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Los investigadores han descubierto que la lamprea de mar, que evolucionó de peces sin mandíbula hace 500 millones de años, remodela su genoma de manera espectacular. Poco después de que el huevo fertilizado de una lamprea se divide en varias células, el embrión en crecimiento descarta millones de unidades de su ADN

El hallazgo se publicó este mes en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences. El autor principal es Jeramiah Smith, un postdoctorado en Ciencias del Genoma en la Universidad de Washington (UW) que trabaja en el laboratorio del Benaroya Research Institute de Chris Amemiya, quien es también un profesor afiliado de la UW.

Se cree que ésta es la primera observación registrada de que un vertebrado —un animal con columna vertebral— reorganiza ampliamente su genoma como parte normal de su desarrollo. Se ha demostrado que algunas especies de invertebrados, como algunos gusanos redondos, se someten a una amplia remodelación de su genoma. Sin embargo, se cree que la estabilidad es vital en los genomas de los vertebrados para asegurar su funcionamiento normal y altamente preciso. Se creía que en el genoma de los vertebrados sólo se producen ligeras modificaciones para permitir la respuesta inmune, pero no reordenamientos a gran escala.

Smith, Amemiya y su equipo de investigación descubrieron inadvertidamente la dinámica transformación en el genoma de la lamprea de mar, mientras estudiaban los orígenes genéticos de su sistema inmunológico. Los investigadores estaban tratando de deducir la forma en que la lamprea de mar utiliza un mecanismo de “copiar y pegar” para generar diversos receptores que detectan una variedad de patógenos.

Los investigadores se sorprendieron al notar una diferencia entre la estructura del genoma en la línea germinal —las células que se convierten en óvulos y el esperma que los fertiliza— y la estructura del genoma en las células embrionarias resultantes. En el ADN en las primeras células embrionarias había miles de cortes que se asemejaban a los de las células que mueren … pero las células no se estaban muriendo. Las células embrionarias tenían una cantidad considerablemente menor de secuencias de ADN que las células de esperma y sus precursoras.

“La remodelación se inicia en el punto en el que el embrión pasa a sus propios genes y ya no depende de la provisón de ARNm materno”, dijo Smith.

La reestructuración no se produce toda de una sola vez, sino que continúa durante mucho tiempo durante el desarrollo embrionario. Les tomó mucho trabajo a los científicos ver qué se perdía y cuando. Aprendieron, entre otras conclusiones, que el genoma remodelado tiene menos repeticiones y secuencias específicos de codificación de genes. También se piensa que las supresiones hechas a lo largo de las hebras del ADN traspasan algunos interruptores de regulación del genoma más cerca de segmentos que previamente estaban distantes.

Los científicos no saben cómo ocurre esto, o por qué. Smith dice que su hipótesis favorita, todavía no demostrada, es que el material genético adicional podría desempeñar un papel en la proliferación de las células precursoras de esperma y huevos, y en el desarrollo embrionario temprano. El material genético podría ser descartado luego, o bien cuando éste ya no es necesario o bien para prevenir un crecimiento anormal.

La alteración de la estructura del genoma de la lamprea de mar y de invertebrados parece estar regulada estrictamente, según Smith, sin embargo el resultado de cambios estructurales parecen ser casi como los errores del ADN que dan lugar a tipos de cáncer u otros trastornos genómicos en animales superiores.
Aprendiendo cómo está regulado el reordenamiento del ADN de la lamprea de mar durante el desarrollo podría proporcionar información sobre qué estabiliza o qué cambia el genoma, dijo, así como qué papel tiene la reestructuración en ayudar a formar los diferentes tipos de células del organismo, como aletas, músculos o hígado.

Si el 20 por ciento de su genoma desaparece, ¿cómo pasan las lampreas de mar de la totalidad de sus genes a su descendencia?

