Planta carnívora atrapa su presa bajo el suelo

Usan hojas adhesivas subterráneas para atrapar y digerir nemátodos.

Estamos acostumbrados a pensar en las plantas como unos seres inmóviles e inofensivos. Sin embargo, las plantas carnívoras —que para Darwin eran las plantas más asombrosas en el mundo— no se ciñen a este estereotipo. Las adaptaciones morfológicas y fisiológicas que han adquirido a lo largo de su historia evolutiva, las convierten en unos organismos fascinantes.

Las manifestaciones más asombrosas son sus hojas especializadas que se convierten en trampas mortales, con la capacidad de digerir a sus presas y absorber los nutrientes, lo que les ha llevado, en algunos casos, a prescindir de la fotosíntesis. Esto lo hacen porque sus hábitats naturales se caracterizan por ser pobres en nutrientes elementales como lo son: el nitrógeno, fósforo, potasio, entre otros. No obstante, ésta no es la forma más económica de obtenerlos.

Las plantas carnívoras representan menos del 0.2% del total de plantas con flores descritas a la fecha. Esto se debe principalmente al costo energético que deben invertir para producir néctares y aromas atractivos para sus presas (Sarracenia purpurea), jarrones coloridos con patrones de radiación UV que sean reconocibles por los insectos (Nepenthes sp.), sustancias mucilaginosas (Drossera rotundifolia) o resinosas (Roridula gorgonias) que no dejen escapar el alimento una vez capturado, o incluso trampas que se activen por un sofisticado gatillo (Dionaea muscipula). Así como también desarrollar glándulas especializadas en producir enzimas digestivas.

Sin embargo, un estudio publicado hoy en PNAS sugiere que el porcentaje que representan las plantas carnívoras podría estar subestimado porque científicos brasileños, liderados por el biólogo Caio Pereira de la Universidad Estatal de Campinas, han descrito una planta del género Philcoxia que tiene la capacidad de capturar y digerir nemátodos usando unas hojas adherentes subterráneas.

El género Philcoxia, que pertenece a la familia Plantaginaceae, está compuesta por tres especies que crecen exclusivamente en los campos rocosos del centro de Brasil. Esta zona se caracteriza por ser muy rocosa y arenosa, con bajas cantidades de nutrientes pero bien iluminado, y con un régimen de lluvias estacionales. Todas estas condiciones favorecen la existencia de plantas carnívoras, por lo que hacía sospechar que las Philcoxia eran carnívoras.

Pero, a pesar que las Philcoxia presentaban características típicas de las plantas carnívoras, nunca se pudo determinar la estrategia empleada para capturar sus presas. La forma como obtenía sus nutrientes fue un gran misterio para los botánicos y ecólogos brasileños.

Todo cambio en el 2007 cuando el Dr. Peter Fritsch y sus colaboradores de la Academia de Ciencias de California y la Universidad Estatal de Campinas, descubrieron la presencia de nemátodos adheridos a las hojas subterráneas de Philcoxia minensis almacenadas en un herbario. Todo apuntaba a que esta planta era carnívora.

Para corroborar esta hipótesis, Pereira y sus colaboradores “alimentaron” a la planta con unos sabrosos nemátodos marcados con Nitrógeno-15 (un isótopo más pesado del nitrógeno que no se encuentra normalmente en los seres vivos). Al analizar sus hojas, observaron que los niveles de ¹⁵N alcanzaron el 5% y 15% del total a las 24 y 48 horas, respectivamente. Además, la concentración total de nitrógeno y fósforo también fue significativamente superior al promedio observado en las especies vecinas. Estos resultados demostraban que la planta asimilaba los nutrientes liberados por el nemátodo.

Al hacer un estudio enzimático de las hojas de P. nimensis observaron que las fosfatasas se encontraban muy activas, lo que indicaría que la planta digería sus presas por sí misma, descartando así que el proceso sea realizado por algún tipo de bacteria simbionte.

Lo reportado en este estudio es una estrategia única no descrita anteriormente. La P. nimensis, y posiblemente las otras dos especies de Philcoxia, usan unas hojas subterráneas adhesivas para atrapar los nemátodos que allí habitan. Luego, secretan enzimas que empiezan a digerir a la desafortunada presa para que finalmente asimilen los nutrientes generados.

Esta estrategia es bastante críptica en comparación a las otras. Esto porque sus hojas especializadas son bastante pequeñas (de 0.5 a 1.5mm de diámetro) y se encuentran escondidas bajo el suelo. Además, sus presas son microscópicas. Todo esto nos llevaría a pensar que podrían haber muchas más especies de plantas que se alimenten de algún tipo de microorganismo o que usen estrategias que no pueden ser apreciadas a simple vista, subestimando así el número total de especies de plantas carnívoras descritas en la actualidad.

