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Vida extraterrestre: ¿qué constituiría una evidencia irrefutable de su existencia?

Múltiples líneas de evidencia (física, química y biológica) deben converger para que los científicos concluyan que se ha encontrado vida extraterrestre. Durante décadas, algunos científicos han afirmado haber encontrado evidencia de vida extraterrestre, pero las afirmaciones no son ampliamente aceptadas. Las misiones futuras deben centrarse en encontrar microbios.

Las controvertidas afirmaciones sobre el hallazgo de vida extraterrestre comenzaron con la primera misión de búsqueda de la NASA. Después de que dos módulos de aterrizaje Viking aterrizaron en Marte en 1976, los resultados no concluyentes de múltiples experimentos a bordo llevaron a la agencia a declarar que el Planeta Rojo probablemente no tenga vida. Sin embargo, un miembro del equipo de Viking no aceptó ese veredicto. Justo hasta su muerte el año pasado, Gil Levin, investigador principal del experimento de liberación etiquetada de la misión, nunca se cansó de argumentar que su experimento, de hecho, había detectado actividad biológica. Los argumentos de Levin se tomaron en serio, incluso si la mayoría de los científicos se mantuvieron fieles al consenso original.

Queremos creer

La afirmación más espectacular sobre la vida marciana se produjo 20 años después, cuando un equipo dirigido por David McKay del Centro Espacial Johnson de la NASA presentó lo que creían que era evidencia de vida fósil en el meteorito marciano ALH 84001. Su artículo, publicado en la revista Science , incluso llevó al presidente Bill Clinton para dar una conferencia de prensa , algo poco común para cualquier anuncio científico. Sin embargo, en última instancia, la mayoría de los científicos se marcharon sin estar convencidos de que los «fósiles» de McKay no podían explicarse de otra manera, más mundana.

Más recientemente, una detección reportada de gas fosfina en las nubes de Venus llevó a un grupo de investigadores a sugerir que la vida podría estar presente después de descartar fuentes no biológicas. Cuando los críticos cuestionaron si de hecho habían encontrado fosfina, los autores revisaron las cantidades pero mantuvieron su conclusión. Si tienen razón, los organismos vivos están produciendo el gas o está involucrado algún proceso físico que no comprendemos. El debate aún está en curso , pero a partir de hoy, la mayoría de los científicos planetarios siguen siendo agnósticos sobre la afirmación.


Interpretación de un artista de un paisaje con vida extraterrestre

Al final, ninguna afirmación de haber encontrado vida extraterrestre ha ganado una amplia aceptación en la comunidad científica. Tal vez avergonzado por las decepciones posteriores a los anuncios anteriores, la NASA propuso recientemente un enfoque más estructurado para hacer tales afirmaciones. Lo llaman la escala de Detección de Confianza en la Vida (CoLD). Similar a la Escala de Torino utilizada para evaluar la probabilidad de que un gran asteroide golpee la Tierra, consta de siete puntos de referencia para cuantificar cuánta confianza debería tener el público de que efectivamente se ha encontrado vida extraterrestre. Eso suena sensato a primera vista, pero podría tener la consecuencia no deseada de censurar a los científicos que se atreven incluso a sugerir tal cosa. Muchos investigadores argumentan que el proceso de revisión por pares existente es muy adecuado para decidir si una determinada señal se puede atribuir a la vida o no.

¿Existe una evidencia irrefutable de vida extraterrestre?

Entonces, ¿dónde nos deja eso? ¿Hay una prueba irrefutable que probaría la presencia de extraterrestres más allá de la sombra de una duda? El consenso actual es que ninguna medida individual será suficiente . Varias observaciones independientes tendrán que apuntar a la misma conclusión. Incluso entonces, es probable que sea controvertido.

Personalmente, creo que tendremos que ver vida extraterrestre para creerlo. Necesitaremos un microscopio en Marte, Titán o algún otro mundo que pueda observar al microbio alienígena moviéndose, alimentándose e intercambiando materiales con su entorno. No solo eso, tendrá que ser lo suficientemente diferente de los organismos terrestres para disipar cualquier duda de que podría ser contaminación de la Tierra, pero no tan diferente como para que no podamos reconocerlo como vida. Lo mejor, por supuesto, es que se vuelva hacia nosotros y nos diga “Hola”. Solo así se convencerá al último escéptico.

