Tuesday, February 26, 2013

Tecnología para la detección de vapores de explosivos

Un proceso rápido, preciso y altamente sensible para detectar con fiabilidad trazas de explosivos en el equipaje, los pasajeros de carga o de viaje ha sido demostrado por científicos del Departamento de Energía del Pacífico del Laboratorio Nacional del Noroeste. La tecnología de detección de vapor con precisión detecta e identifica los vapores de incluso explosivos de baja volatilidad, muy en tiempo real a la temperatura ambiente y sin la muestra antes de la concentración. Los detalles se exponen en una edición reciente de la Química Analítica.
En lugar de buscar residuos de partículas usando un método típico golpes superficiales o mediante pulsos de aire para desalojar las partículas de análisis, el sistema 'huele' directamente para vapores explosivos, de la misma manera que los perros pueden hacer.
Actualmente, la mayoría de los agentes de seguridad de los aeropuertos utiliza material parecido a tela para  revisar equipaje y recoger partículas de explosivos para la detección. Las muestras se analizan luego uno a la vez en un proceso que requiere el pase para ser calentado a una temperatura necesaria para volatilizar las partículas para la detección. En algunos casos, la seguridad del aeropuerto utiliza perros para la detección, especialmente para los artículos grandes en tamaño, tales como vehículos o carga hacen que el muestreo de partículas poco práctico.
Robert Ewing, científico de investigación senior PNNL, ve un futuro brillante para la tecnología y tiene la esperanza de impulsar el rendimiento aún más. "En la actualidad se ha demostrado la detección de compuestos explosivos como RDX, PETN, nitroglicerina y tetril, junto con los explosivos plásticos que contienen estos materiales en pocas partes por cuatrillón ", dijo Ewing. "La investigación futura se centrará en la detección de explosivos otras amenazas mediante la manipulación de la química de ionización y reducción de los límites de detección."

Fuente: Comment on “Tunable Generation and Adsorption of Energetic Compounds in the Vapor Phase at Trace Levels: A Tool for Testing and Developing Sensitive and Selective Substrates for Explosive Detection”
Jay W. GrateRobert G. Ewing, and David A. Atkinson
Analytical Chemistry2013 Article ASAP
http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/ac302828g
"En el siguiente artículo se plantea la posibilidad de limpiar los residuos radioactivos por medio del óxido de grafeno, varias universidades realizaron pruebas con el oxido y se percataron que es factible su uso, gracias a esto se podria apoyar a los paises afectados por desastres naturales".

Óxido de grafeno para retirar residuos radiactivos del agua


Según una investigación reciente realizada en la Universidad Estatal Lomonosov de Moscú, Rusia, y la Universidad Rice en Houston, Texas, Estados Unidos, el óxido de grafeno resulta muy superior a otros materiales más cotidianos que se usan para retirar sustancias radiactivas del agua.

El equipo de los químicos Stepan Kalmykov en Rusia y James Tour en Estados Unidos determinó que los "copos" microscópicos de óxido de grafeno, del espesor de un átomo, se enlazan rápidamente con los radionucleidos que resultan tanto de la actividad antropogénica como de la radiación natural, condensándolos en estado sólido. Estos copos son solubles en los líquidos y se pueden fabricar con facilidad en grandes cantidades.

El descubrimiento podría ser de gran ayuda para limpiar sitios contaminados como la central nuclear de Fukushima Daiichi, que resultó gravemente dañada por el terremoto y el tsunami del 2011.

Kalmykov y sus colaboradores probaron el óxido de grafeno sintetizado por el grupo de la Universidad Rice con desechos nucleares simulados, que contenían uranio, plutonio y substancias como el sodio y el calcio que pueden afectar negativamente a su adsorción. Aún así, el óxido de grafeno demostró ser mucho mejor que las arcillas de bentonita y el carbón activado granular usados normalmente para la limpieza nuclear.

El óxido de grafeno introducido en las muestras tóxicas simuladas se coaguló en cuestión de minutos, agrupando rápidamente las peores sustancias tóxicas. El proceso funcionó bien en una amplia gama de valores del pH.