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Referencia:

Pereira, C., Almenara, D., Winter, C., Fritsch, P., Lambers, H., & Oliveira, R. (2012). Underground leaves of Philcoxia trap and digest nematodes Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1114199109

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Planarias reformularían la función de los centrosomas

Sus células prescinden de ellos, pero su capacidad regenerativa y desarrollo embrionario no se ven afectados.

Los centrosomas son unos organelos esenciales en todas las células animales. Están formados por dos centriolos orientados perpendicularmente, cada uno compuesto de nueve tripletes de microtúbulos ordenados en forma cilíndrica y rodeados por una masa amorfa de proteínas llamada materia pericentriolar. Su principal función es organizar los microtúbulos tanto para dar forma, polaridad y movilidad a la célula como para generar el huso mitótico por donde migrarán los cromosomas durante la división celular. Los centriolos, además, son el punto de anclaje de los cilios (protuberancias celulares que sirven para dar movimiento).

Decimos que estos organelos son esenciales porque son casos muy peculiares en los cuales no están presentes en las células animales, por ejemplo: durante las primeras fases del desarrollo embrionario de ratones y en los estados avanzados de desarrollo en la mosca de la fruta. No obstante, un estudio publicado esta semana en Science demuestra que las células de las planarias carecen de centrosomas, sugiriendo que su mantenimiento a través del proceso evolutivo tenga poco o nada que ver con la división celular.

Las planarias son los maestros de la regeneración. Pueden perder cualquier parte de su cuerpo —incluso su cabeza— y volver a regenerarla rápidamente. Tal es su habilidad que el año pasado, un grupo de investigadores del Howard Hughes Medical Institute (HHMI), lograron regenerar una planaria completa a partir de una única célula. Todo el proceso se basa en divisiones celulares continuas y posterior diferenciación de tejidos gracias a que sus células mantienen la pluripotencia y totipotencia (neoblastos) durante toda su vida.

Estos gusanos planos carecen de centrosomas pero no de centriolos, los cuales están presentes en las células multiciliadas de su cuerpo. Como los centriolos son el núcleo de los centrosomas y estos, a su vez, son importantes para la división celular, un grupo de investigadores liderados por la Dra. Juliette Azimzadeh de la UC California decidieron revelar el papel que juega los centriolos en la regeneración de las planarias.

Para sus experimentos, Azimzadeh y sus colegas usaron la planaria Schmidtea mediterranea, a quien le bloquearon la expresión de las proteínas que conforman el centriolo usando ARNs de interferencia. Los investigadores observaron que este bloqueo afectaba la locomoción del animal porque los cilios no llegaban a desarrollarse. Sin embargo, su capacidad regenerativa no se vio afectada en lo más mínimo.

Por otro lado, al estudiar los embriones de S. mediterranea usando moléculas fluorescentes que se unen a las proteínas centriolares, los investigadores no observaron fluorescencia alguna. Estos dos resultados apuntaban a lo mismo: los centriolos, y por tanto, los centrosomas, no son necesarios para la división celular, la regeneración de tejidos o el desarrollo embrionario; sólo se ensamblan durante la diferenciación de las células ciliadas.

El estudio además reveló que, durante su evolución, las planarias perdieron genes necesarios para el ensamblaje y duplicación de los centrosomas, entre ellos los que codifican para las proteínas SPD-2/Cep192, CNN/CDK5RAP2 y Nek2; mientras que los genes esenciales para la formación de los centriolos se conservaron para ser expresados durante la diferenciación de las células multiciliadas.

Al estudiar otros gusanos planos más primitivos como el Macrostomum lignano, se observó que ellos presentaban genes homólogos a SPD-2/Cep192 y Nek2 y que los centriolos se ubicaban hacia los polos de sus células, lo que indicaría que los centrosomas aún estaban presentes en las primeras etapas evolutivas de las planarias.

Entonces, la conservación de los centrosomas en el resto de animales a lo largo de su evolución no sería porque cumplen un rol fundamental en la división celular, sino que, en realidad, su principal función sería coordinar procesos de desarrollo específicos aún desconocidos.

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Referencia:

Azimzadeh, J., Wong, M., Downhour, D., Alvarado, A., & Marshall, W. (2012). Centrosome Loss in the Evolution of Planarians Science DOI: 10.1126/science.1214457

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Físicos vuelven invisible un suceso en el tiempo

Usando materiales que modifican la velocidad de la luz crean un hoyo temporal donde cualquier suceso puede ser ocultado.

