¿Estamos parados sobre toneladas de diamantes?

Mina de diamantes Karowe en Botswana, número 20 en las productoras de diamantes. Foto Lucara

Mina de diamantes Karowe en Botswana, número 20 en las productoras de diamantes. Foto Lucara

Son objeto del deseo y de la codicia humana, prueba de amor y conflicto. Sí, son los diamantes.

Tienen un alto valor y son extraídos de minas en países como Botswana, Rusia, Canadá, Namibia, Angola y Sudáfrica, que dominan la producción mundial tasada el año pasado en US$15.700 millones.

Pero este preciado mineral podría ser más común de lo que se piensa: un nuevo estudio sugiere que el interior de la Tierra está lleno con cuatrillones de toneladas de diamantes. Un cuatrillón es un millón de trillones. Continuar leyendo

¿Por qué las mujeres desarrollan menos cánceres?

Foto Pixabay

Foto Pixabay

La pregunta es contundente: ¿por qué el cáncer es más común en hombres que en mujeres?

No es exageración, en casi todos los tipos, son más afectados los hombres, en unos con porcentajes ampliamente mayores.

Es lo que buscaron responder científicos del Dana Farber Cancer Institute, el Broad Institute, el MIT y el Massachusetts General Hospital.

Y en un artículo en Nature Genetics revelaron que las hembras humanas tienen en sus células una copia extra de ciertos genes protectores, una línea más de defensa contra el crecimiento descontrolado de las células.

Aunque no son las únicas responsables de la discriminación del cáncer por los hombres, esas copias duplicadas contribuyen a ese desequilibrio, incluyendo hasta 80% de exceso de casos en ellos en algunos tumores.

En casi cada tipo de cáncer las tasas son más altas en hombres que en mujeres. En algunos casos, la diferencia puede ser pequeña, de un escaso porcentaje, pero en ciertos cánceres la incidencia es dos o tres veces mayor en hombres”, dijo Andrew Lane, de Dana-Farber, coautor senior con Gad Getz, PhD, del Broad Institute y Massachusetts General Hospital. Los hombres tienen un riesgo 20% mayor de desarrollar cáncer.

La explicación más usual hasta ahora era que los hombres fuman más y están más expuestos a químicos nocivos en el ambiente, pero eso ha cambiado y no vale más.

La disparidad se nota también en personas jóvenes, muchachos y muchachas.

La nueva explicación apareció con el estudio de una forma de leucemia en la que las células del cáncer a menudo portan una mutación en un gen en el cromosoma X, gen supresor de tumores cuya alteración inhabilita su función.

Se podría esperar que las células de la mujer, que porta dos cromosomas X fueran tan vulnerables a la mutación. En el embrión, uno de los cromosomas se desactiva y se esperaría que la mutación también fuera común, pero no es así, sugiriendo que algunos genes en el cromosoma suprimido funcionan normalmente. Uno de esos genes parece ser una copia funcional del KDM6A y una sola es suficiente para prevenir que las células se tornen cancerosas.

Ventaja para ellas.

Crean superespinaca que detecta explosivos

Foto C. Daniloff/MIT

Foto C. Daniloff/MIT

La espinaca ya no es solo el superalimento que proporciona energía extra a Popeye el bueno. No. Viene ahora con un ingrediente adicional, el más extraño que se pudiera imaginar: puede detectar explosivos e informarlo.

Es la más novedosa demostración de sistemas de ingeniería electrónica aplicada a plantas, lo que científicos llaman nanobiónica de plantas.

La meta de esta rama “es introducir nanopartículas en la planta para darle funciones no nativas”, en palabras de Michael Strano, profesor del MIT y líder del equipo de investigación.

En el caso que nos ocupa, las espinacas fueron diseñadas para detectar compuestos químicos conocidos como nitroaromáticos, que con frecuencia se usan en minas antipersona y explosivos. Cuando uno de estos químicos está en el agua del suelo, que toma la planta,los nanotubos insertados en las hojas emiten señales fluorescentes que pueden ser leídas por una cámara de infrarrojo, que puede estar ligada a un pequeño computador parecido a un celular inteligente, que envía un correo a la persona.

