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17 de julio de 2018
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Ráfagas

No. 196

Nuevo método para elaborar antibióticos

Juventino García Alejandre, investigador de la Facultad de Química de la UNAM, desarrolló un nuevo proceso para sintetizar un grupo de compuestos químicos, los imidazoles, más económico, eficiente y limpio que el anterior.

Los imidazoles son antibióticos muy utilizados contra bacterias, protozoarios y hongos, además de que combaten alergias e hipertensión arterial. Se trata de compuestos cuyas moléculas tienen forma de pentágono. Su fórmula molecular es C3H4N2, y ha servido de base para numerosos fármacos. El método de García Alejandre, ya patentado, utiliza una reacción más eficiente y de alto rendimiento en un solo paso y a partir de materias primas más baratas.

Esta ruta se inscribe en lo que se conoce como química verde, es decir, que genera pocos residuos contaminantes. Todos los átomos que participan en la reacción forman par te de los productos finales, sin desperdicios. Con este desarrollo, el equipo obtuvo imidazoles ya conocidos y otros nuevos, con los que planean desarrollar una generación de fármacos para combatir bacterias que han desarrollado resistencia a los antibióticos que existen hoy en el mercado.

El trabajo fue uno de los 10 reconocidos por el Programa de Fomento al Patentamiento y la Innovación, una iniciativa de la Coordinación de Innovación y Desarrollo de la UNAM.

De acuerdo con un boletín de la Dirección General de Comunicación Social de la UNAM, García Alejandre señaló: “Muchos investigadores nos centramos en producir artículos científicos o tesis y no vemos que si se le da un enfoque de aplicación, podemos proteger los desarrollos y vincularnos con la sociedad.” Este vínculo entre la investigación y la sociedad traerá grandes beneficios para todos.

Organismos que no cambian y selección natural

Un equipo internacional de científicos dirigidos por William Schopf, de la Universidad de California en Los Ángeles, identificó una especie de microorganismo que se ha mantenido sin cambios desde hace más de 2 000 millones de años.

Los investigadores estudiaron colonias de fósiles de bacterias sulfurosas conservadas en rocas de la costa oeste de Australia, que fecharon en 1 800 millones de años de antigüedad. Al compararlas con otras identificadas recientemente en el mismo sitio, pero 500 millones de años más antiguas, descubrieron que son idénticas y que además son iguales a unas bacterias que habitan hoy en lodos de los suelos marinos de la costa de Chile. El equipo elaboró imágenes de los fósiles en tercera dimensión, lo que les permitió comparar las formas con mayor resolución.

Resulta asombroso que un organismo no sufra cambios por más de 2 000 millones de años, lo que equivale a cerca de la mitad de la historia de la Tierra, pero no es incompatible con la teoría de la evolución por selección natural de Charles Darwin. Estas bacterias se adaptaron a un medio físico y biológico que no sufrió cambios importantes en millones de años, por lo que no tuvieron ninguna presión que las forzara a modificarse y se mantuvieron inalteradas, generación tras generación. Si las bacterias vivieran en un medio estable y sin embargo se hubieran modificado a través del tiempo, se habría cuestionado la teoría de Darwin, pero el hallazgo cumple con la regla de que los organismos evolucionan como respuesta a presiones en el medio.

Los fósiles analizados se remontan a una época en la que aumentó sustancialmente la concentración de oxígeno en la atmósfera de la Tierra, época que se conoce como el Gran Evento de Oxidación. Los científicos calculan que se produjo hace entre 2 200 y 2 400 millones de años. Este suceso también provocó un aumento en los niveles de sulfato y nitrato, únicos nutrientes que necesitaban estas bacterias para sobrevivir en el lodo marino, lo que permitió que estas colonias de bacterias crecieran y se multiplicaran en un medio simple y estable durante más de 2 000 millones de años.

Los resultados de la investigación se publicaron en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences a principios de febrero, y dan una vez más la razón a Darwin, el naturalista inglés que con pocas herramientas, además de su prodigiosa capacidad de observar y razonar, cambió nuestra forma de entender la vida.

Islandia surge de sus hielos

En Islandia la corteza terrestre está emergiendo conforme el calentamiento global derrite grandes capas de hielo en la isla, de acuerdo con un nuevo estudio publicado en la revista Geophysical Research Letters. La investigación, dirigida por Kathleen Compton de la Universidad de Arizona, es la primera en demostrar que la elevación de la isla es resultado de la reducción de los glaciares y que coincide con el aumento en la temperatura que empezó hace aproximadamente 30 años.

Para determinar la rapidez de este movimiento el equipo utilizó una red de 62 receptores GPS fijados a las rocas por toda la isla. Algunos de los receptores se instalaron en 1995 y otros entre 2006 y 2009. En la región central y sur de Islandia, donde se encuentran cinco de las seis capas de hielo más grandes del mundo, los receptores se encuentran espaciados menos de 30 kilómetros.

En 2013 Richard Bennett, coautor del artículo, se dio cuenta de que uno de los receptores más antiguos localizado en el centro del país estaba elevándose. Bennett empezó a revisar las estaciones cercanas para determinar si éstas se habían movido y descubrió que sí.