Tener una capa de invisibilidad temporal sería el sueño de cualquier asaltante de bancos o museos porque le permitiría hacer todas sus fechorías sin que nadie se diera cuenta de ello. Así que, para todos los malhechores que leen diariamente el blog les traigo una “excelente noticia”.

Físicos de la Universidad de Cornell (Estados Unidos) han demostrado experimentalmente que crear hoyos temporales es posible. Según un estudio publicado el 4 de Enero en Nature, el grupo de investigadores liderados por el Dr. Moti Fridman lograron ocultar sucesos durante 50 picosegundos (0.00000000000005 segundos).

Nosotros podemos ver objetos, y por lo tanto, sucesos gracias a la luz. La materia tiene la propiedad de interactuar con ella, ya sea absorbiéndola, reflejándola, dispersándola o refractándola. Entonces, si logramos modificar estas propiedades podríamos modificar la forma en cómo detectamos un determinado objeto.

Estoy seguro que muchos recordaremos haber visto en los dibujos animados o en el Chapulín Colorado la famosa “pintura invisible”. Bastaba untarte un poco de ella para desaparecer completamente. Bueno, si bien no existe dicha pintura, existen materiales artificiales (metamateriales) con índices de refracción negativos o que cambian a lo largo de toda su estructura, haciendo que la luz, en vez de chocar contra ella y dispersarse —como lo haría típicamente al toparse con cualquier objeto— lo rodee tal como lo hace una corriente de agua cuando hay una piedra en medio. La luz seguirá su rumbo como si no hubiera nada en frente, creando una capa de invisibilidad espacial.

Entonces, si pudiéramos crear un hueco en medio de un rayo de luz, ¿todo lo que esté o pase durante el tiempo que dure ese hueco sería invisible ante nuestros ojos?. Sí, porque la luz no interactuará con el objeto y, por lo tanto, no modificará ninguna de sus propiedades. Esto fue precisamente lo que hicieron los investigadores de la Universidad de Cornell.

Fridman y sus colegas usaron una lente de tiempo dividida (STL) y un medio dispersivo. Seguro se estarán preguntando ¿qué es una lente de tiempo? Bueno, si recuerdan sus cursos de óptica, las lentes normales (lentes ópticas) son dispositivos que convergen (concentran) o divergen (separan) los rayos de luz espacialmente. Las lentes de tiempo hacen lo mismo, pero no en el espacio, sino en el tiempo.

Sabemos que la luz visible está compuesta por diferentes longitudes de onda, cada una cae dentro de un rango de color específico. Así que este tipo de lentes hace que la luz cambie de color en diferentes momentos en el tiempo. La STL, por su parte, hace esto pero de dos formas, una mitad separa los colores azules y la otra los colores rojos, en diferentes momentos. Luego, la luz separada en colores pasa a través de un medio dispersivo el cual modifica la velocidad de la luz según su color.

El primer medio dispersor hace que los rayos de luz roja se vuelvan más lentos que los azules creándose un hueco. Todo lo que ocurra en este hueco será invisible porque no habrá luz que interactúe con el suceso. Luego, para regenerar el rayo de luz y sea apreciado como si nada hubiera pasado, el sistema se repite pero de forma inversa. El medio dispersivo esta vez hará que los rayos de luz azul sean más lentos y otra STL volverá a unir los rayos de luz para regenerar el original.

Este video lo explica de manera detallada:

Sin dudas es un bonito experimento que demuestra la factibilidad de crear una capa de invisibilidad temporal. El estudio ya había sido pre-publicado en el mes de Julio del 2011 vía ArXiv.org y el blog Aventura de la ciencia lo comentó en aquel entonces.

Como pueden ver los investigadores usaron un pulso de rayo láser verde el cual atravesó la lente de tiempo dividida y el medio dispersivo (fibra de modo simple) con el que lograron generar una capa de invisibilidad temporal de 50 picosegundos (50 veces la milésima de la millonésima de la millonésima parte de un segundo). El suceso que ocultaron durante este periodo de tiempo fue un pulso de luz con la capacidad de interactuar con el rayo láser. Los resultados mostraron que la amplitud del evento se redujo en más de 10 veces.

Ahora los físicos buscan combinar las capas de invisibilidad espacial con la temporal y lo creen poder hacer porque ambas actúan en dimensiones físicas diferentes. La principal aplicación que se le puede dar es mejorar la seguridad de la transmisión de información a través de las redes de fibra óptica, así que Fridman y sus colegas están buscando crear capas de invisibilidad temporal mucho más largas, del orden de los micro y, por qué no, de los milisegundos.

