Una película en 3D dentro de las células
El uso de estas tecnologías revela cuando un gen se activa. En 2018 el equipo detrás de la investigación analizó el desarrollo de 8,000 células de embriones de la mosca de la fruta y 50,000 del nematodo Caenorhabditis elegans.
Con la maduración de esta tecnología se han obtenido datos sobre el funcionamiento de genes que permiten la regeneración de miembros en plenarias y ajolotes. Aunado a lo anterior ahora se puede marcar y hacer un seguimiento específico de células embrionarias, todo ello al usar marcas fluorescentes y códigos de barras empleando la técnica de edición genética CRISPR. Usando estas marcas se sabe que ocurre en tejidos cuando aparece una enfermedad o una malformación.
Se espera así obtener un atlas que contenga la información de cada célula humana, donde se describa su tipo en conjunto con su funcionamiento tanto en tejidos como en órganos. Hasta el momento se tiene ya información de las células de los riñones, abarcando inclusive a las que son cancerosas. También se ha descubierto la interacción entre las células de la madre y el feto.
Lifetime, que abarca 53 instituciones y 60 empresas europeas, ha usado estas tecnologías para estudiar el desarrollo de enfermedades como el cáncer, diabetes y otras enfermedades. A la par se vislumbra que combinadas con nuevas técnicas en microscopía se podrá obtener vídeo en 3D del desarrollo celular.
El meteorito que golpeó Groenlandia
Una visualización por computadora de fragmentos de asteroides cayendo hacia Groenlandia. (NASA Scientific Visualization Studio) |
Su explosión no fue tan drástica como el meteorito que produjo la extinción de los dinosaurios hace 65 millones de años cuando se creo el cráter de 200 kilómetros en el lago de Chicxulub en México. No obstante el evento de Hiawatha tuvo también efectos en el clima global, pudiendo estar relacionado con una fase de enfriamiento climático en el Pleistoceno llamada Joven Dryas.
Descendientes de neandertal y denisovano
Un fragmento de hueso encontrado en una cueva en el valle Denisova en Rusia. (Thomas Higham, Universidad de Oxford) |
Hoy sabemos que el Homo Sapiens, se cruzó con denisovanos y neandertales durante la edad de Hielo en Asia y Europa, eso lo sabemos puesto que genes de ambas especies se encuentran en genomas europeos y asiáticos actuales. Los fósiles encontrados en la cueva siberiana han mostrado que las tres especies habitaron en ese espacio en diferentes momentos. La relevancia del descubrimiento del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, Alemania,destaca en que es la primera evidencia de descendientes híbridos.
Cómo se construyen las células
Las gotas líquidas formadas a partir de proteínas y ARN sirven como una forma de organización celular, recién descubierta. (E.M. Langdon et al., Science 2018) |
Desde 2009 se descubrió un fenómeno con gran relevancia puesto que se comprendió como se logra que una molécula en específico viaje a un lugar específico en el momento adecuado. En ese momento se descubrió que las proteínas, formadas por aminoácidos, se condensaban como si se tratarán de gotas, lo que facilitaba su transporte.
El proceso conocido como "separación de fase líquido-líquido" es ahora uno de los campos más activos de la investigación biológica. En 2017 se comprobó que esta separación era clave para compactar regiones de genoma desactivando los genes que estaban en esa área- En 2018 tres estudios publicados por Science revelaron que las proteínas que convierten ADN en ARN pueden unirse al material genético.
Los estudios se perfilan ahora en determinar como se forman las gotas, añadiendo como la estructura de las proteínas favorecen o dificultan su formación. Se contempla también analizar como los fallos en la condensación forman agregados disfuncionales en enfermades como la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA). En abril cuatro estudios publicados en Cell habalron de cuatro formas de disolver tales agregados tóxicos que pueden conducir a la elaboración de nuevos medicamentos para curar enfermedades neurodegenerativas.
