¿Cuáles son los nuevos logros en ciencia y tecnología en 2010?
Biología sintética: en un momento decisivo de la biología y la biotecnología, los investigadores ensamblaron un genoma sintético y lo utilizaron para transformar la identidad de una bacteria. El genoma sintético reemplaza el ácido ribonucleico de la bacteria, lo que hace que produzca un nuevo conjunto de proteínas. Este logro de la investigación impulsó al Congreso de los Estados Unidos a celebrar audiencias sobre biología sintética. Los investigadores anticipan que en el futuro se podrían utilizar genomas sintéticos hechos a medida para producir biocombustibles, productos farmacéuticos u otras sustancias químicas útiles.
Genoma de Neandertal: Los investigadores han completado la secuenciación del genoma de Neandertal, que se extrajo de los huesos de tres mujeres neandertales que vivieron en Croacia hace entre 38.000 y 44.000 años. Utilizaron un nuevo método para secuenciar fragmentos degradados de ácido ribonucleico (ADN) e hicieron la primera comparación directa de los genomas humanos modernos con los de los neandertales.
PREVENCIÓN DEL VIH: Un ensayo de dos novedosos métodos de prevención del VIH ha logrado un éxito indiscutible: un gel vaginal que contiene el fármaco anti-VIH tenofovir puede reducir la tasa de infección de las mujeres en un 39%; profilaxis oral previa a la exposición, que reduce la posibilidad de infección por VIH en un 43,8% en un grupo de hombres y mujeres transgénero (hombres al nacer) que tienen relaciones sexuales con hombres.
Secuenciación de exomas/genes de enfermedades raras: para los investigadores que estudian enfermedades genéticas raras causadas por un único gen defectuoso, solo se necesitan los exones de un determinado genoma (es decir, el genoma responsable de secuenciar una porción muy pequeña de la proteína). El código puede revelar mutaciones genéticas específicas que causan al menos 12 enfermedades.
Simulaciones de dinámica molecular: Simular las rotaciones producidas por las proteínas a medida que se pliegan siempre ha sido una pesadilla combinatoria. Ahora, con las computadoras más poderosas del mundo, los investigadores pueden rastrear el movimiento de los átomos en pequeñas proteínas plegables hasta 100 veces más que cualquier método anterior.
Simuladores cuánticos: Para caracterizar lo que ven en el laboratorio, los físicos extrapolan teorías basadas en ecuaciones que pueden ser extremadamente difíciles de resolver. Este año, sin embargo, los investigadores encontraron un atajo al construir un simulador cuántico. El simulador cuántico es un cristal artificial. El punto láser en el cristal actúa como iones y átomos atrapados en el láser en lugar de electrones. Estos dispositivos proporcionan respuestas rápidas a preguntas teóricas sobre la física de la materia condensada y, en última instancia, pueden ayudar a resolver misterios como la superconductividad.
Genómica de próxima generación: tecnologías de secuenciación más rápidas y económicas permiten el estudio de ARN antiguo y moderno a enorme escala. Tomemos como ejemplo el Proyecto Mil Genomas, que descubrió numerosas variaciones genómicas que nos hacen únicos, y otros proyectos en curso revelarán más funciones del genoma.
Reprogramación del ácido ribonucleico (ARN): la reprogramación de células, es decir, hacer retroceder el reloj de desarrollo de una célula para que se comporte como “células madre” no especializadas en el embrión, se ha convertido en un estándar para estudiar enfermedades y desarrollo. tecnología. Este año, los investigadores encontraron una manera de reprogramar células utilizando ácido ribonucleico sintético. En comparación con los métodos anteriores, la nueva tecnología es dos veces más rápida, 100 veces más eficaz y se espera que sea más segura en aplicaciones terapéuticas.
El regreso de la rata: Los ratones dominan el mundo de los animales de laboratorio. Sin embargo, dada la variedad de usos, los investigadores prefieren utilizar ratas. Porque las ratas son más fáciles de usar para experimentos y son anatómicamente más similares a los humanos. Sin embargo, las ratas tienen defectos importantes, y los métodos utilizados para crear "ratones knockout" (ratones utilizados específicamente para la investigación desactivando con precisión genes específicos) no funcionan en ratas. Este año, sin embargo, una serie de estudios promete traer legiones de "ratas knockout" al laboratorio.
Los diez principales logros científicos de la primera década de este siglo
A medida que la primera década de este siglo llega a su fin, los reporteros y editores de la revista Science analizan más de cerca la historia del nuevo milenio Sobre la base de los avances que han cambiado la faz de la ciencia, se han seleccionado diez logros científicos como "Insights of the Decade".
