ADN como bits informáticos

Logran usar secciones de ADN como secuencias de información que pueden ser modificadas o regrabadas, en forma similar a los bits en informática.
La técnica utiliza dos proteínas para reordenar secuencias de material genético.


La investigación podría contribuir en el futuro a avances en estudios sobre cáncer o envejecimiento y ayudar a desarrollar métodos de almacenamiento de información digital en sistemas biológicos.
Los científicos, del departamento de Bioingeniería de la Universidad de Stanford, buscaban desde hace tres años invertir la orientación de secuencias de información en ADN.
El método permite codificar, almacenar, borrar en forma repetida y "leer" información digital almacenada en el material genético de las células.


En informática, un bit (acrónimo de binary digit o dígito binario) es la unidad mínima de información digital, con la que pueden representarse dos valores, cero o uno, apagado o encendido, rojo o verde, verdadero o falso etc.
"En esencia, si la sección de ADN apunta en una dirección es un cero, y si apunta en la otra, es un uno"
En este caso, los bits consisten en secciones cortas de ADN. Utilizando el efecto de dos proteínas diferentes, los científicos lograron que esos segmentos apuntaran en dos direcciones diferentes dentro de los cromosomas de la bacteria E. coli.
Los datos pueden leerse con facilidad, ya que las secciones de ADN fueron modificadas para brillar con color verde o rojo dependiendo de su orientación.
Las dos proteínas, integrasa y excisionasa, fueron extraídas de un bacteriófago, un virus que infecta una bacteria. Las proteínas actúan en el proceso de modificación de ADN que tiene lugar cuando el material genético de un virus es incorporado al de la bacteria huésped.
Lo más difícil fue encontrar el equilibrio justo entre las dos proteínas para manipular con exactitud la dirección de la sección de ADN.
Los científicos llegaron a la "receta perfecta" de proteínas y esperan ahora poder manipular no solamente unidades singulares de información, sino datos más complejos, el equivalente a un byte u ocho bits.
Los investigadores en este momento están concentrados en crear bits biológicos y posteriormente pondrán esta información en manos de otros científicos para su aplicación.
Una posibilidad sería utilizar la información digital o bits de ADN para comunicar o "reportar" casos de proliferación anormal de células, por ejemplo, en tejidos cancerosos.
De este modo, se podria, estudiar el cáncer, el proceso de envejecimiento e incluso cambios en el medio ambiente.


Se estima que para controlar un byte de información probablemente nos llevará una década. Si los investigadores se centrán hoy en desarrollar estas herramientas facilitaran el desarrollo futuro de la bioingeniería y de nuevos campos de investigación.

El continente de plástico

El "continente de plástico" del Pacífico crece de forma alarmante.
Su tamaño a aumentado cien veces en los últimos cuarenta años. 

El ya denominado como "séptimo continente", la gran isla de basura del Pacífico, crece de forma imparable. Según una investigación dada a conocer por el Instituto Scripps de Oceanografía en la Universidad de California (San Diego), el gigante de millones de toneladas de plástico situado a unos 1.000 kilómetros de Hawai se ha incrementado cien veces durante los últimos cuarenta años. 

Este fuerte aumento de los desechos está alterando los hábitats del ecosistema marino, ya que algunos insectos, atraídos en masa por "la porquería", los están utilizando como un inmenso nido artificial donde poner sus huevos. Un panorama nauseabundo.

Conocido también como la «gran sopa de plástico», este vertedero marítimo se forma en un remolino gigante provocado por la fuerza de la corriente en vórtice del Pacífico Norte, que gira en sentido de las agujas el reloj. Esto, con la ayuda de los vientos que actúan en la zona, impide que los desechos se dispersen hacia las costas. Los escombros quedan en el centro de la espiral. Según las últimas estimaciones del Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES) de Francia, el parche ocupa 3,4 millones de km cuadrados, el equivalente a siete Españas.

En 2009, los investigadores del Instituto Scipps iniciaron una expedición al "séptimo continente" y detectaron una alarmante cantidad de basura generada por el ser humano, en su mayoría desglosada en trozos de plástico del tamaño de una uña flotando a través de miles de kilómetros de mar abierto. 

Un nuevo estudio publicado en la revista Biology Letters revela que los desechos de plástico en la zona se ha incrementado cien veces en los últimos 40 años, dando lugar a cambios en el hábitat natural de insectos marinos como los patinadores de agua (Halobates sericeus). Estos patinadores, parientes de los zapateros de los estanques, habitan sobre la superficie del agua y ponen sus huevos en objetos flotantes como conchas marinas, plumas de aves, alquitrán o piedra pómez. Ahora, estas criaturas han encontrado en la basura de plástico un inmenso paraíso artificial para sus huevos, hasta el punto que las densidades de huevos de este insecto han aumentado de forma considerable.

