General / ENERO 09 DE 2011 / 10 años antes

El 2010 y los descubrimientos científicos más importantes

El 2010 y los descubrimientos científicos más importantes

Este año que terminó será recordado por la comunidad científica por los importantes descubrimientos logrados. Ya es tradicional que la revista Science seleccione lo que consideran los “top ten” —los diez mejores— del año.
Con el propósito de informar a los lectores acerca de los más destacados descubrimientos científicos de 2010, de acuerdo con la clasificación de la revista, presentaré un resumen de esas investigaciones.

Science destaca como el trabajo número uno la máquina cuántica. La investigación fue liderada por los físicos John M. Martins y Andrew N. Cleland de la universidad de California y consistió en la construcción de un sistema macroscópico que refleja comportamientos cuánticos. El experimento se logró al enfriar un pequeño brazo de metal de 30 micrómetros —30 millonésima parte del metro— de longitud y al ser conectado a un circuito superconductor y someterlo a vibración en un determinado rango de frecuencias, se podía percibir simultáneamente el brazo vibrando y no vibrando, algo sólo permitido a nivel atómico o molecular.

La importancia de este descubrimiento radica en que es el primer dispositivo hecho por científicos que no responde a las leyes de la mecánica newtoniana y tiene un comportamiento cuántico, además abre posibilidades de investigar los límites de nuestro sentido de la realidad y tecnológicamente permitirá implementar nuevos sensores ultrasensibles y controlar los estados cuánticos de la luz. El resultado de esta investigación fue publicado en la revista Nature Volumen 464, paginas 697-703 del 1 de abril de 2010.


Creación de vida artificial
El segundo lugar en el ranking lo obtuvo Craig Venter, el padre del genoma humano. Él y su equipo de colaboradores lograron crear un cromosoma completamente sintético de la bacteria mycoplasma mycoides y, además, lo introdujeron en una bacteria vacía de mycoplasma capricolum, otra especie. El cromosoma artificial se apoderó de la cáscara vacía de la capricolum y siguió funcionando de forma normal.

Con esta investigación tenemos la primera creación de ‘vida artificial’ y que se reprodujo. El descubrimiento podría tener aplicaciones en la síntesis de ADN de diseño para fabricar fármacos, productos químicos novedosos y, quizás, la aplicación más importante estará en los combustibles biológicos y la lucha contra el cambio climático.

Como lo dijo Venter en una conversación con la revista Science, poco después de publicar el hallazgo en el mes de mayo: “Estamos desarrollando en estos momentos la utilización de algas capaces de capturar CO2 y de transformarlo en hidrocarburos que pueden ser procesados en las refinerías ya existentes. Eso evitaría tener que sacar más petróleo del suelo”. Sin embargo, el descubrimiento tendrá repercusiones filosóficas frente a lo que entendemos por vida, y también éticas y políticas por lo de la síntesis del ADN y lo que se podría hacer con el mapa genético humano.


Nuestro pasado es también Neandertal
En mayo la revista Science publicó el artículo con el título “A draft sequence of the neandertal genome” —un proyecto de secuencia del genoma de neandertal—, con la autoría de 56 investigadores de diferentes países y bajo la dirección de Svante Pääbo, investigador del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig —Alemania—.

La importancia de esta investigación la matizó en su momento Valentín Villaverde, catedrático de prehistoria y arqueología de la universidad de Valencia, España, diciendo: “La obtención del genoma de neandertal refuerza una de las ideas defendidas por paleontólogos y arqueólogos sobre el proceso de expansión de la humanidad moderna en Europa. Frente a las visiones de sustitución o evolución multirregional, se consolida ahora la vía de expansión con asimilación, es decir, la población humana moderna de origen africano se extendió por el próximo Oriente y Europa con episodios de hibridación genética con los neandertales de estas regiones.

Las muestras estudiadas proceden de fósiles de ejemplares que existieron hace entre unos 70 mil y 30 mil años en Croacia, Rusia y España y el estudio arrojó que existe entre uno y el cuatro por ciento de nuestro genoma que sugiere la posibilidad de derivarse directamente del neandertal, cuando como se plantea en al artículo se dio el posible evento de la hibridación del hombre sapiens con los neandertales. Por la luz que arroja sobre nuestra evolución el artículo fue considerado como el tercero en importancia.


