LOS HALLAZGOS
CIENTÍFICOS DEL AÑO
Una máquina cuántica, el
cromosoma sintético y el genoma del neandertal encabezan la lista de
la revista 'Science' de los descubrimientos más importantes de 2010
Las leyes de la mecánica cuántica
rigen el comportamiento de los átomos, las moléculas y las
partículas subatómicas, es decir, el microuniverso. Sus efectos se
estudian y se miden con increíble precisión, y sin ellos no cabe
pensar en los experimentos de los aceleradores de partículas o en
los microscopios avanzados de efecto túnel, por citar sólo dos
ejemplos. Pero los objetos de tamaño macroscópico, el mundo que
vemos y tocamos a escala humana, siguen las leyes de la física
clásica.... hasta ahora. Unos científicos han ideado y construido un
pequeño aparato muy simple, pero se mueve de modo que sólo puede ser
descrito precisamente por las leyes cuánticas. El artefacto, que
puede concretarse en aplicaciones importantes, como nuevos sensores
ultrasensibles o controladores de la luz, ha sido elegido por la
revista Science como el avance más importante del año en su habitual
lista de los 10 mejoresdescubrimientos. El puesto número dos lo
ocupa el cromosoma sintético construido por unos investigadores y
transferido al núcleo de una bacteria que ha demostrado ser
funcional. El tercer lugar es para el genoma neandertal que ha
permitido hacer estudios comparativos entre los genes de la especie
humana actual y los de aquellos seres extinguidos.
La primera máquina cuántica
Andrew Cleland y John Martins (Universidad de California en Santa
Cruz) y sus colegas han hecho un aparato muy simple y logran que
vibre mucho y poco simultáneamente, siguiendo las extrañas leyes de
la mecánica cuántica y demostrando que son aplicables a objetos
macroscópicos. Se trata de una pequeña pestaña metálica
semiconductora que interactúa con un surco cuántico; primero la
enfrían hasta un estado base(el de mínima energía permitido por la
mecánica cuántica) y luego la elevan (en solo un cuanto de energía)
logrando generar un estado de movimiento puramente
cuántico-mecánico.
Cromosoma artificial y funcional
El estadounidense Craig Venter y su equipo han construido este año
un cromosoma sintético y lo han introducido en una bacteria a la que
previamente le han extraído su ADN. La bacteria sigue funcionando y,
aunque en este caso el genoma es una copia prácticamente idéntica de
la natural, el experimento supone un gran avance que abre la vía
hacia la síntesis de ADN de diseño para fabricar fármacos, productos
químicos nuevos o biocombustibles. Todo un éxito de la llamada
biología sintética.
El genoma del neandertal
El especialista de prestigio mundial Svante Pääbo, del Instituto Max
Planck de Biología Evolutiva (Alemania) ha liderado la secuenciación
del genoma del neandertal, a partir de ADN obtenido de fósiles de
tres hembras de hace entre 33.000 y 44.000 años descubiertos en
Croacia. Esto les ha permitido hacer comparaciones directas con los
genes de la especie humana actual y han descubierto que los europeos
y asiáticos (pero no los africanos) han heredado de los neandertales
entre un 1% y un 4% de sus genes. En la investigación destaca la
participación de científicos españoles.
Profilaxis del sida
Los ensayos clínicos de prevención de contagio del VIH mediante dos
nuevos métodos han tenido éxito en 2010. Uno es un gel vaginal que
contiene el antiretroviral tenofovir y reduce la infección del virus
en mujeres en un 39%; el otro es un fármaco de ingestión oral y uso
previo a la relación de riesgo, que ha logrado una reducción de
casos de infección por VIH de un 43,8%.
Genes de enfermedades raras. La secuenciación de pequeños fragmentos
del genoma ha permitido a unos científicos que estudian patologías
hereditarias poco frecuentes, provocadas por un solo gen mutado,
identificar las mutaciones específicas de al menos una docena de
enfermedades.
Simulación molecular. La simulación por ordenador de las curvas de
las proteínas al plegarse es una pesadilla para los científicos.
Este año un equipo ha utilizado una de las computadoras más potentes
del mundo para seguir el rastro de los movimientos de los átomos en
el plegamiento de una pequeña proteína durante un tiempo 100 veces
superior a simulaciones anteriores.
Simulador cuántico
Para describir lo que ven en los experimentos de laboratorio, los
físicos recurren a las ecuaciones de las teorías, pero esas
ecuaciones pueden ser muy difícil de resolver. Unos científicos han
encontrado un atajo haciendo simulaciones cuánticas de cristales
artificiales en los que los puntos de luz láser juegan el papel de
iones y los átomos atrapados en la luz son electrones. El hallazgo
responde a problemas teóricos de la física de la materia condensada
y puede incluso resolver el misterio de la superconductividad.
