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Thursday, October 7, 2010

Una superordenador penetra en los orígenes de la vida


Los misterios que rodean los cimientos de las formas de vida primitivas podrían esclarecerse con la ayuda de la supercomputación. Un equipo estadounidense ha utilizado un superordenador para simular una reacción química que podría desentrañar el papel de los ácidos ribonucleicos o ARN en el origen de la vida.
n grupo de investigación norteamericano, liderado por el director del centro de Biofísica Molecular del Oak Ridge National Laboratory (ORNL) en Tennessee, Jeremy Smith, ha usado una superordenador para reproducir una reacción química orgánica que puede haber sido importante en la evolución de los ácidos ribonucleicos o ARN en las formas de vida primitivas, según un comunicado de la institución estadounidense.

"Las simulaciones por ordenador pueden proporcionar información sobre los sistemas biológicos que no puede conseguirse de otra manera", afirma Smith. "Dado que estas estructuras están cambiando tanto, los aspectos dinámicos son difíciles de entender, pero la simulación informática es una buena manera de hacerlo."

En este caso, los científicos utilizaron el superordenador Kraken, de Tennessee, para realizar la simulación de dinámica molecular. Se trata de una técnica que permite que los átomos y las moléculas interactúen durante un periodo de tiempo, posibilitando la visualización del movimiento de las partículas. De este modo, la dinámica molecular entiende a los materiales y a las moléculas como cuerpos animados y no como entidades estáticas.

La simulación se realizó sobre un tipo de moléculas de ARN llamadas ribozimas. Éstas son capaces de almacenar información genética y acelerar reacciones químicas, dos características imprescindibles en la formación de la vida. Concretamente, el equipo estudió una ribozima cultivada en el laboratorio que cataliza la reacción conocida como Diels-Alder, que tiene múltiples aplicaciones en química orgánica.

"La vida significa hacer que las moléculas se reproduzcan y eso es algo muy complejo. Si una ribozima como la de Diels-Alder es capaz de hacer química orgánica para construir moléculas complejas, es posible que algo similar pueda haber sucedido para crear los cimientos de la vida", conjetura Smith.

La potencia de la supercomputación también sirvió para ayudar a que el equipo de investigación encontrase una explicación teórica de por qué la ribozima Diels-Alder necesita magnesio para funcionar. Los modelos computacionales de los movimientos internos de la ribozima permitieron a los investigadores captar y entender los detalles más pequeños de las reacciones más rápidas, lo que hasta ahora había sido imposible debido a la naturaleza estática de las técnicas experimentales convencionales, como las pruebas químicas y los análisis de rayos X, incapaces de revelar la dinámica del sistema.

En ese sentido, Smith explica en el comunicado que los cálculos de su grupo mostraron cómo la dinámica interna de las ribozimas incluye un sitio activo o "boca" que se abre y se cierra para controlar la reacción. La concentración de iones de magnesio afecta directamente a los movimientos de la ribozima. "Cuando no hay magnesio presente, la boca se cierra, el sustrato no puede entrar y la reacción no puede tener lugar. Hemos descubierto que el magnesio obliga a la ribozima a mantener la boca abierta", asegura.

La investigación fue publicada en la revista de la Sociedad Americana de Química. Además de Smith, participaron dos de sus estudiantes de posgrado, Tomasz Berezniak y Zahran Mai, y Andrés Jäschke de la Universidad de Heidelberg. La mayor parte de las simulaciones se llevaron a cabo en el superordenador Kraken y los datos resultantes se analizaron en el Centro Interdisciplinario de Computación Científica de la Universidad de Heidelberg.

Hace tan solo quince días el Centro de Supercomputación de Barcelona (BSC) anunciaba que dos de sus investigadores, Modesto Orozco, Director de Ciencias de la Vida del BSC y jefe del grupo de Modelización y Bioinformática del Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona (IRB), y Guillem Portella, investigador del grupo de Modelización y Bioinformática del IRB, habían conseguido resolver por primera vez el plegamiento de un ácido nucleico mediante técnicas de dinámica molecular, gracias a la ayuda del superordenador MareNostrum.

