Recuerdos de una mosca (y mRNA)

El equipo de Harvard encabezado por Sam Kunes (izq.) identificó una vía molecular activa en neuronas que interactuan con el RNA para regular la formación de memorias de largo plazo en moscas de la fruta. Imagen: Harvard University Gazette

¿En que se parece una mosca de la fruta a un ser humano? En muchas cosas, pero una de las semejanzas que es noticia por estos días es una vía molecular activa en neuronas que interactúan con el RNA para regular la formación de memorias de largo plazo. Biólogos de la Universidad de Harvard pudieron identificar dicha vía molecular que, según informa un parte de prensa emitido por Gazette, el boletin de la Universidad, podría servir para el diseño de nuevas terapéuticas para el tratamiento de la perdida de memoria en humanos. Ya había escrito algo acerca de la formación de proteínas en las sinapsis neuronales hace unos días, cuando decía que el RNA era entregado selectivamente a las sinapsis activas desde el núcleo de la célula nerviosa vía microtúbulos, unos filamentos que recorren los axones. Sam Kunes, profesor de biología molecular y celular de la Facultad de Artes y Ciencias de Harvard y director del equipo que realizó el estudio explica que

Se sabe desde hace algún tiempo que el aprendizaje y la memoria de largo plazo requieren de la síntesis de nuevas proteínas, pero lo que no queda exactamente claro es cómo se relaciona la actividad de la síntesis de proteínas a la creación y almacenamiento de memorias.

Lo que encontraron los investigadores es una forma específica del funcionamiento que adelantábamos en aquella entrada de bitácora. Descubrieron que el RNA mensajero (RNA_m, portador de la información desde el DNA a la fábrica de proteínas) llegan a las sinapsis ni bien las memorias comienzan a formarse y la síntesis de proteínas que sigue resulta facilitada por elementos de la vía RISC, que usa moléculas de RNA muy cortas para guiar su actividad. Este mecanismo molecular fue monitoreado por primera vez por el equipo, que fue capaz de relacionar la síntesis de proteínas con el aprendizaje porque encontraron la vía bioquimica que determina sí (y dónde) la síntesis asociada a la formación de memorias estables se lleva a cabo.

Diseño inteligente, tampoco en Lebec

En el distrito de una escuela rural de Kern County se acordó terminar con un curso que incluía la discusión de una alternativa a la evolución basada en la religión.

La nota, aparecida en "Los Angeles Times", agrega que como parte de una resolución de la corte, la Frazier Mountain High School, en Lebec terminará el curso de una semana antes de lo planeado y El Tejon Unified School District acordó no volver a incluir cursos de este tipo nunca más.

Después de todo, las buenas noticias existen.

Vía

F Í S I C AVerifican con exactitud sin precedentes la ecuación E = m c2

GAMS4.Instrumento diseñado y construido en NIST con el que se midió el ángulo en el que los rayos gamma son difractados por cristales formado por átomos separados por una distancia conocida. Foto: NIST Foto en alta definición (1460x1408)

El Año Internacional de la Física cierra con un broche de oro. Equipos del National Institute of Standards and Technology (NIST) y del Massachusetts Institute of Technology (MIT) acaban de publicar un trabajo en Nature en el que informan la más precisa verificación de la famosa relación de la teoría de la relatividad:

E = m c²
La ecuación de Einstein pudo verificarse con un error menor que 4 partes en 10 millones (0.0000004), lo que hace que el experimento sea 55 veces más preciso que el más certero de sus antecesores.

En un breve comunicado de prensa, el NIST explica que se realizaron dos mediciones diferentes. El grupo del NIST, encabezado por Richard Deslattes midió patrones de interferencia óptica y de rayos X para determinar la distancia exacta entre los átomos de un cristal de silicio, lo que les permitió establecer estándares más precisos para la medición de las muy cortas longitudes de onda caracteristicas de los rayos X y gamma. Esto les permitió determinar la longitud de onda de onda de rayos gamma emitidos cuando el núcleo de un átomo captura un neutrón y libera radiación gamma.

Cuando el átomo captura un neutrón uno podría esperar que la masa de este "nuevo" átomo sea la que tenía antes más la masa del neutrón agregado. Pero no. Resulta que a la masa final le faltará una partecita debida a la energía de enlace del neutrón, igual a la energía que tienen los rayos gamma liberados, más una diminuta cantidad de energía liberada por el movimiento de retroceso del núcleo.

