Una locura de lanzamientos llegará a la Costa Este en Marzo, la NASA lanzará cinco cohetes en cinco minutos aproximadamente para estudiar la corriente de chorro a gran altitud, de su Centro de Vuelo Wallops en Virginia.
El Experimento Cohete de Transporte Anómalo (Atrex – Anomalous Transport Rocket Experiment) es una misión de cohetes de sondeo Heliofísico que reunirá información necesaria para entender mejor el proceso responsable de la corriente de chorro a gran altitud situada entre 60 y 65 kilómetros sobre la superficie de la Tierra.
La corriente de chorro a gran altitud es superior a la que comúnmente se reportó en las previsiones meteorológicas. Los vientos encontrados en esta corriente de chorro superior normalmente tienen velocidades de 322 km/h a más de 483 km/h y crean un transporte rápido desde las latitudes medias de la Tierra a las regiones polares. Esta corriente de chorro está localizada en la misma región donde se producen fuertes corrientes eléctricas en la ionósfera. Esta es por lo tanto una región con mucha turbulencia eléctrica, del tipo que puede afectar negativamente satélites y radiocomunicaciones.
Los cohetes de sondeo que son utilizados para la misión son dos Terrier-Improved Malemutes, dos Terrier-Improved Orions y un Terrier-Oriole.
Los cinco cohetes soltarán un trazador químico que formará nubes de color blanco y lechoso de rastreo que permitirán a los científicos y al público “ver” el viento en el espacio. Además, dos de los cohetes tendrán instrumentos como carga, para medir la presión y temperatura en la atmósfera a la altura de los vientos de alta velocidad.
Cuatro trimetil-aluminio (TMA) rastros de una misión antes de volar a partir de Poker Flat, Alaska, en febrero de 2009. Crédito: Miguel Larsen / Clemson Universidad.
La película mostrada en este artículo es del 6 de marzo del 2012 y muestra una erupción solar de clase X5.4 capturada por el Observatorio de Dinámica Solar (SDO – Solar Dynamics Observatory). Una de las características más dramáticas es la forma en que la superficie solar entera parece ondear con la fuerza de la erupción. Este movimiento viene de algo llamado ondas EIT – por que fueron descubiertas por vez primera por el “Extreme ultraviolet Imaging Telescope” (EIT) en el Observatorio de Heliósfera Solar.
Debido a que el SDO captura imágenes cada 12 segundos, ha podido mapear la evolución completa de estas ondas y confirma que pueden viajar a través de la superficie entera del Sol. Las ondas se mueven a más de un millón de millas por hora, llegando de un lado del Sol al otro en alrededor de una hora. La película muestra dos ondas diferentes. La primera parece expandirse en todas las direcciones; la segunda es una estrella, moviéndose al sureste.
Dichas ondas están asociadas con, y quizá ocasionan, eyecciones de masa coronal, así que es probable que cada una esté conectada con una de las eyecciones que hicieron erupción el mismo 6 de marzo. Estas eyecciónes solares se dirigen a la tierra y podrían causar una intensa tormenta solar que podría afectar las comunicaciones de radio, algunos satélites y causar algunos apagones en las regiones al norte del planeta. Así mismo se espera que haya espectaculares auroras boreales en los hemisferios.
Las erupciones solares se clasifican en 5 clases: A, B, C, M y X, aunque de éstas solo las clases M y X tienen consecuencias visibles en la tierra. Cada una de éstas cuenta con 9 subdivisiones, de M1 a M9 y de X1 a X9. Las tormentas de radiación solar que estas erupciones producen al alcanzar la tierra se clasifican en 5 grados de severidad: S1 a S5. Esta tormenta solar tendrá una severidad S4.
Un viaje al gimnasio podría significar no solo la pérdida de algunos kilos – sino también modificaciones químicas al ADN en la forma de grupos metilos. La presencia o la falta de grupos metilos en ciertas posiciones del ADN puede afectar la expresión de genes.
Investigadores en el Instituto Carolina de Estocolmo, Suecia, observaron el estado de la metilación de los genes en pequeñas biopsias tomadas de músculos del muslo en jóvenes adultos saludables, antes y después de una sesión en una bicicleta de ejercicio. Encontraron que, para algunos genes involucrados en el metabolismo de la energía, el ejercicio desmetilaba las regiones promotoras (tramos de ADN que facilitan la transcripción de genes particulares), y mientras más intenso era el ejercicio, mayor era la desmetilación. Los genes no relacionados con el metabolismo seguían metilados.
El hallazgo llega como una sorpresa para muchos investigadores, ya que se creía que una vez que la célula se vuelve adulta, la metilación de ADN se estabilizaba. El estudio muestra que el ejercicio agudo cambia el estado de la metilación en células musculares. Además, una desmetilación similar podía verse cuando a cultivos de células musculares les fueron dadas dosis de cafeína masivas (probablemente letales).