P.D: Siento desilusionar a mis lectores asaltantes que llegaron hasta este punto de la historia.

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Referencias:

Fridman, M., Farsi, A., Okawachi, Y., & Gaeta, A. (2012). Demonstration of temporal cloaking Nature, 481 (7379), 62-65 DOI: 10.1038/nature10695

Boyd, R., & Shi, Z. (2012). Optical physics: How to hide in time Nature, 481 (7379), 35-36 DOI: 10.1038/481035a

Video vía Scientific American Blogs.

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Esta entrada participa en el VI Carnaval de la Tecnología celebrado este mes en Scientia.

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Científicos hallan proteína de interferencia en microorganismo halófilo

Reconocen secuencias específicas de siete nucleótidos para silenciar la expresión del gen.

Hace algunos días vimos un video muy didáctico de lo que es un ARN de interferencia (ARNi). Los ARNi han sido ampliamente estudiados desde su descubrimiento en 1998 por Andrew Fire y Craig Mello, el cual les valió el Nobel de Fisiología en el 2006. Su función es regular la expresión de los genes después de que hayan sido transcritos de ADN a ARN mensajero (ARNm), en otras palabras, “apagan” o “silencian” determinados genes.

Están compuestos por unos cuantos nucleótidos —entre 21 y 23 la mayoría de las veces— que son complementarios a una región específica del ARNm, emparejándose con ellos y formando una porción de doble hebra que es degradada rápidamente por las nucleasas de la célula. 

Sin embargo, los ARNi no serían los únicos encargados de silenciar los genes a este nivel ya que un grupo de investigadores estadounidenses del Robert Wood Johnson Medical School, liderados por el Dr. Masayori Inouye, han descubierto una proteína capaz de reconocer y cortar secuencias específicas de siete nucleótidos en el ARNm con el fin de regular su expresión. Los resultados fueron publicados el 3 de Enero en Nature Communications.

Todo empezó en el 2003 cuando el mismo grupo de científicos descubrió una enzima —la MazF— en E. coli que era capaz de cortar el ARNm en regiones que portaban la secuencia ACA, silenciando así la expresión de estos genes. A estas enzimas las llamaron “interferasas”. A partir de entonces se hallaron más MazF homólogas en otras especies de bacterias, cada una con especificidades que variaban entre 3 y 5 nucleótidos.

Por ejemplo, las interferasas de Mycobacterium tuberculosis y Staphylococcus aureus reconocen secuencias específicas de cinco bases que regulan la expresión de genes asociados con su patogenicidad. No obstante, estas secuencias de reconocimiento son demasiado cortas como para silenciar la expresión de genes específicos tal como lo hacen los ARNi.

Cuando Inouye y sus colaboradores analizaron el genoma de Haloquadrata walsbyi, una arquea de forma plana y cuadrada que vive en ambientes extremadamente salinos (halófilo), encontraron un gen que codificaba una proteína homóloga a la MazF de E. coli. A este gen lo llamaron mazF-hw.

Las interferasas MazF funcionan bajo un sistema toxina-antitoxina. Esto quiere decir que hay otra proteína que regula el efecto silenciador de MazF. Esta proteína se llama MazE y los genes que los codifican están ubicados uno junto al otro (operón mazE-mazF).

En H. walsbyi también se encontró otro gen junto a mazF-hw al que llamaron mazY-hw, sin embargo la proteína que codificaba no presentaba homología con MazE.

Para hacer un estudio más profundo de la interferasa MazF-hw, el Dr. Yoshihiro Yamaguchi, autor principal del estudio, aisló el gen, lo puso en un vector (pColdII-mazF-hw) que es activado en presencia de IPTG y lo introdujo en E. coli. Hizo el mismo procedimiento el otro gen (pET-mazY).

[Para entender como se hace un vector y como se inserta un gen en una bacteria mirar el video BioUnalm for dummies #2]

Al analizar el crecimiento de la E. coli transformada observó que MazF-hw era tóxico para ella (no había crecimiento) a menos que MazY estuviera presente (ver Figura C). Esto demostraba que MazY-hw y MazE cumplían la misma función a pesar de no presentar homología.

Con el fin de determinar cuál era la secuencia específica que MazF-hw reconocía, los investigadores purificaron la proteína y la estudiaron in vitro. Para ello usaron como sustrato el ARN del fago MS2 y los ARN ribosomales de bacterias (16S y 23S) y levaduras (18S y 28S). Los resultados mostraron que MazF-hw sólo cortaba el ARN del fago MS2 y lo hacía en un sólo punto. Además, cuando se ponía junto a MazY-hw, su capacidad de corte era inhibida. Esto demostraba dos cosas: i) había una secuencia de reconocimiento única en el ARN del fago que no estaba presente en los ARN ribosomales y ii) MazY-hw es la antitoxina de MazF-hw.