El equipo del MIT dirigido por David Pritchard, por su parte, midió los números de masa usados en las evaluaciones de la fórmula de Einstein colocando dos iones del mismo elemento, pero uno con un neutrón extra, en una trampa electromagnética. Lo que hicieron a continuación fue contar las vueltas que dio cada ion alrededor del campo magnético en el que estaba encerrado. La diferencia entre las vueltas por unidad de tiempo de cada ion se usó para determinar las masas de los iones.

F Í S I C AFotones que transportan memorias

Una de las formas de acumular memorias es vivir la vida, otra, que incluye el transporte de información, es la de escuchar hazañas. Pero si hablamos de sistemas de rubidio ultra congelados, lo que está a la moda es la radiación lumínica.

En una competencia por obtener el primer puesto en la obtención de resultados, un equipo del Instituto de Tecnología de Georgia encabezado por los profesores Alex Kuzmich y Brian Kennedy publicará un trabajo en el número de mañana de Nature en el que informan haber almacenado y recuperado memorias cuánticas de un sistema de átomos de rubidio. El medio que usaron para el transporte es luz, fotones individuales de luz común y silvestre.

Que se puede transportar información por medio de radiación electromagnética no es nuevo: desde la invención de la radio que estamos inmersos en esas tecnologías. Lo nuevo es que ahora se puede hacer en su mínima expresión posible. “La transferencia controlada de un solo fotón entre memorias remotas en un paso importante hacia las redes cuánticas distribuidas” aseguró Kuzmich, aunque fue cauto al evaluar la aplicación de este avance: “tomará muchos pasos más y muchos años para que esto ocurra de una forma práctica”.

Pero Kuzmich no es un principiante en estos asuntos. Hace un año, en un paper publicado en la revista Science, pudo describir con éxito la transferencia de información del estado atómico de una nube de átomos de rubidio a otra. Aquel experimento fue el primero que logró transferir de forma controlada información de la materia a la luz.

En el trabajo actual Kuzmich, acompañado por Thierry Chaneliere, Dzmitry Matsukevich, Stewart Jenkins y Shau-Yu Lan lograron dominar la información destinada a cada fotón, lo que les permitió saber de forma precisa cómo se almacena en la materia la información lumínica.

El experimento

El equipo de físicos comenzó elevando el estado de energía de una nube de átomos de rubidio almacenado en una trampa magneto-óptica a una temperatura muy cercana al cero absoluto. Cuando un sistema cuántico como esta nube no está en su estado de mínima energía es propensa a radiar luz, pero no de cualquier manera. El fotón que abandona la materia lo hará cuando el sistema de átomos esté resonando y de esta manera la partícula de luz portará en su frecuencia de emisión información precisa del estado en que quedo la nube de rubidio.

El fotón viajó casi 100 metros por un camino de fibra óptica hacia una segunda nube de átomos de rubidio donde fue engullido. De esta manera, la información que traía fue copiada en el estado de excitación de muchos de los átomos del segundo conjunto, en el que cada uno resultó suavemente sacudido y todo el grupo compartió la información que es, básicamente, información acerca del espín, explicó otro integrante del equipo en un informe de prensa.

Luego de haber sido absorbido, los investigadores permitieron que el fotón re-emergiese para comparar la información cuántica portada. Con esta maniobra verificaron que se trataba de la misma información emitida por la nube de origen y demostraron, por lo tanto, que fueron capaces de almacenar y recuperar la información originada en la nube emisora.

El cannabis y el tabaco no son igualmente cancerígenos

Un argumento muy usado contra el consumo de la marihuana es que, al igual que el tabaco, este tiene consecuencias cancerígenas. Un estudio realizado por Robert Melamede, del Departamento de Biología de la Universidad de Colorado, asegura que, aunque tanto el humo de cannabis como el de tabaco "son químicamente muy similares, hay diferencias fundamentales en las propiedades farmacológicas".

La diferencia entre el cannabis y la el tabaco reside en que el primero contiene cannabinoides y el segundo nicotina. El análisis de los datos científicos diponibles explican por qué uno no produce cáncer mientras que el otro sí.

Tanto el tabaco como el cannabis tienen consecuencias dañinas para la salud. Por ejemplo, la marihuana está asociada a disfunciones respiratorias y a la conversión de las células respiratorias a un estado pre-canceroso, sin embargo, ninguno de los diversos estudios llevados a cabo para relacionar los cannabinoides con los cánceres que produce la nicotina tuvieron éxito.