“La línea germinal —las células precursoras de esperma y huevos— es un linaje continuo a través del tiempo”, explica Smith. “Las células precursoras de esperma y el huevo son apartadas al principio del desarrollo de la lamprea. El genoma de esta población de células nunca debe cambiar”. Se supone que el material genético sólo se pierde en las primeras células embrionarias destinadas a convertirse en partes del cuerpo y no en las células que dan lugar a la próxima generación. Los investigadores han estado buscando las células madre primordiales del esperma y los óvulos ocultas en la lamprea, pero son difíciles de encontrar.

Los investigadores todavía no saben cómo guía el genoma de la lamprea de mar la transformación que se produce durante su vida. Las lampreas de mar tienen una larga vida juvenil como larvas en agua dulce, donde se alimentan por su cuenta. Su corta vida adulta transcurre normalmente en el mar, como parásitos hematófagos. Su boca redonda, sin mandíbula, se pega como ventosa a otros peces. Varias filas de dientes circulares se introducen a través de la piel de sus desafortunados anfitriones. Su apetito es voraz.

Más tarde, cuando regresan a los arroyos y ríos a lo largo de la costa del Atlántico norte, las lampreas de mar se atrofian hasta que son poco más que vehículos para la reproducción. Tras el apareamiento, perecen. Las poblaciones de lamprea de mar fueron acotadas los Great Lakes y otros grandes lagos de los alrededores después de que fueron construidos canales y represas a principios del siglo 20. Ellas medran parasitando (y matando) especies de peces de importancia comercial y son consideradas una molestia en la región de los Grandes Lagos.

Los biólogos están interesados en la lamprea de mar, en parte a causa de su estilo de vida alterna, pero en gran medida porque representa un fósil viviente del tiempo en que se originaron los vertebrados. Los parientes cercanos de las lampreas de mar estaban en la Tierra antes que los dinosaurios. Es posible que la biología dinámica del genoma de la lamprea de mar se pueda trazar en la historia de la evolución a un punto cercano, y tal vez, incluso, a un antepasado común de todos los vertebrados que viven hoy en día, señalaron los autores del estudio.

“Las lampreas de mar tienen quinientos millones de años de historia evolutiva”, dijo Smith. “Los genetistas y biólogos evolutivos pueden comparar su genoma con el de otros vertebrados y el de los seres humanos para ver qué partes del genoma de la lamprea podrían haber estado presente en nuestros antepasados primitivos. Podemos empezar a entender cómo los cambios en el genoma de la lamprea de mar dieron lugar a una estructura coporal distinta y cómo los peces evolucionaron a partir de no tener mandíbula a tenerla “.

Amemiya añadió: “No sabemos a ciencia cierta a qué nos llevará este descubrimiento acerca de la de la remodelación del genoma de la lamprea de mar. Es común en la ciencia que las consecuencias de un hallazgo no se comprendan hasta después de varias décadas. Se trata menos de conectar los puntos para una aplicación específica, sino de cómo obtener una amplia comprensión de cómo se forman las cosas vivas”.

Además de Smith y Amemiya, los otros investigadores en este estudio fueron Francesca Antonacci y E. Evan Eichler del Departamento de Ciencias del Genoma de la UW. El proyecto fue financiado por becas de investigación de los Institutos Nacionales de Salud, la National Science Foundation y el Instituto Médico Howard Hughes. Smith también recibió los Premios del Servicio Nacional de Investigación, incluyendo un premio institucional Ruth L. Krischstein a través del Departamento de Ciencias del Genoma de la Universidad de Washington y un permio individual Ruth L. Krischstein a través del Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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De la mano de una propuesta original y diferente, en la que presenta distintas aristas de su personalidad y talento, el tecladista de Rata Blanca, Hugo Bistolfi, tiene listo el disco “Viaje al Cosmos”

Se trata de una obra conceptual que se basa en un relato de ciencia ficción que escribió el mismo músico y que cuenta con la participación de numerosos invitados, entre los que se destaca Fabio Zerpa.