[Img #12158]El tubo de la izquierda contiene partículas microscópicas de óxido de grafeno en una solución. En el de la derecha, el óxido del grafeno es agregado a los desechos nucleares simulados que rápidamente se concentran de un modo que permite su fácil extracción. (Foto: Anna Yu. Romanchuk / Universidad Estatal Lomonosov de Moscú)
Capturar los radionucleidos no los hace menos radiactivos, sólo los vuelve más fáciles de ser manipulados. Pero esto ofrece muchas ventajas. Se custodia mejor unos pocos bidones de material radiactivo que una inmensa piscina de agua radiactiva.

En sitios donde existen grandes piscinas de material radiactivo, como en la central nuclear de Fukushima Daiichi, sólo hay que agregar óxido de grafeno y se obtiene un material sólido que ocupa un volumen de espacio muchísimo menor.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Anna Yu. Romanchuk, Alexander Slesarev y Dmitry Kosynkin.

"En conclusión el uso del óxido de grafeno seria bueno, no obstante aun no es del todo certero su función, se deben realizar más pruebas."

http://noticiasdelaciencia.com/not/6460/oxido_de_grafeno_para_retirar_residuos_radiactivos_del_agua/

Sunday, February 24, 2013

A Passport to Nanomedicine Success

It's a popular goal in nanotechnology these days: using tiny particles as containers to ferry drugs to tumors, among other targets. But immune sentries called macrophages quickly spot foreign invaders and gobble them up. Now, a team of Pennsylvania researchers has found a way to give particles a molecular "passport" that gets them past the sentries in mice, where the particles then deliver their lethal cargo to tumors and help destroy them. That success is stoking hope for a new way to improve the delivery of drugs.
In a separate study, Discher and colleagues tested whether their approach could improve the delivery of drugs. They loaded nanoparticles with the anticancer drug paclitaxel and decorated the particle surfaces with their passport peptides as well as with antibodies designed to attach to proteins on the surface of tumor cells. The targeted particles with the passports shrank tumors by 25% in a single day, while nanoparticles with the antibodies but without the peptide passports had no effect on the tumor size.
The paper has "really intriguing results," says Joseph DeSimone, a chemist and nanoparticle and drug delivery expert at the University of North Carolina, Chapel Hill. "It would be great to see this in other tumor models." Discher says his team is already at work on that. What's more, Discher says, unpublished work from his lab suggests that adding the molecular passports to viruses that deliver genes in gene therapy also helps them avoid immune detection. The new molecular passports still must prove their mettle in people, always a daunting hill to climb. If they do, they could potentially make nanomedicines already in clinical trials even more effective.
 
More information:
 
Robert F. Service, Science Magazine.
 
 

Friday, February 22, 2013

Infinito

Siempre me he preguntado ¿Qué tan grande es el sol? Leer que posee un diámetro de 1, 392,000 km... Es algo que simplemente no puedo concebir. Saber que hay un espacio infinito hacia arriba, es algo que la mayoría cree. Sin embargo también existe un infinito hacia abajo, hacia las cosas pequeñas, tan pequeñas que no podemos concebirlas, así como el tamaño de una galaxia. 

Los invito a que entren en el siguiente link y mediante comparaciones, entender lo diminutos que somos, pero lo grandes que podemos llegar a ser.

Scale of Universe 2

Thursday, February 21, 2013

Peróxido de Hidrógeno contra el cáncer.




 Se ha demostrado clínicamente que la extensión o metástasis del cáncer es directamente proporcional a la cantidad de oxígeno en torno a las células cancerosas. Cuanto más oxígeno, más lentamente  el cáncer se disemina. Cuanto menos oxígeno, más rápido se propaga el cáncer. Si las células cancerosas reciben suficiente oxígeno, se mueren (las células cancerosas son anaeróbicas). El peróxido de hidrógeno (H2O2), restablece los átomos de oxígeno adicionales que no sólo frenan la propagación del cáncer, sino que también mata las células cancerosas.


