Ráfagas 73
Ráfagas
Martha Duhne Backhauss
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Nuevo impulso a la ciencia en la UNAM
El pasado 18 de octubre el Dr. Juan Ramón de la Fuente, rector de la Universidad Nacional Autónoma de México, y el Dr. René Drucker Colín, Coordinador de la Investigación Científica de esta casa de estudios, presentaron en el museo Universum un nuevo programa, IMPULSA, que comprende cinco proyectos multidisciplinarios de investigación en áreas consideradas prioritarias para el país. En los proyectos participarán aproximadamente 100 investigadores de distintos institutos, centros de investigación y facultades de la UNAM.
En un momento tan dificil como el que vivimos actualmente en nuestro país, donde el presupuesto gubernamental para las áreas de ciencia y tecnología es insuficiente y posiblemente disminuya para 2005, es vital el desarrollo de este tipo de proyectos que no solamente cumplen con la meta de toda investigación científica de construír conocimiento nuevo, sino que tienen el objetivo de presentar soluciones viables a algunos de nuestros problemas más apremiantes.
Los cinco proyectos que se van a desarrollar a lo largo de tres años en una primera etapa y en seis o más en una segunda, son los siguientes:
•Desalación de agua de mar y purificación de aguas residuales.
Con este proyecto se busca contribuir a solucionar el problema de dotación de agua potable a regiones desérticas y semidesérticas del país, utilizando tecnologías de generación de energía no contaminantes. En una primera etapa, planeada para desarrollarse a lo largo de cinco años, intervendrán más de 30 expertos en áreas tan diferentes como la energía solar, ingeniería y química de materiales, mecánica de fluídos, micromecánica, análisis de cambio climático, diagnóstico y caracterización meteorológica y evaluación del impacto al ambiente.
•Células troncales adultas, regeneración neuronal y enfermedad de Parkinson.
El mal de Parkinson y los síndromes que se relacionan con él están entre las causas más frecuentes de padecimientos neurológicos degenerativos en la población de edad madura. Por ello, el descubrimiento de las células troncales, capaces de generar nuevas neuronas en cerebros adultos, es un medio para tratar el mal de Parkinson. Los investigadores que participen en el proyecto estudiarán los mecanismos celulares y moleculares que regulan la proliferación de las células troncales y las diversas vías para expandir esta población dentro del cerebro afectado.
•Sistema de informática para la biodiversidad y el ambiente.
México es un país megadiverso, lo que significa que alberga el 12% de la biodiversidad total del planeta. Su preservación es responsabilidad nuestra y por ello es necesario crear un sistema de información avanzada para ordenar, sistematizar y analizar la vasta información relativa a temas de la biosfera, atmósfera, hidrosfera y litosfera. El objetivo del proyecto es poner a disposición de los científicos y de la población la información con que contamos con el fin de poder diseñar estrategias que lleven al desarrollo sustentable del país. También se podrán detectar las regiones prioritarias para la conservación de la biodiversidad, ya sea por su riqueza en diversidad de especies o endemismos, bien por tratarse de sitios especialmente amenazados.
•Nanocatalizadores para el mejoramiento del medio ambiente.
Este proyecto busca aportar soluciones novedosas que contribuyan a la protección del ambiente, limitando el volumen de las sustancias contaminantes que se acumulan en suelos, ríos y lagos, y que afectan a la flora y fauna de la región. La tecnología estará basada en el uso de nanopartículas, es decir, en la creación y el uso de materiales a escalas extremadamete pequeñas. En una primera etapa se planea determinar las propiedades estructurales, ópticas, electrónicas y químicas de las nanoestructuras.
En fases posteriores se realizarán pruebas de campo, evaluación técnica y de factibilidad de las propuestas, y se planeará su aplicación de maneras diversas, como en el tratamiento de aguas o en la nanoelectrónica.
•Proyecto del genoma de Taenia solium.
En este proyecto se determinará a secuencia completa del genoma de Taenia solium, el parásito causante de una enfermedad llamada cisticercosis, que es un grave problema de salud en el país. Dilucidar su genoma será un aporte para buscar una solución a esta enfermedad, pero además será una contribución a los estudios genómicos que se desarrollan en el mundo.
Los premios Nobel de ciencia 2004
Química
Dos israelíes, Aaron Ciechanover y Avram Hershko, del Instituto Tecnológico de Israel, y un estadounidense, Irwin Rose, de la Universidad de California en Irvine, ganaron el premio Nobel de química 2004 por el descubrimiento del proceso mediante el cual las células identifican, marcan y eliminan proteínas no deseadas.
Las células constantemente sintetizan proteínas. Se calcula que aproximadamente el 50% del peso seco de la materia viva corresponde a estos compuestos orgánicos. Las proteínas cumplen funciones muy variadas; forman parte de la estructura misma de las células y regulan su funcionamiento, por ejemplo aceleran o frenan reacciones químicas, transportan materiales y reconocen e inactivan cualquier sustancia extraña que penetre en el organismo.
Dada su importancia, un gran número de investigaciones en todo el mundo están encaminadas a entender más sobre sus funciones y cómo se forman. Pero los ganadores del Nobel de este año se interesaron en otro aspecto: cómo las células identifican y destruyen a las proteínas que ya cumplieron su función y han dejado de ser necesarias.
Los investigadores descubrieron que una proteína llamada ubicuitina funciona como una “marca de muerte”, es decir, reconoce a la proteína que debe ser destruída y se fija a ella, la transporta y entrega en los “basureros celulares”, los proteosomas, donde será triturada y luego destruída. Después, las ubicuitinas seguiran su camino, identificando, marcando y transportando al pátibulo celular a otras proteínas indeseables. Es una tarea que podría parecer destructiva, pero no lo es, ya que el correcto funcionamiento de las células depende en buena medida de que este proceso funcione correctamente. Además, el desarrollo de algunas enfermedades, como la fibrosis quística o algunos tipos de cáncer, están relacionados con fallas en este sistema de limpia.