Es una novedosa demostración de cómo franqueamos la barrera de comunicación planta-humano”, según Strano, quien cree que el poder de la planta podría ser equipado para advertir sobre contaminantes y condiciones ambientales como sequía.

El avance fue presentado en Nature Materials.

Hace dos años, en una primera demostración, Strano y su entonces estudiante Juan Pablo Giraldo usaron nanopartículas para aumentar la capacidad de fotosíntesis de la planta y convertirla en sensor del óxido nítrico, contaminante derivado de la combustión.

Como las plantas toman tanta información de sus alrededores, son ideales para monitorear el ambiente, explicó Strano.

Son buenos analistas químicos. Tienen una extensa red de raíces en el suelo y están constantemente examinando el agua, y tienen el poder de transportarla a sus hojas”.

La mutación que nos llevará a la tumba

Secuenciación del exoma. Dibujo Wikipedia Commons

La frase es cortante: “Pronto podríamos ser capaces de decir con alta precisión: si usted tiene una mutación en este sitio, lo matará. Y seremos capaces de decirlo sin incluso haber visto la persona con la mutación”.

Son palabras de Daniel MacArthur, científico del Broad Institute del MIT y Harvard, en The Atlantic. El cuento es este:

Un grupo internacional de de investigadores completó el exoma (parte codificante del genoma) de 60.706 personas y lo puso en una base de datos, Exome Aggregation Consortium ExAC.

El trabajo permite comparar los genomas y detectar mutaciones que se repiten e identificar enfermedades. “El catálogo resultante de la diversidad genética humana tiene una resolución sin precedentes”, dijeron los investigadores en el preimpreso.

Muchas de las variantes observadas en la base de datos solo se presenta una vez,

Entre otras cosas, el grupo halló 3.230 genes que permanecen muy conservados en los exomas, sugiriendo probablemente su participación en funciones celulares críticas.

De esos genes, 2.557 no están asociados con enfermedades. Para los autores esos genes, si mutan, derivan en muerte embriónica antes de que un problema sea diagnosticado, o causa enfermedades raras no caracterizadas genéticamente aún.

O sea, con conocer los genes y sus mutaciones se puede decir si una persona morirá de esto o aquello. “Es uno de los recursos más útiles jamás creados para el examen médico de desórdenes genéticos”, en palabras de Heidi Rehm, de Harvard Medical School.

Esto, advirtiendo que no está completo el conjunto de genes esenciales en el cuerpo humano, como indicó el genetista de Columbia University, David Goldstein en Nature: solo estudiando más exomas se logrará refinar el número y, decir, con seguridad:

“Mire, esta mutación acelerará su tránsito a… una tumba”.

Las 10 noticias científicas de la semana

El primer pelo. Foto Óscar Sanisidro

1. El primer pelo de la historia

Un viejo mamífero hallado en España, que vivió hace 125 millones, sorprendió a la ciencia. No solo tiene tejidos blandos de hígado, pulmón y diafragma conservados sino que presenta los primeros restos de pelo y púas de animal alguno, conservados mediante un proceso de fosilización fosfática, llevando 60 millones de años más en el pasado el origen de estas estructuras de la piel. El animal es el Spinolestes xenarthrosus, de un linaje de animales extinguidos. Los hallazgos se revelaron en Nature.

2. Háganse los sueños

Mediante la activación con láser de un grupo de células en la médula cerebral, una técnica llamada optogenética, científicos lograron que ratas comenzaran a soñar y dejaran de hacerlo al desactivar esas neuronas, siendo incapaces de soñar de nuevo. El estudio apareció en Nature y sugiere que el sueño está dominado por esa región del cerebro, así intervengan otras en el hipotálamo y el tallo cerebral. El avance permitirá conocer más detalles sobre cómo soñamos.

3. Usted me tocó

Ingenieros de la Universidad de Stanford crearon una piel de plástico que detecta la intensidad de una presión sobre ella y genera una señal eléctrica que es recibida por las células en el cerebro. Es la primera vez que se logra detectar una presión y transmitirla al cerebro. El logro se debe a Zhenan Bao que lleva una década tratando de desarrollar un material que imite la capacidad flexible de la piel y que se pueda sanar, a la vez que sirva de sensor. El estudio apareció en Science.

