Reviven una planta que estuvo enterrada 30.000 años bajo el hielo de Siberia

Flores de 'Silene stenophylla' de una planta obtenida con material del permafrost. | PNAS

• Las semillas y frutos estaban a 38 metros bajo el permafrost

Una planta con flores que vivió hace 30.000 años ha vuelto a vivir gracias a la laboriosa tarea de un grupo de investigadores rusos que han desenterrado un fruto enterrado en el suelo helado de Siberia y han conseguido replicar nuevos ejemplares utilizando los tejidos conservados bajo cero durante milenios.

La clave de esta 'resurrección está en el permafrost, la capa de suelo helado que ocupa millones de kilómetros cuadrados de las latitudes boreales y donde se almacena un gran banco de semillas y organismos congelados desde largos periodos de tiempo. Los científicos han logrado 'reanimar' muchos microorganismos, pero hasta el momento, sin embargo, no habían conseguido encontrar restos viables de plantas con flor .

El avance obtenido ahora por David Gilichinsky y sus colegas de la Academia Rusa de Ciencias ha sido publicado en la revista PNAS en un artículo que explica cómo desenterraron frutos y semillas de 'Silene stenophylla' una planta herbácea del Pleistoceno. Los restos formaban parte de la 'despensa' de un roedor prehistórico, una especie de ardilla terrestre que enterró su comida en un lugar cercano al río Kolyma, en el noreste de Siberia.

Las semillas y frutos estaban conservados a una profundidad de 38 metros, en sedimentos que permanecen siempre a temperaturas bajo cero. Una vez recogidas las muestras, datadas por el método del radiocarbono en unos 30.000 años, los investigadores de la Academia Rusa de Ciencias replicaron la planta por el método de cultivo de tejidos y de micropropagación, lo que les ofreció clones del ejemplar obtenidos de la parte germinativa de los frutos congelados bajo el hielo. Trasplantados los jóvenes vástagos a macetas de crecimiento, las resucitadas Silenes crecieron, florecieron un año más tarde y dieron frutos de nuevo.

Según los investigadores, las plantas regeneradas tienen un fenotipo distinto al de los ejemplares existentes en nuestros días de la misma especie. Sostienen que el trabajo demuestra que el permafrost es una rica fuente de material genético de plantas silvestres y una reserva de genes antiguos.

Fuente:

El Mundo Ciencia

¿Cuánto deporte hace falta para estar en forma?

Seguro que muchos de vosotros os habéis hecho la siguiente pregunta alguna vez: ¿Cuánto deporte tengo que hacer para estar en forma?. ¿Hago deporte dos días a la semana, o mejor tres? ¿Entreno una hora, dos días a la semana, o mejor tres días durante cuarenta minutos? Tanto si buscamos obtener el máximo rendimiento de nuestro cuerpo, como si buscamos el mínimo esfuerzo posible para la siguiente “operación-bikini”, nos interesará conocer cuál es la respuesta.

Durante años, la Asociación Americana del Corazón y otras organizaciones similares, han recomendado realizar ejercicio durante 30 minutos, cinco días a la semana. Ahora parece que este tipo de entrenamiento no es tan efectivo. Tan sólo necesitamos hacer sesiones más cortas, con mayor intensidad y con menos frecuencia a la semana.

Un grupo de investigadores de la Universidad McMaster (Hamilton, Ontario) han realizado una serie de interesantes estudios sobre dos grupos de personas. El primero de ellos está formado por personas sedentarias (hombres y mujeres) de mediana edad y, en general buena salud. El segundo está formado por personas de mediana edad y por pacientes algo mayores al que le hayan diagnosticado alguna enfermedad cardiovascular.

El estudio se ha realizado a partir de las medición del ritmo cardíaco del individuo y el máximo de intensidad alcanzado en una bicicleta estática. En ambos grupos, este máximo no fue muy alto; todos los individuos estaban bajo de forma y algunos de ellos, como se ha comentado anteriormente, padecían riesgo cardiovascular.

A continuación, se les planteó una serie de entrenamientos de intenso esfuerzo pero de corta duración. La rutina ‘perfecta’ consiste en realizar durante un minuto, un esfuerzo al 90% de nuestro ritmo cardiaco (más o menos unos 220 latidos por minuto menos vuestra edad), seguido de otro minuto de descanso. Y repetir este ciclo diez veces.

Si lo empleamos a nuestra rutina de correr, obtendríamos lo siguiente: corremos casi a nuestra máxima capacidad durante un minuto, descansamos andando durante otro minuto, y así diez veces. De esta forma, en apenas 20 o 30 minutos habremos terminado el entrenamiento.