El ganador del premio Nobel Dr. Otto Warburg demostró hace 50 años la diferencia básica entre las células normales y células cancerosas. Ambos obtienen energía de la glucosa, pero la célula normal necesita oxígeno para combinar con la glucosa, mientras que las células cancerosas metaboliza la glucosa sin oxígeno, obtención de sólo una quinceaba parte de la energía por molécula de glucosa que produce una célula normal. Esto es por qué las células de cáncer tienen como un gran apetito por el azúcar, y también es el motivo por qué las personas que consumen cantidades excesivas de azúcar tienden a tener cáncer con más frecuencia ".
Controlar el cáncer que se puede hacer mediante el control del oxígeno y / o el control de las cosas que liberar el oxígeno (por ejemplo, el agua ionizada) y de otras maneras. El peróxido de hidrógeno, o las terapias de oxígeno, son uno de los más utilizados del mundo terapias contra el cáncer en todo, porque proporcionan oxígeno a las células cancerosas. Ellos son seguros y eficaces. H2O2 también se utiliza para una serie de otras enfermedades, como el SIDA y cualquier otro virus basado en la enfermedad.

"Algunos profesionales de la salud han dado el peróxido de hidrógeno internos a los pacientes. Ha habido algunos informes de éxito con esto, pero es muy controvertido. Mi opinión es que nunca debe ser usado internamente por cualquier motivo. Por una parte, no es una de nutrientes y el riesgo de que la combinación en el cuerpo con superóxido es demasiado grande ". Página de enfermo y cansado?, 74.

Su razonamiento es que si el superóxido y el peróxido de hidrógeno reaccionan entre sí, forman uno de los más activos (es decir, peligrosos) de todos los radicales libres - el radical hidroxilo, OH.


Tuesday, February 19, 2013

Visualizadores 3D de moléculas (para simetría)


Si tu cerebro está a punto de freírse por no poder imaginar cómo una molécula es en el mundo tridimensional, entonces estas ligas te serán útiles. ¡A seguir tackleando a la simetría! (algunas requieren JAVA en su ordenador)

http://www.staff.ncl.ac.uk/j.p.goss/symmetry/Molecules_l3d.HTML

http://www.molwave.com/software.htm (Molwave, tiene un extraordinario simulador de modelos 3D para aprender simetría, que se puede descargar gratuitamente y permite no solo visualizar y manipular las moléculas que tiene en su base de datos, sino además visualizar los elementos de simetría y realizar y ver las operaciones de simetría correspondientes). LO RECOMIENDO!

Un extraordinario tutorial de simetría (en caso que no entiendan a nada de lo que digo en clase): http://csi.chemie.tu-darmstadt.de/ak/immel/script/redirect.cgi?filename=http://csi.chemie.tu-darmstadt.de/ak/immel/tutorials/symmetry/index.html

Varios programas gratuitos para visualización 3D de moléculas: http://www.umass.edu/microbio/rasmol/

Suerte!

Monday, February 18, 2013

¿Con qué se corta el diamante?



     Como la mayoría lo sabe, el diamante es el material con mayor dureza conocido, si concideramos dureza como la resistencia que ofrece un material a la rayadura. Dentro de la escala de Mohs de dureza de minerales, el diamante ocupa el lugar de dureza máxima, 10. La dureza del diamante es tal, que a ello debe su nombre desde la antigüedad.

Los diamantes naturales más duros del mundo se encuentran en Nueva Gales del Sur, Australia, en donde se les llamaron can-ni-faire, lo que literamente significa -no puede hacerse nada con ellos-. Se sabe que la dureza del material se debe a su crecimiento, que es una sola etapa. Cuando el crecimiento se da en diversas etapa, en esas circunstancias son en las que se producen los fallos, planos de defectos en redes cristalinas, etcétera.

Gracias a su dureza, los diamantes tienen las características perfectas para ser una gema, debido a que sólo puede ser rayado por otros diamantes.También tienen uso en la industria, en donde se usa para el cortado y el pulido de otros materiales.


Acerca de su uso industrial, los diamantes cortan otros materiales, e incluso otros diamantes, pero, ¿qué material se usa para cortar el diamante entonces?. Respuesta: puntas de nitruro de boro, un material que se puede sintetizar en condiciones de elevada presión y que según las más recientes noticias ha demostrado tener una dureza y resistencia superior a la del cristal.


El nitruro de boro no es un material nuevo, pero según el estudio de la revista Nature, su dureza se debe a sus nanopartículas (de un tamaño de unos 3,8 nanómetros). Su cristalización cúbica le proporciona un aspecto transparente y una resistencia superior a la de la piedra preciosa.

Para los expertos, que la dureza aumente al disminuir el tamaño no es una novedad. Es lo que se conoce como el efecto Hall-Petch. Ello se debe, a grandes rasgos, a que las estructuras grandes están formadas por una acumulación de otras menores, por lo que las zonas de unión pueden favorecer roturas. Pero el efecto no crece indefinidamente. Llega un momento en que la dureza no aumenta.