Es un problema abrumador. Prácticamente cualquier indicador químico de vida en otro mundo también podría ser el resultado de procesos no biológicos, conocidos o desconocidos. Una atmósfera enriquecida en oxígeno, como la nuestra, no sería prueba suficiente . Considere la luna Europa de Júpiter. El impacto de un gran asteroide podría haber volatilizado el hielo en la superficie, creando una atmósfera de vapor de agua. La radiación de Júpiter podría haber dividido las moléculas de agua en oxígeno e hidrógeno, dejando que el hidrógeno más ligero escape al espacio y quede atrás el oxígeno más pesado. Al igual que con Europa, el descubrimiento de oxígeno en la atmósfera de un exoplaneta, emocionante en un principio, podría tener una explicación puramente física.

Encontrar grandes cantidades de grandes moléculas orgánicas como la clorofila en una atmósfera alienígena sería más emocionante, ya que no se sabe que se formen en condiciones abióticas. Por sí mismo, sin embargo, eso probablemente no sería prueba suficiente. Siempre existiría la persistente sospecha de que algún químico no biológico desconocido es el responsable.

SETI está plagado de dudas similares. Incluso si recibimos lo que parecen ser señales de radio de una civilización tecnológicamente avanzada, como sucedió con el famoso «¡Guau!» señal en 1977 — será difícil sacar conclusiones firmes. Esa señal nunca se repitió, y la mayoría de los científicos consideraron poco probable que fuera una comunicación extraterrestre.

Ahora, las buenas noticias. Incluso cuando las afirmaciones futuras sobre la vida extraterrestre no dan resultado, el debate resultante aún puede tener un efecto positivo al estimular nuevas investigaciones. Los posibles fósiles en el meteorito marciano ALH84001 condujeron a la financiación del Instituto de Astrobiología de la NASA, y la controversia sobre la fosfina ha reforzado el caso de nuevas misiones a Venus, tres de las cuales están ahora en proceso .

Si nos tomamos en serio la búsqueda de vida microbiana en otros mundos, tenemos que esforzarnos más para encontrarla. Viking sigue siendo la única misión dedicada a la astrobiología jamás lanzada. Una nueva misión de detección de vida está atrasada y debería incluir un microscopio con la capacidad de observar microbios. El rover Rosalind Franklin incluido en la misión ExoMars de Europa habría sido un buen paso en la dirección correcta porque fue diseñado para perforar el subsuelo marciano y analizar cualquier molécula orgánica recuperada. Lamentablemente, se ha retrasado debido a la actual guerra en Ucrania.

Encontrar una prueba irrefutable para la vida extraterrestre hasta ahora ha resultado difícil de alcanzar. Y lo seguirá siendo si no nos preparamos para el desafío.

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Fuente: Alien life: What would constitute “smoking gun” evidence?
Autor: Dirk Schulze-Makuch
https://bigthink.com/hard-science/alien-life-smoking-gun-evidence/

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Virus volcánico que cambia de forma ofrece nuevas maneras de administrar medicamentos y vacunas

Investigando manantiales volcánicos calientes donde el agua es casi un ácido hirviente, los científicos han descubierto cómo se formaron los virus con forma de huso. Y ese descubrimiento podría conducir a nuevas y mejores formas de administrar medicamentos y vacunas.

Si bien la gran mayoría de los virus tienen forma de varilla o esférica (como el coronavirus responsable de la COVID-19), los científicos se han quedado perplejos ante las formas inusuales de virus que se encuentran en algunos de los entornos más hostiles de la Tierra.


Ilustración del virus volcánico que cambia de forma
en su entorno natural, piscinas de ácido casi hirviendo.
Crédito: Laboratorio Egelman de la Universidad de Virginia

Los investigadores estaban estudiando uno de esos virus cuando descubrieron que tiene propiedades extrañas que le permiten alterar su forma. Aunque normalmente se parece a un limón o a un huso, al virus le pueden salir colas. Los científicos se dieron cuenta de que la estructura que le permite hacer eso probablemente explica cómo los antiguos virus con forma de varilla dieron lugar a todos los virus con forma de huso que se ven hoy.

«Ahora podemos entender un nuevo principio sobre cómo las proteínas pueden formar la cubierta que empaqueta el ADN en un virus», dijo el investigador principal Edward H. Egelman, PhD, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia. “Esto tiene implicaciones no solo para comprender cómo evolucionaron ciertos virus, sino que potencialmente se pueden usar para nuevas formas de administrar todo, desde medicamentos hasta vacunas”.