Investigadores de la Escuela de Medicina en la Universidad de Pennsylvania reportan un acercamiento a la terapia para cáncer basada en células T. Esta es la primera vez que se propone un método para hacer una célula T adaptable y diseñada para atacar tipos específicos de tumor, dependiendo de que proteínas anormales, llamadas antígenos, son expresadas por las células cancerosas de pacientes individuales.
Muchos tumores muestran proteínas superficiales que son raras o están ausentes en las superficies de células sanas, y estas proteínas son responsables de activar caminos moleculares que provocan la replicación descontrolada de células. En la mayoría de los tipos de cáncer, no todos los pacientes tienen tumores que expresan el mismo antígeno exacto.
Las células son modificadas para expresar un antígeno diseñado, llamado receptor antígeno quimérico (CAR – Chimeric Antigen Receptor) ofrecen una estrategia atractiva para apuntar a antígenos y tratar el cáncer. Estas células T de los pacientes modificadas reconocen los antígenos de los tumores y matan a las células de los tumores cancerosos.
La nave espacial Cassini de la NASA ha “olfateado” iones de oxígeno molecular alrededor de la luna helada de Saturno, Dione, por primera vez, confirmando la presencia de una Atmósfera muy tenue. Los iones de oxígeno son bastante escasos – uno por cada 11 centímetros cúbicos de espacio o cerca de 90,000 por metro cúbico – muestran que Dione tiene una atmósfera neutra extremadamente delgada.
En la superficie de Dione, esta atmósfera solo sería tan densa como la atmósfera de la tierra a 480 kilómetros por encima de la superficie. La detección de esta atmósfera débil, conocida como exósfera, se describe en un reciente número de la revista Geophysical Research Letters.
“Ahora sabemos que Dione, además de los anillos de saturno y la luna Rhea, es una fuente de moléculas de oxígeno”, dijo Robert Tokar, un miembro del equipo Cassini basado en el Laboratorio Nacional los Alamos (Los Alamos National Laboratory), y el autor principal del artículo. “Esto demuestra que el oxígeno molecular es realmente común en el sistema de saturno y refuerza que puede venir de un proceso que no implica la vida”.
El oxígeno de Dione parece derivar de cualquiera de los fotones solares o partículas energéticas del espacio bombardeando la superficie de agua con hielo de la luna y liberando moléculas de oxígeno, dijo Tokar. Pero los científicos estarán buscando otros procesos, incluidos los geológicos, que también podría explicar el oxígeno.
“Los científicos no estaban siquiera seguros si Dione sería lo suficientemente grande como para aferrarse a una exósfera, pero esta nueva investigación demuestra que Dione es aún más interesante de lo que anteriormente pensábamos”, dijo Amanda Hendrix, científica del proyecto Cassini, subdirectora del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL – Jet Propulsion Laboratory) de la NASA, en Pasadena, California, quien no estuvo involucrada directamente en el estudio. “Los científicos están ahora analizando los datos de Cassini sobre Dione para ver esta luna con más detalle”.
Varios cuerpos sólidos del sistema solar – incluyendo la Tierra, Venus, Marte y la luna mayor de Saturno, Titán, tienen atmósferas. Sin embargo, tienden a ser mucho más densas por lo general, de lo que se ha encontrado alrededor de Dione. Sin embargo, en 2010 los científicos de Cassini detectaron una exósfera fina alrededor de Rhea, luna de Saturno, muy similar a Dione. La densidad del oxígeno de las superficies de Dione y Rhea es alrededor de 5 miles de millones de veces menos denso que el de la superficie de la tierra.
Tokar dijo que los científicos sospechaban que el oxígeno molecular podría existir en Dione porque el Telescopio Espacial Hubble de la NASA detectó ozono. Pero ellos no lo sabían con seguridad hasta que Cassini fue capaz de medir el oxígeno molecular ionizado en su segundo sobrevuelo de Dione el 7 de abril de 2010 con el espectrómetro de plasma Cassini. En este sobrevuelo, la nave espacial voló a unos 313 millas (503 kilómetros) de la superficie de la luna.
Los Científicos de Cassini también están analizando los datos de iones de Cassini y el espectrómetro de masa neutral de un sobrevuelo muy cerca del 12 de diciembre de 2011. El espectrómetro de iones y de masa neutral hizo la detección de la delgada atmósfera de Rhea, por lo que los científicos serán capaces de comparar los datos de Cassini de las dos lunas y ver si hay otras moléculas en la exósfera de Dione.
La misión Cassini- Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea, y la Agencia Espacial Italiana. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, una división del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, dirige la misión para la Dirección General de Ciencia Espacial de la NASA, en Washington, D.C. El orbitador Cassini fue diseñado, desarrollado y ensamblado en el JPL. El equipo de espectrómetro de plasma de Cassini y el equipo de espectrómetro de masas de iones y neutral se basan en el Southwest Research Institute en San Antonio.
