animales tenían la opción de usar un paso estrecho al borde del vacío y otro protegido por un muro.
Mientras los ratones normales casi siempre optaron por el camino más seguro, los ratones a los que les faltaba una copia del gen neuroD2 tomaron la mitad de las veces el paso sin protección, dijo Olson.

El nácar, belleza clásica y notable resistencia


Pupa Gilbert, física en la Universidad de Wisconsin-Madison, junto con sus colegas del departamento de física y de la Escuela de Medicina Veterinaria de esta universidad, los del Instituto para la Física de los Materiales Complejos en Suiza, y los del Centro de Radiación Sincrotrón dependiente también de la Universidad de Wisconsin-Madison, describen elementos inesperados de la arquitectura del nácar que pueden explicar su resistencia y ofrecer pistas sobre cómo se forma este notable material.

C
onocer bien el mecanismo por el que se forma el nácar sería el primer paso para aprovechar su resistencia.
Como nuestros huesos y dientes, el nácar es un biomineral, una combinación de moléculas orgánicas elaboradas por los organismos vivientes, y componentes minerales que los organismos ingieren o toman de su medio ambiente. El mineral aragonita presente en el nácar está constituido por carbonato de calcio que los animales marinos forman a partir de elementos abundantes en el agua de mar.
Aunque sólo un 5 por ciento del nácar del abulón es orgánico, esta pequeña fracción de algún modo establece las bases para que los componentes minerales se ensamblen espontáneamente.
El 95 por ciento de la masa de este biomineral se autoensambla, mientras que sólo el 5 por ciento es formado activamente por el organismo. Sin duda, es un mecanismo muy eficiente.
Para profundizar en este proceso de autoensamblaje, Gilbert y Rebecca Metzler examinaron la estructura del nácar del abulón utilizando radiación sincrotrón.
Cuando examinaban una sección transversal de una concha de abulón, que previamente parecía una pared de ladrillos con capas de "mortero" orgánico separando los "ladrillos" cristalinos individuales, la luz polarizada de la radiación sincrotrón reveló que la pared del nácar no era uniforme.
La pared resultó contener grupos diferentes de ladrillos, con cada columna irregular de cristales presentando una composición idéntica, pero con diferente orientación de los cristales con respecto a las columnas vecinas.
Esta arquitectura en mosaico del nácar, con numerosos cristales no alineados, podría conducir a un material más fuerte, impidiendo la formación de planos de clivaje naturales. Con esta nueva información sobre la estructura del nácar y la ayuda de la física teórica Susan Coppersmith, de la Universidad de Wisconsin-Madison, el grupo se dirigió a modelar el proceso para intentar comprender cómo podría formarse tal estructura.
El grupo desarrolló un modelo que sugiere que el animal crea primero las capas del mortero orgánico, salpicadas con elementos de formación de núcleos de cristal, o semillas, en algunos sitios distribuidos al azar.

Las abejas de miel contribuyen a la producción de frutas silvestres en áreas rurales de montaña


La producción de frutos como el endrino o el majuelo, que suponen una parte importante en la dieta de especies protegidas, como el oso pardo, se beneficia de la presencia de abejas de miel. Igual que sucede en muchas partes de Europa, en España el abandono progresivo del mundo rural ha provocado un declive en el número de apicultores aficionados. Esto agrava un problema, la disminución del número de abejas de miel (Apis melifera), una especie ya afectada por enfermedades que merman sus poblaciones y que, por su función como polinizadores naturales, tienen gran importancia en el ecosistema local.

U
n nuevo estudio, publicado en la revista Environmental Managementseñala además el importante papel de las abejas melíferas en la producción de frutas silvestres como endrinos o majuelos, que suponen un recurso alimenticio para especies protegidas, como el oso pardo.
El estudio, elaborado por investigadores de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC) junto a las ONGs Fondo para la Protección de Animales Salvajes (FAPAS) y Fundación Internacional para la Restauración de Ecosistemas (FIRE), pretendía, en palabras de Luis Cayuela (URJC), responder a las siguientes preguntas: "¿Cuál es el papel ecológico que juega la abeja en los ecosistemas de montaña? Si la abeja desaparece ¿suplen otros polinizadores el papel de la abeja en la polinización de la flora de montaña?".
Apicultura tradicional en España
España tiene, junto con Turquía y Rumanía, una de las colonias de abejas melíferas más importantes de Europa, con alrededor de 1.800.000 ejemplares. Sin embargo, los apicultores profesionales solo representan un 32% de los 24.600 colmeneros. En los demás casos, la apicultura constituye una actividad económica secundaria, especialmente para muchas familias del medio rural.
Para llevar a cabo su estudio, Cayuela y su equipo buscaron colmenares aislados en valles de las montañas asturianas "para evitar efectos solapados entre colmenares. En estas localidades se seleccionaron especies vegetales, representativas de montaña y que fueran importantes como alimento para especies como el oso pardo". Las especies seleccionadas fueron el arándano, el cerezo, el majuelo, el castaño y el endrino, aunque finalmente sólo se pudieron obtener datos suficientes para las tres primeras. Se marcaron distintos individuos de cada una de estas especies a distintas distancias de las colmenas.
En cada planta se seleccionaron varias ramas, la mitad de las cuales se cubrieron con una malla. Con esto se pretendía cuantificar el papel de la abeja frente a otros polinizadores. Los resultados del estudio mostraban que la presencia de abejas favoreció la presencia de frutos silvestres. De acuerdo con Cayuela, "los datos obtenidos en campo apuntan a un efecto importante de la abeja en la polinización del arándano y el majuelo".
Otros trabajos han cuantificado la importancia de estas frutas en la dieta de especies como el oso pardo durante algunas épocas del año. Por ejemplo, durante la época hiperfágica -entre junio y julio, en que los osos aumentan de peso antes de entrar en hibernación- los arándanos constituyen en torno al 11% de la dieta.

