La Cruzada del Saber » avances tecnológicos

Científicos estadounidenses crean la primera célula artificial

Brigo — Fri, 21 May 2010 18:41:06 +0000

Los investigadores del Instituto Craig Venter señalan que esperan usar el método para estudiar la maquinaria biológica y crear bacterias diseñadas para resolver problemas ambientales y de energía.

Científicos estadounidenses han anunciado hoy que han creado por primera vez una célula controlada por un genoma sintético. En un informe divulgado por la revista Science, los investigadores del Instituto Craig Venter señalan que esperan usar el método para estudiar la maquinaria biológica y crear bacterias diseñadas para resolver problemas ambientales y de energía.

El equipo científico, encabezado por el fundador del instituto, Craig Venter, ya había sintetizado un genoma bacteriano y lo había trasplantado de una bacteria a otra. Para su investigación los científicos sintetizaron el genoma de la bacteria M. mycoides a la cual agregaron secuencias de ADN para distinguir ese genoma de uno natural.

Según el informe, los investigadores crearon lo que califican como una “célula sintética” aun cuando sólo el genoma es sintético. “Esta es la primera célula sintética que se ha hecho y la llamamos sintética porque está totalmente derivada de un cromosoma sintético”, ha manifestado Venter, que ha agregado que se logró con cuatro tipos de sustancias en un sintetizador químico a partir de información proporcionada por un ordenador.

El científico ha manifestado que el procedimiento puede ser un instrumento importante para manejar procesos biológicos. Con este método los científicos proyectan diseñar algas que puedan atrapar el dióxido de carbono y producir otro tipo de hidrocarbonos de utilidad en refinerías.

También podría usarse en la creación de nuevas sustancias o ingredientes alimentarios, la producción de vacunas y hasta en la limpieza del agua. “Esto se convierte en una herramienta muy poderosa para tratar de diseñar lo que queremos que haga la biología. Tenemos una amplia gama de aplicaciones en mente”, ha dicho Venter.

Fuente:nortecastilla.es

Crean un transistor óptico molecular

Menelao — Mon, 06 Jul 2009 12:23:18 +0000

Científicos de ETH Zurich han creado con éxito un transistor óptico a partir de una sola molécula. Esto facilitaría la creación del computador óptico que utilice luz en lugar de electricidad para realizar los cálculos.

El transistor es la unidad fundamental de la que están hechos los chips modernos. Gracias a ellos se puede controlar el flujo de electrones de un lado a otro, amplifican las señales que les llegan o controlan los bits de información almacenados. Sin embargo, el rendimiento de los ordenadores modernos se ve limitado por los transistores de semiconductores que se emplean en las CPU. En ella hay millones de ellos que terminan produciendo gran cantidad de calor. Un chip de un centímetro cuadrado que forme la CPU de un ordenador comercial disipa 125 vatios de potencia en forma de calor.
Desde hace muchos años se especula con la posibilidad de utilizar circuitos fotónicos en lugar de electrónicos, circuitos que usen fotones en lugar de electrones para realizar las operaciones elementales. Entre sus ventajas estaría la menor disipación de calor que producirían y su alta transferencia de datos.
Hace tiempo ya se lograron crear transistores óptico que controlaban haces láser en lugar de corrientes eléctricas, pero la industria microelectrónica ha evolucionado tanto que ha dejado a esos dispositivos en ridículo. Si un transistor óptico quiere competir con los tradicionales debe de ser muy bueno.