Revirtiendo el bloqueo de genes del Alzheimer puede restaurar la memoria y otras funciones cognitivas, según los neurocientíficos la enzima HDAC2 podría ser un buen objetivo para nuevas drogas.
Anne Trafton, MIT News Office Original (en inglés)
Neurocientíficos del MIT (Massachusetts Institute of technology – Instituto de Tecnología de Massachusetts) mostraron que una enzima sobreproducida en los cerebros de los pacientes de Alzheimer crea un bloqueo que apaga genes necesarios para formar nuevas memorias. Además, al inhibir esa enzima en ratones, los investigadores pudieron revertir los síntomas del Alzheimer.
El descubrimiento sugiere que drogas que tengan como objetivo la enzima, conocida como HDAC2, podrían ser un nuevo acercamiento prometedor para tratar la enfermedad, que afecta a 5.4 millones de estadounidenses. El número de víctimas de Alzheimer a nivel mundial se espera que se duplique cada 20 años, y recientemente el presidente Barack Obama programó una fecha límite del 2025 para encontrar un tratamiento efectivo.
Li-Huei Tsai, líder del equipo investigador, dice que los inhibidores de HDAC2 podrían ayudar a alcanzar esa meta, aunque probablemente tomaría al menos 10 años desarrollar y probar dichas drogas.
“Yo realmente avocaría fuertemente por un programa activo para desarrollar agentes que puedan contener la actividad del HDAC2”, dice Tsai, directora del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria en el MIT. “La enfermedad es tan devastadora y afecta a tanta gente que animaría a más gente a pensar sobre esto”.
Tsai y sus colegas reportan los descubrimientos en la edición en línea del 29 de Febrero de Nature. El autor líder de la revista académica es Johannes Gräff, un postdoctorado en el Instituto Picower.
Modificación genómica
Las histona deacetilasa (HDAC) son una familia de 11 enzimas que controlan la regulación de genes al modificar histonas – proteínas alrededor de las cuales el ADN es puesto en colas, formando una estructura llamada cromatina. Cuando las HDACs alteran una histona a través de un proceso llamado deacetilación, la cromatina se vuelve más densamente empacada, provocando que los genes en la región tengan menos probabilidades de ser expresadas.
Los inhibidores pueden revertir este efecto, abriendo el ADN y permitiendo que sea transcrito.
En estudios previos, Tsai había mostrado que HDAC2 es un regulador clave de aprendizaje y memoria. En el nuevo estudio, su equipo descubrió que inhibiendo HDAC2 puede revertir los síntomas de Alzheimer en ratones.
Los investigadores encontraron que en ratones con síntomas de Alzheimer, la HDAC2 (pero no los otros HDACs) es muy abundante en el hipocampo, donde se forman las nuevas memorias. HDAC2 era comúnmente encontrada pegada a los genes involucrados en la plasticidad sináptica – la habilidad del cerebro de fortalecer y debilitar conexiones entre neuronas en respuesta a nueva información, lo cual es crítico para formar memorias. En los ratones afectados, esos genes también tenían niveles mucho más bajos de acetilación y expresión.
“No es solo uno o dos genes, es un grupo de genes que trabajan juntos para concertar la diferentes fases de la formación de memorias”, dice Tsai. “Con semejante bloqueo, el cerebro realmente pierde la habilidad de responder rápidamente a la estimulación. Puedes imaginarte que esto creó un enorme problema en términos de la función de aprendizaje y memoria, y quizá otras funciones cognitivas.
Los investigadores entonces apagaron HDAC2 en el hipocampo de ratones con síntomas de Alzheimer, utilizando una molécula llamada “short hairpin RNA” (shRNA), que fue diseñado para unirse al mensajero RNA (Ácido Ribonucleico) – la molécula que carga las instrucciones genéticas del ADN al resto de la célula.
Con la actividad del HDAC2 reducida, la histona deacetilasa regresó, permitiendo que los genes requeridos para la plasticidad sináptica y otros procesos de aprendizaje y memoria sean expresados. En ratones tratados, la densidad sináptica fue enormemente incrementada y el ratón recuperó funciones cognitivas normales.
“Este resultado realmente promueve la noción de que si hay algún agente que pueda selectivamente reducir HDAC2, verá muy benéfico”, dijo Tsai.
Los investigadores también analizaron cerebros de pacientes de Alzheimer que murieron y encontraron niveles elevados de HDAC2 en el hipocampo y la corteza entorrinal, los cuales juegan papeles importantes en el almacenamiento de memoria.
“Lo que es realmente valioso es que [Tsai] identificó que HDAC está involucrada, así como un camino delineado sobre como puede llevar a la memoria afectada. Es un estudio realmente completo y bien ejecutado”, dijo Brett Langley, director de epigenética neuronal en el Centro de Rehabilitación Burke y profesor asistente de neurología en la Escuela Médica Weill Cornell, quien no estuvo involucrado en esta investigación.
