Científicos almacenan 700 TB de información en moléculas de ADN

Los científicos George Church y Sri Kosuri han realizado una publicación en la cual explican a la comunidad de científicos cómo es que han sido capaces de grabar un total de 5.5 petabits de información en unas moléculas de ADN.

Para poder lograr esto, han sintetizado tiras de ácido nucleico que fuesen capaces de almacenar unos 96 bits empleando las bases hidrogenadas con la finalidad de representar los valores binarios (Timina y guanina 1, adenina y citosina 0).
Este es sin lugar a dudas un interesantísimo avance, y es que desde hace bastante tiempo los científicos se muestran expectantes ante las distintas capacidades que tiene el ADN para almacenar información, ya que tiene una gran densidad, siendo volumétrico en lugar de plano, al tiempo que a pesar de esto es tremendamente estable y su degradación toma años.
Lo cierto es que, para poder secuenciar el ADN esta tarea suele llevar muchas horas, sin embargo, también es impresionante la gran cantidad de información que es posible guardar en tan solo un gramo de su peso, donde se calcula que es posible almacenar un total de 5.5 petabits de datos, algo para lo cual sería necesario actualmente emplear un total de 233 discos duros con capacidad de 3 TB, entre estos discos estarían sumando un peso de 151KG frente al simple gramo de ADN.

Las supernovas aceleran los protones de la radiación cósmica

La Tierra recibe constantemente el bombardeo de partículas que golpean las capas más exteriores de la atmósfera. Esta cascada de partículas o radiación cósmica está formada mayormente por protones procedentes de la Vía Láctea que llegan a una alta velocidad y con gran energía. Un estudio internacional con participación de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España, aporta por primera vez evidencias de que estos protones son acelerados durante las explosiones de estrellas masivas agotadas: las supernovas. Los resultados aparecen publicados en la revista Science.

Trabajos anteriores habían sugerido ya que el origen de estos rayos cósmicos se encontraba en los restos de la explosión de una estrella, los denominados “remanentes de supernova”, pero la prueba definitiva era difícil de obtener debido a que estas partículas son desviadas en su camino hacia la Tierra.

Los investigadores han dado ahora con la pista definitiva tras cuatro años, de 2008 a 2012, de observaciones con el Large Area Telescope del telescopio espacial Fermi, de la NASA. En concreto, han estudiado los remanentes de supernova IC 433 y W44. Ambos están ubicados en la Vía Láctea, el primero en la constelación de Géminis, a unos 5.000 años luz de la Tierra, y el segundo en la constelación del Águila, a 10.000 años luz de distancia.

(Foto: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration)

“Cuando los protones acelerados se topan con el material interestelar, producen otro tipo de partículas denominadas piones, que además son neutrales, y que a su vez se degradan y pasan a convertirse en rayos gamma. El análisis de los datos del espectro de radiación gamma nos ha permitido detectar la huella característica de la degradación de estos piones, la cual conecta inequívocamente la emisión de rayos gamma con los protones acelerados en los remanentes de supernova”, explica Daniela Hadasch, investigadora del CSIC en el Instituto de Ciencias del Espacio.

Si el hallazgo tiene importancia es porque hay múltiples procesos en el universo que producen la emisión de rayos gamma. Cuando esta radiación es captada por un telescopio, es complicado distinguir si ha sido causada por protones o electrones de alta energía.

Los investigadores esperan ahora determinar cómo se produce exactamente esa aceleración de la radiación cósmica en los restos de las supernovas y cuál es la energía que pueden alcanzar estas partículas. (Fuente. CSIC)

El cometa que podría verse a plena luz del día a fines de 2013

Tras su descubrimiento en septiembre pasado por los astrónomos rusos Vitali Nevski y Artyom Novichonok, el cometa ISON (C/2012 S1) está recibiendo una creciente atención científica, debido a que existe la posibilidad de que el cometa se acabe convirtiendo en uno de los más visibles desde la Tierra. Si se dan las circunstancias adecuadas, el cometa podría llegar a verse a plena luz del día, a fines de 2013.