El genoma "oscuro": Los genes suelen llevarse toda la gloria. Pero ahora los investigadores se han dado cuenta de que estas regiones genéticas que codifican proteínas constituyen sólo la mitad del genoma completo. Las partes restantes del genoma, que incluyen pequeños ácidos ribonucleicos (ARN) codificantes y no codificantes, que alguna vez fueron descartados como "basura", ahora están demostrando ser tan importantes como otros genes.
Cosmología de precisión: Durante la última década, los investigadores han especulado con gran precisión que el universo está formado por materia ordinaria, materia oscura y energía oscura. Al mismo tiempo, aclararon el método por el cual el universo se compone de estos componentes. Estos avances transformaron la cosmología en una ciencia exacta con una teoría estándar, dejando poco espacio para otras teorías.
Biomoléculas antiguas: Las "biomoléculas" antiguas, como el ácido ribonucleico (ADN) y el colágeno, han sobrevivido decenas de miles de años y han proporcionado información importante sobre plantas, animales y humanos muertos hace mucho tiempo, para comprender estos antiguos ". biomoléculas" ha beneficiado enormemente a la paleontología. Ahora, analizar estas pequeñas máquinas del tiempo puede revelar información sobre cambios anatómicos que la evidencia en los huesos no puede proporcionar, como el color de las plumas de los dinosaurios o cómo los mamuts lanudos resistieron las bajas temperaturas.
Agua en Marte: Seis exploraciones de Marte durante la última década han proporcionado evidencia clara de que el planeta rojo alguna vez contuvo suficiente agua para alterar la formación de rocas marcianas y posiblemente sustentar vida ya sea en la superficie de Marte o en Marte. dentro de Marte. Es posible que existiera agua marciana cuando la vida comenzó a aparecer en la Tierra; pero incluso ahora, Marte contiene suficiente humedad para inspirar a los científicos a buscar microorganismos vivos y respirables en Marte.
Reprogramación celular: durante la última década, la noción de que el desarrollo es una calle de sentido único se ha transformado por completo. Ahora, los investigadores saben cómo "reprogramar" células completamente desarrolladas para convertirlas en las llamadas células pluripotentes y recuperar su capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula de su cuerpo. La tecnología se ha utilizado para crear líneas celulares de pacientes con enfermedades raras, pero en última instancia los científicos esperan poder cultivar células, tejidos y órganos de reemplazo genéticamente compatibles.
Microbioma: Un cambio importante en el concepto que tienen las personas sobre los microorganismos y virus que viven en el cuerpo humano ha llevado a los investigadores al concepto de microbioma se refiere al huésped y a aquellos que viven sobre o dentro del huésped. conjuntos de genomas de otros organismos. Dado que el 90% de las células de nuestro cuerpo son en realidad microorganismos, los científicos están comenzando a comprender cómo los genes microbianos afectan significativamente la cantidad de energía que absorbemos de los alimentos y cómo responde nuestro sistema inmunológico a las infecciones.
Exoplanetas: En el año 2000, los científicos conocían sólo 26 planetas fuera de nuestro sistema solar. En 2010, ese número había aumentado a 502 y sigue contando. Con la aparición de tecnologías emergentes, los astrónomos esperan descubrir una gran cantidad de planetas similares a la Tierra en el universo. El tamaño y las órbitas de los planetas más grandes ahora descubiertos han tenido un impacto revolucionario en la comprensión científica de cómo se forman y evolucionan los sistemas planetarios.
Inflamación: no hace mucho tiempo, se pensaba que la inflamación era un simple complemento de nuestro sistema de curación: pareció ayudar brevemente a las células inmunitarias a reconstruir el daño tisular causado por un trauma o una infección. Los investigadores ahora creen que la inflamación también es un factor de enfermedades crónicas que, en última instancia, afectan a la mayoría de nosotros, como el cáncer, la enfermedad de Alzheimer, la aterosclerosis, la diabetes y la obesidad.
Metamateriales: al sintetizar materiales con propiedades ópticas no convencionales y ajustables, físicos e ingenieros están desarrollando nuevas formas de guiar y manipular la luz y crear lentes que superen los límites de la resolución.
Incluso han comenzado a desarrollar "capas de invisibilidad" que harían invisibles los objetos.
Cambio climático: durante la última década, los investigadores han establecido ciertos hechos básicos en torno al cambio climático global: el mundo se está calentando, los humanos son la causa y los procesos naturales de la Tierra no pueden frenar el calentamiento. Pero la próxima década determinará cómo actuarán los científicos y los responsables de la formulación de políticas en función de esta información vital.