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La linterna más pequeña febrero 14, 2009

Posted by Manuel in biologia, ciencia, divulgación científica, microbiologia.
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linterna
Simulación de un conjunto de nanolinternas. (IFCO)

Rosa M. Tristán– El Mundo Digital

Un punto de luz capaz de iluminar una diminuta bacteria, sin hacerle ningún daño, y mostrarla con una nitidez asombrosa, como si un enorme foco se dirigiera hacia ella. La nanolinterna desarrollada por dos investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona (ICFO) ha logrado romper las leyes de la física para acercar al ojo humano aquello que, hasta ahora, era demasiado pequeño.

Se trata de un dispositivo que permite trabajar con objetos 100 veces más pequeños que los que se podían ver hasta ahora (la millonésima parte de un metro) porque concentra la luz 1.000 veces más que las técnicas actuales. Ello abre infinitas posibilidades en el campo de la biotecnología y la medicina.

Esta diminuta linterna de luz ultraconcentrada se ha conseguido gracias a una microscópica antena, casi idéntica a las que hay en los tejados. La forman dos pequeñísimas barras de oro que absorben la luz de un láser y la concentran en un punto hasta que llega a ser un foco nanométrico. Su radiación es tan intensa que puede interactuar con las moléculas con una eficiencia que no tiene precedentes.

El físico francés Romani Quidant y su colega Niek van Hulst son los artífices del invento, en el que han aprovechado una propiedad física: la resonancia de plasmón, un fenómeno que se produce al tener lugar la infracción de la luz con partículas metálicas.

Quidant, que está en un congreso en Italia para presentar su trabajo, explica cómo esta técnica ha logrado evitar la Ley de la Difracción, que hasta ahora ha limitado el desarrollo de la óptica. «Esta ley indica que se puede concentrar la luz hasta un punto, pero que hay un límite en el tamaño mínimo. Nosotros hemos buscado un truco, utilizando una antena para superar ese límite que marca la Física. Se trataba de demostrar que se pueden usar nanoantenas», explica vía telefónica desde Roma.

Una de las grandes utilidades de su invento, que está camino de ser patentado, es el desarrollo de unas pinzas ópticas de gran precisión. Este tipo de pinzas utilizan concentraciones de luz para atrapar objetos, como pueden ser células o bacterias. Hasta ahora, el problema era que cuando el tamaño era demasiado pequeño no podían utilizarse y, además, causaban daños en los organismos vivos.

Sin embargo, ambos problemas se solucionan con la técnica de los investigadores del ICFO. Su nanolinterna ofrece un punto tan concentrado de luz que se pueden agarrar pelotillas de poliestireno de 200 nanometros, 10 veces más pequeñas que con las pinzas convencionales.

También han experimentado cogiendo bacterias ‘Escherichia coli’ (de la diarrea) y han comprobado que la luz no les causa daño alguno. «La célula se siente atraída por la luz del foco de láser. Ahora se pueden atrapar, observar y analizar sin afectarlas, como si fueran un paciente en una camilla, pero de 200 nanometros de tamaño», explica Quidant.

Contra el cáncer

Casi todas las aplicaciones en las que piensan los investigadores para su minilinterna tienen que ver con la biología. En estos momentos, trabajan con científicos de esta área para usarla en la diagnosis del cáncer. El objetivo es encontrar un diagnóstico más preciso que sea capaz de detectar la enfermedad en un estado muy inicial en los organismos. «Una vez atrapadas con nuestro foco, se trataría de detectar el estado de las células que están enfermas», señala Quidant. Y también podría usarse para detectar tóxicos en los alimentos.

Quidant, de 33 años, ha pasado los últimos tres en el desarrollo de este invento, que fue publicado en Nature y Physical Review Letters. Tras terminar su tesis, el joven francés aterrizó en el ICFO después de rechazar ofertas de varios países europeos. «Quería montar un proyecto competitivo y aquí lo he conseguido», asegura.

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El respeto, uno de los principios básicos de la humanidad febrero 14, 2009

Posted by Manuel in ateismo, educación, religión, sociedad.
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Este mundo es pluricultural, y la única manera de evitar conflctos y sentimientos de superioridad es mediante el respeto al resto de culturas(siempre y cuando éstas respeten los derechos humanos).
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Los genomas de humanos y chimpancés presentas más diferencias de las predichas con anterioridad febrero 14, 2009

Posted by Manuel in biologia, ciencia, creacionismo, diseño inteligente, divulgación científica, evolucion, mutaciones, paleontología.
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Los autores desvelan que las diferencias del ADN humano y el del chimpancés son diez veces mayores a las aceptadas hasta el momento

chimpance
Los genomas de humanos, chimpancés y gorilas difieren más de lo que se pensaba. En este ejemplo, podemos ver el caso extremo de una duplicación que se ha expandido (ha incrementado el número de copias) en los genomas del chimpancé y el gorila, mientras que se ha mantenido estable en el genoma humano, donde está representada por una única copia. Las flechas verdes y la redonda marcan la posición de la copia ancestral. Las flechas rojas indican dónde están las nuevas copias creadas en los genomas del chimpancé y el gorila.