Rastreando la posición de los receptores GPS año con año, los científicos pudieron observar el movimiento de las rocas y calcular cuánto se habían desplazado. Al analizarlos sistemáticamente, encontraron que las áreas que emergen más rápidamente, hasta 35 centímetros por año, se localizan entre las capas de hielo que se derriten; al alejarse de esta zona la velocidad disminuye.

Islandia cuenta con registros del clima desde los años 1880. Éstos muestran una clara elevación de la temperatura desde 1980. Otras investigaciones han medido la pérdida de hielo y han registrado un aumento sustantivo desde 1995.

Compton y sus colaboradores descubrieron que para explicar el ascenso de la corteza islandesa la velocidad de desaparición de los glaciares tenía que estar aumentando. El inicio del aumento de temperatura y de la pérdida de hielos perpetuos coincidía muy bien con sus estimaciones del inicio de esa elevación.

Contamos con suficientes datos acerca de los efectos del calentamiento global en el planeta. Lo que hace falta son acciones eficientes para contrarrestarlos.

Transforman dióxido de carbono en plástico

Moisés Carreón, investigador mexicano de la Escuela de Minas de Colorado, diseñó y desarrolló membranas que capturan el dióxido de carbono de la atmósfera, el cual se puede usar posteriormente como materia prima.

El desarrollo es importante por el papel del CO2 como uno de los principales gases de efecto invernadero, causantes del calentamiento global. De acuerdo con la Organización Meteorológica Mundial, desde el principio de la era industrial en 1750 se han emitido a la atmósfera cerca de 375 000 millones de toneladas de carbono en forma de CO2, principalmente a consecuencia de la quema de combustibles de origen fósil. Sabemos que cerca de la mitad permanece en la atmósfera y el resto es absorbido por los océanos y la biósfera.

Después de años de estudios en membranas, el investigador diseñó una usando como modelo la composición de las zeolitas. Se trata de minerales que se encuentran en rocas tanto sedimentarias como metamórficas y volcánicas. En la naturaleza se conocen más de 40 tipos de zeolitas que al deshidratarse, por ejemplo calentándolas muy rápidamente, desarrollan una estructura de poros de unas cuantas milmillonésimas de metro.

Carreón elaboró con estos cristales membranas, es decir, capas muy delgadas que dejaran pasar unas moléculas pero no otras. El procedimiento consistió en colocar un pequeño tubo poroso de metal o cerámica en un reactor, que funciona como una olla exprés. Ahí se introducen diversos compuestos (sales metálicas, nitratos o sulfatos de un metal como aluminio, silicio, fósforo, o cinc, y agua). El tubo se pone en un horno que se calienta y luego se enfría, lo que produce una delgada membrana alrededor de éste. Posteriormente el producto se calienta en presencia de aire de cinco a 12 horas, con lo que los poros se abren completamente. Cuando una corriente de gas de efecto invernadero pasa por esa membrana, se separa y captura únicamente el dióxido de carbono, que es utilizado como materia prima para obtener objetos útiles.

Este desarrollo tecnológico ya ha obtenido una patente en Estados Unidos, y por ella Carreón recibió el premio para científicos e ingenieros más importante que otorga el gobierno de Estados Unidos.

Huesos que nos hablan de historia

Un cráneo hallado en el occidente de Israel nos da nuevas pistas de lo que fue nuestro pasado, cuando los primeros seres humanos salieron de África para colonizar el resto del mundo.

De acuerdo con los resultados de esta investigación, dirigida por Israel Hershkovitz de la Universidad de Tel Aviv y publicada en la revista Nature en enero pasado, los restos de Homo sapiens fueron encontrados en una excavación realizada en la cueva de Manot, a 40 kilómetros de la cueva de Amud y 54 de la de Kebara, habitadas por neandertales hace 65 000 años. Es probable que ambos grupos (hombres de Neandertal y humanos modernos) hayan coincidido en esta región durante miles de años, e incluso pudieron llegar a mezclarse.

Hace 50 000 años la población de neandertales de la zona empezó a declinar, mientras la de Homo sapiens aumentaba. Cerca de 5 000 años después, los seres humanos modernos ya se desplazaban hacia Europa y los neandertales habían desaparecido.

El cráneo, que de acuerdo con estudios realizados desde su hallazgo en 2008 tiene 55 000 años de antigüedad, es de una época en que esta región conocida como Levante Mediterráneo era utilizada como corredor de seres humanos modernos en su viaje a Eurasia. Lo apodaron Manot 1, y pertenece a un individuo adulto pequeño, de sexo que no ha sido posible determinar. La forma del cráneo se parece a la de africanos y europeos modernos, pero se diferencia de los del Cercano Oriente, lo que sugiere que perteneció a los primeros grupos de seres humanos en migrar a Europa. Lo interesante es que combina una forma humana moderna con algunas características que se encuentran también en los neandertales. Esto abre la posibilidad de que fuera un descendiente de humanos modernos y neandertales, aunque los autores recalcaron que esto no puede afirmarse con fragmentos del cráneo de un solo individuo. Se continuará excavando en la cueva Manot hasta el año 2020, buscando más fósiles y herramientas de estos grupos humanos que, emparentados con nosotros o no, nos hablan de épocas recientes de nuestra historia evolutiva, pero al mismo tiempo increíblemente lejanas si las comparamos con el mundo de hoy.

 

Martha Duhne

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