El cometa ISON, cuyo nombre deriva de las siglas del proyecto de rastreo del firmamento conocido como ISON (International Scientific Optical Network) está cerca de la órbita de Júpiter en la actualidad. A esa distancia, es sólo un débil puntito luminoso moviéndose por el espacio, y se requiere un telescopio potente para reconocer de manera inequívoca que es un cometa. Cuando se aproxime más, la situación podría cambiar de manera radical.

La órbita del cometa le llevará a pasar muy cerca del Sol, lo que le calentará lo suficiente como para aumentar mucho su visibilidad. Eso podría volverle el "Cometa del Siglo", o sea el más espectacular en cien años. Sin embargo, su acercamiento al Sol podría también aniquilarle, antes incluso de poder hacerse visible del modo indicado.

Karl Battams del Laboratorio estadounidense de Investigación Naval en Washington D.C., Matthew Knight del Observatorio Lowell en Flagstaff, Arizona, Don Yeomans de la NASA, y otros astrónomos, han analizado las perspectivas futuras del cometa.

Aunque el ISON está aún lejos y su brillo es tenue para el ojo humano desnudo, en términos astronómicos y para un objeto de su clase resulta llamativamente luminoso. Su resplandor sugiere que lo rodea un halo de gas y polvo emitidos por su núcleo, al cual se le calcula un diámetro de entre 1 y 10 kilómetros.

El 28 de Noviembre de 2013, el ISON volará a través de la atmósfera del Sol, acercándose hasta poco más de un millón de kilómetros de la superficie de nuestra estrella. Si el cometa sobrevive a ese sobrevuelo, una hazaña que no está claro que vaya a conseguir, emergerá del infierno solar convertido en el Cometa del Siglo, y desde la Tierra se le verá tan brillante como la Luna, resultando temporalmente visible cerca del Sol, a plena luz del día.

De noche, la cola del cometa puede llegar a ser un espectáculo mucho más atrayente para el público que un eclipse de Sol o una lluvia de estrellas fugaces.

Es habitual que los cometas sean destruidos por las fuerzas de marea y la radiación solar. Un ejemplo reciente es el del cometa Elenin, que se fragmentó y disipó en 2011 al acercarse al Sol. El Elenin, sin embargo, era un cometa mucho más pequeño.

Algunos cometas, no obstante, son capaces de proezas imprevisibles. El cometa Lovejoy atravesó la atmósfera solar en 2011. Aunque se asumía que, tras perderlo de vista en el Sol, ya no se le volvería a ver nunca jamás porque se desintegraría, el cometa, ante la estupefacción de muchos, soportó las dantescas condiciones de temperatura y marea gravitacional, y emergió de nuevo del infierno solar, volviendo a lucir su imponente estela en el cielo.

Todo apunta a que el cometa ISON es al menos el doble de grande que el Lovejoy, y que pasará un poco más lejos de la superficie del Sol que el Lovejoy. Esto debería favorecer la supervivencia del ISON y por tanto permitirle exhibirse de modo espectacular en el cielo.

Otra posibilidad visualmente fascinante sería una fragmentación moderada del cometa. Si el ISON se parte en trozos grandes, podría aparecer como el "collar de perlas" que parecía el famoso cometa Shoemaker-Levy 9 que colisionó contra Júpiter en 1994, tal como especula Battams.


La trayectoria orbital calculada para el cometa ISON. (Imagen: NASA JPL / Caltech)

La fragmentación del ISON no supondría una amenaza para la Tierra. En caso de que se fragmente, los trozos seguirán la misma trayectoria segura que seguirá el cometa si continúa entero.

El máximo acercamiento del ISON a la Tierra será de unos 64 millones de kilómetros (unos 40 millones de millas) el 26 de diciembre de 2013.

Ocurra lo que ocurra, los astrónomos tendrán durante varios meses buenas oportunidades de contemplar al ISON en los cielos boreales. El cometa aparecerá casi directamente sobre el Polo Norte, resultando así un objeto circumpolar visible durante toda la noche.