Lo novedoso del hallazgo del equipo dirigido por Yongjun Yan, de la universidad china de Yanshan, es doble. Por un lado, típicamente el efecto Hall-Petch tiene un límite y la dureza deja de aumentar cuando se llega a partículas de 100 nanómetros o menos. Y, por otro, la dureza alcanzada.


Saber más:

http://sociedad.elpais.com/sociedad/2013/01/18/actualidad/1358524083_564086.html
http://www.solociencia.com/ingenieria/05102411.htm

Saturday, February 16, 2013

Researchers Work on Developing New HIV Vaccines


With the recent launch of MIT’s Institute for Medical Engineering and Science, MIT News examines research with the potential to reshape medicine and health care through new scientific knowledge, novel treatments and products, better management of medical data, and improvements in health-care delivery.

Scanning electron microscope image of a lymphocyte with HIV cluster. (Image: National Cancer Institute)

Studying infectious diseases has long been primarily the domain of biologists. However, as part of the Ragon Institute, MIT engineers and physical scientists are joining immunologists and physicians in the battle against HIV, which currently infects 34 million people worldwide.
The mission of the Ragon Institute — launched jointly in 2009 by Massachusetts General Hospital (MGH), MIT and Harvard University — is to develop new HIV vaccines through better understanding of how the immune system responds to infection. Bruce Walker, the MGH physician who directs the institute, says it was important to enlist engineers and physical scientists, who have usually been excluded from traditional HIV research, to help in this effort.
“It seemed to me that if we could break down some of those silos, there were probably tools in the toolbox that could be applied to the problem right now that weren’t being applied,” Walker says. “MIT has brought a lot to the table — not only expertise, but also a different way of thinking about approaching problems.”
The Ragon Institute also encourages its researchers to develop new technology and pursue ideas that might not be funded through traditional channels. These include new materials for vaccine delivery and new technology for studying the virus’s interactions with the immune system.
“It has encouraged people, like the engineers here, to start working in areas that they wouldn’t have worked in otherwise,” says Christopher Love, an MIT associate professor of chemical engineering and an associate member of the Ragon Institute. “That kind of momentum can sometimes be hard to establish. The Ragon has been a catalyst for new research innovations and a very effective one at that.”
Single-cell analysis
Love is now helping in the search for a new vaccine using technology he developed to study immune responses of individual cells. His system allows thousands of immune cells to be studied at once: The cells are placed into tiny wells on a plate, and secretions from each cell are imprinted on a glass slide placed over the wells. The slide is then tested for the presence of specific proteins such as cytokines, which provoke inflammation.
Because each cell has its own “address” on the slide, the secretions can be traced back to individual cells. This technology generates a huge amount of data for each cell under study. “You can now make measurements on 10,000 cells and generate 20 to 30 parameters of data on each cell that’s present in that sample. That kind of data density hasn’t really been feasible previously,” says Love, who is a member of MIT's David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research.
Love first used the system to study immune-cell responses to food allergens and infectious agents, and began using it to study HIV responses after becoming part of the Ragon Institute in 2009.
In a study published in 2011, Love and his colleagues analyzed the cytokines secreted by T cells from HIV-infected patients, as well as the cells’ ability to kill HIV-infected cells. Previous studies had suggested that high levels of a cytokine called interferon gamma might correlate with cell-killing ability, but the MIT team found that while the percentage of T cells that secrete interferon gamma is similar to the percentage of those that kill infected cells, the populations do not entirely overlap.
Love is now searching for biomarkers that do reveal which T cells are most effective at killing HIV-infected cells. He also hopes to scale up the device so it could be used to rapidly monitor the immune responses of participants in vaccine trials.
New vaccine targets
Arup Chakraborty, director of the Institute for Medical Engineering and Science (IMES) and a professor of chemical engineering, chemistry, physics, and biological engineering at MIT, who uses computational models to study the immune system, had never studied HIV until meeting Walker in 2008. He is now using his computational approaches to seek better HIV vaccine targets.
So far, the virus has proven very difficult to target because it mutates so rapidly. In recent years, scientists have tried targeting amino acids in HIV proteins where mutations appear to weaken the virus. However, this approach has had limited success because compensatory mutations elsewhere in the viral protein can overcome the harmful effects of the vaccine-induced mutation.
To overcome this, Chakraborty’s lab identified groups of amino acids in HIV proteins that evolve independently of those in other groups. In a subset of these groups, computer models predicted the virus to be vulnerable to multiple simultaneous mutations. By targeting amino acids in such groups, vaccine designers may be able to cut off the virus’s escape route.
In 2011, Chakraborty and Walker showed that a particularly vulnerable group exists in a subunit of the Gag protein, which forms the envelope that surrounds the virus’s genetic material. They also found that T cells in patients who can fight off HIV on their own disproportionately target the amino acids identified in the study. HIV strains with multiple mutations in these amino acids are rare, offering further evidence that these could make good vaccine targets.
Special delivery
Darrell Irvine, an MIT professor of materials science and engineering and member of the Koch Institute, is working on alternative ways to deliver vaccines. Most vaccines used to protect against diseases such as chicken pox and influenza are made from deactivated forms of the virus. That approach is thought too risky for HIV, so many researchers are instead pursuing vaccines made from protein or sugar molecules that the virus produces, known as antigens. Another possible approach is injecting DNA that codes for viral proteins.
However, injecting those molecules on their own doesn’t always produce a strong-enough immune response in the vaccine recipient, so Irvine and his lab are seeking ways to elicit stronger responses, using two strategies: delivering antigen along with another type of molecule, known as an adjuvant, that helps to provoke the immune system, and delivering the antigen directly to the target cells, using nanoparticles or polymer films.
Recently, Irvine and his colleagues developed a new polymer film that can deliver DNA vaccines under the skin. DNA vaccines were first tested about 20 years ago, and found to elicit strong immune responses in rodents. However, DNA vaccines have thus far failed to provoke any protective response in human clinical trials.
With the new polymer film developed by Irvine and his colleagues, DNA vaccines are embedded in layers of polymer films that gradually degrade, releasing the vaccine over days or weeks. The film also includes an adjuvant consisting of a strand of RNA similar to viral RNA. This molecule provokes inflammation in the target tissue, which helps to recruit immune cells to the area, so they can encounter the antigen encoded by the DNA.
The vaccine-delivering film showed success in tests of mice, and the researchers now hope to test it in nonhuman primates.
Much of this work would probably never have happened without both funding from the Ragon Institute and the interdisciplinary collaborations that have arisen because of the institute.
“It’s been absolutely fantastic for me and many of the MIT faculty that have been involved,” Irvine says. “There are really two paths being followed at all times: a very focused mission to try and get an HIV vaccine developed, but also an interest in making sure that we don’t miss new opportunities in the basic science that might bring totally new vaccine concepts forward.”
Source: http://web.mit.edu