El álbum es la continuación de “Uritorco” y “Machupicchu”, los dos primeros trabajos solistas en los que Bistolfi tomó experiencias personales en las sierras cordobesas y en las ruinas peruanas y las expuso en forma de canciones.

Además de Zerpa, en este nuevo disco aparece su compañero de Rata Blanca Adrián Balidari, el mexicano Alex Lora, Jaf, Walter Meza de Horcas, Patricio Sardelli de Airbag y Marciano Cantero de Enanitos Verdes, entre otros.

“Viaje al Cosmos” estará disponible en las disquerías de Argentina desde el 7 de agosto. Mientras se prepara para el lanzamiento, el músico se encuentra ultimando los arreglos para orquesta de sus dos discos anteriores, que serán presentados en formato sinfónico en Córdoba, Argentina.

Fuente: Terra Música. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Hay un creciente clamor por que se envíen astronautas a Marte en lugar de a la Luna, pero los críticos señalan que estos viajes serían largos y tediosos, ya que llevaría unos seis meses llegar al Planeta Rojo. Pero ahora los investigadores están probando un nuevo y poderoso motor de iones que podría acortar el viaje a sólo 39 días.

Los cohetes químicos tradicionales queman combustible para producir el empuje. La mayor parte del combustible se utiliza en el impulso inicial fuera la superficie de la Tierra, por lo que los cohetes tienden a estar en “punto muerto” la mayor parte del tiempo que están en el espacio.

Los motores de iones, por otra parte, aceleran átomos cargados eléctricamente, o iones, a través de un campo eléctrico, y así empujan la nave espacial en la dirección opuesta. Ofrecen mucho menos empuje momentáneo que los cohetes químicos, lo que significa que no pueden usarse para liberarse de la gravedad de la Tierra por su cuenta. Pero una vez en el espacio, pueden ofrecer impulso continuo durante años, como una brisa constante en la parte trasera de un velero, acelerando poco a poco hasta llegar a un movimiento más veloz que lo que aportan los cohetes químicos.

Varias misiones espaciales ya han utilizado motores de iones, entre ellos la nave espacial Dawn de la NASA, que está en ruta hacia al asteroide Vesta y al planeta enano Ceres, y la nave espacial Hayabusa de Japón, que se reunió con el asteroide Itokawa en 2005.

Pero un nuevo motor, llamado VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket = cohete de magnetoplasma de impulso específico variable), tendrá mucho más “empuje” que los anteriores. Esto es debido a que utiliza un generador de radiofrecuencia, similar al utilizado para transmisores de radiodifusión, para calentar a las partículas cargadas, o plasma.

El motor lo está desarrollando la empresa Ad Astra Rocket, que fue fundada en 2005 por el físico del plasma y ex astronauta del transbordador espacial Franklin Chang-Diaz.

Tan caliente como el Sol

El generador de radiofrecuencia calienta un gas de átomos de argón hasta que los electrones “hierven” y se “desprenden”, creando el plasma. Esta etapa fue probada por primera vez el 2 de julio en la sede de Ad Astra en Webster, Texas.

Este plasma ya puede producir empuje si se dispara del cohete, pero no de manera muy eficiente. Para optimizar la eficiencia, la segunda etapa del cohete calienta los iones a cerca de un millón de grados, una temperatura comparable a la que hay en el centro del Sol.

Se aprovecha el hecho de que en un fuerte campo magnético, como el que producen los imanes superconductores en el motor, los iones giran a una frecuencia fija. El generador de radiofrecuencia se sintoniza a la misma frecuencia, lo que inyecta energía extra en los iones.

Alto poder

Fuertes campos magnéticos dirigen entonces el plasma a la parte trasera del motor, impulsando el cohete en la dirección opuesta.