Usando herramientas bioinformáticas predijeron que la secuencia de reconocimiento y corte debía tener como mínimo seis bases. Las candidatas eran las secuencias UUACUC y UACUCA. Para determinar cuál era, diseñaron dos pequeñas moléculas de ARN de 13 bases donde estarían inmersas estas dos secuencias. Sin embargo, la MazF-hw no fue capaz de cortarlas. Entonces, diseñaron otras secuencias añadiendo distintos nucleótidos a cada uno de los extremos de las seis bases centrales y determinaron que la MazF-hw reconocía y cortaba una secuencia específica de siete nucleótidos (UUACUCA) y lo hacía con una especificidad superior al 99%. Además se determinó que el corte lo hacía después de la segunda U.

Las implicancias de este descubrimiento son grandes. Es la primera vez que se identifica una secuencia de reconocimiento y corte tan larga. En promedio, esta secuencia se repite cada 16,000 nucleótidos dentro de H. walsbyi, en otras palabras, no es muy frecuente y sólo estaría presente en unos pocos genes.

Al analizar los ~2,600 genes de H. walsbyi se encontró la secuencia UUACUCA en 183 de ellos: 170 presentaban una copia, 12 dos copias y sólo una presentaba tres copias de la secuencia mencionada. Como la sensibilidad del ARNm a ser cortado por la MazF-hw es proporcional al número de copias de la secuencia de reconocimiento, sólo un gen estaría fuertemente regulado por esta proteína.

El gen boa era el que presentaba las tres copias. Este gen codifica para un regulador de la bacteriorodopsina, quien es la encargada de usar la energía de la luz para bombear protones y generar ATP. Al hacer los estudios in vitro observaron que la interferasa MazF-hw era inhibida a concentraciones de 10mM de MgCl₂ y 400mM de NaCl. Sin embargo estos microorganismos requieren de concentraciones de 3M de NaCl para vivir y puede resistir hasta 2M de MgCl₂, lo que indicaría que MazF-hw no se encuentra activa en condiciones normales de desarrollo.

Entonces, ¿en qué momento funciona?. La H. walsbyi vive feliz flotando sobre la superficie de aguas saturadas de sales, capturando la luz del sol para producir ATP. Pero cuando los niveles de sal se reducen (estado hipo-osmótico) debido a las lluvias o el desborde de un río, las H. walsbyi pierden su capacidad de flote y se hunden, su capacidad de producir ATP se reduce porque los rayos solares no la alcanzarán con la misma eficiencia. Entonces, como la concentración de sal del entorno disminuye, la MazF-hw se activa y la bacteriorodopsina deja de ser producida (al fin y al cabo, ya no le es útil).

La activación de la MazF-hw puede desempeñar un rol importante en la respuesta de H. walsbyi a las condiciones duras del entorno: los sistemas toxina-antitoxina se caracterizan por ello. Sin embargo, aún queda otra pregunta por resolver: ¿Por qué MazF-hw fue tóxica para E. coli?

Al analizar todos los genes de E. coli se encontró la presencia de la secuencia UUACUCA en 223 de ellos, de los cuales cuatro son esenciales para su crecimiento (lolDi, rplC, rpmD y rpoB). La explicación sería que MazF-hw degrada los ARNm de estos genes evitando así que la bacteria se desarrolle.

Como conclusión tenemos que MazF-hw es una proteína que regula la expresión genética a nivel del ARNm, pero a diferencia de otras proteínas similares descritas anteriormente, su especificidad es mucho mayor, tanto así que podría regular la expresión de unos pocos gen (incluso uno sólo). Por otro lado, las interferasas no son enzimas de restricción porque no actúan a nivel del ADN.

Ahora los científicos apuntan a buscar más genes homólogos a MazF-hw, tal vez con secuencias de reconocimiento mucho más largas las cuales mejorarían enormemente su especificidad, hasta el punto de llegar a comportarse como los ARN de interferencia, los cuales reconocen secuencias de 22 bases en promedio.

Además, los investigadores apuntan al desarrollo de interferasas específicas para inactivar genes humanos que se encuentran sobreexpresados en ciertas condiciones patológicas (cánceres o enfermedades metabólicas). También se podrían diseñar interferasas que permitan bloquear el desarrollo de virus y bacterias patógenas de plantas con el fin de desarrollar variedades de cultivos resistentes a enfermedades. Sin dudas, se ha abierto un nuevo campo de investigación que espera ser aprovechado.