Revirtiendo el bloqueo
El descubrimiento puede explicar por que las drogas que limpian las proteínas beta-amiloide de los cerebros de pacientes con Alzheimer solo han ofrecido mejoras modestas, o ninguna, en pruebas clínicas, dice Tsai.
Se sabe que las proteínas beta-amyloide se agrupan en los cerebros de los pacientes de Alzheimer, interfiriendo con un tipo de receptor celular necesitado para plasticidad sináptica. El nuevo estudio muestra que la beta-amiloide también estimula la producción de HDAC2, posiblemente iniciando el bloqueo del aprendizaje y los genes de la memoria.
“Pensamos que una vez que este bloqueo epigenético de expresiones de genes está acomodado, limpiar la beta-amiloide podría no ser suficiente para restaurar la configuración activa de cromatina”, dice Tsai.
El atractivo de los inhibidores de HDAC2, dice Tsai, es que podrían revertir los síntomas incluso después de que el bloqueo está bien establecido. Sin embargo, se requiere de mucho más desarrollo de drogas antes de que dicho compuesto pueda entrar a la fase de pruebas clínicas. “Es realmente difícil de predecir”, dice Tsai. “Pruebas clínicas probablemente están a cinco años de distancia. Y si todo va bien, convertirse en una droga aprobada probablemente tomaría al menos 10 años”.
Algunos inhibidores de HDAC, no específicos al HDAC2, han sido probados en pruebas clínicas como drogas para el cáncer. Sin embargo, para tratar el Alzheimer se requiere de un acercamiento más selectivo, dice Tsai. “Quieres algo tan selectivo como sea posible, y tan seguro como sea posible”, dijo ella.
Una nueva tecnología podría ayudarle a los doctores a predecir cuándo los pacientes están en riesgo de complicaciones serias.
Anne Trafton, MIT News Office. Original (en inglés).
Hace más de 60 años, los científicos descubrieron la causa subyacente de la anemia falciforme: La gente con la enfermedad producía células rojas con forma de hoz o media luna que obstruyen las capilaridades en lugar de fluir suavemente, como lo hacen las células rojas ordinarias con forma de disco. Esto puede causar un dolor severo, daño a otros órganos y un tiempo de vida significativamente más corto.
Los investigadores descubrieron después que la enfermedad resulta de una mutación en la proteína de la hemoglobina, y se dieron cuenta de que la forma de hoz – vista más comúnmente en las personas de climas tropicales – es en realidad una adaptación evolutiva que puede ayudar a proteger de la malaria.
Sin embargo, a pesar de todo lo que los científicos han aprendido sobre la enfermedad, que afecta a 13 millones de personas en el mundo, hay pocos tratamientos disponibles. “Aún no tenemos terapias lo suficientemente efectivas y no tenemos un buen conocimiento de como se manifiesta la enfermedad de manera diferente en diferentes personas”, dice Sangeeta Bhatia, Profesora de Ciencias de la Salud de John y Dorothy Wilson e Ingeniería Eléctrica y Ciencia Computacional en el MIT (Massachusetts Institute of Technology).
Bhatia, el postdoctorado del MIT David Wood, y colegas en la Universidad de Harvard, el Hospital General de Massachusetts (MGH) y el Hospital Brigham and Women han diseñado una simple prueba sanguínea para predecir si los pacientes de anemia falciforme tienen un alto riesgo de dolorosas complicaciones de la enfermedad. Para llevar a cabo la prueba, los investigadores miden que tan bien las muestras de sangre fluyen a través de un dispositivo microfluídico.
El dispositivo, descrito el primero de marzo en el diario “Science Translational Medicine”, podría ayudar a los doctores a monitorear a los pacientes de anemia falciforme y determinar el mejor curso de tratamiento, dice Bhatia. También podría ayudar a los investigadores a desarrollar nuevas drogas para la enfermedad.
Monitoreando el flujo sanguíneo
Los pacientes de anemia falciforme comúnmente sufren de anemia por que sus glóbulos rojos anormales no duran mucho en circulación. Sin embargo, la mayoría de los síntomas asociados con la enfermedad son causados por las crisis vaso-oclusivas que ocurren cuando los glóbulos con forma de hoz, que son más duros y más pegajosos que los glóbulos rojos normales, obstruyen los vasos sanguíneos y bloquean el flujo sanguíneo, esto puede causar isquemia (sufrimiento celular que puede incluso llegar a causar la muerte de células y tejidos conocida como necrosis, ya que las células no reciben el suficiente oxígeno ni nutrientes). La frecuencia y severidad de estas crisis varía ampliamente entre pacientes, y no hay manera de predecir cuando ocurrirán.