Aunque gran parte de las comunicaciones se hacen ahora a través de cables de fibra óptica su control emisión y recepción se hace con circuitos electrónicos que crean cuellos de botella a la transmisión de datos, y la creación de sistemas totalmente fotónicos está todavía lejos. Según explica Vahid Sandoghdar, de ETH Zurich, se podría comparar el estado actual de esta tecnología con el estado de la tecnología electrónica basada en tubos de vacío de hace décadas.
Si queremos circuitos fotónicos que compitan con los tradicionales deben de contener transistores muy pequeños. Y nada más pequeño que una molécula. Este grupo de científicos ha conseguido un logro en este campo al crear el primer transistor basado en una sola molécula.
Su funcionamiento se basa en que el estado energético de la molécula está cuantizado, si un haz láser incide sobre ellas la molécula pasa de su estado fundamental de energía a otro excitado absorbiendo energía del haz. Luego es posible liberar esta energía absorbida cuando se incide con otro haz en un proceso de emisión estimulada similar a la que están basados los láseres. Como resultado se produce una amplificación luminosa.
Jaesuk Hwang, también participante en el proyecto, dice que esta amplificación estimulada en láseres se da con un número enorme de moléculas, pero en este caso es sobre una sola molécula. En este caso se aprovechan, además, de que a bajas temperaturas las moléculas parecen aumentar su superficie aparente cuando interaccionan con la luz. Tuvieron que enfriar el sistema experimental a un grado por encima del cero absoluto.
Usando un láser para preparar el estado cuántico de una sola molécula de manera controlada, estos científicos pueden amplificar o atenuar un segundo haz láser. Como se ve, este método de modulación es el mismo que el de un transistor convencional, en el que una corriente eléctrica de entradas es modulada por otra.
Este tipo de componente podría también ayudar a conseguir la computación cuántica. Según Sandoghdar harán falta mucho años hasta que los fotones reemplacen a los electrones en los circuitos, pero mientras tanto los científicos podrán aprender a manipular y controlar sistemas cuánticos, llevándonos cerca del sueño del computador cuántico.

Fuente: Neofronteras

El secreto regenerativo de las salamandras

Brigo — Wed, 01 Jul 2009 21:37:35 +0000

Uno de los misterios de la naturaleza que han despertado más interés, desde Aristóteles a Darwin, pasando por Voltaire, es la capacidad de las salamandras de regenerar sus miembros.

Ahora, investigadores alemanes y norteamericanos, bajo la batuta de Martin Kragl (del Instituto Max Planck de Alemania), han puesto al descubierto el enigmático proceso celular que tiene lugar en sus organismos. Hasta ahora se pensaba que esta capacidad de las salamandras se debía a que sus células madre eran tan pluripotenciales como las embrionarias humanas y se podían convertir en cualquier tipo de tejido u órgano.

La nueva investigacion, publicada en ‘Nature’, revela que sus células conservan la memoria y se regeneran, salvo raras excepciones, en el mismo tipo de tejido del que proceden, es decir, las de cartílago regeneran cartílago, las de músculo, músculos y las nerviosas, neuronas. Es decir, es el mismo mecanismo que el de las células madre adultas humanas, que pueden curar heridas o unir huesos rotos, pero llevado al extremo, que es la regeneracion de un miembro u órgano completo.

Malcolm Maden, coautor de la Universidad de Florida, asegura que estos resultados “dan más esperanzas de que un día seamos capaces de regenerar tejidos individuales en las personas y curar sin cicatrices”. De hecho, el Departamento de Defensa de Estados Unidos ya ha financiado investigaciones sobre este animal, con la esperanza de encontrar una solución para los solddos amputados en Irak o Afganistán.

Los muñones del ajolote

Para descubrir los entresijos celulares de este pequeño anfibio, Kragl y su equipo utilizaron salamandras ajolotes (‘Ambystoma mexicanum’), una especie que vive en un lago mexicano que es fácil de criar en cautividad y con unos embriones grandes para estudiar. Cuando un ajolote, que pueden vivir hasta 12 años, pierde una pata, se forma un muñón sobre la lesión que se llama blastema. A las tres semanas tiene un nueva pata nueva.

Karlg y sus colegas utilizaron una proteína, la GFP, que modifica las células para hacerlas visibles en verde fluorescente bajo una luz ultravioleta. Esta proteína permite a los científicos seguir las células modificadas desde su origen hasta su destino.

En este caso, utilizaron ajolotes embrionarios y adultos. A los primeros, les inyectaron las células con GFP donde sabían que se convertirían en partes del cuerpo, en concreto células nerviosas, lo que les permitió comprobar cómo se generaba el tejido nervioso. En el caso de los adultos, les injertaron tejidos y órganos que había cogido de los ajolotes transgénicos y cortaron parte de ese tejido injertado para examinar su regeneración.

Su conclusión fue que cada tipo de célula regenera un tejido distinto, salvo en el caso de las células de la piel y del cartílago, que a veces intercambian sus funciones. “Una vez que se entiende cómo se regeneran las salamandras, podremos saber por qué no lo hacen los mamíferos, lo que puede ser útil para tratar el cerebro humano y otras enfermedades”, aseguran Maden.

Fuente. Diario El Mundo