CIENCIA HOY

Nuevo modo de controlar el movimiento de partículas en un fluido

NC&T) Las simulaciones por ordenador de Thomas Truskett revelan que las partículas se mueven más fácilmente si primero forman "capas" alineadas con los límites de los cauces estrechos. Los investigadores se percataron de que el movimiento de las partículas está fuertemente correlacionado con el modo en que éstas se autoposicionan en un cauce.

Las configuraciones de los conjuntos de partículas están determinadas por las interacciones de las partículas con las fronteras que las confinan. Así, los investigadores han logrado utilizar estas interacciones como un medio para controlar cuán fácilmente el fluido se automezcla, difunde y fluye.

La investigación ha sido efectuada por Thomas Truskett, Gaurav Goel y William Krekelberg, de la Universidad de Texas en Austin, junto con Jeffrey Errington, de la Universidad Estatal de Nueva York en Buffalo.

Los expertos en planificación urbanística y los maestros de escuela saben desde hace mucho tiempo que el movimiento de automóviles por autopistas o de niños por pasillos se produce más fácilmente si se forman carriles de tráfico. El equipo de investigación de Truskett encontró que un principio similar se cumple en el movimiento de las partículas de un fluido en los cauces estrechos. Específicamente, sus simulaciones por ordenador revelan que las partículas del fluido se mueven más fácilmente si primero forman "capas" alineadas con los límites de los cauces.

El equipo también ha introducido una forma de determinar sistemáticamente qué tipos de límites de los cauces promoverán o dificultarán la formación de las capas necesarias para el transporte lo más veloz posible de las partículas.

Si la formación de capas lleva a una más rápida dinámica de las partículas, es natural preguntarse por qué los fluidos a granel adoptan una estructura más desordenada, sin capas. La razón: La termodinámica determina la estructura de un fluido, no la dinámica, y la termodinámica favorece un estado desordenado para los fluidos a granel porque disminuye la energía libre del sistema.





Compuestos Sintéticos Antienvejecimiento

No hay fármaco que pueda hacer retroceder las manecillas del reloj, pero un investigador puede haber encontrado uno que enlentece el envejecimiento.

David Sinclair, profesor de la Universidad de Harvard y especialista de fama mundial en el campo del antienvejecimiento, trabaja desde hace algunos años en la búsqueda de genes y fármacos que algún día retrasen con eficacia el proceso del envejecimiento.

Sinclair ha popularizado la idea de que el resveratrol, una molécula presente en el vino tinto y en otros productos, tiene propiedades antienvejecimiento. Sus estudios han demostrado que la molécula activa ciertas vías genéticas, o "genes reguladores" existentes en toda forma de vida, protegiendo a los organismos de un modo que los hace más sanos, y, que probablemente les prolonga la vida.

"Esas vías son como guardianes de nuestras células, conservándolas saludables y vivas durante más tiempo", subraya Sinclair. "Creemos que utilizando fármacos dirigidos a esos genes, podemos obtener amplios efectos, no sólo para una enfermedad a la vez, sino para muchas. Imagine una píldora contra la diabetes que también retrase el cáncer, la enfermedad cardiaca e incluso las cataratas".

La investigación de Sinclair ha demostrado un incremento del 30 por ciento en la duración media de la vida de ratones y células de levadura, y un 59 por ciento de incremento en cierto tipo de pez de vida corta. En humanos, él cree que un 30 por ciento de incremento en la duración de la vida no es inconcebible.

"La clave no es tanto el poder vivir más tiempo, sino el conseguir que cuando uno tenga 90 años de edad se sienta como si tuviera 60", matiza. "No se trata de dejar más tiempo en sillas de ruedas a las personas ancianas. Esta molécula realmente prolongaría la vida útil. Uno aparentaría menor edad y posiblemente evitaría el inicio precoz de enfermedades propias de la vejez".

Un reciente estudio por Sinclair revela que el resveratrol tiene además, la capacidad de emular a una dieta hipocalórica, común en las sociedades con mayor longevidad.

Aunque el vino tinto es una de las mayores fuentes de resveratrol, Sinclair advierte que una persona tendría que consumir nada menos que mil botellas al día para obtener el mismo beneficio que proporcionan los compuestos sintéticos que su laboratorio ha desarrollado. Actualmente, éste se encuentra trabajando en la segunda fase de las pruebas clínicas de algunos de sus fármacos en humanos con diabetes.

Información adicional en:
http://www.expressnews.ualberta.ca/article.cfm?id=9179




Nueva Técnica Para Evaluar Daños Por Radiación en el ADN

Una nueva técnica para evaluar los daños causados en el ADN por la radiación, indica que la configuración espacial de los puntos dañados es más importante que el número de tales lesiones para determinar la severidad del daño.

La técnica, desarrollada por científicos del Laboratorio Nacional de Brookhaven, ayuda a revelar con mayor detalle por qué las partículas de altas energías como los iones pesados procedentes del espacio exterior son potencialmente más dañinas que las formas de radiación de menores energías como los rayos X y los rayos gamma.

La investigación, conducida por las científicas Betsy Sutherland y Brigitte Paap, ésta última ahora en la Universidad Estatal de Arizona, podría ayudar a esclarecer los riesgos que afrontarán en el futuro los astronautas que vuelen en misiones de larga duración a la Luna o a Marte.