“Cuando un paciente tiene un colesterol alto, puedes monitorear su riesgo de enfermedades cardíacas y la respuesta a la terapia con una prueba sanguínea. Con la anemia falciforme, a pesar de que los pacientes tienen los mismos cambios genéticos subyacentes, algunos sufren tremendamente mientras que otros no – y todavía no tenemos una prueba que pueda guiar a los médicos en tomar decisiones terapéuticas”, dijo Bhatia.
En el 2007, Bhatia y L. Mahadevan, un profesor de Harvard de matemáticas aplicadas que estudia fenómenos naturales y biológicos, comenzaron a trabajar juntos para entender como las células con forma de hoz se mueven a través de las capilaridades. En el estudio actual, los investigadores recrearon las condiciones que pueden crear una crisis vaso-oclusiva: Dirigieron la sangre a través de un microcanal y redujeron su concentración de oxígeno, lo que provoca que los glóbulos con forma de hoz se atasquen y bloqueen el flujo sanguíneo.
Para cada muestra de sangre, midieron que tan rápidamente dejaría de fluir después de ser deoxigenada. John Higgins de MGH y la Escuela Médica de Harvard, un autor de la revista académica, comparó las muestras de sangre tomadas de glóbulos con forma de hoz de pacientes que habían o no habían hecho un viaje de emergencia al hospital o que recibieron transfusiones sanguíneas en los 12 meses anteriores, y encontró que la sangre de los pacientes con una forma menos severa de la enfermedad no se alentaron tan rápidamente como aquellas de los pacientes más severamente afectados.
Ninguna otra medida existente de propiedades sanguíneas – incluyendo concentración de glóbulos rojos, fracción de hemoglobina alterada o conteo de glóbulos blancos – puede hacer este tipo de predicción, dice Bhatia. El descubrimiento remarca la importancia de mirar la vaso-oclusión como el resultado de la interacción de muchos factores, más que una simple medida molecular, dijo ella.
Para mostrar que este dispositivo podría ser útil para el desarrollo de drogas, los investigadores también probaron una droga potencial para la anemia falciforme llamada 5-hidroximetilfurfural (HMF), que mejora la habilidad de la hemoglobina de unirse al oxígeno. Agregando la droga a la sangre, encontraron que mejoró dramáticamente cómo fluía a través del dispositivo.
Franklin Bunn, director de investigación hematológica en el hospital Brigham and Women, quien no fue parte de este estudio, dice que el dispositivo podría resultar muy útil para el desarrollo de drogas. “Provee una manera objetiva de evaluar las nuevas drogas que espero que continúen siendo desarrolladas para inhibir la deformación de glóbulos rojo”, dijo Bunn.
Los investigadores han aplicado por una patente en la tecnología y ahora están trabajando en desarrollarla como una herramienta de diagnóstico e investigación.
Una correlación curiosa entre la masa del agujero negro central de una galaxia y la velocidad de las estrellas en una gran estructura más o menos esférica conocida como su bulto ha desconcertado a los astrónomos por años. Un equipo internacional dirigido por Francesco Tombesi del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, en Greenbelt, Maryland, ahora han identificado un nuevo tipo de agujero negro impulsado por flujo de salida que parece ser a la vez lo suficientemente poderoso y lo suficientemente común para explicar este vínculo.
La mayoría de las galaxias grandes contienen un agujero negro central pesando millones de veces la masa del sol, pero las galaxias que hospedan más agujeros negros masivos también poseen abultamientos que contienen, en promedio, estrellas que se desplazan rápido. Este vínculo sugiere algún tipo de mecanismo de retroalimentación entre un agujero negro de una galaxia y su proceso de formación estelar. Sin embargo todavía no había una explicación adecuada de como es que la actividad de un agujero negro monstruoso, que afecta en gran medida una región varias veces mayor que nuestro sistema solar, podría influir el bulto de una galaxia, que abarca regiones de aproximadamente un millón de veces más grandes.
“Esto fue un verdadero acertijo. Todo apuntaba a un agujero negro supermasivo de alguna manera conduciendo esta conexión, pero sólo ahora estamos empezando a entender como lo hacen”, dijo Tombesi.
Los agujeros negros activos adquieren su poder de forma gradual acumulando – o “alimentandose” de – gas a millones de grados almacenado en un vasto disco circundante. Este disco caliente se encuentra dentro de una corona de partículas energéticas, y mientras ambos son fuertes fuentes de rayos X, esta emisión no puede explicar todas las propiedades de la galaxia. Cerca el borde interior del disco, una fracción de esta materia orbitando un agujero negro a menudo se redirige en un chorro de partículas hacia el exterior. A pesar de que estos chorros pueden lanzar la materia a la mitad de la velocidad de la luz, simulaciones de computadora muestran que permanecen estrechas y depositan la mayor parte de su energía lejos de regiones de la formación estelar de la galaxia.