Un virus resistente

El virus que Egelman y sus colegas estaban estudiando, Sulfolobus monocaudavirus 1 (SMV1), tiene una cubierta de proteína que rodea el ADN que tiene forma de huso. Pero ha sido un rompecabezas durante casi 20 años exactamente cómo tantas copias de la misma proteína pueden unirse para formar tal forma.

Egelman y su equipo pudieron revelar las extrañas propiedades de SMV1 utilizando microscopía crioelectrónica de alta tecnología y procesamiento de imágenes avanzado. (Egelman fue elegido miembro de la prestigiosa Academia Nacional de Ciencias , uno de los más altos honores que puede recibir un científico, por su trabajo pionero utilizando microscopía crioelectrónica y modelado 3D para trazar un mapa del mundo que es demasiado pequeño incluso para la luz más poderosa. microscopios para ver.)

SMV1, encontraron los investigadores, contiene hebras de proteínas que resbalan y se deslizan entre sí, debido al hecho de que son «resbaladizas». Estas siete hebras de proteínas se encontraron tanto en el cuerpo como en la cola del virus, y le dan una notable capacidad para cambiar de forma. En lugar de tener una forma fija, puede hincharse como un pez globo para acomodar el material genético. Al mismo tiempo, estas hebras forman una barrera impenetrable para evitar que el ácido que las rodea destruya el ADN del interior del virus.





Un virus es una amenaza formidable para los organismos unicelulares que infecta. Una vez infectados, los organismos huéspedes se convierten en fábricas gigantes que producen más virus. Estas células huésped crecen hasta 20 veces más grandes antes de que estallen para soltar un nuevo ejército de virus.

Con base en sus hallazgos, Egelman y sus colaboradores concluyen que los virus actuales con forma de huso probablemente evolucionaron a partir de ancestros antiguos con forma de varilla. Los virus en forma de varilla solo podían contener una cantidad limitada de ADN, y las propiedades «resbaladizas» que permitieron que SMV1 cambiara de forma habrían permitido que los virus ancestrales empaquetaran más material genético, un rasgo útil para los virus, desde una perspectiva evolutiva.

“Los virus pueden representar grandes amenazas para la salud humana, como vemos en la pandemia de COVID-19”, dijo Egelman, del Departamento de Bioquímica y Genética Molecular de la UVA. “Por lo tanto, es crucial que entendamos más sobre cómo han evolucionado los virus. Pero también podemos aprender de los virus y crear nuevas tecnologías basadas en los principios que se encuentran en estas estructuras muy simples”.

Los investigadores han publicado sus hallazgos en la revista científica Cell ; la revista presenta el descubrimiento como historia de portada. El equipo de investigación, principalmente una colaboración entre científicos de la Uiversidad de Virginia y el Institut Pasteur de París, estaba formado por Fengbin Wang, Virginija Cvirkaite-Krupovic, Matthijn Vos, Leticia C. Beltran, Mark AB Kreutzberger, Jean-Marie Winter, Zhangli Su, Jun Liu , Stefan Schouten, Mart Krupovic y Egelman.

El trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud, subvenciones GM122510 y K99GM138756; l’Agence Nationale de la Recherche, subvenciones ANR-17-CE15-401 0005-01, ANR-20-CE20-009-02 y ANR-21-CE11-0001-01; y el proyecto MEMREMA de Emergence(s) de Ville de Paris.

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Publicación original: Revista Cell

DOI 10.1016/j.cell.2022.02.019

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Investigadores controlan circuitos cerebrales a distancia usando luz infrarroja

Imagine el cerebro como una central de conmutación gigante cubierta con miles de botones, perillas, diales y palancas que controlan aspectos de nuestro pensamiento, emociones, comportamiento y memoria.

Durante más de un siglo, los neurocientíficos han estado encendiendo y apagando metódicamente estos interruptores, solos o en combinación, para tratar de comprender cómo funciona la máquina en su conjunto. Pero esto es más fácil decirlo que hacerlo. Los circuitos celulares que controlan la mente y el comportamiento se enredan en la masa opaca y gelatinosa de nuestro tejido cerebral y no vienen con prácticos interruptores de encendido/apagado para facilitar la ingeniería inversa.