Entender debidamente los efectos de la exposición a la radiación en los humanos, ya sea en el ambiente natural o en el espacio exterior, en el lugar de trabajo o debido a la radioterapia, requiere de un conocimiento más profundo sobre la inducción y la reparación de los daños infligidos al ADN.

La nueva técnica utiliza diferentes "etiquetas" fluorescentes coloreadas en lugar de las radiactivas para monitorizar la reparación de los daños en el ADN, la molécula que posee las instrucciones genéticas para la vida. Estas etiquetas fluorescentes reducen la cantidad de desechos peligrosos asociados con la investigación (y su costo).

La radiación puede dañar la doble hélice del ADN, produciendo una amplia variedad de daños, que van desde neutralizar una o más de las bases del ADN conocidas por las letras A, T, G y C (que forman los enlaces entre las dos hebras de la doble hélice) hasta romper una o ambas hebras.
Todos esos daños pueden resultar en una incapacidad crítica de la molécula para realizar su función principal, indicar a las células qué proteínas deben fabricar. Eso puede llevar a un crecimiento celular fuera de control (el cáncer) o a la muerte.

Con frecuencia, las células pueden reparar el ADN dañado por la radiación, utilizando enzimas especializadas para cortar y remendar los segmentos dañados. Pero los daños causados por las partículas ionizantes parecen ser más difíciles de reparar que los causados por las formas de radiación con energías menores, como los rayos X y los rayos gamma.

Durante mucho tiempo, los científicos han supuesto que la razón para esta diferencia era que las partículas ionizantes de altas energías causaban un daño más complejo, que contenía muchas lesiones cercanas entre sí en el ADN, lo que hacía la reparación más lenta y menos exacta. La técnica desarrollada por Sutherland y Paap les permitió comprobar esta hipótesis.

Los resultados fueron sorprendentes: en lugar de ser dependiente del número de lesiones, la capacidad de la enzima reparadora para reconocer los sitios dañados parece depender más de la configuración espacial de las lesiones en las hebras del ADN.

Información adicional en:
http://www.bnl.gov/bnlweb/pubaf/pr/PR_display.asp?prID=08-24



Procedencia del Hierro Que Llega al Pacífico Norte

La mayoría de los oceanógrafos ha asumido que, en las áreas de los océanos conocidas como regiones de Altos Nutrientes y Baja Clorofila (HNLC por sus siglas en inglés), el hierro necesario para fertilizar las poco frecuentes proliferaciones masivas de plancton proviene casi por completo del polvo traído por el viento. La investigadora Phoebe Lam y su colega James Bishop acaban de mostrar que por lo menos en el Pacífico Norte eso no es así.


Lam, biogeoquímica del Instituto Oceanográfico de Woods Hole e investigadora invitada en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, y Bishop, de la División de Ciencias de la Tierra del citado laboratorio, han encontrado que la fuente primaria de hierro en el Pacífico Norte Occidental no es el polvo sino los márgenes volcánicos continentales de la Península de Kamchatka y las Islas Kuriles.

Comprender los orígenes, mecanismos de transporte, y destino del hierro en las aguas superficiales ricas en nutrientes y bajas en clorofila es importante para calcular los cambios climáticos.

El hierro permite al fitoplancton usar el nitrato; sin él, las plantas no tienen acceso a las fuentes a menudo abundantes de nitrógeno en las regiones HNLC, de las cuales el Pacífico Norte Subártico es una de las tres regiones más grandes del mundo.
En el nuevo estudio, las estimaciones conservadoras de hierro biodisponible (el hierro que puede fertilizar al plancton) procedente del polvo arrastrado por los vientos o que proviene de las fuentes continentales llevó a Lam y Bishop a concluir que un mínimo del 55 por ciento del hierro biodisponible que encontraron en el sitio de la investigación, y probablemente mucho más, proviene de los márgenes continentales volcánicos cercanos.

"Sólo se necesita un cálculo simple para mostrar que el hierro aportado por la plataforma continental, bajo la superficie, es al menos tan importante aquí como el hierro aerotransportado en el polvo. Y sospechamos que lo mismo sucede con el suministro de hierro en otras regiones similares de los océanos", explica Lam.

Los resultados de Lam y Bishop tienen implicaciones que van mucho más allá de corregir estimaciones sobre la abundancia del hierro en las zonas HNLC.

"Basta con mirar un mapa y considerar la historia de los procesos geoquímicos como el vulcanismo y su influencia en la biología de los océanos, y lo que ya está ocurriendo a medida que el clima se calienta, los glaciares se funden, y los bordes de los continentes se alteran drásticamente, para darnos cuenta de lo poco que sabemos sobre cómo estos cambios afectarán probablemente a la productividad del mar y su capacidad de almacenar carbono atmosférico", explica Bishop. "Antes de que empecemos a jugar por ahí con la fertilización comercial de hierro a gran escala, aún nos queda mucha ciencia por hacer. El hierro natural y sus elementos asociados parecen causar una respuesta biológica significativamente diferente de la que ha sido vista en docenas de experimentos de fertilización hasta la fecha. Sería bueno saber por qué".

Información adicional en:
http://www.lbl.gov/Science-Articles/Archive/ESD-NP-iron.html