Un equipo internacional ha descubierto que cada especie de primates, incluyendo a los seres humanos, posee una enorme cantidad de fragmentos exclusivos en su genoma. El estudio, que cuenta con la participación de dos investigadores del Instituto de Biología
Evolutiva (centro mixto de la Universidad Pompeu Fabra y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas -CSIC-), contribuye a comprender los mecanismos de la evolución humana y la base de diversas enfermedades únicas en su especie. La investigación aparece publicada en el último número de la revista Nature, una edición especial dedicada a la celebración del bicentenario del nacimiento del naturalista inglés Charles Darwin. Durante la última década, la comunidad científica ha aceptado la hipótesis de que los seres humanos y sus parientes vivos más cercanos, los chimpancés,
sólo diferían en el 1,24% de sus secuencias de ADN. Sin embargo, las conclusiones de este estudio prueban que esta estimación es incorrecta y que, en realidad, el número de diferencias puede ser hasta 10 veces superior.

Tomàs Marqués-Bonet, del Instituto de Biología Evolutiva (centro mixto de investigación de la Universidad Pompeu Fabra y del CSIC), ha coordinado el equipo internacional, dirigido por Evan E. Eichler, de la Universidad de Washington (Seattle, Estados Unidos), en estrecha colaboración con Arcadi Navarro (ICREA-IBE Barcelona).

Según los autores, la clave de este descubrimiento ha residido en el estudio de las duplicaciones segmentales, fragmentos grandes de ADN repetidos muchas veces a lo largo del genoma. Hasta el momento, esta parte del genoma era ignorada, ya que resultaba muy complicado individualizarla del resto del ADN. Sin embargo, desde hace tiempo se sospechaba que su presencia debía de ser importante.

El equipo internacional ha estudiado de forma sistemática las duplicaciones segmentales de todo el genoma de cuatro especies de primates: macacos, orangutanes, chimpancés y humanos. De este modo, se ha podido no sólo elaborar el primer catálogo de especies específico de estas regiones del genoma, sino también cuantificar mucho mejor las diferencias entre especies y entender en qué momento de la evolución aparecieron.

La investigación revela novedades evolutivas cualitativamente diferentes. Como señalan los investigadores, las diferencias con que se había trabajado hasta el momento eran cambios (mutaciones) en las secuencias del genoma que comparten todos los primates. Los autores lo explican con un símil: se trataría de cambios equivalentes a tener ediciones diferentes de un libro.

DIFERENCIAS ÚNICAS

Sin embargo, las diferencias estudiadas por los investigadores del Instituto de Biología Evolutiva son diferencias únicas para cada especie. Siguiendo el mismo símil, se trataría de diferencias radicales en la biblioteca de cada especie: son colecciones completas de libros que unos organismos tienen y otros no.

Las duplicaciones segmentales son fragmentos del genoma, de miles a millones de nucleótidos de longitud, que se han duplicado debido a mecanismos moleculares muy complejos. Es decir, en determinados momentos de la evolución, se hicieron múltiples copias que se fueron insertando en diversos lugares del genoma. Como las duplicaciones pueden ser muy grandes, contienen muchas veces genes completos. Las copias de estos genes, que en principio son idénticas, pueden ir especializándose, a
base de adquirir pequeñas mutaciones, hasta diferenciarse completamente unas de otras.

Es así como se generan la mayoría de genes únicos de una especie concreta: por duplicación y posterior especialización. Todos estos genes nuevos pueden realizar funciones nuevas que serán exclusivas de la especie que los tiene. Como explican Arcadi Navarro y Tomàs Marqués, las duplicaciones predisponen el genoma a reorganizarse, a tener grandes cambios estructurales, como quien hace construcciones diferentes con las mismas piezas. Este fenómeno puede derivar en ciertas enfermedades como el autismo, la esquizofrenia o el retraso mental. No obstante, los científicos puntualizan que la duplicación de genes no es sinónimo de anomalía, sino de
variación y de novedad. Novedades que pueden ser favorecidas por la selección natural o pueden resultar patológicas, en función de cómo se desarrollen.

EN BUSCA DE LOS GENES DE LA HUMANIDAD

Además de identificar las citadas diferencias, el estudio también ha logrado datar la época en que hubo más duplicaciones. Los autores la encuadran en un intervalo de entre 12 y 8 millones de años, justo antes de la separación de los linajes de los humanos y chimpancés, ocurrida hace unos seis millones de años. Este hecho implica que todos los genes estudiados, que acababan de aparecer, han ido adquiriendo características nuevas a lo largo de los seis millones de años que llevan separados evolutivamente hombres y chimpancés.

Para Marqués y Navarro, probablemente es gracias a esta separación que los seres humanos consiguieron adaptarse al entorno actual. Los investigadores reconocen que, quizás, es en este inmenso océano de diferencias donde hay que buscar los denominados genes de humanidad o los genes que dan lugar a determinadas enfermedades propias de la especie humana. Por el momento, los investigadores desconocen si esta línea de investigación desvelará estos extremos.