Por otro lado, el plancton, alimento de muchas especies marinas, esta totalmente contaminado de partículas plásticas afectando directamente a la salud de estas.

El nuevo estudio sigue a un informe publicado el año pasado por los investigadores de Scripps que muestra que el 9% de los peces recogidos durante su expedición contenían residuos de plástico en sus estómagos. Dicho estudio estima que los peces en las profundidades oceánicas intermedias del Océano Pacífico Norte ingieren plástico a una velocidad de unos 12.000 a 24.000 toneladas por año.

El plástico se generalizó a finales de los 40 y principios de los 50, pero ahora todo el mundo lo usa y en un intervalo de 40 años hemos visto un aumento impresionante en el plástico del océano. 

No hemos sido capaces de detener el plástico en su entrada al océano esperemos que a partir de 'YA' lo hagamos mucho mejor.

Aerogel

Samuel S. Kistler, en 1931, hizo una apuesta con su colega Charles Learned, sobre si era posible o no reemplazar el líquido de un tarro de mermelada por un gas sin que el volumen del mismo disminuyera. Como ocurre a veces, el resultado de un experimento que solo tenia como fin el desafío entre dos científicos dio como resultado una sustancia maravillosa: el aerogel.

El aerogel es una sustancia compuesta por dos fases, lo que generalmente se denomina coloide. Pero mientras que en un coloide “normal” se tiene una fase líquida y otra sólida (pequeñas partículas en suspensión dentro del líquido), en el aerogel el componente líquido se ha reemplazado por un gas. Como resultado, esta sustancia tiene propiedades que la hacen única. 

Su estado es sólido, y su densidad es bajísima, pesando solo unos 3 miligramos por centímetro cúbico. Por supuesto, esto se debe a su gran porosidad, lo que le brinda características notables cuando se lo emplea como aislante térmico o acústico. Posee un índice de refracción de 1, muy bajo para un sólido. 

Pero lo que más destaca del aerogel es su poco peso. Al fin y al cabo, está compuesto por hasta un 99,8% de aire, lo que le proporciona una densidad mil veces menor a la del cristal, y es solo unas tres veces más denso que el aire. En algunos ámbitos se lo denomina “humo helado” o “humo sólido”, por su aspecto semitransparente. Al tacto, tiene una  consistencia similar a la espuma plástica. A pesar de su fantasmagórico aspecto, tiene una resistencia mecánica muy elevada: puede soportar más de 1000 veces su propio peso.

Actualmente se pueden fabricar distintos tipos de aerogeles, utilizando como base el sílice, la alúmina, el óxido de cromo, el estaño o el carbono. Su uso industrial más difundido es el empleo como aislante térmico en las ventanas de los edificios para evitar la pérdida de calor (o frío).

Pero los ingenieros están comenzando a realizar experimentos mucho más interesantes con este material. Su poco peso y la capacidad de funcionar como un  aislante térmico lo hacen adecuado para la construcción de estructuras aéreas, lo que permitiría a estas flotar indefinidamente en el aire. Por ejemplo, una cúpula geodésica construida con aerogel sería tan ligera, que la diferencia de temperatura entre el aire del interior con el exterior bastaría para hacerla flotar. Esto reduciría el peso total de la estructura (y su costo), al no necesitar vigas de soporte.

El aerogel traslúcido no permite la fuga de calor pero sí la entrada de radiación solar, tal como lo hace un cristal, lo que se permite la flotación indefinida mientras le dé el Sol. La altura de la cúpula puede variarse simplemente incrementando el diferencial de temperatura interior/exterior.

Si algún día construyésemos dirigibles o globos con este material, podríamos  elevarlos miles de metros y gracias a las diferencias de temperaturas (unos 80ºC a 8.000 metros) flotarían indefinidamente. 

Nueva vacuna contra la nicotina

 Investigadores de la Universidad de Harvard y del Instituto Tecnológico de Massachusetss (MIT) han desarrollado una vacuna sintética a base de nanopartículas que estimula al sistema inmune para que produzca anticuerpos que “bloquean” la nicotina. De esta forma, la nicotina de los cigarros no alcanza el cerebro. Y si el cerebro no siente el "placer" de estar fumando, la adicción pudría eliminarse. 

Como explican los investigadores, aunque la nicotina no es un virus, la vacuna actúa como si lo fuera. De hecho Selecta Biosciences, la compañía que ya ha testado este invento en el laboratorio, ha diseñado otras vacunas sintéticas similares para combatir el cáncer, la diabetes o el rechazo a los trasplantes.

El efecto de la nueva vacuna SEL-068 dura varios años y, en lugar de quitar el “mono” como los parches y otros remedios usados hasta ahora, lo que hace es que los fumadores no logren “aliviar” su adicción cuando dan una calada a un pitillo. Los ensayos clínicos en humanos empezarán el próximo verano.