Científicos de la UCA apuestan por la biotransformación de la glicerina para obtener etanol


Trabaja en la búsqueda de las condiciones óptimas para llevar a cabo la biotransformación, así como en la obtención de una cepa super-productora de etanol e hidrógeno

I
nvestigadores del grupo TEP 105: Reactores Biológicos y Enzimáticos de la Universidad de Cádiz, dirigidos por el catedrático Domingo Cantero Moreno, trabajan en un Proyecto de Excelencia concedido por la Junta de Andalucía, que bajo el nombre "Aprovechamiento de la glicerina por vía fermentativa: alternativa de viabilidad para la industria del biodiesel" tiene como objetivo revalorizar la glicerina tratando de desarrollar vía microbiana un proceso para la producción de etanol e hidrógeno, a partir de este subproducto generado en el proceso de producción del biodiesel.
Para entender mejor este estudio es importante señalar que dentro del proceso de producción de biodiesel se origina un subproducto: la glicerina. De hecho, por cada diez kilos de biodiesel, uno es de glicerina, una sustancia que se ha convertido para muchas industrias en un problema ya que aunque sirve para la elaboración de lubricantes o cosméticos, la enorme cantidad que se genera ha inundado el mercado de tal forma que en muchas ocasiones supone un elevado coste retirarla. Por ello, "desde nuestro grupo de investigación, vemos la glicerina como una fuente de carbono para los microorganismos, y por ello estamos trabajando para revalorizarla", como explica el profesor Domingo Cantero.
Así, estos científicos de la Universidad de Cádiz han decidido usar la glicerina como fuente de carbono para que un microorganismo, concretamente la E. coli, produzca etanol e hidrógeno y que pueda ser utilizado como fuente de energía renovable. Esta idea tiene su origen en los trabajos previos del grupo de investigación con este mismo microorganismo en el desarrollo de rutas metabólicas microbianas como alternativa a la síntesis química de determinados compuestos de alto valor añadido, concretamente los ácidos benzohidroxámicos.
"En este proyecto tenemos dos líneas de trabajo puestas en marcha: una basada en biología molecular (en colaboración con el grupo CTS-596: Estudio de Autoantígenos Humanos, que dirige el profesor Jorge Bolívar), y otra centrada en temas más ingenieriles para la optimización de los biorreactores y sus condiciones de operación", como comenta uno de los investigadores implicados en este proyecto, José Manuel Gómez Montes de Oca. La primera de estas líneas de trabajo es objeto de estudio en una tesis doctoral centrada en la sobre-expresión del microorganismo utilizado (E.coli) para hallar una cepa super-productora de etanol e hidrógeno. De esta forma, "lo que hacemos es identificar los genes que están implicados en la ruta metabólica de nuestro microorganismo. Esos genes se expresan a través de las enzimas, por lo que trabajamos sobre ellas produciendo una sobre-expresión que origina a su vez una sobreproducción de las mismas que va a favorecer a que esa ruta metabólica aumente el flujo. De hecho, tenemos plenamente identificados qué genes hay que introducir para ello en la enzima", como detallan desde la UCA. Con todo ello, "lo que haremos será obtener un microorganismo o la manera en la que podemos sobre-expresar lo que a nosotros nos interesa e incluso inhibir lo que no. Si nosotros conseguimos una cepa que produzca más etanol, éste podrá ser utilizado como biocombustible", sentencian.
La segunda línea de trabajo consiste en buscar un medio de cultivo para el crecimiento del microorganismo en el que la base carbonada sea la glicerina que se obtiene como subproducto. Hasta el momento, se ha conseguido optimizar la composición del medio de cultivo y se ha conseguido producir mayor cantidad de biomasa y volumen de etanol e hidrógeno con respecto a otros trabajos que se han publicado con anterioridad en esta línea.
A pesar de que el proyecto está en las primeras etapas del desarrollo, se han obtenido resultados muy interesantes, lo que hace pensar que los resultados podrían ser destacables dentro del sector de la generación de bioenergía ya que, "hasta el momento, hemos conseguido un rendimiento del 30% de etanol con el uso de la glicerina cruda, siendo este dato muy interesante a nivel industrial. El etanol obtenido por esta vía podría incluso sustituir al metanol que se utiliza en la propia producción de biodiesel, por lo que se ahorrarían un reactivo", concluye Gómez Montes de Oca.

Descubren un mecanismo de digestión en bacterias basado en el solapamiento de ARN


Las bacterias producen una elevada cantidad de ARN no codificante que facilita la digestión de ARN codificante en fragmentos de 20 nucleótidos. Una enzima lleva a cabo este proceso que tiene importantes implicaciones en la regulación de la expresión génica.

E
l ARN codificante (que se traduce en proteínas) de más del 75% de los genes de la bacteria Staphylococcus aureus presenta regiones de solapamiento con ARN no codificante o con ARN codificante de genes adyacentes, según una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
El trabajo sugiere que este fenómeno, que se produce en todo el genoma, tiene importantes implicaciones en la regulación de la expresión génica de las bacterias.
Durante la transcripción, las cadenas de ADN se traducen en ARN que será codificado en proteínas. "Hemos descubierto que otro tipo de bacterias [las Gram+] también producen una gran cantidad de ARN no codificante que se solapa con su homólogo inverso, el ARN codificante, como las dos hileras de una cremallera", explica Íñigo Lasa, coautor del artículo e investigador del CSIC.
Cuando la cremallera se cierra, entra en acción la enzima RNase III, que actúa como una tijera y corta la doble cadena de ADN en pequeños fragmentos de 20 nucleótidos. Lasa cree que "este mecanismo podría servir para filtrar parte del ARN codificante que se produce en cantidades insuficientes como para dar lugar a proteínas funcionales".
Este proceso puede tener varias funciones en la célula. Por un lado, establecería el nivel mínimo que debe alcanzar un ARN para traducirse a proteína. "De este modo, se evitaría que la célula quedase saturada de proteínas que se producen en cantidades insuficientes para llevar a cabo su función", indica el investigador.
Por otro lado, coordinaría la expresión de genes vecinos cuyas moléculas de ARN también se solapan en muchas ocasiones, evitando que ambos genes se expresen simultáneamente, porque el proceso de digestión sólo permitiría sobrevivir al gen transcrito que se encuentra en mayor cantidad.
Secuenciación de S. aureus
La investigación se ha llevado a cabo gracias a la secuenciación del ARN (transcriptoma) de S. aureus mediante técnicas de secuenciación masiva. Además, el equipo ha descubierto que este mecanismo también tiene lugar en otras bacterias Gram+.
"Nos encontramos frente a un nuevo proceso de regulación conservado en bacterias", afirma Alejandro Toledo también autor del trabajo e investigador del CSIC.
Toledo cree que el estudio añade una nueva dimensión al control global de la expresión de los genes. "No sería descabellado pensar que las moléculas de ARN pequeñas generadas por la digestión de los ARN solapantes fuesen las precusoras evolutivas de los microARN de las células eucariotas", añade.
S. aureus reside de manera inocua en la piel del ser humano y un tercio de la población adulta es portador nasal de dicha bacteria. Sin embargo, si consigue atravesar la barrera epitelial y alcanzar los tejidos, se convierte en un patógeno extremadamente versátil, capaz de sobrevivir y producir infecciones en casi todos los tejidos y causar enfermedades tan diversas como neumonía, endocarditis, osteomielitis, bacteriemia y abscesos, además de infectar todo tipo de implantes médicos.
Según Lasa, "el aumento del conocimiento sobre esta bacteria también puede ayudarnos a combatir sus efectos negativos".

