Atrapados por científicos: antimateria, colesterol y glóbulos rojos Understand article

Traducido por Elisa Inés López Schiaffino. Science in School es una publicación de EIROforum, una asociación compuesta por ocho de las organizaciones de investigación científica más grandes de Europa. Este artículo comenta algunas de las últimas noticias de los miembros de EIROforum…

EIROforum

EIROforum combina los recursos, instalaciones y la experiencia de las organizaciones que la conforman para ayudar a que la ciencia europea desarrolle su potencial. Para más información, visite: www.eiroforum.org

CERN: antimateria atrapada

Los estudios de precisión de la antimateria – el escurridizo homólogo de la materia – ayudan a los científicos a descubrir por qué desapareció toda la antimateria producida en el Big Bang. El nuevo «anti-objeto» más prometedor es el antihidrógeno, el elemento más simple en un anti-mundo hipotético.

Los nueve primeros átomos de antimateria fueron creados en el CERN en 1995, pero se movían casi a la velocidad de la luz –demasiado rápido para realizar estudios de precisión. El siguiente gran avance se realizó en el 2002, cuando el experimento ATHENA demostró cómo hacer millones de átomos de antihidrógeno menos veloces. Pero llegar al paso siguiente –atrapar algunos de esos átomos– ha llevado nueve años más. Ahora los investigadores del experimento ALPHA en el CERN han logrado atrapar 38 antiátomos por 172 milisegundos. En julio del 2011, anunciaron que habían logrado retener algunos cientos de ellos por 15 minutos. Esto abre el camino para una comparación precisa de los niveles de energía entre el hidrógeno y el antihidrógeno, utilizando sistemas láser de alta precisión.

Dibujo esquemático del experimento ALPHA: los antiprotones son capturados y retenidos en ultra alto vacío utilizando campos eléctricos y magnéticos. Al ser mezclados con positrones, se forman átomos de antihidrógeno, y se los retiene usando una trampa magnética octopolar y bobinas espejoo
Imagen cortesía de CERN

Para obtener más información, consulte la publicación de la investigación:

The ALPHA Collaboration (2011) Confinement of antihydrogen for 1000 seconds. Nature Physics 7: 558-564. doi: 10.1038/nphys2025

El CERN, basado en Ginebra (Suiza), es el laboratorio de física de partículas más grande del mundo. Para obtener más información, visite: www.cern.ch

EFDA-JET: JET nuevamente en marcha

Luego de la instalación de 4500 azulejos nuevos en sus paredes internas y 22 meses desde su última operación, el dispositivo de fusión de EFDA-JET reanudó sus experimentos a finales de agosto del 2011.

La sala de control de JET
cuando se creó el primer
plasma

Imagen cortesía de EFDA-JET

Una sala de control llena de científicos de JET con un aire expectante de emoción fue testigo de la creación de un plasma de 1 megampere, que alcanzó una duración de 15 segundos. Esto constituyó un logro notable ya que, usualmente luego de un cierre de ingeniería, el primer plasma aparece sólo como un breve destello de luz que dura menos de un segundo.

Experimentos inminentes profundizarán el conocimiento sobre el funcionamiento del próximo dispositivo internacional de fusión, ITER, ya que los nuevos azulejos de las paredes de JET son iguales a los propuestos para ITER. Un comienzo tan impresionante en JET eleva el optimismo en torno al proyecto –mientras sigue abriendo el camino hacia la energía de fusión comercial.

JET, ubicado en Culham (Reino Unido), es el dispositivo de fusión de Europa. La explotación científica de JET es llevada a cabo a través del EFDA, European Fusion Development Agreement (Acuerdo Europeo para el Desarrollo de Fusión). Para obtener más información, consulte: www.jet.efda.org

EMBL: Pintando glóbulos rojos de verde

Los científicos del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL: European Molecular Biology Laboratory) en Monterotondo, Italia, han diseñado una nueva técnica de clasificación que por primera vez permite que los investigadores ubiquen con exactitud aquellas células madre en la médula ósea que dan origen a los glóbulos rojos.

La médula ósea de mamíferos, por ejemplo de humanos o ratones, contiene diversos grupos de células madre, los que se diferencian en los distintos tipos de células.