Monday, February 11, 2013

Algas contra la contaminación.

Desde hace un tiempo, científicos franceses vienen desarrollando unas lámparas de microalgas capaces de absorber entre 150 y 200 veces más CO2 que un árbol. Pierre Calleja es el científico inventor de estas lámparas que son capaces de absorber hasta una tonelada de CO2 por año. El exceso de CO2 es perjudicial para el ser humano, mientras que el oxígeno presente en el aire es nuestro principal sustento para mantener la respiración. Sin embargo esto no quiere decir que el CO2 no sea necesario para el planeta, pues lo es. 

Uno de los procesos de fotosíntesis es el que permite a los árboles absorber CO2 y convertirlos en oxígeno (por eso dicen que los árboles y bosques son los pulmones del planeta). Pero sufrimos momentos de deforestación, mientras que las urbes crecen y con ello, la emisión de CO2 y otros gases. Sin duda alguna este invento es realmente impresionante, ya que realmente necesitamos de métodos que ayuden a reducir la cantidad de CO2 y convertirlos en oxígeno, principalmente en lugares donde se acumula exorbitantemente, como los estacionamientos, túneles y principales semáforos, así como también en cualquier rincón de las grandes urbes.

Saturday, February 09, 2013

Descontaminan agua con llantas recicladas

Con menos químicos y energía se puede producir carbón activado, material indispensable para purificar el agua potable. Esto es posible al aprovechar neumáticos usados que no tienen buen manejo ambiental. En Colombia se usaron 4.493.092 llantas en el año 2008, según estimaciones del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS). La cifra preocupa, por cuanto, luego de su uso, son almacenadas en depósitos clandestinos o desechadas en espacios públicos, lo que ocasiona graves problemas ambientales. 