Sobre el origen de la multicelularidad


Estudios sobre el moho mucilaginoso proporcionan pistas sobre cómo puede aparecer la cooperación necesaria para que se dé la multicelularidad. El ser humano es un ser social. Nuestra civilización o nuestras sociedades, por muy primitivas que se puedan considerar, se basan en la cooperación entre individuos. Nuestro sistema legal o de impuestos se basa en ello. No somos la única especie que depende de la cooperación entre individuos. Los insectos sociales, como las hormigas o las abejas, también lo hacen.

P
ero ha habido varios momentos en la historia biológica de este planeta en los que la cooperación también jugó un papel esencial. Si una teoría reciente está en lo cierto, LUCA podría haber sido una sopa de protocélulas colaborativas. Más tarde, en algún momento del pasado, las bacterias dejaron de depredarse unas a otras en algún momento para tener una relación simbiótica. Eso permitió la aparición de orgánulos celulares y de la célula eucariota.
Pero hubo un evento trascendental que permitió la aparición de seres multicelulares a partir de las celulares, un cambio brusco, "saltacional" desde el punto de vista evolutivo, que fue posibilitado por la colaboración entre células. Las células eucariotas dejaron de vivir por su cuenta y riesgo, formaron un organismo y se especializaron, delegando la reproducción a sólo unas pocas de ellas. No es fácil explicar esta transición desde el punto vista evolutivo y la presencia del cáncer nos recuerda qué pasa cuando algunas células deciden ir por su cuenta y riesgo sin tener consideración hacia las demás células que forman el cuerpo.
Una célula que engañe y obtenga una ventaja evolutiva de ello será seleccionada y los genes que determinan ese comportamiento se propagarán por la población hasta que todas las células sean unas oportunistas, aunque ya no quede ninguna de la que aprovecharse.
Incluso los sociólogos han aprendido que la cooperación es algo que es difícil que evolucione debido al gran poder del engaño.
Esta dificultad en explicar la multicelularidad reside en que casi todas las células del cuerpo mueren sin reproducirse y sólo las privilegiadas que producen óvulos o espermatozoides lo hacen y pueden pasar sus genes a la siguiente generación. Pero, ¿cómo consiguió la evolución hacer que las células llegaran a ese nivel de cooperación? Un cuerpo multicelular, como el humano, es algo increíblemente cooperativo.
Uno de los modelos típicos que se utilizan para el estudio de estas cuestiones es el moho mucilaginoso Dictyostelium discoideum, una ameba social. Es un ejemplo precioso de organismo a medio camino entre vida unicelular y multicelular.
Estas amebas viven en muchos ecosistemas del planeta, desde la Antártida a los desiertos pasando por las selvas tropicales. Hacen su vida como seres individuales alimentándose de bacterias hasta que la comida escasea. Entonces, gracias a unas señales químicas, se juntan y crean una agregado de decenas de miles de células que más tarde forma un tallo con un cuerpo fructífero en su cúspide, que es la única parte que se reproduce al producir esporas. Mientras tanto, el resto de las células mueren sin descendencia. Sólo el 80% de las células del tallo se reproducen. El 20% de las células restantes se sacrifica sin reproducción.
En un sistema como este puede ocurrir que haya células que se aprovechen de las demás para así reproducirse a costa de otras que se quedan sin descendencia. ¿Cómo consiguen engañar unas amebas a las demás? Entre varias posibilidades esta, por ejemplo, la presencia de ciertas mutaciones que hagan que las moléculas de adhesión que las células usan para unirse unas a otras sean menos pegajosas. De este modo, una célula mutante se podría deslizar con más facilidad hacia el cuerpo fructífero.
Joan Strassmann y David Queller de Washington University en St. Louis y sus colaboradores han realizado experimentos con este moho para saber más sobre la cooperación en esta especie y sobre el origen de la multicelularidad.
Estos investigadores hicieron varios cultivos con poblaciones con diversos grados de parentesco. Encontraron que en casi todos los casos los descendientes engañaban a sus antepasados y que cuando las amebas descendientes se cultivaban a partir de clones individuales un tercio de ellos eran incapaces de formar cuerpos fructíferos. En otras palabras, muchos de los mutantes eran obligados a engañar al haber perdido la habilidad de formar sus propios cuerpos fructíferos, así que sólo les quedaba el comportamiento oportunista y valerse de las que sí sabían cooperar. Digamos que si las amebas están en un grupo cosmopolita y variado, entonces las células oportunistas pueden propagarse a expensas de las demás.
Según estos investigadores el resultado muestra que las mutaciones "egoístas" que amenazan la multicelularidad se dan de manera natural e incluso son favorecidas siempre y cuando la población de amebas permanezca genéticamente diversa.
Pero esto se da en el laboratorio con poblaciones artificialmente diseñadas. En las más de 2000 muestras naturales analizadas no encontraron estos oportunistas obligados. Además, se sabe que en el mundo natural las amebas del cuerpo fructífero están muy emparentadas o son clónicas.
¿Qué impide en la Naturaleza que las poblaciones de amebas degeneren en grupos de "tonto el último"? La clave está en el ritmo de aparición de una mutación egoísta, y el éxito que tengan esta mutación a la hora de proliferar dependerá de la selección.
Estos investigadores también realizaron un experimento de acumulación de mutaciones con 90 linajes distintos. En ausencia de selección todos los casos, salvo en las mutaciones más severas, se daba la capacidad de fructificar y esto terminaba siendo algo permanente en el genoma del linaje.
Los datos obtenidos les permitieron, a través de la estadística, poner una cota superior al ritmo en el que las mutaciones transforman cooperadores en oportunistas. Descubrieron que este ritmo es lo suficientemente bajo como para que el engaño nunca sea un problema en los cuerpos fructíferos del mundo natural que son creados con amebas descendientes de una sola espora.
Es decir, si el grupo deriva de una sola célula entonces no hay explotación de unas células sobre otras. La excepción serán las células mutantes nuevas que aparezcan y que pueden vivir a cuenta de las demás en grupos cooperativos. Esto puede suponer un problema si la frecuencia a la que aparece este tipo de mutación es lo suficientemente alto.
Los cálculos que han realizado les han permitido saber cuántas veces se puede dividir una ameba hasta que teóricamente el engaño termine siendo un problema. Estos científicos han deducido que partiendo de sólo una célula se necesitan 100 generaciones en las que las células se pueden dividir de manera segura antes de todo degenere en un "tonto el último".
¿Qué pasa si se deja a una ameba dividirse hasta que se produzcan tantas células como hay en un humano, en un elefante o en una ballena azul?, ¿conseguirán las células oportunistas destruir la cooperación? Resulta ser que no. Aunque una colonia de moho mucilaginoso con la misma masa que una ballena no se da en la Naturaleza, resulta que incluso a ese nivel de reproducción no aparecerían los aprovechados.
Estos experimentos sugieren cómo durante el curso de la evolución los organismos consiguieron salir de la trampa del engaño y mantuvieron el nivel de cooperación multicelular que un cuerpo demanda.
Según estos investigadores, los cuellos de botella poblacionales eliminan la diversidad y reinician la población a partir de una sola célula y esto es un poderoso estabilizador de la cooperación celular.
Traduciendo esto a las células de nuestro cuerpo, se podría decir que las células de la sangre o del hígado ayudan a nuestros espermatozoides a transmitir sus genes porque pasamos en el momento de la concepción por el cuello de botella de una célula solitaria. Las células de nuestro hígado no atacan a nuestros espermatozoides porque todas las células son genéticamente idénticas y descendientes del mismo óvulo fertilizado.
Es el cuello de botella de la célula única producida tras la fecundación la que produce una población altamente emparentada que permite la cooperación.