4. ¿Sexo? ¡Cómo olvidarlo!

Investigadores reportaron en Nature el hallazgo de un par de neuronas en el cerebro de un nemátodo que le permite recordar e ir en busca de sexo aún a expensas de alimento. Las neuronas son exclusivas de los machos, un hallazgo interesante para conocer cómo el cerebro de hembras y machos les confieren distintas preferencias, aptitudes y juicios

5. La maldita primavera

En Environmental Research Letters se reportó un fenómeno preocupante: la primavera se anticipará hasta 3 semanas en el futuro. Los inviernos serán más cortos. Y aunque pareciera buena nueva, ¿cómo se afectarán plantas y animales? Las aves migratorias, por ejemplo, se basan en la duración del invierno para sus vuelos. También desaparecerán las falsas primaveras, cuando las temperaturas gélidas retornan luego de haber comenzado la germinación de las plantas. Algo extraño se cuece.

6. Ébola vía semen

La transmisión del ébola por el semen es posible hasta 6 meses después de haberse contagiado, reveló un estudio en el New England Journal of Medicine que analizó el caso de una mujer contagiada en Liberia por un sobreviviente de la enfermedad. Aunque se sabía de la transmisión vía sexual, se tenía el tiempo de peligro era mucho menor. En esta ocasión la infección se produjo a los 179 días de que el hombre hubiera sido declarado portador del virus.

7. Terapia en el útero

Aunque no es investigación concluida, científicos dijeron esta semana que preparan el tratamiento con células madre de bebés en el útero para corregir un defecto que hace que los huesos se rompan con extrema facilidad y que a veces conduce a la muerte. Se practicará en fetos en el útero y en bebés recién nacidos. Será la primera vez que se intenta antes del nacimiento dijo un comunicado del Instituto Karolinska en Suecia. El ensayo comenzará en enero. El tratamiento lo recibirán fetos con 20 a 34 semanas de gestación.

8. Lavaron la mancha de Júpiter

Un estudio de los rasgos principales de Júpiter con base en imágenes del telescopio Hubble reveló que la gran mancha roja distintiva, que ha estado activa por más de 300 años, siendo una gran tormenta, se ha encogido 240 kilómetros, pero ese encogimiento ha disminuido el ritmo según el reporte en The Astrophysical Journal. También se detectó una extraña onda que no había sido vista hace años. El gran planeta cambia.

9. Sí que pasaban bueno

Un análisis de fósiles y objetos hallados en Durrington Walls, sitio del neolítico donde se construyeron los monumentos de Stonehenge hace más de 4.000 años, publicado en Antiquity, mostró que en el asentamiento se hacían fiestas en las que se consumían carne de ternero y cerdo y productos lácteos. Estos al parecer eran exclusivos de un grupo selectos o eran consumidos en ceremonias públicas. Se hallaron pocos restos de plantas consumidas, por lo que el festín era con carne, mucha carne.

10. Una gasolinera en la Luna

Para viajar a Marte lo mejor sería hacer una parada en la Luna para recargar combustible sugirió un estudio del MIT, con lo cual se reduciría en 68% la carga al momento de salir de la Tierra. En la Luna hay agua que se podría usar para preparar el combustible, asumiendo que la tecnología esté lista cuando se inicie la exploración humana del planeta rojo. Por favor, llene el tanque.

Orina para detectar el cáncer

Tal como una prueba de embarazo

El cáncer mata. Y no pocas veces mata porque cuando se manifiesta ya es tarde. No siempre, en algunos países está disponible la mejor tecnología para una detección temprana. Eso es un grave problema.

Ingenieros del MIT desarrollaron un test de papel simple y barato que podría mejorar las tasas de diagnóstico y ayudar a las personas a tratarse rápido.

El examen, que funciona muy similar a una prueba de embarazo, podría revelar en minutos, con base en una muestra de orina, si una persona tiene cáncer.

Esta clase de exámenes ha sido muy útil en distintos casos como la detección de infecciones y permite la detección de enfermedades no comunicables.