Los astrónomos sospechaban que se estaban perdiendo de algo. Durante la última década, la evidencia de un nuevo tipo de agujero negro impulsado por flujo ha surgido. En los centros de algunas galaxias activas, observaciones de rayos X de longitudes de onda correspondientes a los de hierro fluorescente muestran que esta radiación está siendo absorbida. Esto significa que nubes de gas enfriador deben estar enfrente de la fuente de rayos X. Es más, estas líneas espectrales de absorción son desplazadas de sus posiciones normales de menor longitud de onda – es decir, desplazadas al azul, lo que indica que las nubes se están moviendo hacia nosotros.
En dos estudios publicados anteriormente, Tombesi y sus colegas demostraron que estas nubes representan un tipo distinto de flujo. En el estudio más reciente, que aparece en la edición del 27 de febrero de la Monthly Notices de la Royal Astronomical Society, los investigadores apuntaron a 42 galaxias activas cercanas con el satélite Newton XMM de la Agencia Espacial Europea para afinar la ubicación y las propiedades de los llamados “flujos ultra rápidas” – o los UFOs para más corto (por sus siglas en inglés de “ultra-fast outflows”). Las galaxias, que fueron seleccionadas del Catálogo All-Sky Survey producido por el satélite Rossi X-ray Timing Explorer de la NASA, fueron todas localizadas a menos de 1.3 miles de millones de años luz de distancia.
Los flujos de salida se presentaron en 40 por ciento de la muestra, lo que sugiere que son características comunes de galaxias impulsadas por agujeros negros. En promedio, la distancia entre las nubes y el centro del agujero negro es inferior a una décima parte de un año luz. Su velocidad promedio es casi del 14 por ciento de la velocidad de la luz, o casi 151 millones de kilómetros por hora, y el equipo estima que la cantidad de materia requerida para mantener la salida está cerca de una masa solar por año – comparable a la tasa de acumulación de estos agujeros negros.
“Aunque más lentos que los chorros de partículas, los UFOs tienen velocidades mucho más rápidas que otros tipos de flujos de salida galácticos, que los hacen mucho más poderosos”, Explicó Tombesi.
“Tienen el potencial para jugar un mayor papel en transmitir efectos de retroalimentación desde un agujero negro en la galaxia en general”.
Al eliminar masa que de otra manera caería en un agujero negro supermasivo, flujos ultra-rápidos de salida pueden poner frenos en su crecimiento. Al mismo tiempo, los UFOs pueden retirar
el gas de regiones de formación estelar en el bulto de la galaxia, alentando o incluso apagando la formación de estrellas al barrer las nubes de gas que representan el material bruto para estrellas nuevas. Tal escenario naturalmente explicaría la conexión observada entre el agujero negro de una galaxia activa y sus estrellas del bulto.
Tombesi y su equipo anticipó una mejora significativa en el entendimiento del papel de los flujos de salida ultra-rápidos con el lanzamiento del telescopio de rayos X Astro-H liderado por Japón, en la actualidad programado para el 2014. Mientras tanto, tiene la intención de enfocarse en la determinación de los mecanismos físicos detallados que dan lugar a los UFOs, un elemento importante en la comprensión del cuadro más grande de cómo se forman, desarrollan y crecen las galaxias activas.
Un nuevo método de interferencia de Ácido Ribonucleico (ARN, o RNA por sus siglas en inglés de RiboNucleic Acid) muestra promesa para tratar el cáncer, y otras enfermedades.
Anne Trafton, MIT News Office. Original (en inglés).
Durante la década pasada, científicos han estado siguiendo tratamientos de cáncer basados en interferencia de ARN – un fenómeto que ofrece una manera de apagar los genes con mal funcionamiento con pequeños trozos de ARN. Sin embargo, queda un enorme desafío: encontrar una manera de entregar eficientemente el ARN.
La mayoría del tiempo, ARN pequeño de interferencia (siRNA por sus siglas en inglés de small interfering RNA) – el tipo usado para interferencia ARN – es disuelto rápidamente dentro del cuerpo por enzimas que defienden contra infecciones por virus ARN.
“Ha sido una verdadera lucha el tratar de diseñar un sistema de entrega que nos permita administrar siRNA, especialmente si quieres apuntarle a partes específicas del cuerpo”, dijo Paula Hammond, Profesora de Ingeniería del David H. Koch en el MIT.
Hammond y sus colegas han llegado con un novedoso vehículo de entrega en el que el ARN es empacado dentro de microesferas tan densas que pueden resistir la degradación hasta alcanzar sus destinos. El nuevo sistema, descrito el 26 de febrero en el diario “Nature Materials”, derriba la expresión de genes específicos tan efectivamente como los métodos existentes de entrega, pero con una dosis mucho menor de partículas.