Desarrollan un método para estudiar el hollín que emiten los motores diésel


Dos ingenieros industriales de la Universidad de Castilla La Mancha han comparado las emisiones de hollín del diésel y el biodiésel en cuanto a su composición, estructura y cómo afectan al filtro de partículas del motor. Los investigadores han demostrado por qué las emisiones de hollín son menores al utilizar biodiésel

L
a emisión de contaminantes procedentes de los motores diésel es uno de los principales problemas de contaminación en España, donde el parque móvil está compuesto en un 70% por este tipo de vehículos.
Con el ánimo de descubrir más sobre las diferencias en las emisiones de hollín de distintos tipos de combustibles, Magín Lapuerta y Fermín Oliva, ingenieros industriales de la Universidad de Castilla La Mancha (UCLM), han hecho un estudio en colaboración con las universidades de Antioquía (Colombia) y Pennsylvania State (Estados Unidos). Además de corroborar que las emisiones de hollín son menores al utilizar biodiesel, los resultados explican que las causas están en la composición y la estructura de las partículas producto de la combustión.
El trabajo, publicado en la revista Combustion and Flame, demuestra que los motores pueden optimizarse mucho más si su sistema de control tiene en cuenta el combustible que consumen. "Hoy en día esto es importante -comenta a SINC Magín Lapuerta- porque los últimos motores diésel, que cumplen la normativa Euro 5, llevan unas trampas de partículas que son regenerativas. Ahora mismo, más que la propia emisión, interesa que las partículas que se emiten se puedan regenerar, ya que estas trampas se autolimpian cuando se colmatan [se llenan]".
"El trabajo demuestra que los motores pueden optimizarse más si tienen en cuenta el tipo de combustible que consumen"
Los resultados señalan que el hollín del biodiésel es considerablemente más reactivo a la oxidación, forma estructuras de tipo grafito más ordenadas y menos amorfas. A pesar de eso, los filtros de partículas (DPF, por sus siglas en inglés) tardaron más en regenerarse con el biocombustible porque el tubo de escape no llegaba a la misma temperatura que con el diésel, debido a los procesos de inyección tardía optimizados solo para este combustible.
Estudio previo
Para investigar la estructura interna del hollín a escala nanométrica, Lapuerta y Oliva utilizaron, entre otras técnicas, un sistema de espectroscopía Raman. Previamente, se habían realizado muchos estudios similares tomando como objeto el carbón, pero los precedentes a la hora de investigar el hollín eran escasos y poco estructurados. Según explica el investigador, "habíamos ido a Pennsylvania a hacer una caracterización de partículas emitidas por los motores diésel que tienen un sustrato de hollín. Para nuestra sorpresa, cuando nos pusimos en contacto con ellos no eran capaces de aconsejarnos cuáles eran los parámetros más adecuados para analizar nuestros hollines".
Por tanto, los investigadores tuvieron que realizar un estudio paramétrico previo (publicado en octubre en la revistaCombustion Science and Technology) para identificar las variables que ofrecían una mayor resolución y datos más precisos y que, además, alteraran menos la muestra, ya que el tiempo de exposición o las características del láser utilizado es susceptible de alterar las características del hollín. "El hecho de que se quemara más o menos fácilmente nos daba una idea de lo reactiva que era la muestra", dice Lapuerta.
En el artículo posterior, los investigadores aplicaron exitosamente la técnica para comparar el hollín del diésel con el del biodiésel. "Llegamos a la conclusión de quienes hacen espectrometría Raman con el hollín habían seguido la inercia de los que analizan carbones, comenta Lapuerta. "Eso es lo que aportamos en el artículo, le damos una receta al investigador".