Entre las imágenes que están siendo captadas del cometa, figuran las tomadas por una veterana sonda espacial, la Deep Impact de la NASA. Esta nave se hizo célebre por su misión al cometa Tempel 1, contra el que liberó en 2005 un proyectil que permitió estudiar los efectos del impacto, tal como publicamos el equipo de NCYT de Amazings en un artículo del 11 de julio de aquel año (http://www.amazings.com/ciencia/noticiasn/110705b.html)

Las primeras imágenes que la Deep Impact ha captado del cometa ISON fueron tomadas desde una distancia de 793 millones de kilómetros (493 millones de millas).

En total, la Deep Impact ha sobrevolado dos cometas, el Tempel 1 y el Hartley 2, y ha hecho observaciones de otros dos más alejados, el Garradd y ahora el ISON. Se espera que esta campaña de observación del ISON permita obtener no sólo imágenes en luz visible sino también infrarroja, así como mediciones útiles para determinar la rotación del cometa.

Aunque todavía está relativamente lejos del Sol, el ISON ya presenta una cola de más de 64.000 kilómetros de longitud (más de 40.000 millas)

Se cree que los cometas de periodo largo como el ISON llegan a nuestro sistema planetario procedentes de la gélida Nube de Oort, un manto de cuerpos menores que, al parecer, envuelve a nuestro sistema solar desde una notable lejanía. Se calcula que esta nube, que alberga material sobrante de la formación del sistema solar, está ubicada a una distancia de entre 12 y 18 meses-luz de la Tierra aproximadamente. Según la teoría más aceptada, los efectos gravitacionales de otras estrellas de nuestro vecindario galáctico hacen, de vez en cuando, que uno de esos cometas de la Nube Oort sufra una perturbación orbital que le lleva a visitar nuestro sistema planetario. Es en esa visita cuando se observa por vez primera a dicho cometa, como ocurre ahora con el ISON.

El mecanismo bioquímico de la enfermedad de Huntington

Hace unos 20 años, se descubrió el gen que causa la enfermedad de Huntington, una dolencia neurodegenerativa letal. La forma mutante del gen tiene muchas repeticiones de ADN adicionales en medio del gen, pero los científicos todavía tienen que aclarar cómo la longitud adicional produce los síntomas de esta enfermedad.

En un nuevo paso hacia la respuesta definitiva para esa pregunta, un equipo de bioingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, ha encontrado que la proteína codificada por este gen mutante altera patrones de modificaciones químicas del ADN.

Este tipo de modificación, conocida como metilación, controla si los genes son activados o desactivados en cualquier momento dado.

La forma mutante de la proteína, conocida como "huntingtina", parece actuar específicamente en genes implicados en el funcionamiento de las células cerebrales.

Las alteraciones en la expresión de estos genes podrían ser responsables de los síntomas neurodegenerativos observados en la enfermedad de Huntington, incluyendo cambios tempranos en la cognición.

El gen que causa la enfermedad de Huntington causa muchos de sus estragos en los ganglios basales, mostrados en tono rosado. Los ganglios basales son responsables de muchas funciones, incluyendo el control motor y la formación de hábitos. (Imagen: FDA)

El equipo de Ernest Fraenkel ahora está investigando los detalles de cómo la metilación podría generar esos síntomas, con la mirada puesta en el desarrollo de nuevos tratamientos potenciales.

Si los científicos pueden averiguar todos los detalles necesarios de cómo se causan estos cambios en la metilación, sería factible idear un modo de bloquear este proceso y restaurar en los pacientes los niveles normales de transcripción durante una fase temprana de la enfermedad.

En la investigación también han trabajado Christopher Ng, Ferah Yildirim, Yoon Sing Yap, Patricio Velez, Adam Labadorf, Simona Dalin, Bryan Matthews y David Housman.

En los ratones una dieta baja en carbohidratos y alta en proteínas reduce el riesgo de cáncer

Comer una dieta baja en carbohidratos y alta en proteínas puede reducir el riesgo de cáncer y disminuir el crecimiento de los tumores ya existentes. Esto según un estudio publicado en la revista Cancer Research , de la Asociación Americana para la Investigación del Cancer.