“Los neumáticos usados se convierten en el hábitat ideal para vectores como ratas y mosquitos, que transmiten enfermedades como el dengue, la fiebre amarilla y la encefalitis equina. Cuando cumplen su ciclo, son arrojados en botaderos a cielo abierto, contaminan el suelo, los recursos naturales renovables y afectan el paisaje. Adicionalmente, dificultan la operación de los rellenos sanitarios”, indica la Resolución 1457 del MADS, que regula la disposición de estos residuos. 

El principal problema es que el caucho del que están hechas es difícil de degradar y no hay una manera de hacerlo sin contaminar. Por eso, investigadores de la Universidad Nacional de Colombia en Bogotá desarrollaron una técnica que consume bajas cantidades de químicos y menos energía, para obtener carbón activado, material indispensable para descontaminar el agua. 

Este material se puede obtener de productos con alto contenido de carbono; por ejemplo, de residuos de frutas, madera, breas de petróleo o de carbón mineral. En la literatura científica se le conoce como el adsorbente universal, porque con él se pueden descontaminar sistemas gaseosos, líquidos, solventes, aceites y azúcar, entre otras sustancias. 

Melina Cantillo Castrillón, estudiante de la Maestría en Ciencias Químicas, consiguió carbones activados que adsorben en un 85%, aproximadamente, el fenol y el cobre del agua. 

Los fenoles son compuestos químicos que quedan como residuos de procesos industriales, por lo cual aparecen con mucha frecuencia en las fuentes hídricas y están catalogados entre los principales contaminantes del agua. Son muy utilizados en la industria química, farmacéutica y clínica como fungicidas, bactericidas, antisépticos y desinfectantes. Para ser considerada potable, el agua debe contener máximo unos 10 microgramos por litro.

[Img #11474]
Carbón activo fabricado. (Foto: Andrés Felipe Castaño/Unimedios)

Además, el cobre es un metal pesado que se encuentra con frecuencia en aguas de la región cundiboyacense. 

El primer paso del novedoso proceso consiste en retirar los hilos de metal que refuerzan la estructura de la llanta. Luego, el caucho se muele con cuchillas especiales para triturarlo lo máximo posible y se impregna con soluciones de ácido sulfúrico, ácido fosfórico y cloruro de zinc (compuestos químicos que producen estructuras porosas sobre el material carbonoso). 

“Estos agentes actúan como si un taladro se introdujera en el interior de la partícula, pues abren huecos”, precisa la profesora Liliana Giraldo Gutiérrez, directora de la tesis de maestría de Cantillo. Después se retiran los químicos y se somete el material a un proceso térmico. 

“Según la literatura, el tratamiento se hace a 1.000 ó 1.200 grados centígrados, pero nosotros disminuimos la temperatura a 700 grados. Esta reducción es sumamente beneficiosa en lo económico, porque así moderamos el consumo energético y los costos de producción del carbón activado”, explica. 

Una vez producido, el siguiente paso es caracterizarlo; es decir, determinar qué capacidad tiene para retener diferentes contaminantes. 

“Obtuvimos un carbón activado comparable con los comerciales. Es muy satisfactorio porque, teniendo un material difícil de tratar, en unas condiciones de temperatura más bajas y con concentraciones menores de los agentes químicos activantes, obtuvimos otro con buenas características de adsorción”, asevera la experta. 

Aclara que el nuevo material solo tiene diferencias de composición de la química superficial con respecto a los que se consiguen en el mercado. 

Este desarrollo es una buena alternativa para solucionar el problema de contaminación que provocan las llantas. Según la resolución del MADS, sus productores deben hacer un manejo ambiental adecuado de los desechos. De hecho, están en la obligación de formular, presentar e implementar sistemas de recolección selectiva y de gestión ambiental, algo que en muchos casos no se cumple. (Fuente: UN/DICYT)

¿Precursor de la vida en nubes de gas interestelar?