Genómica de nueva generación
Las tecnologías de secuenciación genómica (eumeración de las letras
químicas de los genes) están permitiendo estudios a gran escala de
ADN tanto actual como fósil. Se ha logrado identificar ya, por
ejemplo gran parte de las variaciones genómicas que nos hacen
específicamente humanos.
Reprogramación celular
Las técnicas que permiten reprogramar células de manera que se
invierte su desarrollo para que se comporten como células madre no
especializadas en un embrión se han hecho habituales en los
laboratorios de genética del desarrollo. Este año, unos
investigadores han encontrado una forma de hacerlo con ARN
sintético, una técnica el doble de rápida que la normal, 100 veces
más eficaz y potencialmente segura para su utilización terapéutica.
El regreso de las ratas
Aunque los ratones son los animales por excelencia de los
laboratorios de biología, los científicos prefieren utilizar ratas
porque es más fácil trabajar con ellas y anatómicamente son más
similares a los humanos. Pero hasta ahora había un problema: los
métodos de hacer ratones con genes específicos inutilizados para
desvelar su función (por las carencias o problemas que presente el
animal) no funcionaban en ratas. Este año se han abierto vías para
hacer ratas knockout, como se llaman este tipo de animales
modificados genéticamente, lo que facilita el pleno regreso de esta
especie a los laboratorios.
El genoma oscuro, la composición del universo, exoplanetas y otros
hitos de la década
Este año, al final de la primera década del siglo XXI, la revista
Science complementa su lista de los 10 descubrimientos más
importantes de 2010 con una clasificación retrospectiva. Los diez
mejores de estos diez años.
El genoma oscuro
Las regiones del ADN que contienen instrucciones para hacer
proteínas, es decir, los clásicos genes, parecían lo único
importante del genoma, hasta el punto de que los científicos, a
finales del siglo pasado, bautizaron al resto genoma basura. Pero
luego han descubierto que no es así, que ese otro ADN puede ser tan
importante como los genes.
Cosmología de precisión. La receta del universo es un logro
espectacular de los últimos años obtenido, sobre todo, con el
satélite WMAP, que ha abierto la puerta a la cosmología de
precisión. El cosmos está hecho de un 72,8% de energía oscura, un
22,7% de materia oscura y solo un 4,56% de materia ordinaria.
Biomoléculas del pasado
El mundo prehistórico ha adquirido una nueva dimensión con la
identificación de biomoléculas, como ADN y colágeno, que resisten
miles de años y que están permitiendo a los científicos obtener
nueva información sobre animales y plantas del pasado. La
paleontología del siglo XXI no se limita a huesos, dientes y
conchas.
Agua en Marte
La exploración intensiva del planeta rojo a cargo de media docena de
naves espaciales, en órbita o en la superficie marciana, ha obtenido
suficiente información para afirmar que en ese mundo vecino hubo
agua, al menos en el pasado remoto, y tal vez pudo albergar alguna
forma de vida.
Células reprogramadas. Los investigadores han aprendido a
reprogramar las células, es decir, a poner marcha atrás el reloj de
células diferenciadas hasta un estado de pluripotencialidad a partir
del cual puede ser convertidas en otro tipo. La tecnología, en
principio, permitiría cultivar células, tejidos e incluso órganos
que casen genéticamente con el paciente.
Microbioma
Es un nuevo concepto que representa el genoma colectivo del huésped
y las criaturas que viven en él. Los científicos están empezando a
comprender cómo los genes microbianos afectan a la cantidad de
energía que absorbemos de los alimentos y como el sistema inmune
responde a las infecciones.
Exoplanetas
En el año 200, los astrónomos habían descubierto 26 planetas
extrasolares. Diez años después la lista supera los 500 y se amplía
casi cada día.
Inflamación
Los investigadores creen que la inflamación está detrás de las
enfermedades crónicas como el cáncer, el alzheimer, la
aterosclerosis, la diabetes o la obesidad.
Metamateriales
La síntesis de materiales con propiedades óptimas artificiales y a
medida han llevado a nuevas formas de guiar y manipular al luz y a
la construcción de dispositivos para hacer invisibles los objetos.
Cambio climático
En una década los científicos han consolidado sus conocimientos del
cambio climático confirmando que el planeta se está calentando, que
la responsabilidad es, en gran medida, humana y que los procesos
naturales seguramente no ralentizarán el calentamiento.
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