Genealogía forense para hallar al asesino
Joseph James DeAngelo, el presunto asesino de Golden State. (Paul Kitagaki Jr./The Sacramento Bee vía AP/Pool) |
Los primeros animales
Fósil de Dickinsonia con trazas de moléculas similares al colesterol, una firma de la vida animal. (D. Grazhdanin) |
Dickinsonia medía cerca de un metro y medio, tenía un aspecto ovalado con una gran cantidad de crestas a lado de su línea central. Es probable que habitara en el fondo de aguas marinas poco profundas y se alimnetara de algas junto con cianobacterias, se desconoce si tenía boca o absorbía a través de su piel. Su descubrimiento permite comprender al evolución de los animales.
El fósil fue anunciado en septiembre. Un mes más tarde otro equipo hayo rastros de moléculas de esponjas, con una edad entre 660 millones y 635 millones de años. Los hallazgos permiten comprender que las esponjas, una forma de vida simple, evolucionó 100 millones de años antes que otros fósiles.
Desactivar genes para encontrar curas
Las moléculas de ARN cortas se unen al ARN mensajero (azul), contribuyendo a la producción de proteínas. (Val Altounian / Science) |
El ARNi se conoce desde hace 20 años sin embargo desde 2008 se comenzó a emplear de forma terapéutica. En 2018 con la aprobación del medicamento Onpatro se silenciaron genes para tratar
la amiloidosis hereditaria, una enfermedad que se caracteriza por la producción de proteínas defectuosas que se acumulan en tejidos ocasionando daños en el corazón, riñones y el sistema nervioso.
La amiloidosis como otras enfermedades genéticas se originan en fallos a nivel celular. Uno de los más comunes es la producción de proteínas. Las proteínas, formadas por cadenas de aminoácidos, cumplen funciones esenciales tales como reconocer células, transporte, lectura de ADN o degradación de moléculas. Sin embargo para poder hacerlo debe estar correctamente plegadas y ensambladas.
Para poder producir proteínas el camino inicia en el ADN que manda las instrucciones, las cuales son recibidas por el ARN, en ese momento el ARNi juega un papel primordial puede hacer que se elabore correctamente la proteína o interponerse. Los medicamentos que ahora se producen evitarán que el el ARNi actúe de forma incorrecta.
Cómo observar las moléculas más pequeñas
Imágenes de estructuras se pueden obtener de cristales de tamaño micrométrico (en negro), colocadas en un portaobjetos de microscopio electrónico. (Gonen Lab) |
Dos artículos publicados en octubre narran como la tecnología permite comprender la estructura de las moléculas en minutos, lo cual acelera la investigación y permite acceder a conocimiento que se consideraba inalcanzable.
La técnica emplea haces de electrones hacia cristales, los cuales reorientan las moléculas para formar estructuras tridimensionales e ir determinando la forma de las moléculas.
Mejorando la observación del Universo con neutrinos
Una ilustración de detectores enterrados en hielo debajo del Polo Sur que registran destellos raros provocados por neutrinos. (Jamie Yang y Savannah Guthrie. IceCube / NSF). |
En 2018 se publicó una nueva técnica que consistía emplear neutrinos, aquellas partículas sin masa que se mueven a la velocidad de la luz y atraviesan la materia, para determinar su fuente astronómica.
El 22 de septiembre de 2017 el detector Ice Cube, ubicado en el Polo Sur, captó la colisión de neutrinos provenientes de fuera de la Vía Láctea, la observación se complemento usando telescopios de rayos gamma. La combinación de observaciones halló un blazar, un agujero supermasivo, ubicado en el centro de una galaxia.
Por primera vez se pudo determinar una fuente externa de neutrinos usando para ello la combinación de detectores.
#MeToo en la Ciencia
(Daria Kirpach/@Salzmanart) |
El acoso sexual en la ciencia ha sido en múltiples ocasiones invisibilizado. Science reconoce como uno de sus logros el informe de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina de EE.UU. sobre el acoso sexual a las mujeres que trabajan, investigan y estudian en esos ámbitos.
El informe concluye que entre un 20% y un 50% de docentes, personal y estudiantes ha sufrido acoso sexual que abarca formas sexistas, insultos, insinuaciones, entre otras. Ante ello las instituciones han tomado medidas. #MeeToo llegó a la ciencia.
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