Científicos descubren cómo interactúan los iones negativos


Según las conclusiones de un estudio publicado en la revista Review of Scientific Instruments, un equipo germano-sueco de investigadores ha descubierto cómo interactúan los iones negativos. Estos desempeñan un papel decisivo en todo, desde cómo funciona nuestro organismo hasta la forma en que está estructurado el Universo.

L
os resultados del estudio son importantes para mejorar nuestro conocimiento sobre los superconductores y la datación con radiocarbono, tal y como explicó uno de los autores del estudio, Anton Lindahl, del Departamento de Física de la Universidad de Gotemburgo (Suecia): «Estudiando los átomos con carga negativa, o "iones negativos", podemos aprender cómo coordinan los electrones sus movimientos en algo que se puede comparar con una danza bien coreografiada. Tales conocimientos son importantes para comprender fenómenos en los que es importante la interacción entre electrones, como en el caso de los superconductores.»
Un ion negativo (o anión) es un átomo que ha capturado un electrón de más, lo que le confiere una carga negativa; esto ocurre por ejemplo cuando se disuelve sal en agua. En nuestro cuerpo hay muchos tipos de iones diferentes, pero los más comunes son los iones cloruro (Cl-), que son importantes para el equilibrio del fluido celular y el funcionamiento del sistema nervioso.
Saber más sobre estos iones negativos puede ayudarnos a entender mejor de dónde venimos: los aniones desempeñan un papel destacado en las reacciones químicas que tienen lugar en el espacio, y son muy importantes en procesos como la formación de moléculas a partir de átomos libres. Estas moléculas pueden haber sido componentes determinantes en el origen de la vida.
Anton Lindahl añade: «He trabajado con iones en el vacío, no en agua como en el cuerpo. Para poder estudiar las propiedades de los iones individuales, los aislamos en una cámara de vacío a una presión sumamente baja. Esta presión es incluso inferior a la presión exterior de la Estación Espacial Internacional, la ISS. Para poder realizar estos estudios, tuve que desarrollar métodos de medición y construir un dispositivo experimental. Las medidas que se pueden realizar gracias a este nuevo dispositivo mejorarán nuestra comprensión de esta interacción similar a una danza».
Los novedosos métodos de medición desarrollados por el señor Lindahl pueden desempeñar un papel importante en toda una serie de aplicaciones. Un ejemplo es la medición de trazas de sustancias con una técnica conocida como espectrometría de masas con acelerador (AMS). La AMS se aplica en la datación por radiocarbono, por la que se determina la edad de la materia orgánica. Otra aplicación de la AMS son las mediciones en los núcleos de hielo extraídos del hielo polar, que pueden servir para investigar cómo era el clima hace miles de años.

Malas noticias sobre la producción de incienso


Según la tradición cristiana, Baltasar, uno de los tres Reyes Magos, presentó una ofrenda del más puro incienso del mundo al Niño Jesús en la noche de su nacimiento. Más tarde, en los rituales religiosos antiguos se siguió quemando incienso, que simbolizaba la naturaleza divina y el sacrificio de Cristo. Y así hemos llegado a asociar el incienso con la Navidad. Ahora un equipo de investigadores de Etiopía y Países Bajos nos trae malas noticias al respecto: los árboles de los que se extrae el incienso están sufriendo una drástica disminución y de aquí al 2027 se prevé que su población se reduzca a la mitad. Los resultados del estudio se han publicado en la revista de la Sociedad Británica de Ecología (BES) Journal of Applied Ecology.

L
as malas noticias no acaban ahí. Los investigadores predicen que el número de árboles se podría reducir en un 90 % en los próximos cincuenta años. Los posibles culpables de esta drástica disminución son los incendios, el pastoreo y los ataques de insectos. Los miembros del equipo del estudio advierten que, si no se toman medidas para controlar estos tres problemas, la producción de incienso se verá gravemente afectada. Los investigadores basan su teoría en un estudio de campo a gran escala, el primero en su género, dedicado a controlar la suerte que corren los árboles del género Boswellia, de los que se extrae el incienso.
El incienso se obtiene de diferentes especies de Boswellia, un árbol que crece en el Cuerno de África y la Península Arábiga. A pesar de que este incienso se comercializa en todo el mundo, y lleva haciéndolo mucho tiempo, existe poca información sobre las repercusiones que la extracción de la gomorresina tiene para estos árboles.
Coordinados por el Dr. Frans Bongers de la Universidad de Wageningen (Países Bajos), los investigadores evaluaron trece parcelas (cada una de dos hectáreas de superficie) en la parte noroeste de Etiopía. Los científicos valoraron árboles de los que se extraía incienso y árboles que no se explotaban.
Durante 24 meses, los integrantes del equipo observaron la supervivencia, el crecimiento y la producción de semillas de más de 6 000 ejemplares de árboles del género Boswellia, y recopilaron más de 20 000 mediciones individuales. A continuación, utilizaron estos datos para construir modelos demográficos que pudieran predecir la suerte que iban a correr las poblaciones de Boswellia en los próximos años.
Las perspectivas no son nada halagüeñas. Los resultados del estudio apuntan a una reducción significativa de la población de Boswellia que causará estragos en la producción de incienso en los próximos quince años.
«La gestión actual de las poblaciones de Boswellia es claramente insostenible», subraya el Dr. Bongers. «Nuestros modelos muestran que en cincuenta años las poblaciones de Boswellia estarán diezmadas, y este descenso de la población significará que la producción de incienso está condenada. Este es un mensaje bastante alarmante para la industria del incienso y las organizaciones conservacionistas», añade.
Uno de los hallazgos más importantes de este estudio radica en que la extracción de gomorresinas no es el único problema, sino sólo uno de los numerosos quebraderos de cabeza, porque los datos hacen pensar que otros factores también contribuyen al problema.
«Es poco probable que la extracción de incienso sea la principal causa de la disminución de la población, que es probable que se deba también a la quema, el pastoreo y los ataques del escarabajo de cuernos largos, que pone sus huevos bajo la corteza del árbol», puntualiza el Dr. Bongers.
Tras analizar las trece parcelas del estudio, los investigadores descubrieron que las altas tasas de mortalidad de los árboles adultos, así como de los árboles más viejos, no eran reemplazadas, pues la tasa de supervivencia de las plántulas de Boswellia se ha reducido y se está convirtiendo en un problema para la sostenibilidad de las poblaciones de Boswellia.
«El elevado número de incendios y la intensidad del pastoreo en nuestra zona de estudio han aumentado en las últimas décadas como consecuencia del gran incremento en el número de cabezas de ganado, y ésta podría ser la razón por la cual las plántulas no llegan a convertirse en plantones », aclara el Dr. Bongers. «Al mismo tiempo, una gran proporción de los árboles que hemos estudiado ha muerto tras ser atacada por el escarabajo de cuernos largos. Si queremos preservar las poblaciones de Boswellia, y la futura producción de incienso, será necesario introducir incentivos de gestión importantes y de largo alcance», concluyó.