Dichas partículas podrían ofrecer una nueva manera de tratar no solo el cáncer, sino también cualquier otra enfermedad crónica causada por un “gen que no se comporta”, dijo Hammond, quien también es miembro del Instituto David H. Koch para Investigación de Cáncer Integrativa. “Interferencia de ARN tiene una enorme promesa para un gran número de enfermedades, una de las cuales es el cáncer, pero también enfermedades neurológicas y enfermedades inmunes”, dijo.
El autor líder de la revista académica es Jong Bum Lee, un antiguo postdoctorado en el laboratorio de Hammond. El postdoctorado Jinkee Hong, el doctor Daniel Bonner y el doctor Zhiyong Poon también son autores de la revista académica.
Interrupción genética
La interferencia de ARN es un proceso que ocurre naturalmente, descubierto en 1998, que permite a células ajustar precisamente su expresión genética. La información genética normalmente se carga del ADN en el núcleo a los ribosomas, estructuras celulares donde se forman las proteínas. siRNA se une al mensajero ARN que carga esta información genética, destruyendo instrucciones antes de que alcances al ribosoma.
Los científicos trabajan en muchas maneras para replicar artificialmente este proceso para apuntar a genes específicos, incluyendo empacar siRNA en nanopartículas hechas de lípidos (grasas) o materiales inorgánicos como el oro. Aunque muchas de éstas han mostrado algo de resultados, una desventaja es que es difícil cargar grandes cantidades de siRNA en estos cargueros, por que los cortos filamentos no se empacan ajustadamente.
Para superar esto, el equipo de Hammond decidió empacar el ARN como un largo filamento que se doblaría en una pequeña y compacta esfera. Los investigadores usaron un método para sintetizar ARN conocido como transcripción de círculo rotatorio para producir filamentos extremadamente largos de ARN hechos de una secuencia repetidora de 21 nucleoides. Esos segmentos están separados por una extensión más corta que es reconocida por la enzima Dicer, que corta el ARN cuando encuentra esa secuencia.
Conforme el filamento de ARN es sintetizado, se dobla en hojas que entonces se auto-ensamblan en una esfera muy densa similar a esponja. Hasta medio millón de copias de la misma secuencia de ARN pueden ser empacadas en una esfera con un diámetro de solo dos micrones. Una vez que la esferas se forman, los investigadores las empacan en una capa de polímero cargado positivamente, que induce a las esperas a empacarse aún más apretadas (hasta un diámetro de 200 nanómetros) y también las ayuda a entrar en las células.
Después de que las esferas entran a una célula, la enzima Dicer corta el ARN en lugares específicos, liberando las secuencias siRNA de 21 nucleótidos.
Peixuan Guo, director del Centro de Desarrollo de Nanomedicina NIH en la Universidad de Kentucky, dijo que el aspecto más emocionante del trabajo es el desarrollo de un método de auto-ensamblado para partículas de ARN. Guo, quien no fue parte del equipo de investigación, agrega que las partículas podrían ser más efectivas en entrar en las células si fueran encogidas a escalas aún más pequeñas, cercanas a los 50 nanómetros.
Apuntando a tumores
En la revista académica de “Nature Materials”, los investigadores probaron sus esferas programándolas para liberar secuencias de ARN que apagaran un gen que provoca que las células de tumores brillen en ratones. Encontraron que podían alcanzar el mismo nivel de derribo de sistemas de entrega de nanopartículas convencionales, pero utilizando hasta mil veces menos partículas.
Las microesponjas se acumulan en los sitios de tumores a través de un fenómeno comúnmente utilizado para entregar nanopartículas: Los vasos sanguíneos que rodean tumores tienen “filtraciones,” lo que significa que tienen pequeños poros a través de los cuales muy pequeñas partículas pueden colarse.
En estudios futuros, los investigadores planean diseñar microesferas recubiertas con polímeros que específicamente apunten a células de tumores u otras células de enfermedades. También trabajan en esferas que carguen ADN, para un potencial uso en terapia genética.
Una simulación por computadora identifica el origen de electrones de alta velocidad que causan auroras en el espacio. La cola magnética de la tierra es mucho más larga de lo que se creía.
David L. Chandler, MIT News Office. Original (en inglés).
Un misterioso fenómeno detectado por sondas espaciales finalmente ha sido explicado, gracias a una masiva simulación por computadora que pudo alinearse precisamente con detalles de las observaciones de las sondas espaciales. El hallazgo no solo resuelve un enigma astrofísico, sino que también podría llevar a una mejor habilidad para predecir corrientes de electrones de alta energía en el espacio que podrían dañar satélites.
Jan Egedal, un profesor asociado de física en el MIT y un investigador en el Centro de Ciencia y Fusión de Plasma, trabajando con el estudiante graduado del MIT Ari Le y con William Daughton del Laboratorio Nacional Los Álamos (LANL – Los Alamos National Laboratory), reportan esta solución al acertijo espacial en una revista académica publicada el 26 de Febrero en el diario “Nature Physics”.
