Los sonetos de Shakespeare, en una molécula de ADN

José Manuel Nievas

Un grupo de investigadores del Instituto europeo de Bioinformática (EMBL-EBI) ha encontrado la forma de almacenar datos en forma de ADN, un material que puede durar, sin corromperse, decenas de miles de años. El revolucionario método, descrito en la revista «Nature», hará posible, entre otras cosas, que puedan almacenarse por lo menos cien millones de horas de vídeo en alta definición en una pequeña cantidad de ADN.

En la actualidad, existe en el mundo una cantidad ingente de información digital. Una cantidad que, además, crece día a día con el aporte de cantidades masivas de nuevos contenidos de todo tipo. La situación supone todo un desafío cuando se trata de archivar y mantener accesible toda esa información. Algo que sucede en todos los ámbitos, desde el doméstico al institucional o profesional. Los sistemas actuales de almacenamiento, como los discos duros, necesitan para funcionar un aporte continuo de electricidad, a lo cual se une su elevado precio. Otros soportes que no necesitan energía, como los magnéticos, tienen en contra que apenas sí pueden mantener intacta la información que contienen durante una década.

En investigación, el problema se multiplica, ya que muchos trabajos científicos, como las secuencias de ADN o los datos astronómicos, necesitan, para conservarse, de enormes bancos de memoria y de una gestión de los datos complicada y costosa.
Bancos de memoria

«Sabemos ya -explica Nick Goldman, científico del EMBL-EBI- que el ADN es muy robusto a la hora de almacenar información, lo cual se demuestra con el hecho de que podemos, por ejemplo, extraer esa información del ADN de las células óseas de un mamut lanudo de hace varias decenas de miles de años. Esa información, además, es increíblemente densa y pequeña, y no necesita de una fuente de energía externa, por lo que acceder a ella es sencillo».

Y ahí está precisamente la cuestión. Leer el ADN es algo que hoy en día no supone un problema, pero escribirlo es una cosa bien diferente, y eso es precisamente lo que hace falta si queremos almacénar información en él.

Para ello, existen dos desafíos muy concretos: primero, que usando los métodos actuales solo es posible fabricar cadenas muy cortas de ADN y segundo, tanto durante la escritura como de la lectura del ADN es muy fácil cometer errores, particularmente cuando se repite una «letra» concreta de ADN.
I have a dream...

Goldman y su colega Ewan Birney, sin embargo, han conseguido crear un código que solventa los dos problemas. «Sabíamos que teníamos que construir un código que sólo usara cadenas muy cortas de ADN -asegura Goldman- y hacer eso de forma que se pudieran crear reglas concretas para cada letra puede parecer imposible. Por lo que imaginamos que habíamos roto el código en muchos fragmentos que, además, se superponían en ambos extremos, con información capaz de indicar el lugar concreto al que pertenece cada fragmento dentro del código».

Dicho y hecho. Como prueba, los investigadores codificaron una versión en MP3 del célebre discurso de Martin Luther King «I have a dream» («Tuve un sueño») , una imagen en jpg del propio laboratorio, un PDF del histórico artículo de los «padres» de la doble hélice de ADN Watson y Crick , un archivo en formato txt con todos los sonetos de Shakespeare y un último archivo en el que se describe el proceso de codificación.
«Polvo digital»

«Descargamos todos los archivos de internet y los usamos para sintetizar centenares de miles de piezas de ADN. El resultado se parecía mucho a una mota de polvo». Un «polvo» digital que fue enviado por mail al laboratorio para que el resto del equipo pudiera secuenciar el ADN y descodificar los archivos sin que en el resultado final hubiera errores.

«Hemos creado un código -explica Nick Goldman- que es tolerante con los errores y que utiliza un formato molecular que cualquiera será capaz de leer sin problemas durante por lo menos 10.000 años, si no más».

Aunque aún quedan algunas cuestiones prácticas por resolver, la inherente densidad y longevidad del ADN como soporte para almacenar datos lo convierte en algo extremadamente atractivo. El siguiente paso será perfeccionar el código y buscar la forma de fabricar, de forma masiva, memorias de ADN viables y que se puedan comercializar.

Fuente:
http://www.abc.es/ciencia/20130123/abci-datos-almacenados-memoria-201301231832.html

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Neuronas programadas para su desaparición

M.R.E. / EL PAÍS
Cuatro pulsos bastan para inducir cambios en el desarrollo cerebral

Tres pulsos, un silencio y otro pulso. Como si se tratara del código Morse, con este patrón de actividad eléctrica algunas neuronas todavía no desarrolladas paran su propio crecimiento, han hallado investigadores de tres universidades europeas. Los cambios que se producen en el cerebro a lo largo de su desarrollo son todavía muy mal conocidos, pero sí se sabe que la clave de procesos muy complejos está en los patrones de actividad eléctrica de sus células y en su interrelación.