Los resultados obtenidos por estos investigadores, parecen no tener nada que envidiar a otras rutinas de entrenamiento realizadas por atletas. ¿Qué opináis vosotros?

Vía | New York Times Blog
Imagen | John P. Kelly/Getty Images

Tomado de:

Xakata Ciencia

Una farmacia dentro de tu cuerpo

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Los chips fueron colocados en las caderas de siete mujeres con osteoporosis.

La idea futurista de que se pueden implantar microchips bajo la piel de un paciente para controlar el suministro de medicinas dio otro paso adelante.

Un grupo de científicos estadounidenses ha estado probando uno de esos dispositivos en mujeres que sufren de osteoporosis, un mal que degenera los huesos.

El chip se inserta en la cintura y es activado por control remoto.

Un ensayo clínico, publicado en Science Translational Medicine, mostró que el chip podría administrar las dosis correctas y que además no produce efectos secundarios.

La innovación también fue abordada en la reunión anual de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia.

Uno de los diseñadores, el profesor Robert Langer, del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT por sus siglas en inglés) afirmó que la naturaleza programable del dispositivo abre nuevos y fascinantes caminos para la medicina.

"Usted, literalmente, podría tener una farmacia en un chip", dijo. "Este estudio utilizó el dispositivo para el tratamiento de la osteoporosis. Sin embargo, hay muchas otras aplicaciones donde este tipo de enfoque de microchip podría mejorar los resultados en el tratamiento de pacientes con esclerosis múltiple, o para el suministro de vacunas, para el cáncer y el tratamiento del dolor".

Se trata del primer ensayo con este tipo de dispositivos en humanos para el suministro de fármacos de manera controlada de una forma inalámbrica. La tecnología ha estado siendo desarrollada en lo últimos 15 años.

Programación de la dosis

El chip del tamaño de la uña está conectado a una serie de pequeños compartimientos sellados donde es colocado el fármaco, en este caso, una hormona paratiroidea, la teriparatida, que se utiliza para contrarrestar la pérdida de densidad ósea. Totalmente envasado, el dispositivo tiene aproximadamente el tamaño de un marcapasos cardíaco.

Los compartimientos con el fármaco están cubiertos por una membrana delgada de platino y titanio. Una dosis sólo puede salir cuando una membrana del compartimiento se rompe, lo que se consigue mediante la aplicación de una pequeña corriente eléctrica.

El chip controla el tiempo, y debido a que es programable, las dosis se pueden programar por adelantado o -como en el estudio recientemente dado a conocer- activarse de forma remota mediante una señal de radio.

"Cuando el microprocesador decide emitir corriente a través de una membrana específica, ésta se deshace en unos 25 microsegundos", explicó el coautor, el profesor Michael Cima.

"La medicina pasa a los vasos capilares que rodean el dispositivo y así entra en el torrente sanguíneo".

El dispositivo se probó en Dinamarca en siete mujeres entre 65 y 70 años de edad. En su artículo, los científicos informan que el implante suministró el medicamento teriparatida con la misma eficacia que las inyecciones especiales que se usan para administrar dicho tratamiento. También revela que hay indicios de mejora de la formación de hueso (aunque la eficacia del fármaco no se evaluó formalmente).

Además, no se observaron efectos secundarios.

La innovación que comenzó como un proyecto de investigación en el MIT, ahora está siendo desarrollada por la empresa Microchips Inc.

La compañía está tratando de ampliar el sistema para que el dispositivo pueda suministrar más dosis. En el experimento, los dispositivos sólo tenían 20 compartimientos.

Microchips Inc cree que estos dispositivos para la administración de fármacos podrían incluir cientos de compartimientos.

Sin embargo, el equipo que trabaja en ello reconoce que un producto con tales características puede comercializarse en unos cinco años.

"Promesa clínica"

Al comentar sobre la investigación, John Watson, profesor de bioingeniería de la Universidad de California en San Diego, indicó que hay que hacerle una serie de mejoras para que el dispositivo sea efectivo.

"En el estudio, el dispositivo falló en un paciente (un octavo paciente no incluido en la prueba), y el proceso de fabricación incluyó sólo un tipo de dispositivo (siete en total) con 20 compartimientos con el fármaco", dijo.

"Todas las dosis fueron suministradas desde los siete dispositivos. Hacen falta algunos años para que esta tecnología sea aprobada por la Administración de Alimentos y Medicinas de EE.UU.".