Imagen cortesía de André-
Pierre Olivier

Con esta nueva técnica, las células en la médula ósea de un ratón se vuelven verde fluorescente sólo cuando van a convertirse en glóbulos rojos. Esto es posible gracias a un tinte fluorescente que se adhiere al ARN de un gen que solamente se expresa en este tipo de células. La nueva técnica, que otros laboratorios ya han comenzado a emplear, ayudará a los científicos a entender qué grupos de células madre dan origen a los glóbulos rojos, e impulsará la investigación de los mecanismos moleculares involucrados.

Para obtener más información, consulte la publicación de la investigación:

Rasmussen KD, O’Carroll D (2011) The miR-144/451eGFP allele, a novel tool for resolving the erythroid potential of hematopoietic precursors. Blood 118(11): 2988-2992. doi: 10.1182/blood-2011-04-350728

EMBL es el laboratorio europeo líder en investigación en biología molecular, con sede en Heidelberg, Alemania. Para obtener más información, consulte: www.embl.org

ESA: Herschel reescribe la historia de la evolución de las galaxias

La tasa de formación de estrellas alcanzó su punto máximo en las primeras fases del Universo hace unos 10 mil millones de años. En ese entonces, en algunas galaxias se formaban estrellas a un ritmo de diez a cien veces mayor al que se puede observar en nuestra galaxia hoy en día. En el Universo actual, esas tasas de formación de estrellas son poco habituales, y siempre parecen ser iniciadas por una colisión entre galaxias. Por eso los astrónomos asumieron que siempre había sido así.

Un escenario teórico de la
formación de las estrellas

Imagen cortesía de ESA-AOES
Medialab

Sin embargo, utilizando el Observatorio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés), ahora los astrónomos han observado galaxias que están muy lejos, por lo que las han visto como eran hace mil millones de años. Esta mirada al pasado reveló que las galaxias no necesitan chocar entre sí para desencadenar el proceso de formación de estrellas. Este descubrimiento derriba la suposición sostenida anteriormente y pinta un panorama más claro sobre la formación de las estrellas y la evolución de las galaxias.

Para más información, consulte la publicación de la investigación:

Elbaz D et al. (2011) GOODS–Herschel: an infrared main sequence for star-forming galaxies. Astronomy & Astrophysics 533: A119. doi: 10.1051/0004-6361/201117239

La ESA es la puerta de acceso al espacio del continente europeo, con sede en París, Francia. Para obtener más información, visite: www.esa.int

ESO: ALMA abre sus ojos

El observatorio astronómico terrestre más complejo del mundo, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ha abierto oficialmente sus puertas a los astrónomos. ALMA es una asociación entre Europa, Norteamérica y Asia del Este en cooperación con la República de Chile. El Observatorio Europeo Austral (ESO, por su sigla en inglés) es el miembro europeo del proyecto. La primera imagen publicada, obtenida con un telescopio todavía en construcción, revela una vista del Universo imposible de obtener con los telescopios que observan luz visible e infrarroja. Miles de científicos de todo el mundo han competido para estar entre los primeros investigadores que podrán explorar algunos de los más oscuros, fríos, lejanos y ocultos secretos del cosmos con esta nueva herramienta astronómica.

Las galaxias de Las Antenas (también conocidas como NGC 4038 y 4039) son un dúo de galaxias espiraladas en colisión de formas distorsionadas, a unos 70 millones de años luz, en la constelación de Corvus (El Cuervo). Esta imagen combina observaciones de ALMA, realizadas en dos diferentes longitudes de onda durante la fase de prueba inicial del observatorio, con observaciones en luz visible del Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA. Haga clic sobre la imagen para ampliarla
Imagen cortesía de ALMA (ESO / NAOJ / NRAO); imagen en luz visible: the NASA / ESA Hubble Space Telescope

Para más información, consulte el comunicado de prensa: www.eso.org/public/news/eso1137

Para conocer más sobre ALMA, consulte:

Mignone C, Pierce-Price, D (2010) The ALMA Observatory: the sky is only one step away. Science in School 15: 44-49. www.scienceinschool.org/2010/issue15/alma

ESO es el observatorio astronómico más productivo del mundo; su sede está ubicada en Garching, Alemania, y sus telescopios en Chile. Para más información, visite: www.eso.org