Aunque el estudio fue realizado en ratones, los científicos involucrados afirman que los hallazgos biológicos son lo suficientemente definitivos para que un efecto en los seres humanos pueda ser considerado. Algo que igualmente queda por demostrar.

Esto demuestra que algo tan simple como un cambio en la dieta puede tener un impacto en el riesgo de cáncer” dijeron los autores.

Muchos pacientes de cáncer están interesados ??en hacer cambios en los aspectos que pueden controlar, y este estudio definitivamente da crédito a la idea de que un cambio en la dieta puede ser beneficioso.

En el estudio los científicos implantaron diversas cepas de ratones con células de tumores humanos o con células tumorales de ratón y se les asignó un tipo de dieta particular. La primera dieta, una dieta occidental típica, contenía alrededor de 55 por ciento de carbohidratos, 23 por ciento de proteína y 22 por ciento de grasa. La segunda, que es algo así como la dieta de South Beach, pero más rica en proteínas, contiene 15 por ciento de carbohidratos, 58 por ciento de proteína y 26 por ciento de grasa. Finalmente encontraron que las células del tumor crecieron más lento con la segunda dieta.

Además, los ratones genéticamente predispuestos al cáncer de mama fueron expuestos a estas dos dietas y casi la mitad de ellos en la dieta occidental desarrollaron cáncer de mama en su primer año de vida mientras que ninguno lo desarrolló en la dieta baja en carbohidratos y alta en proteína. Curiosamente, sólo uno en la dieta occidental alcanzó un período de vida normal (aproximadamente 2 años), y con el 70 por ciento de los ratones muertos de cáncer mientras que sólo el 30 por ciento de los ratones con la dieta baja en hidratos de carbono desarrollaron cáncer y más de la mitad de estos ratones alcanzaron o superaron su ciclo de vida normal.

Los colegas también probaron el efecto de un inhibidor de mTOR, que inhibe el crecimiento celular, y un inhibidor COX-2, que reduce la inflamación, en el desarrollo del tumor, y encontraron que estos agentes tenían un efecto aditivo en los ratones alimentados con la dieta baja en carbohidratos, alta en proteínas.

Una posible explicación a este hallazgo es que la restricción de la ingesta de hidratos de carbono pueden limitar significativamente la glucosa en sangre y la insulina, una hormona que se ha demostrado en muchos estudios independientes puede promover el crecimiento tumoral en humanos y ratones.

Por otra parte, una dieta baja en carbohidratos y alta en proteínas tiene el potencial de impulsar tanto la capacidad del sistema inmunitario para destruir las células cancerosas y prevenir la obesidad, lo que conduce a la inflamación crónica y el cáncer.

¿Puede la dieta prevenir la depresión?

En un artículo publicado por la revista BMC Medicine, científicos españoles afirman que las investigaciones sobre la dieta y la depresión deben seguir el modelo de los estudios sobre la dieta y el riesgo cardiovascular. Los autores evalúan la evidencia sobre los vínculos entre la dieta y la depresión y les resulta insuficiente. Según el artículo la depresión es similar en muchos aspectos a las enfermedades del corazón y ambas están asociadas con inflamación de bajo grado, la disfunción endotelial y un peor perfil lipídico. Esto tiende a sugerir que las causas subyacentes, tales como una dieta alta en grasas trans, también son las mismas. Aunque hay muchas pruebas de que existe una asociación, y que la comida rápida aumenta el riesgo de depresión (mientras que la dieta mediterránea la disminuye), la mayoría de estos estudios no demuestran causalidad. Es difícil estar seguro de que la dieta es responsable de la depresión pero podría ser que las personas deprimidas hacen malas elecciones de alimentos. Para los autores hacer frente a estas cuestiones es necesario un trabajo a largo plazo. Es decir, con estudios clínicos aleatorios similares a los llevados a cabo con éxito para ver la influencia de la dieta y el riesgo de enfermedades cardiovasculares. Sólo entonces podremos realmente entender el impacto que pueda tener la dieta en la depresión.