Los mamíferos nacen con un número de neuronas muy superior al que finalmente configura su cerebro y muchas desaparecen durante el desarrollo y otras refinan sus conexiones. Ahora, este equipo de investigadores ha hallado este nuevo patrón de actividad, en el que el silencio tiene una duración dentro de un rango determinado. Este hallazgo indica también que cada neurona infantil (que todavía no tiene conexiones -o sinapsis-) puede inducir su propia desaparición sin contribución alguna de las demás.

Los experimentos se han hecho en vivo, y se ha registrado el patrón en ratones de hasta tres semanas de vida (después ya no se encuentra), con técnicas de alta resolución sobre tejido cerebral. El investigador principal es Antonio Rodríguez Moreno, de la Universidad Pablo de Olavide (Sevilla) y han participado científicos de las universidades británicas de Oxford y Cambridge. El trabajo ha sido portada de la prestigiosa revista Neuron.

Hasta ahora se suponía que era necesaria la relación entre neuronas sin sinapsis y aquellas que ya las tienen para modificar las conexiones, es decir, que el maduro ayuda al niño proporcionándole reglas de aprendizaje para su desarrollo. La nueva regla de plasticidad [el término técnico] complica el panorama, y los autores creen que estas reglas complementarias se añaden al repertorio computacional de las redes de la corteza cerebral en desarrollo y que seguramente todas contribuyen a los cambios en la eficacia sináptica que conforman la arquitectura de circuitos funcional durante el desarrollo.

“Conocer estas reglas de plasticidad es fundamental, ya que en ellas está la clave, no sólo para entender cómo el cerebro realiza actividades de forma natural, sino para poder inducir cambios plásticos controlados en el cerebro que mejoren los procesos de aprendizaje y memoria, para facilitar el correcto desarrollo del cerebro e incluso para ayudarle a reorganizarse y reaccionar de la mejor forma posible tras una lesión”, señala Rodríguez Moreno. Entre las causas de los cambios en el cerebro están las emociones, el aprendizaje de la música, el desarrollo del sistema nervioso y también algunas lesiones y la ingestión de drogas.

fuente:
http://sociedad.elpais.com/sociedad/2013/01/22/actualidad/1358875254_387730.html

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Un asteroide de 60 metros ‘volará’ bajo los satélites

Alicia Rivera/ EL PAÍS

      Foto: AFP

Un asteroide de tamaño considerable se acerca a la Tierra. Es una roca de unos 60 metros de diámetro, se llama 2012 DA14 y el próximo 15 de febrero se acercará a la superficie de nuestro planeta hasta una distancia de 27.000 kilómetros, lo que significa que volará por debajo de los satélites de telecomunicaciones, que están en órbita a 36.000 kilómetros de altura. “El 2012 DA14 es el objeto celeste de este tipo que más se acercará a la Tierra de los conocidos hasta el momento”, afirma uno de sus descubridores, Jaime Nomen, del Observatorio Astronómico de Mallorca (OAM).

No chocará con nuestro planeta, no hay peligro, pero si un objeto de estas características cae en el mar provoca un tsunami colosal, y si se estrella en el suelo hace un cráter de un kilómetro de diámetro. Con una energía liberada en el impacto de entre cinco y 10 megatones tendría efectos devastadores a escala regional, aunque no equiparables a los efectos globales del asteroide de 10 kilómetros que desencadenó la extinción masiva, incluida la de los dinosaurios, hace 65 millones de años. Por tamaño, más peligroso que el 2012 DA14 sería el ya famoso Apophis, con sus 300 metros de diámetro; pero pasará algo más lejos, a unos 32.000 kilómetros, en 2029.

El próximo 15 de febrero, telescopios en todo el mundo, desde los más grandes hasta los de aficionados, estarán pendientes del asteroide. “Será difícil seguirlo porque pasará a gran velocidad, a 10 kilómetros por segundo, lo que significa que cada minuto cubrirá en el cielo una distancia equivalente al diámetro de la Luna”, advierte Nomen. 2012 DA14 no será apreciable a simple vista porque es demasiado pequeño y oscuro, pero se verá con prismáticos.

La historia de este objeto, en los registros astronómicos, comenzó en la noche del 22 de febrero del año pasado, cuando uno de los tres telescopios automáticos instalados en la Sierra de la Sagra (Granada) y operados por el OAM, captó, entre las miles de imágenes que toman cada noche un objeto inusual por su alta velocidad angular. Los especialistas hicieron los primeros análisis y enviaron los datos a la Unión Astronómica Internacional, cuyo Centro de Planetas Menores (en EE UU) coordina este tipo de información. A los pocos días, el seguimiento del objeto 2012 DA14 permitió calcular su orbita. En el momento del descubrimiento estaba 4.300.000 kilómetros.