Se cree que la molécula hidroxilamina tiene un papel vital en el enfriamiento de las primeras estrellas del universo y es posible que juegue un papel importante en la formación de estrellas actuales. Arriba, nuevas estrellas en la nebulosa Messier 78, de gran cantidad de formación de estrellas.  (Crédito: NASA/JPL-Caltech)
Se cree que la molécula hidroxilamina tiene un papel vital en el enfriamiento de las primeras estrellas del universo y es posible que juegue un papel importante en la formación de estrellas actuales. Arriba, nuevas estrellas en la nebulosa Messier 78, de gran cantidad de formación de estrellas. (Crédito: NASA/JPL-Caltech)
Un grupo de astrónomos ha descubierto huellas tentadoras de un precursor químico de bloques de construcción de vida muy cerca de una región de estrellas en formación, alrededor de 1,000 años luz de la Tierra.
La señal proveniente de la molécula hidroxilamina, que está conformada de átomos de nitrógeno, hidrógeno y oxígeno, aún tiene que ser verificada. Sin embargo, en caso de confirmarse, significaría que los científicos han encontrado un químico que podría, potencialmente, ser el promotor de vida en otros mundos y que pudo haber jugado un papel fundamental en el origen de la vida en nuestro propio planeta hace 3.7 mil millones de años.
Algunos astrónomos creen que los ingredientes básicos de la vida se forman en las frías nubes interestelaresde gas, polvo y plasma. Cometas, asteroides y meteoritos se forman en estas nubes y serían portadores de tales químicos, y al bombardear constantemente los planetas, ellos habrían depositado estos químicos en nuestro planeta y otros más, dijo  Anthony Remijan, astroquímico del Observatorio Nacional de Radio Astronomía en Charlottesville, Virginia, quien encabeza la investigación.
Para probar esta teoría, los astrónomos buscan las huellas químicas de compuestos químicos inorgánicos y simples que se forman en nubes interestelares. Estos componentes no son vida y no están basados en carbono, pero pueden reaccionar con otras moléculas para formar algunos de los bloques básicos de la vida, tales como aminoácidos o nucleótidos que forman el ADN.
En años recientes, los científicos han encontrado varias y distintas moléculas pre-bióticas en el espacio, dijo Brett McGuire, ingeniero químico del Instituto Tecnológico de California.

Imprime tu propia medicina: Lee Cronin


El químico Lee Cronin está trabajando en una impresora 3D que, en lugar de objetos, sea capaz de imprimir moléculas. Una emocionante aplicación con potencial a largo plazo: imprimir sus propias medicinas utilizando tintas químicas. Profesor de química, nanociencia y química compleja, Lee Cronin y su equipo de investigación puede revolucionar la tecnología moderna y quizá aún crear vida.
lee-cronin-tedLos químicos orgánicos hacen moléculas, moléculas muy complicadas, fraccionando grandes moléculas en otras más pequeñas e ingeniería inversa. Y, como químico, una de las cosas que mi grupo de investigación quería responder un par de años atrás era: ¿podemos hacer un juego universal de química de verdad genial? En esencia, ¿podemos hacer de la química una aplicación?
¿Qué quiere decir esto y cómo podríamos hacerlo? Bien, para comenzar tomamos una impresora 3D y empezamos a imprimir nuestros vasos y tubos de ensayo de una parte e imprimir las moléculas al mismo tiempo, por la otra, y las combinamos en lo que llamamos “reactionware”. Y así, imprimiendo vasijas y haciendo química a la vez, comenzamos a tener acceso a las herramientas universales de la química.
¿Y eso qué significa? Bien, si podemos integrar las redes biológicas y químicas como una máquina de búsqueda, si uno tiene una célula enferma y necesita curarla o una bacteria y quiere matarla, si tiene esta integración en su equipo al mismo tiempo, y aplican la química, podrán hacer medicinas de una forma nueva.
¿Cómo lo hacemos en el laboratorio? Bien, se necesitan programas, equipos y tintas químicas. Y lo verdaderamente genial es la idea de que queremos tener un grupo universal de tintas que ponemos en la impresora, se descarga el prototipo, la química orgánica de esa molécula, y pueden hacerla en su equipo. Y así pueden hacer su molécula en la impresora con este programa.
¿Y esto qué significa? Bien, en definitiva, que podrán imprimir sus propias medicinas. Es lo que estamos haciendo actualmente en el laboratorio.
Pero dando pasos de bebé para llegar a eso, primero queremos abordar el diseño y la producción de medicinas o su descubrimiento y fabricación. Porque si podemos producirlas después de descubrirlas, podemos llevarlas dondequiera. No necesitarán ir más a lo del químico. Podemos imprimir los medicamentos donde se necesiten. Podemos descargar nuevos diagnósticos. Digamos que aparece un nuevo bicho. Lo ponen en su máquina de búsqueda, y crean la droga para tratar esa amenaza. Esto les permite ensamblar moléculas velozmente.
Pero quizá para mí lo central en el futuro es la idea de tomar sus propias células madre, con sus propios genes y su ambiente, e imprimir su propia medicina personal.
Y si esto no les parece suficientemente fascinante, ¿hacia dónde creen que iremos? Bien, tendrán su propio generador de materia. “Transpórtanos, Scotty”.  