Ahora, los científicos del Instituto de Neurociencias Wu Tsai de la Universidad de Stanford han desarrollado la primera técnica no invasiva para controlar circuitos cerebrales específicos en el comportamiento de animales a distancia. La herramienta tiene el potencial de resolver una de las mayores necesidades insatisfechas en neurociencia: una forma de probar de manera flexible las funciones de células cerebrales particulares y circuitos profundos en el cerebro durante el comportamiento normal, como ratones que socializan libremente entre sí.


La investigación fue publicada en marzo de 2022 en Nature Biomedical Engineering por Guosong Hong y sus colegas de Stanford y la Universidad Tecnológica Nanyang de Singapur. Hong es un becario de la facultad del Instituto de Neurociencias Wu Tsai y profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería de Stanford que utiliza su experiencia en química y ciencia de materiales para diseñar herramientas y materiales biocompatibles para avanzar en el estudio del cerebro.

La técnica recientemente publicada se basa en los cimientos establecidos por la optogenética, una técnica desarrollada por primera vez en Stanford por Karl Deisseroth, afiliado de Wu Tsai Neuro, y colaboradores que introduce proteínas de algas sensibles a la luz en las neuronas para permitir que los investigadores las activen o desactiven en respuesta a diferentes colores de luz.

«La optogenética ha sido una herramienta transformadora en la neurociencia, pero existen limitaciones sobre lo que se puede hacer con las técnicas existentes, en parte debido a su dependencia de la luz en el espectro visible», dijo Hong. «El cerebro es bastante opaco a la luz visible, por lo que llevar la luz a las células que desea estimular normalmente requiere implantes ópticos invasivos que pueden causar daños en los tejidos y conexiones de fibra óptica montadas en el cráneo que dificultan el estudio de muchos tipos de comportamiento natural. »

Pensando como científico de materiales sobre las formas de superar estos desafíos, Hong reconoció que los tejidos biológicos, incluido el cerebro e incluso el cráneo, son esencialmente transparentes a la luz infrarroja, lo que podría hacer posible que la luz entre mucho más profundo en el cerebro.

Dado que las herramientas optogenéticas existentes no responden a la luz infrarroja, el equipo de Hong recurrió a una molécula que evolucionó para detectar la otra forma del infrarrojo: el calor. Al equipar de forma artificial neuronas específicas en el cerebro del ratón con una molécula sensible al calor llamada TRPV1, su equipo descubrió que era posible estimular las células modificadas al hacer brillar luz infrarroja a través del cráneo y el cuero cabelludo a una distancia de hasta un metro.

TRPV1 es el sensor de calor molecular que nos permite sentir el dolor relacionado con el calor, así como el ardor picante de un pimiento, cuyo descubrimiento condujo al Premio Nobel de Medicina 2021. Un receptor similar les da a las serpientes de cascabel y otras víboras de pozo la «visión de calor» que les permite cazar presas de sangre caliente en la oscuridad, y un estudio reciente logró darles a los ratones la capacidad de ver en el espectro infrarrojo al agregar TRPV1 a sus células cónicas retinales. .

La nueva técnica también se basa en una molécula «transductora» diseñada que se puede inyectar en regiones específicas del cerebro para absorber y amplificar la luz infrarroja que penetra a través del tejido cerebral. Estas partículas a nanoescala, denominadas MINDS (por Macromolecular Infrared Nanotransducers for Deep-brain Stimulation o «nanotransductores infrarrojos macromoleculares para la estimulación cerebral profunda» en español), funcionan un poco como la melanina en nuestra piel que absorbe los dañinos rayos UV del sol, y están elaborados a partir de polímeros biodegradables que se utilizan para producir orgánicos células solares y LED.

«Primero intentamos estimular las células solo con los canales TRPV1 y no funcionó en absoluto», dijo Hong. «Resulta que las serpientes de cascabel tienen una forma mucho más sensitiva de detectar señales infrarrojas de lo que podríamos manejar en el cerebro del ratón. Afortunadamente, teníamos la ciencia de los materiales para ayudarnos».

El equipo de Hong demostró por primera vez su técnica agregando canales TRPV1 a las neuronas en un lado de la corteza motora del ratón, una región que orquesta los movimientos del cuerpo, e inyectando moléculas MINDS en la misma región. Al principio, los ratones exploraron sus recintos al azar, pero cuando los investigadores encendieron una luz infrarroja sobre el recinto, los ratones inmediatamente comenzaron a caminar en círculos, impulsados por la estimulación unilateral de su corteza motora.