Un análisis epidemiológico que intentó relacionar el hecho de fumar marihuana con el cáncer de pulmón, de colon o de recto no tuvo éxito. También pudo demostrarse en otro trabajo que no existe vínculo entre fumar cannabis y el cáncer de pulmón, a pesar de quedar absolutamente claro que sí induce daño celular.

Melamede concluye su artículo diciendo que aunque el humo de tabaco y de cannabis tienen propiedades similares, sus actividades difieren en gran medida. Ambos contienen carcinógenos y elementos que promueven respuestas inmunes inflamatorias que pueden aumentar los efectos cancerígenos del humo. No obstante, el cannabis típicamente disminuye la producción de radicales libres generados inmunológicamente, además de inhibir la enzima que activa algunos de los carcinógenos encontrados en el humo.

G E N É T I C A Descubren un nuevo mecanismo de regulación genética

Mecanismo del atípico RNA mensajero mCAT2 del ratón. Fue rápidamente dividido en el núcleo en respuesta a un estímulo de estrés. La porción codificadora de proteínas fue inmediatamente exportada al citoplasma y traducida en una proteína. [Imagen: Cold Spring Harbor Laboratory]

Ante la pregunta de cómo funciona el sistema genético, la respuesta de manual es que el DNA de los genes se transcriben en RNA mensajero y luego el RNA mensajero se traduce en una proteína. La regulación de la transcripción y la traducción determina finalmente si un gen particular queda "encendido" o "apagado" para producir una proteína.

Pero la naturaleza es más compleja y no deja de sorprender a los biólogos. Investigadores del Cold Spring Harbor Laboratory descubrieron una molécula de RNA mensajero de una nueva estirpe que convierte su estado de codificación no-proteínico a uno proteínico en respuesta a un estrés celular tal como una infección viral, informó el Laboratorio en un parte de prensa.

El descubrimiento revela un mecanismo de "cortar y seguir" que probablemente controle la expresión de muchos genes en humanos y otros organismos y se inició cuando David Spector junto a su equipo notó que bajo condiciones de crecimiento normales, una población de RNA mensajero particular quedaba rezagada en estructuras que llamaron "motas nucleares" y nunca llegaban al citoplasma, que es el camino normal que siguen estas moléculas luego de la transcripción. ¿Por qué se producían si nunca serían usadas? se preguntó Spector.

La respuesta apareció publicada en un artículo de la revista Cell del 20 de octubre. El estudiante de posdoctorado Kannanganattu Prasanth del equipo de Spector mediante una técnica de purificación de las motas desarrollada por él mismo identificó el primero de tales mensajeros: uno que se transcribe desde el gen mCAT2 del ratón y codifica un receptor en la superficie de la célula.

G E N É T I C A Recrecimiento de extremidades amputadas

Dr. Enrique Amaya, Universidad de Manchester.

El equipo de la Universidad de Manchester encabezado por el ingeniero en tejidos Enrique Amaya encara un ambicioso proyecto en el que pretende develar los resquicios genéticos que permiten que ciertos anfibios como ranas o salamandras puedan regenerar sus miembros luego de una lesión severa por medio del crecimiento de tejido corporal sano.

Es sabido que hasta cierto estadio de nuestro desarrollo los humanos compartimos con los anfibios la capacidad de regenerar tejido: Ciertas operaciones quirúrgicas efectuadas a fetos humanos dentro de los primeros seis meses de gestación no dejan rastros de cicatrices luego del nacimiento del bebé. Los científicos británicos, que recibieron alrededor de 13 millones de dólares para llevar a cabo su investigación, piensan que podrán identificar los mecanismos genéticos responsables de estas asombrosas curaciones en ranas para trasladar los resultados al desarrollo de tratamientos médicos que hagan lo mismo en humanos.

Con el descubrimiento de los genes que gobiernan la sanación de heridas en los fetos y los genes activos en adultos, Amaya espera identificar los factores genéticos en juego y desarrollar drogas que puedan obligar al cuerpo humano a sanarse a si mismo cuando resulta dañado. "Sabemos que tenemos todos los genes para hacerlo" dijo el Dr. Amaya en una conferencia de prensa el 11 de octubre. "El potencial para sanarnos sin cicatrices y regenerar los tejidos está en todos nosotros".