Hasta ahora, hacer un seguimiento de estas estructuras biológicas empleando la potencia de cálculo de un PC significaba tener que esperar cientos de años para observar los resultados. Sin embargo la supercomputación reduce enormemente los tiempos. Gracias a ello, el nuevo descubrimiento de Orozco y Portella, permitirá, a corto y medio plazo, diseñar estrategias terapéuticas basadas en ácidos nucleicos. Éste es el caso de las estrategias de ARN de interferencia que se posicionan como la gran esperanza para el tratamiento de enfermedades complejas de origen genético, como el cáncer. Los resultados de la investigación se publican en la revista Angewandte Chemie.

El superordenador MareNostrum, en funcionamiento desde 2005, es el más potente de España y uno de los más importantes de Europa, aunque en la actualidad ocupa el puesto número 87 de la última lista Top500 publicada en junio de este año. Su mejor posición la consiguió en noviembre de 2006, cuando ascendió hasta el quinto puesto de la tabla. Las primeras plazas son para EEUU, China y Alemania.

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Pensamiento de hoy

febrero, 2008
Aprender sin pensar es tiempo perdido, pensar sin aprender es peligroso.
Confucio, filósofo chino.


"No hay viento favorable para el que no sabe a dónde va" (Séneca)

Camuflaje OVNI

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En nuestro mundo, una de las facultades que más nos asombra del mundo animal es la llamada mimetismo. Esta es la capacidad de los organismos vivos para pasar inadvertidos para los depredadores. Las variantes son múltiples, desde cambiar el color del pelaje, confundiéndose con su medio, hasta el de adquirir las formas de su entorno, incluso cuando nosotros mismos observamos el comportamiento de animales de nuestro interés, utilizamos el recurso del camuflaje. En la guerra la invisibilidad es una premisa, es por eso que la nación que logre duplicar el camuflaje OVNI obtendrá todas las ventajas sobre su enemigo. Actualmente existen naves invisibles, por lo menos para el radar, como el llamado Stealth Fighter, que por su diseño y pintura especial pasa inadvertido para los radares.

Einstein, en una de sus teorías afirmaba que mediante procesos magnéticos haciendo vibrar un objeto, esté podría desplazar el espectro electromagnético visible que despiden los objetos haciéndolos completamente indistinguibles para el ojo humano. Teoría que se probaría en el tristemente célebre experimento Filadelfia en 1947, con repercusiones bastante lamentables.

Los rayos infrarrojos y ultravioleta están por encima y por debajo, respectivamente, del espectro visible para el ojo humano. Para que una frecuencia infrarroja pueda ser perceptible son necesarios elementos ópticos y tecnológicos de los que carece el ojo humano, sin embargo, un ejemplo claro para poder realizarlo en nuestro hogar, basta colocar un telemando frente a una cámara de video y observarlo en el monitor de televisión.

Esto explicaría cómo aparece y cómo queda registrado en un video un OVNI, cuando al realizar la grabación éste no se observa y ni siquiera es el centro de atención. No obstante, este fenómeno también se produce en negativos fotográficos aun cuando este proceso (óptico químico) es diferente al video. Dando una idea de que si nuestras percepciones físicas no pueden detectar estos avistamientos, sí se cuenta con elementos para poder observarlos.

Otro tipo de camuflaje OVNI (al menos físico y visible), sería el de adoptar las formas del entorno atmosférico, en este caso nubes. Se han registrado avistamientos donde los observadores de estos fenómenos, ven claramente cómo las nubes tienen movimientos caprichosos en el cielo. Estos movimientos por cierto muy semejantes a los observados a través de la historia, donde incluso algunos casos se observan bajar entidades de las mismas.

Por otra parte, la misma maniobrabilidad de algunos OVNI´s hacen que pasen desapercibidos para algunos instrumentos de detección, esto como es de suponerse, sólo es necesario hallarse fuera del campo que cubre un radar, colocándose por encima o por debajo para pasar inadvertido. En medio de estos parámetros explicativos queda otra interrogativa, ¿se pueden ver o fotografiar entidades que se desarrollan en un plano de tres dimensiones? No, no se puede, ya que no obedecen las leyes físicas y ópticas del mismo comportamiento que conocemos, haciendo imposible dejar constancia en una placa o en un video, al menos con la óptica terrestre tal y como la conocemos.

Como se podrá deducir entonces, el hecho de que observemos OVNI´s en el cielo, sólo puede tratarse de un acto consciente de ser observados y enterarnos que allá arriba está sucediendo algo.