La nueva tecnología desarrollada por el profesor Sangeeta Bhatia, se apoya en nanopartículas que interactúan con las proteínas del tumor llamadas proteasas, cada una de las cuales puede activar cientos de biomarcadores que son fáciles de detectar en la orina del paciente.

“Cuando intentamos esta nueva clase de biomarcador sintético, utilizamos un instrumento muy especializado para hacer el análisis”, dice Bhatia. “Para el mundo en desarrollo pensamos que sería grandioso adaptarlo a un papel de prueba que pudiera ser procesado incluso en sitios rurales sin la necesidad de equipo especializado. La simple lectura podría ser transmitida a personal de salud vía una foto en un celular”.

En ensayos con ratones, los investigadores pudieron identificar con precisión tumores de colon así como coágulos de sangre. Estas pruebas son el primer paso hacia un dispositivo de diagnóstico que algún día puede ser útil a los humanos.

Para lograrlo será necesario ensayarlo en personas. Y en ese sentido acaban de recibir un apoyo para desarrollar un plan de negocios para una empresa que comercialice la tecnología y haga las pruebas clínicas.

Ciencia de la buena: Mis 10 noticias científicas de la semana (11-17)

1. Las aves conocen bien la V

En la Universidad de Londres científicos parecen haber resuelto una vieja pregunta de la humanidad: ¿por qué las bandadas de aves vuelan en V? Las aves ganan impulso del ave que va adelante manteniéndose cerca de su ala. Las aves además sincronizan el aleteo, demostró la investigación publicada en Nature. Es decir, sacan provecho del aire que se mueve hacia arriba generado por el que va adelante; si recibieran el aire que va para abajo, descenderían. El ritmo cardíaco, además disminuye. Naturaleza sabia.

2. Hay reinas tan represivas

En las colonias de muchas hormigas, abejas y avispas las reinas son las únicas hembras que se reproducen. Su privilegio es guardado mediante control químico: feromonas que emiten que vuelven infértiles las obreras. Estas sustancias han evolucionado a partir de otras que… alentaban la reproducción. Esta semana científicos agregaron nuevos insectos sociales que utilizan la ‘represión’ química: la hormiga del desierto, el abejorro Bombus terrestris y la avispa común Vespula vulgaris. Una práctica muy común. El estudio apareció en Science.

3. El Helicobacter pylori, el cáncer y Colombia

Un estudio en dos poblaciones colombianas, Túquerres en las montañas y Tumaco en el mar, la primera de población amerindia, la segunda de ascendencia africana permitió detectar la incidencia del Helicobacter pylori en el cáncer. Este bicho por lo general no ocasiona más que inflamación, pero la población de Túquerres tiene alta prevalencia de cáncer gástrico. Se encontró que la cepa de origen europeo, que portan los de Túquerres causa más cáncer que la africana de los de Tumaco. El estudio apareció en PNAS.

4. Borracheras mortales

El alcohol fue la causa de muerte de casi 80.000 personas en 16 países de Norte y Latinoamérica reveló un estudio de la Organización Panamericana de la Salud en el journal Adiction. Las enfermedades hepáticas fueron la principal causa, pero para los investigadores es apenas la punta del iceberg, pues detrás hay otra serie de condiciones ligadas al abuso del alcohol como suicidio, tuberculosis, enfermedad cardíaca, derrames, epilepsia y otras.

5. Póngale pesas a la diabetes

Se había insinuado ya hace unos años, pero ahora un estudio aparecido esta semana en Plos Medicine lo refuerza: para disminuir el riesgo de desarrollar diabetes tipo 2 no solo el ejercicio es recomendable sino que levantar pesas también ayuda. Si es una combinación, mejor. Este hallazgo no se había reportado para mujeres. El efecto mayor se halló en mujeres que hacían 2,5 horas de levantamiento de pesas a la semana.

6. Los planetas de M67

A unos 2.500 años luz, en el cúmulo estelar Messier 67 (M67) astrónomos que usaron el instrumento Harps del telescopio de 3,6 metros en La Silla (Chile) detectaron por primera vez 3 planetas en una de esas estructuras. Esta tiene unas 500 estrellas. Lo más llamativo es que uno de los planetas gira alrededor de una estrella que parece el alma gemela del Sol. Todos son planetas grandes que giran cerca a sus estrellas por lo que es imposible que tengan vida.