El 97% de los Objetos Próximos a la Tierra, conocidos internacionalmente como NEO (Near Earth Object), se descubren en EE UU, sobre todo con cuatro grandes programas de vigilancia del cielo financiados por la NASA y la Fuerza Aérea (USAF) y heredados de la guerra fría, cuando estos sistemas seguían los satélites soviéticos. Pero el 2,5% de los NEO se descubren desde España, por los expertos del OAM, explica Nomen. El Rastreo Astronómico de La Sagra (LSSS, por sus siglas en inglés) ha encontrado, en cinco años, unos 6.500 asteroides lejanos, siete cometas y 65 NEO.


“Con las primeras observaciones de un objeto de este tipo se hace un cálculo preliminar de órbita que ayuda a localizarlo de nuevo en el cielo y así, sucesivamente, con más datos, vas precisando su trayectoria”, explica el ingeniero Miguel Belló-Mora, especialista en estos cálculos de mecánica celeste y director de la empresa espacial Elecnor Deimos. “En los modelos de computación tienes que contar con todos los efectos del Sol y de los planetas, así como de la presión de la radiación solar; nosotros incluso integramos los efectos de los 5.000 asteroides más grandes”, añade. La precisión que se logra es enorme, de apenas unos centenares de kilómetros en la distancia de la Tierra al Sol. Así, los últimos cálculos determinan en 27.000 kilómetros, con error de más/menos 300 kilómetros, la distancia de paso de 2012 DA14, es decir, poco más de dos diámetros terrestres (la Luna está a 32 diámetros terrestres). Y han descartado el riesgo de colisión... esta vez.

El paso junto a la Tierra, debido a la gravedad, alterará la órbita del asteroide, explica Nomen. Ahora, la roca sigue una órbita circular alrededor del Sol, algo más excéntrica que la terrestre, y la completa en 366 días. “Pero tras este paso, por las perturbaciones gravitatorias, su órbita se reducirá a entre 317 y 320 días; el objeto se irá alejando en los próximos años, después se acercará de nuevo y, dentro de miles de años, tal vez acabe chocando con nosotros”, añade el experto del LSSS.

Con la Tierra colisionan objetos celestes de todos los tamaños. La inmensa mayoría son granos de polvo y pequeñas partículas de roca que se queman en la atmósfera produciendo las estrellas fugaces. Los que son mayores de 10 metros pueden suponer ya una amenaza. Pero ahora es posible no solo verlos venir y calcular el riesgo que entrañan, sino también diseñar estrategias para desviarlos o destruirlos. Precisamente, Belló-Mora lidera la misión Don Quijote de la Agencia Europea del Espacio, en fase de estudio, para lanzar un proyectil a un asteroide y desviarlo, junto con una sonda que estudie el impacto.

El OAM y Elecnor Deimos han organizado, para el 13 de febrero, en Cosmocaixa (Madrid), una jornada de divulgación sobre 2012 DA14. Mientras tanto, sus descubridores siguen pensando en un buen nombre para este NEO. “Según las reglas internacionales, tiene que ser algo que se entienda bien en todas las lenguas y sin alusiones comerciales, políticas o religiosas”, señala Nomen.

Fuente: http://sociedad.elpais.com/sociedad/2013/01/22/actualidad/1358876659_472720.html

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NEANDER PARK

Javier Sampedro
Madrid
EL PAÍS

El evolucionista neoyorkino Stephen Jay Gould, fallecido en 2002, se quejaba de que Hollywood se había pasado cien años repitiendo la misma historia de ficción científica: el genio con más audacia que talento al que su criatura se le va de las manos; una eterna repetición, en el fondo, del mito de Frankenstein salido de la imaginación de Mary Shelley en 1818. Y tal vez la ciencia del mundo real no se haya acercado más a ese cliché que ahora mismo, ante la posibilidad real de resucitar al hombre de Neandertal, el formidable habitante de Europa y Asia occidental que se extinguió en Gibraltar hace 30.000 años. ¿Cómo acabaría ahora la película? ¿Cómo la remataría Mary Shelley? ¿Y usted, lector?

Lo primero que haría falta serían unos científicos impetuosos que se propusieran resucitar al neandertal, pero este es un asunto que ya ha saltado a la estantería de no ficción. El genetista de Harvard George Church, que ha inventado el marketing genético al escribir en una molécula de ADN su propio libro —Regénesis: cómo la bilogía sintética va a reinventar la naturaleza y a nosotros mismos—, ha propuesto no ya resucitar a un neandertal, sino a toda una cuadrilla de ellos (ver entrevista adjunta).