Gracias al generador de radiofrecuencia, el VASIMR puede llegar a niveles de potencia un centenar de veces superiores a otros motores, que se limitan a acelerar su plasma a través de una serie de rejillas de metal con diferentes voltajes. En esa configuración, los iones que chocan con la rejilla tienden a erosionarla, lo que limita la potencia y la duración de los cohetes. El generador de radiofrecuencia del VASIMR evita ese problema al no entrar en contacto con los iones.

“Es la más poderosa fuente de plasma superconductor que se haya creado, por lo que sabemos”, dice Jared Squire, director de investigación en Ad Astra.

Los científicos de Ad Astra comenzaron las pruebas de la segunda etapa del motor —la que calienta el plasma— la semana pasada. Hasta ahora, los miembros del equipo han hecho funcionar en dos fases un motor con una potencia de 50 kilovatios. Pero esperan subir hasta 200 kW de potencia en las pruebas en curso, lo suficiente como para proporcionar un empuje continuo de unos 450 gramos. Esto tal vez no suene a mucho, pero en el espacio puede propulsar hasta dos toneladas de carga.

Empuje orbital

Ad Astra y la NASA se han puesto de acuerdo para probar los cohetes en el espacio, unidos a la Estación Espacial Internacional, en el 2012 o 2013. Potencialmente, el VASIMR podría proporcionar el impulso periódico que necesita la EEI para mantenerse en su órbita.

En su actual nivel de potencia, VASIMR podría funcionar enteramente con energía solar. Squire dice que sería un buen remolcador en la órbita terrestre, que serviría para colocar a los satélites en sus diferentes órbitas. También podría ser un transbordador de carga para una base lunar. Y debido a que podría viajar con relativa rapidez, se lo podría colocar en asteroides peligrosos para impulsarlos y sacarlos de su curso, por supuesto que unos años antes de que lleguen a la Tierra.

Para viajar a Marte en 39 días, sin embargo, el motor tendría que tener 1.000 veces más energía que la que podría proporcionar la energía solar. Para ello, el VASIMR tendría un reactor nuclear a bordo. La Unión Soviética ha utilizado versiones anteriores de tecnología de reactores desde la década del 60 a la del 80, pero no se han llevado al espacio y llevaría mucho tiempo desarrollarslos. “Esta sería una opción muy por debajo de la línea”, dice Squire.

Sin embargo, la posibilidad de un corto viaje a Marte fue alabada recientemente por Charles Bolden, nuevo jefe de la NASA. Él dijo que la NASA ha aportado una pequeña ayuda financiera para el desarrollo del VASIMR, y dijo que esta colaboración es un buen ejemplo de una asociación con la industria privada, algo que podría ayudar a la Agencia a cumplir con sus metas después de que se retire a los transbordadores espaciales en 2010.

Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti

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El eclipse total de Sol que se produjo el 22 de julio de 2009 fue el más largo en cuanto a la duración máxima total en el siglo 21: más de seis minutos y medio. Desde el exlipse de Saros en 1991, los astrónomos cazadores de eclipses no habían tenido una extensión así

Imagen del eclipse del 22 de julio de 2009. Enviada por Bill Peces

El recorrido del eclipse empezó en la India, a lo largo de la costa occidental, cerca de Surat. Se trasladó hacia Butan y llegó al extremo sur de Nepal y el norte de Bangladesh. Para suerte de otros astrónomos, el recorrido del eclipse también se mostró en las ciudades chinas de Chengdu, Suining, Chonging, Wuhan, Xiaogan, Hangzhou y Shanga, durando cinco minutos en total.

Dejando Shangai, la sombra se corrió hacia al otro lado del océano, para caer sobre las islas Toshima y Akusaki, al sur de Japón y, finalmente, las Islas Marshall.

¿Dónde duró más tiempo?

La duración máxima del eclipse fue de 6 minutos y 43 segundos, lejos de la costa, en el Océano Pacífico.

La foto que mostramos la envió un lector al sitio web Universe Today.

Fuente: Universe Today. Aportado por Eduardo J. Carletti

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