7. Los árboles viejos merecen vivir

Eran considerados por muchos como basura y debían ser remplazados por jóvenes que trabajaran mejor. Pero no. Ahora una investigación amplia publicada en Nature sugiere que los árboles viejos no dejan de almacenar CO2 sino que por el contrario se mantienen creciendo a una tasa muy alta. Para el estudio se analizaron 600.000 árboles de 403 especies. Con esto podría echársele tierra a esa vieja creencia de que los árboles viejos deben ser cortados.

8. La historia del perro

Los perros y los lobos descienden de un ancestro común entre hace 9.000 y 34.00 años, antes de que los humanos establecieran las sociedades agrícolas de acuerdo con un análisis de genomas publicado en Plos Genetics y que muestra además que los perros están más relacionados entre sí que los lobos independiente del origen geográfico. Esto sugiere que la parte de la superposición genética observada en algunos perros modernos y lobos es el resultado de una mezcla luego de la domesticación del perro, no una línea directa de descendencia. Un artículo que generará polémica.

9. Exceso de velocidad

Más rápido que el cerebro humano. Pensaría uno que ver una docena de fotos en una fracción de segundo es imposible. Pero un grupo de neurocientíficos del MIT descubrió que el cerebro puede procesar imágenes completas que los ojos ven por tan solo 13 milisegundos, primera evidencia de tal velocidad de procesamiento. Esa velocidad es más rápida que los 100 milisegundos que sugerían estudios previos. El hallazgo fue publicado en el jorunal Attention, Perception and Psychophysics.

10. Apenas 1.000 dólares

La firma Illumina anunció que se convirtió en la primera firma que logra la secuenciación de un genoma por solo US$1.000 dólares, una suma que se había sugerido hace años como barrera mítica para la generalización de esta clase de procedimientos. El nuevo sistema, HISeq X Ten, que comprende 10 secuenciadores, lo ha logrado. Puede secuenciar 5 genomas por día y 16 en 3 días. La empresa está vendiendo solo pedidos de a 10 equipos a un costo inicial de US$10 millones. ¿Una revolución en macha?

Cómo poner inyecciones sin aguja

El temor de cualquier niño y de muchos adultos podría estar camino al olvido.

Científicos del MIT desarrollaron un dispositivo que deposita un pequeño chorro de una medicina a gran presión a través de la piel sin necesidad de aguja hipodérmica.

El dispositivo puede ser programado para colocar una amplia variedad de dosis a distinta profundidad, similar a las los chorros de inyección existentes en el mercado.

Entre los beneficios figuran reducir los chuzones involuntarios (más de 385.000 cada año en Estados Unidos) y mejorar la confianza entre los usuarios evitándoles la molestia que producen las inyecciones de drogas como la insulina.

“Si a uno le dan miedo las agujas y tiene que inyectarse con frecuencia a sí mismo, la confianza es un asunto que cuenta”, dijo Catherine Hogan, del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT, perteneciente al grupo investigador.

El desarrollo de la tecnología fue publicado en el journal Medical Engineering & Physics.

Como alternativas frente a las agujas hipodérmicas se han hecho desarrollos como los parches para la piel, que solo pueden colocar ciertas moléculas de medicinas que pasan a través de la piel.

También se inventaron inyecciones de chorro que a alta velocidad suministran las medicinas, pero siempre la misma cantidad y a la misma profundidad en la piel.

Este avance es diferente.

En la ilustración, el nuevo dispositivo, cortesía del MIT.

Virus producen energía para uso personal

Es un sueño viejo que no tardará mucho en lograrse. Imagínese cargando su celular mientras camina gracias a un generador tan grueso como una hoja de papel, colocado en la suela de su zapato.

Este escenario está un poco más cerca gracias a científicos del Lawrence Berkeley Nacional Laboratory del Departamento de Energía de Estados Unidos: desarrollaron una manera de generar electricidad utilizando virus inocuos que transforman la energía mecánica en electricidad.