Y entre los científicos que consideran técnicamente factible la resurrección de los neandertales —si no ahora mismo, sí en el plazo de sus vidas— milita nada menos que Svante Pääbo, jefe de genética del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, líder indiscutible de la paleogenética, o recuperación de ADN antiguo a partir de huesos fósiles, y máximo artífice de un reto científico que se consideraba imposible hace solo unos años: el genoma neandertal, la lectura de la secuencia (tgtaagc…) de los más de 3.000 millones de bases, o letras químicas del ADN, que portaban en el núcleo de cada una de sus células aquellos homínidos que dominaron Europa durante cientos de miles de años y hoy duermen el sueño fosilizado de los justos.

Tratemos provisionalmente de pasar por alto los problemas técnicos, algunos muy relevantes, para preguntarnos: una vez que sepamos resucitar al neandertal, ¿deberemos hacerlo? Ante este dilema moral caben dos clases de respuestas, la de los sabios cínicos —lo que puede hacerse acaba haciéndose— y la de los sabios de la realpolitik, que intentan prever escenarios y minimizar daños por si los cínicos acaban teniendo razón, que es lo habitual.

¿Por qué resucitar al neandertal? ¿Y por qué no hacerlo? ¿Cuáles son los riesgos, cuántas las ventanas abiertas, cuáles las oportunidades de negocio? Lo digo en serio: imaginen que un economista neandertal nos saca de la crisis.

En primer lugar, la resurrección del neandertal plantea lo que podría denominarse el dilema del ecologista. La técnica para hacerlo, por un lado, implica una serie de manipulaciones genéticas, hibridaciones cromosómicas y clonaciones embrionarias suficiente como para atragantar la cena de Nochebuena de cualquier amante de la naturaleza. Por otro lado, sin embargo, ¿qué amante de la naturaleza se opondría a la recuperación de una especie no ya en riesgo de extinción, sino tan extinta como lo pueda estar el tiranosaurio rex? Si el amor a la naturaleza es real, ¿no debería abarcar también a las naturalezas del pasado y a nuestros antecesores en el cuidado y usufructo del planeta?

Cabe imaginar, de hecho, una postura ética que defienda no ya nuestro derecho, sino incluso nuestro deber de recuperar a la especie. Después de 300.000 años campando a sus anchas por Europa, los neandertales empezaron a replegarse hacia el oeste en sospechosa coincidencia —dentro de los geológicos márgenes de error de la paleontología— con la llegada por el este de nuestra especie, el Homo sapiens, el último invento de la evolución de los homínidos en la Madre África.

El repliegue hacia el oeste de los neandertales no fue flor de un día —se prolongó por 10.000 años y se salpicó de ocasionales intercambios, y no solo comerciales—, pero fue consistente e implacable. Hasta el extremo de que los neandertales se extinguieron en Gibraltar, la última reserva occidental que se había librado de nuestro acoso. La irreductible aldea del hombre antiguo. El registro fósil no nos deja muy bien parados, y clonar al neandertal se puede interpretar como nuestro humilde resarcimiento por haber causado su extinción.

Por supuesto que el experimento puede salir mal, dando la razón una vez más a Mary Shelley y a la machaconería con que Hollywood ha reincidido en su reestreno. El neandertal podría morir en cualquier momento de su desarrollo embrionario o fetal o, peor aún, nacer con horribles malformaciones y grandes penalidades. O quizá naciera bien pero luego resultara ser un miserable, un psicópata, un impertinente. Aun si todo lo anterior va bien, ¿cómo sería el humor de un neandertal? No me digan que contaría chistes de Gibraltar.

La resurrección del neandertal va más allá del Parque Jurásico, la novela de 1990 en que Michael Crichton prefiguró el actual debate científico. Crichton predijo la recuperación de ADN antiguo, su clonación en los huevos de una especie distinta (su elección de la rana es ciertamente discutible, puesto que los pájaros evolucionaron de los dinosaurios) y la exhibición de los resultados en un parque de atracciones.

Pero el neandertal va mucho más allá de un dinosaurio, porque ahora hablamos de una especie humana, inteligente —su capacidad craneal era mayor que la nuestra— y lo bastante sensible como para cuidar de sus enfermos y enterrar a sus muertos. Exhibirlos en un parque de atracciones no parece una opción, ni encerrarlos en una jaula.

Y ahora escriban el final de la película. Y, por favor, intenten superar a Mary Shelley.

Tomado de: http://sociedad.elpais.com/sociedad/2013/01/22/actualidad/1358885200_037763.html

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