Se descubre la existencia de neutrófilos en el bazo


Se ha encontrado, por primera vez, la existencia de neutrófilos en el bazo sin que exista infección. Este importante hallazgo realizado por el grupo de investigación en Biología de las Células B del IMIM (Instituto de Investigación Hospital del Mar) en colaboración con investigadores del Mount Sinai de Nueva York, ha podido determinar además, que estos neutrófilos realizan una función inmunorreguladora.

L
os neutrófilos son las llamadas células limpiadoras, ya que son las primeras células que migran hacia los lugares de infección e inflamación para destruir los patógenos. Hasta ahora, la literatura científica ha tratado los neutrófilos esencialmente como soldados poco cualificados que se encargan de limitar la expansión de la infección, siendo la suya, una primera acción que prepara el camino a otras células del sistema inmune encargadas de erradicar la infección de forma permanente.
"Este estudio ha descubierto que los neutrófilos se encuentran en el bazo en ausencia de infección, descubrimiento que aporta un conocimiento totalmente nuevo en el campo de la biología", explica Andrea Cerutti, coordinador del grupo de investigación en Biología de las Células B del IMIM, profesor ICREA y último firmante del artículo.
Los investigadores observaron que la presencia de neutrófilos en el bazo se iniciaba durante la vida fetal, sin que hubiera ningún proceso infeccioso en curso, presencia que era desconocida por la literatura científica. El estudio se amplió a personas de diferentes edades y a otros mamíferos. La constatación en todos los casos de la presencia de neutrófilos en el bazo sugirió a los investigadores que estos desarrollaban una función diferente en el bazo de la que se les atribuye normalmente.
Los neutrófilos en el bazo se encuentran situados alrededor de los linfocitos B para ayudar a su activación y dar una primera respuesta rápida ante la presencia de patógenos. "A través de diferentes enfoques experimentales hemos demostrado que los neutrófilos en el bazo adquieren la capacidad de interactuar con las células B o linfocitos B, induciendo la producción de anticuerpos, función que los neutrófilos que circulan por la sangre no son capaces de realizar "afirma Irene Puga, investigadora del IMIM y primera firmante del artículo.
Este hallazgo mejora la comprensión de los mecanismos por los cuales el sistema inmunológico nos protege contra la infección, requisito imprescindible para un mejor control de todas las patologías que están asociadas a esta. Asimismo, ante determinadas enfermedades, como la neutropenia (o deficiencia numérica de neutrófilos), habrá que estudiar no sólo la deficiencia de los neutrófilos sino también cómo afecta a la producción de anticuerpos.
El trabajo abre la puerta a terapias más orientadas y eficaces contra diferentes patógenos, como por ejemplo, el desarrollo de vacunas que aumenten la capacidad de los neutrófilos del bazo de incidir en la producción de anticuerpos de los linfocitos B.

martes, 27 de diciembre de 2011

Crean unas gafas que memorizan todo lo que ven


Unas gafas que reúnen sofisticadas tecnologías de visión artificial y de recuperación de memoria han sido creadas por científicos europeos con la finalidad de ayudar a las personas que padecen de mala memoria. Las gafas registran todo lo que ven y el usuario puede ver la película del día en todo momento, descubriendo así donde dejó olvidadas las llaves del coche o el teléfono móvil. Las gafas se presentan esta semana a la industria y estarán en el mercado el año próximo.

U
nas gafas que registran todo lo que su usuario ve a lo largo del día o la noche han sido desarrolladas por científicos alemanes e ingleses y estarán en el mercado probablemente en el año próximo.


Las gafas son útiles para recordar dónde hemos dejado las llaves del coche o el teléfono móvil, ya que el usuario puede revisar los momentos pasados y descubrir en qué momento de despiste hicimos algo que no llegamos a memorizar.

En realidad, estas gafas pueden servir de archivos visuales de la vida de las personas y convertirse en poderosa herramienta para los que tienen mala memoria.

Sus posibles aplicaciones van desde las más cotidianas hasta las más sofisticadas, ya que además de socorrer a los despistados, pueden ser útiles como recurso turístico y de investigación criminal, así como convertirse en una potente herramienta industrial.

Visión computerizada

Los creadores son de la Universidad de Bielefeld y del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica la Universidad de Surrey, que trabajan en el así denominado Proyecto Vampire, centrado en la visión cognitiva computerizada con financiación de la Unión Europea.

La denominación del proyecto no tiene nada que ver con lo que este nombre evoca, ya que Vampire es la unión de dos tecnologías implicadas en este producto: Visual Active Memory (VAM) Proceses e Interactive Retrieval.