«Ese fue un gran momento cuando supimos que esto iba a funcionar», dijo Hong. «Por supuesto, fue solo el comienzo de validar y probar lo que esta tecnología podía hacer, pero a partir de ese momento estaba seguro de que teníamos algo».

En otro experimento clave, los investigadores demostraron que MINDS podría permitir la estimulación infrarroja de las neuronas a través de toda la profundidad del cerebro del ratón. Insertaron canales TRPV1 en las neuronas que expresan dopamina de los centros de recompensa del cerebro, que se encuentran cerca de la base del cerebro en ratones, seguidos de una inyección de MINDS en la misma región. Luego colocaron una luz infrarroja enfocada sobre uno de los tres brazos de un laberinto de brazos radiales estándar y mostraron que los ratones se volvieron «adictos» a la luz infrarroja invisible que hacía cosquillas en sus neuronas de dopamina, pasando casi todo el tiempo en el laberinto bajo sus haces.

Este experimento demostró que la nueva técnica hace posible estimular las neuronas en cualquier parte del cerebro a través del cuero cabelludo y el cráneo intactos, casi sin la dispersión de la luz que lo haría imposible con la luz en el espectro visual. Sorprendentemente, esto funcionó incluso cuando el haz de luz infrarroja se colocó hasta un metro por encima de las cabezas de los animales.

Hong ve aplicaciones inmediatas de la técnica para el creciente movimiento en neurociencia para estudiar los circuitos cerebrales involucrados en el comportamiento social natural en ratones para comprender mejor los sistemas que subyacen a la cognición social en humanos.

«Al igual que nosotros, los ratones son una especie social, pero estudiar el comportamiento natural de un animal dentro de un grupo social es un desafío con una cuerda de fibra óptica montada en la cabeza», dijo Hong. «Este enfoque hace posible por primera vez modular neuronas y circuitos específicos en animales que se comportan libremente. Uno podría hacer brillar una luz infrarroja invisible sobre un recinto con ratones coalojados para estudiar las contribuciones de células y circuitos particulares al comportamiento de un animal dentro del entorno de un grupo social.»

Hong y sus colaboradores continúan refinando la técnica para que sea más simple y fácil de implementar, dijo. «En el futuro, nos gustaría combinar nuestro enfoque actual de dos etapas en una sola máquina molecular, tal vez mediante la codificación de algún pigmento absorbente de infrarrojos en las propias neuronas que expresan TRP».

El trabajo es uno de varios enfoques en los que Hong está involucrado para hacer posible que los investigadores, y quizás algún día los médicos, modulen de forma no invasiva los circuitos neuronales en todo el cerebro. Por ejemplo, Hong y sus colegas también están desarrollando microesferas nanoscópicas que pueden convertir haces de ultrasonido enfocados en luz, y que pueden inyectarse directamente en el torrente sanguíneo, lo que hace posible apuntar optogenéticamente a células en cualquier parte del cerebro y cambiar este objetivo a voluntad dentro de un solo experimento.

«Los enfoques convencionales de neuromodulación nos dieron la capacidad de activar algunos de los interruptores a la vez en el cerebro para ver qué hacen los diferentes circuitos», dijo Hong. «Nuestro objetivo es llevar estas técnicas un paso más allá para brindarnos un control preciso sobre todo el panel de control al mismo tiempo».

Esta investigación fue financiada por una subvención del Instituto de Neurociencias Wu Tsai en Stanford, Stanford Bio-X y una beca interdisciplinaria de posgrado de Stanford; por una subvención de puesta en marcha de la Universidad Tecnológica de Nanyang y el Fondo de Investigación Académica del Ministerio de Educación de Singapur; y por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF), el Instituto Nacional sobre el Envejecimiento de los NIH, la Fundación Rita Allen y la Fundación para la Atrofia Muscular Espinal.

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Fuente de la historia: Materiales proporcionados por la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Stanford . Original escrito por Nicholas Weiler.
Referencia de la publicación: Xiang Wu, Yuyan Jiang, Nicholas J. Rommelfanger, Fan Yang, Qi Zhou, Rongkang Yin, Junlang Liu, Sa Cai, Wei Ren, Andrew Shin, Kyrstyn S. Ong, Kanyi Pu, Guosong Hong. Tether-free photothermal deep-brain stimulation in freely behaving mice via wide-field illumination in the near-infrared-II window. Nature Biomedical Engineering, 2022; DOI: 10.1038/s41551-022-00862-w

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