El uso de los microchips está teniendo cada vez más aplicaciones en el mundo de la medicina.

Los sistemas automatizados de administración de fármacos probablemente serán populares entre los pacientes que actualmente tienen un régimen diario de inyecciones autoadministradas.

Julia Thomson, una enfermera de la Sociedad Nacional de Osteoporosis del Reino Unido, dijo que estas innovaciones podrían mejorar el régimen de suministro de medicamentos en los pacientes, algunos de los cuales dejarán de inyectarse medicamentos por la molestia que esta actividad produce.

"Estos implantes significan un nuevo enfoque en la manera en que se administra la hormona paratiroidea, y aunque se trató de un estudio muy pequeño, los resultados son ciertamente emocionantes", dijo.

"La desventaja con la hormona paratiroidea siempre ha sido que las mujeres tienen que inyectarse diariamente, por lo que un nuevo implante ayudará al régimen de suministro de medicamentos".

En última instancia, dicen los investigadores del MIT, se podrían fabricar sensores combinados con chips que tengan compartimientos con diferentes tipos de fármacos, creando un sistema que se podría adaptar a diferentes tratamientos que respondan a las condiciones cambiantes del cuerpo del paciente.

Fuente:

BBC Ciencia

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¿Cuánto dinero vale cada parte de tu cuerpo?

Si nos topamos con un asaltador de caminos que nos grita “la bolsa o la vida”, nadie en su sano juicio respondería: “¿de cuánto dinero estamos hablando?”

Sin embargo, todo puede ser tasado económicamente. Al menos en un principio. También nuestra vida, y cada una de las partes de nuestro cuerpo.

Por ejemplo, esta es la lista de precios que emplea el estado de Connecticut para indemnizar los daños por accidente laboral, expresado en semanas de paga de compensación. La lista establece partes del cuerpo perdidas o dañadas:

-Dedo (índice): 36.

-Dedo (corazón): 29.

-Dedo (anular): 21.

-Dedo (meñique): 17.

-Pulgar (mano dominante): 63.

-Pulgar (otra mano): 54.

-Mano (dominante): 168.

-Mano (otra): 155.

-Brazo (dominante): 208.

-Brazo (otro): 194.

-Ojo: 157.

-Riñón: 117.

-Hígado: 347.

-Páncreas: 416.

-Corazón: 520.

-Ovario o testículo: 35.

-Pene: 35-104.

-Vagina: 35-104.

Lo que menos vale es cualquier dedo del pie que no sea el dedo gordo: solo 9 semanas de paga de compensación.

¿Cuánto podría costar, entonces, una vida humana? ¿Y un feto? ¿Y un recién nacido? Tales preguntas nos incomodan porque consideramos que la vida humana es sagrada y que no existe un justo intercambio por ella.

Philip E. Tetlock, profesor de psicología de la Universidad de Pennsylvania, ha llevado a cabo ingeniosos experimentos donde los participantes ha sido obligados a considerar seriamente estas “transacciones tabú”, tales como comprar o no partes vivas del cuerpo humano. Así lo explica Daniel Dennett en su libro Romper el hechizo:

Tal y como predice su modelo, muchos participantes exhiben un fuerte “efecto por mera contemplación”: se sienten culpables, y a veces llegan a enojarse, tan sólo por haber sido inducidos a pensar en tan espantosas elecciones, aun cuando terminan tomando las decisiones correctas. Cuando los experimentadores les dan la oportunidad de participar en una suerte de “purificación moral” (por ejemplo, ofreciéndose como voluntarios para trabajar en algún servicio comunitario relevante), los sujetos que han pesado acerca de las transacciones tabú están significativamente más dispuestos a ofrecerse como voluntarios (¡en la vida real!) para tan buenas causas de lo que lo están los participantes del grupo testigo. (A éstos se les había pedido que pensaran en transacciones puramente mundanas, tal como contratar o no a una mucama o comprar o no comida en lugar de algo más).

Sin embargo, los economistas se empecinan en poner precio a las cosas, incluso a las que nos parecen que no los tienen, a fin de calcular los recursos que precisan para llevar a cabo determinado fin, las compensacion del seguro laboral o incluso la importancia que le otorga la gente a determinado hecho, como un desastre natural.

Un libro escrito por el economista Steven Levitt y el periodista Stephen J. Dubner, Freakonomics, ponen alguno de estos ejemplos:

Consideremos el esfuerzo de salvar de la extinción al búho manchado del norte. Un estudio económico descubrió que para proteger a aproximadamente cinco mil búhos, los costes de aprovechamiento (es decir, los ingresos obtenidos por la industria maderera y otras) serían de 46.000 millones de dólares, poco más de nueve millones por cada búho. Tras el vertido de petróleo del Exxon Valdez en 1980, otro estudio calculó la cifra que la familia típica norteamericana estaría dispuesta a pagar para evitar otro desastre semejante: 31 dólares.