Thursday, February 07, 2013

Bacteria Transforms Minerals Electrically

Scientists studying a genus of the rock-dwelling bacteria called Shewanella have found out how the organisms can transform minerals by zapping them with tiny electrical currents. The discovery could lead to new types of fuel cells to generate electricity, to better environmental-cleanup techniques, and possibly even to a new generation of organically made materials.
Bacteria live in almost every environment on Earth, from the ocean's deepest trenches to the Himalayas' highest peaks. Perhaps the main reason is their supreme adaptability.
 Even when scientists finally discovered that the organisms were using rocks instead of oxygen to purge electrons, they still couldn't figure out the exact molecular mechanism that made such metabolism possible.
Now, after 5 years of studies in laboratories in the United States and the United Kingdom, a team has discovered the elusive process. It turns out that Shewanella use a class of proteins on their surface that functions like an electrical wire between the bacteria's interior and exterior. The proteins--called deca-heme c-class cytochromes--bond with the rock molecules and convey electrons out through the cell membrane, the composition of which normally functions as an insulator.

More information : http://news.sciencemag.org/sciencenow/2009/12/17-03.html?ref=hp
Science News Staff , Science Magazine 

Sunday, February 03, 2013

Mineralización de oro por Delftia acidovorans

Pepitas de oro en exhibición el 29 de abril de 2011 en Jamestown, California. Entre los organismos más peculiares que habitan nuestra Tierra existe una bacteria que convierte el oro soluble en agua, en pepitas de oro macizo microscópico.
Los químicos han reflexionado a menudo por qué el germen Delftia acidovorans se encuentra con frecuencia en la superficie de la pequeña pepitas de oro. Su presencia llevado a los científicos a especular que puede ser la creación de las partículas de iones solubles de oro que se disuelven en agua.

 Pero el enigma era cómo D. acidovorans hizo este "truco", por que el oro soluble es tóxico. La respuesta, sugieren investigadores en Canadá, se encuentra en una molécula se excreta por el microbio que tanto protege el organismo y transforma los iones venenosos en partículas.
 "Este hallazgo es la primera demostración de que un metabolito secretado puede proteger contra el oro tóxico y causar biomineralización oro," el proceso por el cual los organismos vivos producen minerales, escribieron en la revista Nature Chemical Biology. 

La molécula, delftibactin A, es capaz de conseguir esta proeza en cuestión de segundos en condiciones neutrales de pH a temperatura ambiente. El coautor del estudio Nathan Magarvey de Ontario's McMaster University dijo a la AFP que el estudio no fue diseñado para demostrar si sería viable utilizar los gérmenes para producir oro del agua en el laboratorio. Sin embargo, estos procesos parecen "claramente posibles". Las investigaciones anteriores habían demostrado que otra bacteria que se encuentra en el oro, metallidurans Ischiadicus, se ocupa de la toxicidad mediante el almacenamiento de los iones en el interior de sus células.
Las bacterias necesitan algunos metales, como el hierro, para crecer, mientras que otros, como la plata, las matan. El oro soluble, invisible en un vaso de agua, se encuentra en las fuentes de agua de mar, aguas subterráneas y otros naturales. El oro macizo está formado principalmente por medio de procesos geológicos en las venas subterráneas de gran tamaño.
Magarvey dijo que el estudio puede implicar D. acidovorans en depósitos secundarios, como pepitas se encuentran en los ríos. La bacteria, añadió, no se encuentra solamente en oro, sino también en el suelo y en el agua. Sin embargo poco claro, sin embargo, de qué se alimenta el organismo.