ESRF: Nueva técnica con rayos X

Los científicos de ESRF han desarrollado una técnica que puede revolucionar el análisis químico de materiales poco comunes como las muestras de rocas meteóricas y los fósiles. Normalmente, los rayos X son sensibles a la forma y textura de una muestra dada, pero no pueden revelar el estado químico. La nueva técnica produce imágenes en rayos X de la distribución de los enlaces químicos de elementos claves incrustados en materiales opacos, hasta ahora considerado imposible sin destruir la muestra. “Me encantaría probarlo en rocas marcianas o lunares. Podemos ver qué elementos están presentes y además, si hay oxígeno, saber si pertenece a una molécula de agua o no,” dice Simo Huotari, de Helsinki, Finlandia, que desarrolló la técnica.

El carbono y el oxígeno son
difíciles de analizar si están
incrustados en otros
materiales. Una nueva técnica
de sincrotón de rayos X
puede detectarlos e
identificar sus enlaces
químicos

Imagen cortesía de Tuomas
Pylkkänen (University of
Helsinki)

Para obtener más información, consulte la noticia (‘New synchrotron technique could see hidden building blocks of life’) en el sitio web de ESRF (www.esrf.eu) o a través del siguiente enlace: http://tinyurl.com/69o9g7g

Consulte también el trabajo de investigación:

Huotari S et al. (2011) Direct tomography with chemical-bond contrast. Nature Materials 10: 489–493. doi: 10.1038/nmat3031

El ESRF, ubicado en Grenoble, Francia, opera la fuente de radiación de sincrotón más poderosa de Europa. Para más información, visite: www.esrf.eu

European XFEL: La luz al final del túnel

El European XFEL es un centro de investigación actualmente en construcción en Hamburgo, Alemania. Generará destellos de rayos X extremadamente intensos para uso de investigadores de todo el mundo. Para más información, visite: www.xfel.eu

Científicos examinan uno de los túneles de las instalaciones del European XFEL. Esta fotografía fue tomada poco después de la finalización de la construcción del túnel. En este mismo lugar y a partir de 2014, los electrones producirán una radiación de rayos X extremadamente intensa mediante campos magnéticos. Para lograr esto, los electrones serán acelerados casi a la velocidad de la luz en un túnel de más de 2 km. Cuando la máquina esté en total funcionamiento, tomar el lugar de los tres hombres de la foto sería muy peligroso, por lo que un sofisticado sistema de control impedirá visitas no autorizadas al túnel, lo que permitirá a los investigadores el uso de la radiación en forma segura
Imagen cortesía de European XFEL

ILL: colesterol lento

Los científicos que trabajan con dispersión de neutrones en el Institut Laue-Langevin (ILL) y en el Center for Neutron Research (Centro de Investigación sobre Neutrones) del Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST, por sus siglas en inglés), han descubierto que la velocidad de transporte del colesterol en el interior de las células y entre unas y otras es de varias horas, mucho más lento de lo que se creía anteriormente.

El colesterol es un componente de la membrana que rodea a cada célula. Juega un papel vital, permitiendo la transmisión de señales químicas y nerviosas en el cuerpo: forma la base de hormonas importantes y proporciona aislamiento a las fibras nerviosas. El mantenimiento de niveles adecuados de colesterol a través de la redistribución entre células y dentro de ellas es muy importante. Se han detectado anormalidades en el transporte del colesterol en enfermedades como el mal de Alzheimer, la ateroesclerosis y varios trastornos cardiovasculares. Por ello, investigar la velocidad de transporte del colesterol con precisión podría ayudar a desarrollar nuevos y mejores tratamientos para estos desórdenes.

Un modelo de relleno de
espacio de la molécula de
colesterol

Imagen cortesía de RedAndr;
origen de la imagen: Wikimedia
Commons

Para obtener más información, consulte el trabajo de investigación:

Garg A et al. (2011) Noninvasive neutron scattering measurements reveal slower cholesterol transport in model lipid membranes. Biophysical Journal 101(2): 370-377. doi: 10.1016/j.bpj.2011.06.014

ILL es un centro internacional de investigación a la vanguardia de la ciencia y la tecnología de neutrones, con sede en Grenoble, Francia. Para más información, visite: www.ill.eu


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