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Referencia:

Yamaguchi, Y., Nariya, H., Park, J., & Inouye, M. (2012). Inhibition of specific gene expressions by protein-mediated mRNA interference Nature Communications, 3 DOI: 10.1038/ncomms1621

Imagen: H. Walsbyi (Bolhuis et al., 2004).

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Desarrollan técnica para detectar esporas de ántrax en sobres cerrados

Científicos usaron una variante de la espectroscopía Raman.

Desde el 11 de Septiembre del 2001, Estados Unidos ha reforzado las medidas de seguridad de sus aeropuertos y servicios postales ante la amenaza de cualquier atentado terrorista. Una forma típica de ataque es a través de agentes infecciosos sumamente virulentos y cuyo tratamiento es ineficiente o inexistente (bioterrorismo). Tal es el miedo que hace poco se ha puesto una moratoria a la publicación de dos artículos —uno en Science y otro en Nature— sobre el desarrollo en el laboratorio de una cepa de la gripe H5N1 sumamente virulenta.

El problema es que las técnicas empleadas para detectar cualquier tipo de espora o partícula viral dentro de sobres y cartas son ineficientes. La resolución obtenida o la interferencia con otros compuestos presentes dentro (Ej.: papeles, polvo y otros químicos no peligrosos) dificultan el trabajo.

Un grupo de investigadores estadounidenses liderados por el Dr. Rajan Arora de la Universidad de Wisconsin han logrado detectar la presencia de esporas de ántrax dentro de sobres cerrados usando una variante de la espectroscopía Raman según un artículo publicado el 3 de Enero en PNAS.

De manera sencilla, la espectroscopía Raman se basa en el cambio de la frecuencia de los fotones de luz al interactuar con las moléculas. Esto dependerá de la rotación y vibración de los enlaces. Cada molécula tiene un patrón específico de dispersión que permite identificarlo. El problema es que el papel y todo lo que haya dentro de los sobres interfieren con la luz incidente y la señal emitida por el componente de interés disminuyendo considerablemente su intensidad o creando un ruido de fondo.

La solución llegó en el 2002 cuando Scully et al. mejoraron la intensidad de la señal usando la espectroscopía de dispersión anti-Stokes Raman coherente (CARS). Esta técnica genera un estado de máxima coherencia molecular que se da cuando las moléculas oscilan a una amplitud máxima y todas al unísono. En el presente estudio, Arora y sus colaboradores combinaron CARS con la microscopía Raman coherente para reducir la interferencia del medio y aumentar la rapidez de detección de esporas de ántrax dentro de sobres cerrados. Para ello usaron pulsos cortos de dos rayos láser combinados y enfocados sobre la muestra permitiendo obtener un espectro de dispersión de buena resolución.

Para demostrar la eficacia de la técnica, los investigadores pusieron dentro de unos sobres cerrados un poco de ácido dipicolínico (DPA), el principal componente de las esporas del ántrax, y lograron identificar claramente su patrón de dispersión. Para complicar la cosa, mezclaron el DPA con polvo de tiza, para ver si la técnica era capaz de diferenciarlos. Como era de esperarse, la microespectroscopía CARS lo pudo hacer aunque la intensidad de la señal se redujo de manera considerable. Además, la técnica no sólo permitió identificar los componentes sino determinar su ubicación y hasta concentración dentro del sobre.

La velocidad de análisis es de aproximadamente 100ms por campo de observación, no muy rápida como para analizar un sobre entero de forma instantánea. Sin embargo, esta técnica puede emplearse junto a otras como la microscopía óptica de transmisión para hacer el CARS sólo en regiones sospechosas del sobre.

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Referencia:

Arora, R., Petrov, G., Yakovlev, V., & Scully, M. (2012). Detecting anthrax in the mail by coherent Raman microspectroscopy Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1115242108

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Cierre del X Carnaval de Química

Durante este mes, BioUnalm tuvo el honor de acoger la X Edición del Carnaval de Química. Esta edición fue especial porque el 2011 fue el Año Internacional de la Química. Quiero agradecer a todos los que contribuyeron con el carnaval, ya que es por ustedes que ésta gran iniciativa sigue vigente, divulgando de manera rigurosa y entretenida esta apasionante área de la ciencia. Así que, sin más preámbulos, les presento las 11 entradas participantes.