Egedal propuso inicialmente una teoría para explicar esta aceleración de electrones a gran escala en la cola magnética de la Tierra, un vasto e intenso campo magnético barrido hacia afuera por el viento solar – pero hasta que los nuevos datos fueron obtenidos de la simulación por computadora, “solía ser que la gente decía que ésta era una idea loca,” dijo Egedal. Gracias a los nuevos datos, “ya no me dicen eso”, dice.
La simulación muestra que una región activa de la cola magnética de la tierra, donde eventos de “reconexión” se llevan a cabo en el campo magnético, es apenas 1,000 veces más grande de lo que se había pensado. Esto significa que el volumen del espacio energizado por estos eventos magnéticos es suficiente para explicar los grandes números de electrones de alta velocidad detectados por varias misiones de naves espaciales, incluyendo la misión Cluster.
Resolver el problema requirió una impresionante cantidad de poder de computación de una de las supercomputadoras más avanzadas del mundo, en el Instituto Nacional para Ciencia Computacional en el Laboratorio Nacional Oak Ridge en Tennessee. La computadora, llamada Kraken, tiene 112,000 procesadores trabajando en paralelo y consume tanta electricidad como una población pequeña. El estudio utilizó 25,000 de estos procesadores por 11 días para seguir el movimiento de 180 mil millones de partículas simuladas en el espacio sobre un evento de reconexión magnética, dijo Egedal. El tiempo de procesamiento se acumuló gradualmente, metido durante los tiempos inactivos entre otras tareas. La simulación fue realizada usando un código de plasma físico desarrollado en LANL que rigurosamente analiza la evolución de la reconexión magnética.
Egedal explica que conforme el viento solar estira las líneas del campo magnético de la tierra, el campo guarda energía como una liga que está siendo estirada. Cuando las líneas del campo paralelo de pronto se reconectan, liberan esa energía toda a la vez – como soltar la liga. Esta liberación de energía es lo que empuja a los electrones con gran energía (decenas de miles de voltios) de vuelta hacia la tierra, donde impactan la atmósfera alta. Se piensa que el impacto, directa o indirectamente, genera el plasma que brilla en la atmósfera alta llamado aurora, produciendo espectaculares muestras en el cielo nocturno.
Lo que tenía desconcertados a los físicos es el número de electrones energéticos generados en dichos eventos. De acuerdo a la teoría, debería ser imposible sustentar un campo eléctrico a lo largo de la dirección de las líneas del campo magnético, por que el plasma (gas cargado eléctricamente) en la cola magnética debería ser un conductor casi perfecto. Pero dicho campo es solo lo que es necesario para acelerar los electrones. Y, de acuerdo a la nueva simulación, el volumen del espacio donde dichos campos pueden formarse puede, de hecho, ser al menos 1,000 veces más largo que lo que los teóricos han pensado posible – y por lo tanto lo suficientemente largo para explicar los electrones observados.
“La gente ha estado pensando que esta región es pequeña”, Egedal dijo. Pero ahora, “al analizar los datos de las naves espaciales y hacer la simulación, hemos mostrado que puede ser muy larga, y puede acelerar muchos electrones”. Como resultado, “por vez primera, podemos reproducir las características” observadas por la nave espacial Cluster.
Esto podría ser importante por que, entre otras cosas, “estos electrones podrían destruir naves espaciales”, dijo Egedal, que es por lo que el ejército y la NASA “querrán entender mejor esto”.
Aunque este análisis fue específico al fenómeno en la cola magnética de la tierra, Egedal dijo que fenómenos similares podrían estarse llevando a cabo en regiones mucho más grandes de plasma magnetizado en el espacio – como en eyecciones masivas que salen de la corona solar, que ocupan regiones 10,000 veces más grandes, o incluso regiones que rodean a pulsares u otros objetos de alta energía en lo profundo del espacio, que aún son mucho más grandes. En el futuro, espera poder llevar a cabo simulaciones que aplicarían a las eyecciones de masa coronal del Sol. “Pensamos que podemos escalar la simulación” hasta en 100 veces dice.
Michael Brown, un profesor de física del colegio Swarthmore quien no estuvo involucrado en esta investigación, dice que Egedal “esta emergiendo como un líder en aspectos experimentales y observacionales de reconexión magnética”, y su co-autor Daughton “es el líder reconocido en lo último en simulaciones de plasma”. El nuevo resultado “es muy significativo, y pienso que es sorprendente para el resto de la comunidad. Pienso que esta imagen ganará más y más aceptación, y tendremos que ir más allá” de la imagen aceptada actualmente de los plasmas, dijo.
El trabajo fue apoyado por subsidios de la NASA y la Fundación Nacional de Ciencia.