A S T R O N O M Í A Estreno: Película sobre la atmósfera de Neptuno

Para filmar detalles a gran distancia suelen implementarse costosísimas lentes en las cámaras de filmación, pero usar al Hubble como sistema óptico para grabar los detalles de la atmósfera de Neptuno debe constituir todo un record de costos.

La película fue editada a partir de fotografías tomadas por el Telescopio Espacial Hubble durante un lapso de 15 horas con un intervalo de cuatro entre una y otra para mostrar el dinamismo de la atmósfera y capturar el paso de los satélites del planeta. Además de imágenes en color natural se obtuvieron otras en falso color con 14 filtros distintos, lo que permitió observar la neblina de metano azul-verdosa de Neptuno.

La animación tiene cuatro secciones, que corresponden aproximadamente a una rotación del planeta gigante. La primera lo muestra con su mayor satélite, Tritón; en la segunda escena puede observarse un zoom sobre Neptuno con realce de colores para mostrar los sutiles detalles de las nubes en la atmósfera; la escena tercera tiene por objetivo la región espectral de las bandas de metano en el infrarrojo cercano, entonces casi todo el planeta se oscurece salvo en las nubes de gran altura. La última parte de la película dibuja la trayectoria de las órbitas de cuatro pequeños satélites: Proteus, Larissa, Galatea y Despina. La luz que reflejan estos diminutos cuerpos celestes es tan débil que incluso con el Hubble hacen falta tomar imágenes con grandes tiempos de exposición.

Fuente del video: HUBBLESITE

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Se amplia círculo del aprendizaje cultural: Las orcas enseñan técnicas de caza

(Imagen: Clifton Hill)

En una entrada reciente había quedado anotada la capacidad de los chimpancés de trasmitir una tradición mediante el aprendizaje cultural. Ahora, en la Reunión Anual de la Animal Behavior Society de Utah, Michael Noonan, del Canisius College en Buffalo, Nueva York, presentará nueva evidencia sobre el aprendizaje mediado por la enseñanza entre sujetos de la misma especie.

Noonan realizó un estudio con orcas del oceanario Marineland de las Cataratas del Niágara en Ontario, Canadá, en el que descubrió la transmisión cultural de una nueva técnica para cazar aves de uno de estos delfínidos a sus compañeros de tanque. Notó que una orca de 4 años escupía pescado regurgitado en la superficie del agua y que esperaba debajo que una gaviota llegara a comerlo, entonces la embestía con sus mandíbulas abiertas de par en par. Con esta trampa la orca lograba capturar de tres a cuatro gaviotas por día, comenta Noonan a New Scientist.

A pesar de llevar tres años de experimentos en el lugar, el científico nunca había observado este comportamiento antes; sin embargo, pocos meses despúes de haberlo visto por primera vez, se dio cuenta que el medio hermano más joven de la inventora estaba haciendo lo mismo y poco más tarde sus respectivas madres habían copiado la técnica, que luego se trasladó a una cría de 6 meses de edad y a un macho adulto.

::: Artículo relacionado en este blog.

A C C E S O · L I B R E · A · L A · C I E N C I A Nueva revista on-line de química orgánica

El Instituto Beilstein anuncia el lanzamiento del Beilstein Journal of Organic Chemistry, una revista on-line compuesta por artículos revisados por pares de acceso libre y gratuito a perpetuidad para todo el mundo. Su director, Martin G. Hicks, lo anunció oficialmente en la 230 Exposición y Reunión Nacional de la Sociedad Química Americana (de EE.UU.). "La combinación única de cuidadoso arbitraje, rápida publicación y libre disponibilidad a los lectores se vuelve atractiva para los autores" aseguró Hicks a EurekAlert!.

La revista electrónica, en colaboración con BioMed Central, publicará investigación original sobre todos los aspectos de la química orgánica y disciplinas relacionadas, entre las que se cuentan:

• Síntesis orgánica
• Reacciones y mecanismos orgánicos
• Productos químicos naturales
• Biología química
• Materialies orgánicos
• Química orgánica macro y supramolecular

La Beilstein Journal of Organic Chemistry invita a los químicos orgánicos de todo el mundo a remitir tanto artículos de investigación como comunicaciones preliminares, ofreciéndoles referatos eficientes, rápida publicación y alta visibilidad. Las instrucciones de envío para autores están disponibles en la web.