Con el apoyo de estas tecnologías, el proyecto investiga por un lado los procesos de memoria visual y por otro desarrolla técnicas capaces de recuperar lo adquirido en los procesos de esta memoria visual.

La memoria visual es la que permite recordar aquello que se ha visto y sus procesos se expresan en forma de imágenes mentales. Las memorias visuales activas son los sistemas que evalúan e integran los diferentes elementos de un entorno para realizar el análisis visual.

Memorias visuales activas

Las memorias visuales activas pueden entender nuevas escenas y situaciones, así como aprender nuevas relaciones espaciales, nuevos conceptos que pueden ser integrados en dominios más complejos.

El Proyecto Vampiro está centrado en la arquitectura y los modelos computacionales que pueden reproducir y almacenar los procesos de memoria visual activa, lo que resulta complicado por la misma naturaleza de estos procesos de la memoria.

Según la moderna sicología, en realidad no disponemos de una memoria específica, sino de una serie de memorias especializadas. Por eso, si abordamos la memoria desde el punto de vista de las imágenes retenidas, podemos hablar de memoria visual, táctil, olfativa, muscular, etc.

En realidad, la memoria es un sistema muy complejo de imágenes, sonidos, recuerdos, sentimientos, conocimientos y de experiencia acumulada que es considerada como uno de los fenómenos más complejos de nuestro cerebro, ya que no implica sólo el recuerdo en sí, sino también su interpretación.

Combinación de tecnologías

Un sistema artificial de visión cognoscitiva responde de alguna forma a esta complejidad porque combina la adquisición y procesamiento de los datos visuales que describen a los objetos y acontecimientos, con la movilización del conocimiento necesario para analizar, extraer conclusiones y tomar decisiones, lo que permite a este sistema interactuar con su entorno.

El Proyecto Vampire, que reúne estas tecnologías en unas simples gafas de aplicaciones diversas, es objeto esta semana de presentación en un encuentro con la industria que tendrá lugar en el Palacio de Pommersfelden (Alemania) el miércoles y el jueves.

"Anabiosis", añadiendo al papel propiedades táctiles


Los científicos japoneses Kohei Tsuji y Akira Wakita, de la Universidad Keio, en Tokio, ha inventado una técnica para incorporar al papel propiedades táctiles. El desarrollo no convierte una hoja en una pantalla, pero permite cierta interacción. En el vídeo donde se muestran los resultados de la investigación se puede ver cómo cambian los colores al tocar la superficie.

H
oy en día ya estamos acostumbrados a las pantallas táctiles. Se encuentran presentes en nuestros teléfonos móviles, en las nuevas tabletas e incluso en las pantallas de algunos ordenadores. En las ciudades ya existen servicios de atención al cliente o venta que funcionan con esta tecnología.
Sin embargo, es la primera vez que la tecnología táctil se incorpora al papel. Han sido unos científicos de la Universidad de Keio quienes han creado un método para poder interactuar de forma sencilla con una hoja. De esta forma, al tocar la superficie es posible cambiar el color de una imagen.
Esta técnica implica el uso de una tinta de cristal líquido sensible a la temperatura. Este material, contenido en pequeñas cápsulas en el papel, es capaz de detectar los cambios de electricidad que provocamos al tocar con los dedos, según relata Discovery News.
Por el momento la capacidad táctil que tiene el papel con esta técnica es limitada. Nada comparado a lo que estamos acostumbrados en las pantallas de los más modernos dispositivos. Sin embargo, es un primer paso para añadir interactividad a lo que aparece reflejado en una hoja.
A partir de este desarrollo podría haber nuevos avances que dotaran al papel de una funcionalidad que ahora no tiene,reinventándolo como soporte. Quién sabe si en unos años no veremos una revista impresa con estas propiedades.


Un hidrogel nuevo cura mejor las heridas sin cicatrices


Investigadores de la Johns Hopkins University han desarrollado un hidrogel que podría ayudar al crecimiento de un tejido sano, libre de cicatrices. El hidrogel es una estructura tridimensional de polímeros de base acuosa, creada por investigadores de la Escuela de Ingeniería Whiting de la Universidad Johns Hopkins y del Centro de Quemaduras del Bayview Medical Center. Los resultados de los primeros experimentos con tejido de ratón, publicados en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, son muy alentadores.

El experimento demostró que el tratamiento con hidrogel promueve el desarrollo de nuevos vasos sanguíneos, así como la regeneración de las capas complejas de la piel, incluyendo los folículos pilosos y las glándulas que producen el aceite de la piel. El hidrogel es fácil de fabricar y podría conducir a tratamientos para las quemaduras que sean mejores y mas económicos. El hidrogel no contiene drogas ni componentes biológicos que lo hagan funcionar, por lo que es más fácil obtener aprobación para su uso en pacientes humanos.

El autor principal Guoming Sun ha estado trabajando con los hidrogeles, buscando formas de mejorar la angiogénesis. El hidrogel permite que la regeneración de tejidos y la formación de vasos sanguíneos se suceda rápidamente, reduciendo la probabilidad de cicatrización.

Los investigadores no entienden aún cómo funciona el hidrogel. La intención original era añadir factores de crecimiento, pero sorprendentemente, el hidrogel funcionó bien por sí solo, incluso en ausencia de los factores de crecimiento. El plan consiste en desarrollar el material mas y perfeccionarlo para usarlo en enfermedades de la piel, como las úlceras de la piel.

Una anomalía auditiva está detrás de la dislexia


Las personas con dislexia a menudo luchan con la capacidad de decodificar con precisión e identificar lo que leen. Aunque la interrupción de los sonidos del habla se ha relacionado con la patología de la dislexia, la base de este trastorno y cómo interfiere con la comprensión lectora no se ha explicado en su totalidad. Una nueva investigación demuestra que una anomalía en el proceso de las señales auditivas es uno de los principales síntomas de la dislexia.