Tomado de:

Xakata Ciencia

Un kilo ya no pesa mil gramos

Puede parecer absurdo, pero no lo es en absoluto. Y es que el kilogramo patrón, el cilindro de platino e iridio que constituye desde 1889 el prototipo internacional por el que se define el kilogramo y que “marca el peso” a todos los kilogramos del mundo, ha experimentado variaciones en su masa del orden de 50 microgramos a lo largo de los últimos cien años, debido a la abrasión y al acrecimiento de contaminantes atmosféricos. Así que la cuestión ya no es que “no pesan los kilos, pesan los años”, sino que no pesan los kilos según pasan los años. Y lo más grave no es que el prototipo internacional no sea totalmente estable a largo plazo, sino que la magnitud de estos cambios no se puede conocer con exactitud, al no haber una referencia exacta con la que compararlo. ¿Cómo va a haberla si “él” es la referencia única?

Por esa razón, desde hace ya varios años, y cansados de estar “pendiendo de un kilo”, los institutos de metrología –disciplina encargada de los sistemas de medidas– de medio mundo se afanan en dar con una definición del kilogramo más acorde con los tiempos que corren. El objetivo es desarrollar un experimento que pueda ser reproducido por cualquier laboratorio del mundo que disponga del equipo adecuado, y que defina la unidad de masa en función de constantes atómicas y/o fundamentales –que son valores inmutables–, a imagen y semejanza de cómo son definidas las otras seis unidades fundamentales del Sistema Internacional –por ejemplo, el metro se define como la distancia que recorre la luz en el vacío 1/29.9792.458 de segundo–. Y con una precisión igual o mayor que la del patrón actual; esto es, con un grado de incertidumbre menor que 0,05 partes por millón.

Para lograrlo, hay dos formas de enfocar el reto. Una de ellas pretende definir el kilogramo en función de la masa atómica, y la otra, en función de la constante de Planck.
En la actualidad, hay cuatro procedimientos principales –dos por línea– sobre los que se está trabajando en distintos laboratorios. Cuatro opciones de gran complejidad práctica, debido a que exigen realizar una serie de mediciones con la mayor precisión, pero que, dejando a un lado toda la parafernalia tecnológica que implican, tienen planteamientos sencillos como punto de partida.

Es la bola de cristal

Si todos los átomos de un isótopo de un elemento pesan exactamente lo mismo, si su masa atómica es un valor constante e inmutable, entonces, ¿por qué no definir el kilogramo como la masa de “tropecientos” millones de átomos (del orden de 1026)? Esta es la idea motriz de los procedimientos que pretenden ligar el kilogramo con la masa atómica. El problema reside en que, por una cuestión de tamaño, los átomos no se pueden contar de manera directa tal que: un átomo, dos átomos, tres átomos…, por lo que hay que recurrir a métodos indirectos con el fin de determinar su número. Y ahí está el quid de la cuestión, en desarrollar un método que permita saber con la suficiente precisión cuántos átomos hay en una muestra.

En la “aproximación de la esfera de silicio”, se ha optado por contar el número de átomos de silicio presentes en una esfera cristalina de este material, de un kilogramo. ¿Cómo? Básicamente, mediante técnicas de interferometría óptica y rayos X se mide el volumen que ocupa un átomo; a continuación, se fabrica una esfera cristalina y se mide su volumen, de tal modo que, a partir de la relación entre volumen de la esfera y volumen del átomo, se puede deducir el número de átomos presentes. Un método que plantea enormes dificultades prácticas, como la fabricación de esferas cristalinas casi totalmente perfectas. Hasta el punto de que, si se llevasen las actuales al tamaño de la Tierra, su mayor irregularidad no superaría los 4 m de altura.

Que circule el oro

Todo ello ha motivado la aparición de un método alternativo que todavía se encuentra en las primeras fases de desarrollo: el de “la acumulación de iones”, que intenta definir el kilogramo en función de la masa del ión del isótopo 197 del oro. El sistema elegido para contar los iones consiste en recoger una cantidad mensurable –del orden de 10 g– de ellos y aplicarles luego una diferencia de voltaje, lo que genera una corriente eléctrica. Porque una corriente eléctrica se produce por el movimiento de partículas cargadas (los iones de oro), y su intensidad es pro­porcional al número de partículas circulantes. Así, midiendo la intensidad de la corriente, se puede determinar el número de iones de oro.