La primera contribución llegó gracias a @Manuel_SanchezA a través de su blog Curiosidades de la microbiología. Manuel nos habló sobre qué pasó con las archifamosas bacterias del arsénico, un año después de su publicación en Science. En él nos comenta los resultados obtenidos por la principal crítica del trabajo de Wolfe-Simon et al., la microbióloga Rosie Redfield, así como también, la publicación de la secuencia del genoma de esta bacteria gracias al trabajo del Dr. Simon Silver.

@DaniEPAP —creador del Carnaval— se hizo presente con una interesante pregunta: “¿Cuál es tu reacción química favorita?” a través de su blog Ese punto azul pálido. Entre las más populares tenemos la Rx de Maillard, Rx de Belousov Zhabotinsky y el pardeamiento enzimático por oxidación de polifenoles (la explicación de por qué tu manzana se “oxida” una vez que la muerdes).

Además, @DaniEPAP se hizo presente con otra entrada. ¿Alguna vez te preguntaste cómo despega un módulo lunar en la LUNA? ¿Cuál fue el combustible usado?. Entérate aquí.

El chocolate, a parte de ser un delicioso manjar, tiene propiedades beneficiosas para la salud gracias a la gran cantidad de antioxidantes que posee. Borja a través de su blog Destejiendo el mundo (@Destejiendo) nos muestra la relación entre los chocolates y la salud.

Quienes seguimos el gran blog de @ScientiaJMLN, Scientia, estamos acostumbrados a leer unas historias fascinantes. José Manuel tiene la habilidad de encontrarle una relación tan fantástica a cosas que “aparentemente” no las tienen. Adaptada a una historia épica (El señor de los anillos), él nos cuenta cómo pudo atrapar a la pinosilvina —un potente agente antimicrobiano y antifúngico natural— usando sus queridas ciclodextrinas. Sin lugar a dudas se lleva el Óscar a “Mejor artículo científico adaptado”.

Desde la hermosa tierra de Ecuador, Alexis Hidrobo nos cuenta la química que está detrás del amor, la acción que cumplen las endorfinas, feniletilaminas, norepinefrinas y oxitocinas en el amor de pareja. Su artículo “Las flechas químicas de Cupido” fue publicado a través de Hablando de Ciencia (@HdCiencia). Además, quiero aprovechar la oportunidad para felicitarlos por el documental “Del mito a la razón”, un trabajo independiente memorable.

¿Algún día nos olvidaremos por completo de las lavadoras y los detergentes?. Como siempre Francis (@emulenews) nos trae las últimas novedades de la ciencia. Esta vez nos cuenta sobre un algodón recubierto con una capa de dióxido de titanio dopado con nitrógeno y con otra de yoduro de plata que se limpian simplemente poniéndolas al sol.

¿Será que todos los procesos importantes para la vida, incluso esa extraña cosa que llamamos conciencia humana, no sea más que una simple interacción de partículas subatómicas y campos de energía?. El anfitrión, @biounalm, se hace presente tratando de responder esta interrogante.

¿Cuáles han sido las investigaciones más resaltantes del año en el mundo de la química? La respuesta sólo la puede dar un referente en la divulgación científica en español como lo es César Tomé (@EDocet). César considera que los avances más importantes del 2011 se centraron en dos grandes áreas de estudio: el origen de la vida y la biología sintética. Entérate cuáles son (en la primera de ellas) a través de su blog Experientia Docet.

@jmmulet nos cuenta la historia de unos hermanos mellizos que padecían de una enfermedad muy rara cuyos síntomas eran tan peculiares que ningún especialista pudo dar un diagnóstico definitivo. Un día encontraron a un paciente que presentaba la misma sintomatología, pero a diferencia de los mellizos, su mal estaba identificado: distonia dopa-sensible (una enfermedad genética). El tratamiento funcionó, pero sólo por un tiempo. Nuevos síntomas aparecieron. Finalmente encontraron la causa original a todos sus problemas. ¿Cómo lo hicieron? Entérate cómo leyendo la entrada preparada por JM Mulet en Los productos naturales ¡vaya timo!.

Finalmente, Elisa Benitez (@EbeniTIC) a través de su blog Que no te aburran las M@tes quien nos da una breve entrada sobre el Año Internacional de la Química.

Bueno, no queda nada más que desearles a todos un Feliz Año 2012, que todas sus metas se cumplan y sus proyectos se concreten y será hasta una nueva oportunidad. Ahora cedo el testigo a Daniel Martín Reina quien albergará en su blog, La aventura de la ciencia, la XI edición del carnaval. Éxitos!.