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Nuestros resultados sugieren que la corteza auditiva izquierda de las personas con dislexia puede ser menos sensible a las modulaciones en frecuencias muy específicas que son óptimas para el análisis de los sonidos del habla y demasiado sensibles a las frecuencias más altas, lo que es potencialmente perjudicial para su capacidad de memoria verbal a corto plazo", explica Anne-Lise Giraud, una de las autoras principales del artículo e investigadora de la Escuela Normal Superior de París (Francia).
Giraud y su equipo examinaron si una irregularidad en las primeras etapas del procesamiento auditivo en el cerebro, llamado 'muestreo', está relacionado con la dislexia. Se centraron en la idea de que una anomalía en el procesamiento inicial de los fonemas -las unidades más pequeñas de sonido que se pueden utilizar para hacer una palabra-, podría tener un impacto directo en el procesamiento del habla.
"Es ampliamente aceptado que para la mayoría de los niños disléxicos, la principal causa está relacionada con un déficit en el procesamiento de los sonidos del habla", apuntan los autores. Faltaba saber la base de estos síntomas.
Se conoce que hay tres síntomas principales de este déficit: la dificultad para prestar atención a los sonidos del habla individual, una capacidad limitada para repetir una lista de 'pseudopalabras' o números, y un rendimiento lento cuando se les pregunta por el nombre de una serie de imágenes y colores de forma rápida.
Los investigadores encontraron que el procesamiento cerebral típico de los ritmos auditivos asociados a los fonemas se vio interrumpido en la corteza auditiva izquierda de los disléxicos y que este déficit estaba correlacionado con las medidas de procesamiento de los sonidos del habla.
Además, los disléxicos exhibieron una mayor respuesta a los ritmos de alta frecuencia que, indirectamente, interfieren con la memoria verbal. Es posible que este 'sobremuestreo' pudiera dar lugar a una distorsión de la representación de los sonidos del habla.
"En conjunto, nuestros datos sugieren que la corteza auditiva de las personas con dislexia está menos ajustada a las necesidades específicas del procesamiento de la voz", concluye la investigación.

Júpiter es víctima de su propio éxito


Júpiter es víctima de su propio éxito. Unos sofisticados nuevos cálculos indican que el mayor planeta de nuestro sistema solar, que pesa más del doble que el resto de los planetas juntos, ha destruido parte de su núcleo central. Irónicamente, el culpable es el propio hidrógeno y helio que hicieron de Júpiter un gigante gaseoso, cuando la gravedad del núcleo atrajo estos elementos al formarse el planeta. El hallazgo sugiere que los planetas extrasolares más masivos no tienen núcleos en absoluto. Los astrónomos dicen que Júpiter es un gigante gaseoso debido a que consta principalmente de hidrógeno y helio, que en la Tierra son gases. En Júpiter, sin embargo, la enorme presión de la gravedad del planeta comprime la mayor parte del hidrógeno en un fluido metálico que conduce la electricidad. El hidrógeno y el helio rodean a un núcleo central hecho de hierro, roca y hielo. El núcleo, que pesa aproximadamente 10 veces la masa de la Tierra, es un pequeño componente de un planeta de 318 masas terrestres.

DAhora, los científicos planetarios Hugh Wilson y Burkhard Militzer de la Universidad de California en Berkeley, han realizado unos cálculos mecánico cuánticos para ver qué sucede cuando el óxido de magnesio (MgO) - un ingrediente clave en el núcleo de roca de Júpiter - se sumerge en un fluido de hidrógeno y helio en el corazón del planeta La temperatura es de aproximadamente 16 000 kelvin - más caliente que la superficie del Sol - y la presión de unas 40 millones de atmósferas. Estas condiciones son tan extremas que ningún experimento puede reproducirlas.
e acuerdo con los cálculos del equipo, el MgO tiene una solubilidad muy alta. Esto significa que la roca sólida del núcleo de Júpiter se está disolviendo en un líquido, tal y como informan los investigadores en un artículo enviado a Physical Review Letters, aunque la tasa de erosión exacta es desconocida. Wilson y Militzer ya habían calculado anteriormente que el hielo del núcleo también se disuelve. El núcleo actual de Júpiter puede no ser tan grande como cuando se formó el planeta.
El científico planetario David Stevenson del Instituto Tecnológico de California dice que el nuevo trabajo es importante debido a que los científicos quieren comprender cómo ha cambiado Júpiter a lo largo del tiempo. "Si podemos hacerlo, entonces podemos hacer una afirmación muy útil sobre qué aspecto tenía Júpiter en su génesis", señala Stevenson. "¿Tenía un núcleo sustancial en ese momento? De ser así, ¿tenía 10 masas terrestres, 15, 5?" En 2016, la nave Juno de la NASA empezará a orbitar Júpiter y proporcionará datos sobre el interior actual de los planetas, midiendo su campo gravitatorio.
Jonathan Fortney, científico planetario de la Universidad de California en Santa Cruz, también dice que el nuevo trabajo es muy importante. Pero sigue pendiente una gran pregunta, comenta: ¿Es la convección en el interior de Júpiter lo bastante vigorosa para sacar a la luz el material del núcleo disuelto y lanzarlo a la envoltura de hidrógeno-helio? De ser así, entonces el núcleo de Júpiter es menor hoy de lo que era en su nacimiento. Si no lo es, entonces la roca y hielo disueltos simplemente permanecerán en el centro de Júpiter, pero los límites entre el núcleo y el manto pueden ser menos distintivos de lo que se había pensado.
Aun así, Fortney dice: "Creo que hemos hecho muchos más progresos durante el año pasado de lo que se ha logrado en los anteriores 20 años", gracias a los cálculos de Wilson y Militzer. Esos cálculos tienen implicaciones mucho más allá de Júpiter. Muchos de los planetas que orbitan otras estrellas son más masivos que Júpiter, por lo que sus núcleos están incluso más calientes. "Para estos planetas, la erosión del núcleo sería más rápida", dice Militzer, lo que significa que los gigantes gaseosos varias veces más pesados que Júpiter podrían no tener núcleo, cambiando la visión que los científicos han tenido desde hace mucho tiempo sobre estos mundos lejanos.