La ubicuitina es una proteína de 76 aminoácidos que fue aislada por primera vez en 1975 y debido a que se encontró en numerosos organismos y tejidos, se le dio ese nombre, del latín ubique, que significa “en todos lados”.
Los investigadores esperan aprender a manipular este sistema de degradación de proteínas para alcanzar dos objetivos: evitar que se destruyan las proteínas que fortalecen el sistema inmunológico del organismo y eliminar algunas proteínas que causan enfermedades.
Ilustración: Typoform
Fisiología o medicina
El premio Nobel de Medicina o Fisiología fue otorgado de manera conjunta a dos estadounidenses, Linda Buck, del Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson, de Seattle, y a Richard Axel, de la Universidad de Columbia, en Nueva York, por sus descubrimientos acerca de los receptores olfativos y la organización del sistema del olfato.
En muchas especies animales el sentido del olfato es vital, ya que regula aspectos de sus vidas como son la territorialidad, la depredación, la obtención de alimento y la actividad sexual.
Buck y Axel descubrieron que existe una gran familia de aproximadamente 1 000 genes distintos que generan un número equivalente de tipos de receptores de olores, los cuales se encuentran en neuronas olfativas sensoriales (las OSN, por sus siglas en inglés) en el epitelio nasal. Ésta fue una primera sorpresa: que la vista, por ejemplo, tuviera sólo dos tipos de receptores diferentes y el humilde olfato más de mil.
Cada OSN posee un único tipo de receptor y cada receptor puede detectar un número limitado de sustancias odoríferas, es decir que está especializado para detectar algunos olores específicos y no otros. Estas neuronas mandan señales nerviosas al bulbo olfatorio en el cerebro. Las neuronas que tienen el mismo tipo de receptor envían sus señales nerviosas a sitios específicos dentro del bulbo olfatorio, conocidos como glomérulos. Un olor corresponde a un patrón de receptores estimulados en un momento dado, y el cerebro aprende a identificar estos patrones y relacionarlos con, por ejemplo, una comida podrida que puede enfermarnos, un perfume agradable o una especie de flor. De esta manera reconocemos e identificamos más de 10 000 olores diferentes. Los investigadores aseguran que algunos mamíferos tienen más tipos de receptores que nosotros, ya que su supervivencia depende en un alto grado del sentido del olfato.
Los dos investigadores dieron a conocer sus descubrimientos sobre los genes del sentido del olfato en 1991. Como señala el comunicado oficial del premio Nobel, desde entonces han trabajado por separado y en varios estudios han aclarado el funcionamiento del sistema olfatorio, “desde el nivel molecular hasta el de organización celular”.
Epitelio olfativo.
Física
Este año el premio Nobel de física lo recibieron tres estadounidenses: David Gross, del Instituto de Física Teórica Kavli de la Universidad de California en Santa Bárbara, David Politzer, del Instituto de Tecnología de California, en Pasadena, y Frank Wilczek, del Instituto de Tecnología de Massachusetts por sus contribuciones a la teoría de la interacción fuerte, que forma parte del llamado Modelo Estándar. El Modelo Estándar es una especie de coctel teórico que abarca la mecánica cuántica, la teoría de la relatividad y las interacciones de las partículas elementales que forman la materia. Se construyó durante todo el siglo xx y es la teoría más completa y exacta que ha producido la física.
Todas las cosas en el Universo interactúan por medio de sólo cuatro tipos distintos de fuerza, o interacción: la gravedad, la fuerza electromagnética, la interacción débil y la interacción fuerte. La gravedad y la fuerza eletromagnética son perceptibles en el mundo macroscópico. Las interacciones débil y fuerte, en cambio, sólo actúan en la escala de los núcleos atómicos. La fuerza débil desempeña un papel fundamental en las reacciones nucleares que ocurren en el interior de las estrellas. La fuerza fuerte es la que mantiene unidos a los cuarks, partículas que componen los protones y neutrones. Gross, Politzer y Wilczek contribuyeron a entender la interacción entre cuarks.
Desde las primeras décadas del siglo xx sabemos que el átomo se puede desmantelar; bombardeándolo con partículas rápidas podemos obtener neutrones, protones y electrones libres. En los años 60 se realizaron experimentos con aceleradores de partículas para tratar de obtener cuarks libres desmantelando protones. Con esos experimentos los físicos descubrieron que los cuarks tienen unas costumbres insólitas. Cuando están confinados en un protón o un neutrón (o sus antipartículas, también hechas de cuarks), se conducen como si fueran partículas libres. Pero si uno trata de separarlos, interactúan con mucha fuerza. Es como si los tres cuarks que componen un protón o un neutrón estuvieran atados con un elástico: mientras están cerca, el elástico está lacio y no los restringe, pero cuando se intenta separarlos el elástico se tensa. El resultado es que no se pueden obtener cuarks libres. Esta extraña propiedad de los cuarks se conoce en lenguaje técnico como libertad asintótica.
En junio de 1973 la revista Physical Review Letters publicó dos artículos, uno de Gross y Wilczek, y otro de Politzer, en los que los investigadores explicaban teóricamente la libertad asintótica. Sobre esa base se fundó la teoría de la interacción fuerte, conocida con el colorido nombre de cromodinámica cuántica. Los cálculos realizados con esta teoría concuerdan muy bien con los resultados experimentales. Gross, Politzer y Wilczek tenían 31, 24 y 22 años, respectivamente, cuando publicaron la investigación que hoy les ha valido el premio Nobel de física.
Sergio de Regules
Representación de cuarks.