Con esto produjeron un generador que produce la corriente suficiente para accionar una pequeña pantalla de cristal líquido. Funciona presionando un dedo en un electrodo del tamaño de una estampilla cubierto con virus modificados. Los virus convierten la fuerza de la presión en una carga eléctrica.

Es el primer generador que produce electricidad canalizando las propiedades piezoeléctricas de un material biológico. La piezoelectricidad es la acumulación de una carga en un sólido en respuesta al estrés mecánico. Este avance podría conducir a pequeños dispositivos para canalizar la energía eléctrica de las vibraciones producidas continuamente al cerrar una puerta o subir por las escaleras.

También hace más fácil la fabricación de dispositivos microelectrónicos. Esto se logra porque los virus se acomodan a sí mismos en una película que permite que el generador funcione. El autoensamblaje ha sido largamente buscado por el mundo de la nanotecnología.

El desarrollo fue presentado en la edición del domingo 13 en el journal Nature Nanotechnology.

“Se requeire más investigación, pero nuestro trabajo es un primer y primer paso promisorio hacia el desarrollo de generadores personales y otros dispositivos basados en electrónica viral”, dijo Seung-Wuk Lee, miembro del Berkeley Lab’s Physical Biosciences Division y profesor de bioingeniería.

El efecto piezoeléctrico fue descubierto en 1880 y desde entonces se ha hallado en cristales, cerámicas, huesos, proteínas y ADN. Los encendedores eléctricos y los microscopios de escaneo no podrían funcionar sin él, para citar dos ejemplos.

Los materiales para fabricar dispositivos piezoeléctricos son tóxicos y no es fácil trabajar con ellos, lo que limita la diseminación de la tecnología.

Lee y colegas si los virus eran un mejor camino. Para ello emplearon M13, un bacteriófago que solo ataca bacterias y es benigno para las personas. Al ser un virus, se replica a sí mismo por millones en unas horas, por lo que siempre hay un suministro constante. Además, es fácil de manipular genéticamente.

En grandes cantidades, se orientan por sí mismos de manera ordenada en películas.

Un buen paso.

Cómo cargar un celular sin tomacorriente

Hay momentos en los que no encontramos dónde cargar nuestro teléfono celular o el iPod o el portátil. Sí, ocurre con frecuencia y a veces en las situaciones o instantes menos indicados.

¿Se imagina cargar su celular con sólo gritarle? ¿Exageración? Científicos desarrollaron un prototipo de sensor que produce suficiente carga eléctrica cuando se flexiona mecánicamente para transmitir una señal inalámbrica a varios metros.

Cuando se logre mejorar, el dispositivo puede ser parte de una red de sensores que pueden monitorear la tensión de un puente, por ejemplo, mientras se alimenta a sí mismo con las vibraciones de los autos y camiones que pasan por encima, como explica Zhong Li Wang, del Georgia Tech, autor principal del nuevo trabajo.

El dispositivo es alimentado por nanoalambres de óxido de zinc que genera una carga cuando se dobla, una propiedad que se halla en cristales como cuarzo o aún en la caña de azúcar.

Tales materiales piezoeléctricos (del griego piezein, presión) han ocupado un espacio en amplia variedad de productos (como autos que poseen sensores piezoeléctricos en los alambras del airbag).

Wang y sus colegas pudieron capas de alambres piezoeléctricos a ambos lados de una pieza flexible de poliéster y los ensanducharon entre dos electrodos de metal. Luego conectaron el dispositivo del tamaño de una moneda a un acumulador conectado a un radiotransmisor. Cuando lo flexionaron ente los dedos, el nanogenerador produce carga y la almacena en el acumulador. El dispositivo tiene un suministro de unos 10 voltios y una corriente de más de 0,6 microamperios, informaron los investigadores en Nano Letters. Es suficiente para enviar una señal inalámbrica cada cinco minutos, detectable a más de 10 metros.

Los piezoeléctricos ganan terreno poco a poco. Existen científicos que usan el cuerpo humano como fuente de poder. En Princeton University un grupo desarrolló unos pequeños que con la respiración de los pulmones pueden cargar la batería de un marcapasos.

O Joseph Paradiso, del MIT, obtiene hasta 1 watt de la moción del pié sin interferir en el movimiento de la persona.

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