La lucha contra las enfermedades preocupa a los científicos
El cuarto y quinto lugar del ranking de Science tienen que ver con el estudio y prevención de enfermedades. El temido sida fue noticia en el 2010 cuando la revista New England Journal of Medicine divulgó que unas pastillas y un gel vaginal reducen a la mitad las posibilidades de contagio. Un estudio con más de 2.500 homosexuales sanos de seis países diferentes, demostró que pueden reducir en un 44 por ciento las posibilidades de infectarse y en los casos en los que el cumplimiento es total y los afectados fueron fieles al medicamento, la eficacia superó el 90 por ciento.

La secuencia de genes de enfermedades raras es la nueva herramienta para encontrar mutaciones genéticas que causan dolencias. La investigación se orientó hacia la secuencia de los exones, la más diminuta porción que codifica proteínas. El estudio ha dado paso a una larga lista de mutaciones que están detrás de varias enfermedades misteriosas que provocan niveles muy bajos de colesterol, deformación fácil o malformación cerebral.

La sexta investigación más importante consistió en la simulación de los movimientos de los átomos de una pequeña proteína plegable. El movimiento de los átomos se rastreó en un periodo de tiempo 100 veces mayor que otras simulaciones previas, usando una de las computadoras más poderosas del mundo y es uno de los grandes aciertos de la simulación de dinámica molecular.
Las matemáticas es el lenguaje natural de los físicos para describir los resultados de la investigación en los laboratorios y muchas veces las ecuaciones planteadas son difíciles de resolver, pero un simulador cuántico descubierto en el 2010 y que para Science es la séptima investigación en importancia, ayudará a encontrar respuestas a problemas teóricos de la física. El simulador son cristales artificiales en los que puntos de luz láser hacen el papel de iones y los átomos atrapados en la luz sustituyen a los electrones.


Variación genómica que nos hace humanos

La secuenciación del genoma se está haciendo cada vez más eficiente y barato lo que está permitiendo el estudio a gran escala del ADN. El proyecto conocido con el nombre de “los mil genomas” ha identificado gran parte de la variación genómica que nos hace humanos y otras investigaciones apuntan a revelar más información sobre la función que juega el genoma.
En la investigación que se inició en 2008, participan varios centros de investigación de Estados Unidos, el Reino Unido, Dinamarca, Alemania, Finlandia, China, Corea del Sur, Francia y Suiza. Su principal objetivo es determinar más del 95 por ciento de las variaciones genéticas que se encuentran por lo menos en el 1 por ciento de las personas que pertenecen a los cinco principales grupos de población. Los primeros resultados ya han sido publicados en las revistas Nature y Science y ocupa el octavo lugar de los top ten de Science.

Los descubrimientos relacionados con la reprogramación celular y la investigación relacionada con el retorno de las ratas a los laboratorios ocuparon el noveno y décimo lugar de la clasificación.
Las técnicas que permiten reprogramar células para que se comporten como células madre no especializadas se volvieron comunes para muchos investigadores, pero en el 2010 un grupo de científicos encontraron la forma de hacerlo con ARN —Ácido Ribonucleico— sintético, lo que hace la técnica cien veces más eficaz, dos veces más rápida y más segura para su utilización terapéutica. La investigación será de gran importancia para el tratamiento de enfermedades.


Las ratas un gran apoyo en la investigación
Tradicionalmente los científicos usan animales en sus investigaciones y los ratones ha sido uno de los animales favoritos, pero se ha preferido usar ratas porque es más fácil trabajar con ellas y anatómicamente son parecidas a nosotros los humanos. Sin embargo, los científicos no habían conseguido aplicar en ellas la técnica utilizada para conseguir ratones knockout, es decir, un ratón modificado por ingeniería genética para desactivar algunos de sus genes y comprender su función. La divulgación de resultados de investigación con ratas knockout promete que ellas desplacen a los ratones de los laboratorios.

La importancia de esta investigación se visualiza recordando que el Premio Nobel de Medicina y Fisiología 2007 fue obtenido por Mario R. Capecchi, Martín Evans y Oliver Smithies porque fueron los primeros en obtener el ratón knockout.
Hay que destacar en los descubrimientos científicos resaltados por la revista Science la colaboración de varios grupos de investigación de diferentes países, lo que nos enseña la importancia de las relaciones académicas internacionales y nacionales de los grupos de investigación de las universidades colombianas.


Por: Diego Arias Serna
Ph.D en física universidad Complutense de Madrid.
Profesor-investigador universidad del Quindío.
Presidente Fundación Semillero Científico EAM.
[email protected]
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