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NOT-Top TEN del 2011: lo más extraño, bizarro y jocoso del año

En el 2011 se presentaron historias, noticias e investigaciones realmente extrañas y, en algunos casos, jocosas. Así que como un bonus track al Top TEN presentado ayer haremos un recuento de las 10 historias que te robaron una sonrisa o un WTF?! durante el año, un NOT-Top TEN al mismo estilo de ESPN…

10. Plantas que actúan como personas

Cuando vemos una planta, creemos que son los seres vivos más aburridos del mundo, ya que son sésiles, no nos divierten, y no mueven sus hojas si están felices. Sin embargo, a pesar de que parezcan inanimados, presentan muchas actividades sociales típicas de los humanos. Aquí haremos un pequeño recuento de cosas que hacen que las plantas se comporten como personas.

9. Estrecha relación entre un murciélago y una planta carnívora

En 1980, un ecólogo llamado Jonathan Moran hizo una extraña observación en la especie Nepenthes rafflesiana ‘elongata’. A diferencia de la otras,  esta variedad no presentaba aromas ni colores llamativos que le permitan atraer pequeñas presas. Debido a esto, la N. r. elongata capturara siete veces menos insectos que las variedades comunes. Entonces, ¿cómo hace para sobrevivir un “predador” que no caza?. La respuesta estaba en su mejor amigo, el murciélago Kerivoula hardwickii.

8. El mejor ABSTRACT de la historia

7. Los extravagantes cascos de los membrácidos

Los membrácidos (treehoppers) es el grupo insectos más raros y espectaculares que he visto alguna vez ya que poseen una especie de casco que adquiere unas formas muy caprichosas, tales como: espinas, semillas, hojas, excrementos de aves, hasta de hormigas. ¿A qué se debe? Entérate aquí.

 

6. Un bonito regalo garantiza el apareamiento

Resulta que las arañas niñeras (Pisaura mirabilis) también ‘pagan por tener sexo’. Los machos que deseen aparearse con una hembra no pueden presentarse con las manos patas vacías. Lo que hacen es capturar un insecto, envolverlo con su seda y ofrecérselo a su compañera para que ella se entretenga examinándolo y comiéndolo mientras el macho hace su trabajo.

5. Volviendo los tejidos transparentes

¿Alguna vez has imaginado tener el poder de ver a través de la ropa piel de alguien? ¿Ver cómo funciona —en tiempo real— cada uno de sus órganos?. Tal vez sea una idea descabellada pero un grupo de investigadores japoneses (cuándo no los japoneses con sus cosas raras) han desarrollado una novedosa solución acuosa llamada Scale que permite convertir los tejidos en estructuras ópticamente transparentes, sin perder su forma ni función.

4. Hongos convierten a hormigas en zombis

Imagínense que dentro de sus intrincadas cavernas subterráneas, las hormigas tuvieran una sala de cines en 3D. Todas hacen fila para ver el estreno de una película de terror que trata sobre un hongo, Ophiocordyceps unilateralis, con la capacidad de invadir sus cerebros y modificar su comportamiento a través de químicos que controlan la mente, provocando que dejen su trabajo, abandonen la colonia y se dirijan hacia una hoja ubicada a unos 25cm del suelo en un ángulo específico contra el sol, para finalmente matarlas y liberar sus esporas… Para mala suerte de las hormigas, esto no es una película sino la vida real.

3. Ganadores de la Carrera mundial de células

Este año, por primera vez en la historia de la biología, se llevó a cabo la Carrera Mundial de Células. Los ganadores fueron anunciados en Diciembre durante el Encuentro Anual de la Sociedad Americana para la Biología Celular. Con una impresionante velocidad de 0.000000312Km/h células madre fetales mesenquimales de la médula ósea obtenidas por investigadores de la Universidad de Singapur se llevaron el título. Nuestra historia “La fórmula 1 celular” fue citada por la página oficial del concurso.

2. PhD Comics: La materia oscura

Espectacular trabajo realizado por Jorge Cham (creador de PhD Comics) que nos explica de manera sencilla, entretenida y detallada, ¿qué es la materia oscura?… Tienen que verlo:

Dark Matters from PHD Comics on Vimeo.

1. El póster vivo de “Contagio”

Este año se estrenó la película “Contagio”. Me gustó mucho la trama y la rigurosidad científica que le pusieron a la historia (algo muy difícil de ver en los productos de Hollywood), así como también la forma cómo un simple bloguero charlatán conspiranoico sin escrúpulos puede influir en la forma de pensar de las personas, poniendo en riesgo miles de vidas. Sin embargo, lo más memorable fue el anuncio publicitario que pusieron días antes de su estreno. Sólo tienen que ver el video:

¡FELIZ AÑO A TODOS!

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