Levántate y pesa

La otra línea de actuación a través de la cual se intenta definir el kilogramo es en función de la constante (fundamental) de Planck, apro­vechando que esta se puede relacionar con la energía eléctrica, y esta, a su vez, con la energía mecánica (E = mgh). Paradójicamente, aunque la idea de partida puede resultar más compleja que la de la contar átomos, los métodos ensayados son tanto o más fáciles de entender. Lo único que hay que saber es que una co­rriente eléctrica genera un campo mag­nético; vamos, que se comporta como un imán. Que no es ni más ni menos que el fundamento de los electroimanes.

Los más escépticos pueden comprobar la relación entre corriente eléctrica y campo magnético acercando una brújula a un alambre conductor. Cuando por este alambre se hace pasar una corriente, la aguja de la brújula se desvía, lo que supone una demostración de que la corriente eléctrica produce un campo magnético. De los dos métodos ensayados con este enfoque, el de la “masa supercondutora levitante” es el último candidato a definición.

El objetivo es hacer levitar un kilogramo de un material superconductor en un campo magnético generado por una bobina por la que circula una corriente eléctrica. O, desde un punto de vista muy simplista, hacer levitar un imán de un kilogramo aprovechando la repulsión entre polos iguales de dos imanes. Cuando la masa levitante se estabiliza en el aire, la fuerza gravitatoria (m x g) y la magnética se anulan. Y como esta fuerza magnética es producida por una corriente eléctrica, ya se puede relacionar la masa con la energía eléctrica, y por tanto, con la constante de Planck. Las dificultades tecnológicas están motivadas por el hecho de que hacer levitar un objeto –incluso un superconductor– no es lo que se dice sencillo.

Tómese una balanza de platillo

En el “método de la balanza de Watt”, surgido hace dos décadas y que constituyó el primer intento serio de redefinir el kilogramo, la idea es la misma que en el anterior –esto es, mover una masa con un campo magnético generado por una corriente eléctrica– pero limitada a la tecnología disponible. El sistema consiste en “pesar” la fuerza que ejerce un anillo conductor sobre un imán. Suena horrible, pero no es para tanto. Tómese una balanza de platillos –y tómese también la precaución de que sean metálicos– que estén vacíos.

Si se coloca un electroimán bajo uno de ellos, comenzará a atraerlo, tirará de él y la balanza se inclinará de ese lado. Ahora lo que hay que hacer es colocar pesas en el otro platillo, hasta volver a equilibrar la balanza. Cuando se consigue, se está “pesando” la fuerza magnética del electroimán, con lo que ya se puede relacionar la masa que hay en el platillo con la corriente eléctrica que circula por el electroimán y, a partir de ella, con la constante de Planck.

En la actualidad, el procedimiento de la balanza de Watt continúa siendo el más prometedor a la hora de alcanzar a corto plazo las exigencias de precisión demandadas. Y es que “no pesan los años para pesar el kilo”.

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QUO Ciencia

Describen cómo el virus del resfriado libera su información genética

Cuando los rhinovirus se anclan en las membranas de nuestras células, penetran en su interior, liberan su ARN en el citoplasma del huésped y comienzan a multiplicarse.

Es entonces cuando empezamos a padecer los síntomas del resfriado común.

Núria Verdaguer, profesora de investigación del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas, en España) lleva años estudiando en Barcelona este proceso mediante cristalografía de rayos X.

En su trabajo más reciente, ha establecido la estructura atómica de la cápside vacía del Rhinovirus humano tipo 2.

Verdaguer, José Ruiz Castón, experto en biología estructural de virus del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC, y el especialista Dieter Blass del Vienna Biocenter, acaban de publicar un trabajo en el que muestran los cambios conformacionales de la cáspide mediados por el pH ácido.

Estos cambios resultan en la formación de canales en la pared de la cápside que facilitarían la salida del ARN viral.

Rhinovirus humano (Imagen: N. Verdaguer, D. Blaas D e I. Fita)

Las reorganizaciones estructurales de las proteínas VP1, VP2 y VP3 de la cápside pueden apreciarse en el vídeo. Con la nueva organización de las proteínas de la cápside aparecen unos poros por donde, como explica Castón, "saldrá el material genético infeccioso al citoplasma de la célula". Un paso imprescindible para que se multiplique el virus. (Fuente: Centro Nacional de Biotecnología, en España).




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Noticias de la Ciencia