New DNA test can detect 18 different types of early stage cancers

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Luisa Fernanda Gonzalez Castillo

Scientists have developed a new DNA test that could detect 18 different types of early-stage cancers in a concept study representing all the major organs of the human body.

The new findings could kick-start a new generation of screening tests for early detection of cancer, researchers say.

The test can particularly help pick up many sex-specific differences in cancer, including variations of the disease among men and women in terms of age at occurrence, cancer types, and genetic alterations, the study, published in the journal BMJ Oncology noted.

Cancer currently accounts for one in every six deaths around the globe, with 60 per cent of these deaths caused by cancer types that have no screening test.

Existing screening tests also have drawbacks such as invasiveness, expense, and low levels of accuracy for the early stages of the disease.

While specific blood proteins could be used as markers for early detection and monitoring, researchers say the currently available test options dependent on such proteins lack sensitivity as well as accuracy of excluding those without cancer.

In the new study, scientists collected blood plasma samples from 440 people diagnosed with 18 different types of cancer before treatment, and from 44 healthy blood donors.

They measured over 3000 proteins strongly associated with cancer chemical pathways in each sample.

Researchers followed a two-step process for this – first detecting the biological signature of any cancer, and then identifying the tissue of origin and cancer subtypes.

By following a process of elimination, they identified a panel of 10 sex-specific proteins that differed across the plasma samples from cancer patients and healthy people.

The variation of these protein signatures between men and women suggests they are most likely sex-specific for all cancers, scientists say.

Almost all of the protein signatures were present at very low levels, pointing to the importance of such low-level proteins to pick up early-stage cancer before a tumour grows and causes substantial health impact.

Scientists acknowledge that the study has a relatively small sample size, likely limiting the wider applicability of the findings.

However, they say the new generation protein-based plasma test has high sensitivity in detecting a variety of early-stage tumours in patients showing no symptoms.

They say this makes the test a strong candidate for use as a population-wide screening tool that is not currently achievable with existing tests or techniques.

Clever DNA tricks

Every person starts as just one fertilized egg. By adulthood, that single cell has turned into roughly 37 trillion cells, many of which keep dividing to create the same amount of fresh human cells every few months.

But those cells have a formidable challenge. The average dividing cell must copy — perfectly — 3.2 billion base pairs of DNA, about once every 24 hours. The cell’s replication machinery does an amazing job of this, copying genetic material at a lickety-split pace of some 50 base pairs per second.

Still, that’s much too slow to duplicate the entirety of the human genome. If the cell’s copying machinery started at the tip of each of the 46 chromosomes at the same time, it would finish the longest chromosome — #1, at 249 million base pairs — in about two months.

“The way cells get around this, of course, is that they start replication in multiple spots,” says James Berger, a structural biologist at the Johns Hopkins University School of Medicine in Baltimore, who coauthored an article on DNA replication in eukaryotes in the 2021 Annual Review of Biochemistry. Yeast cells have hundreds of potential replication origins, as they’re called, and animals like mice and people have tens of thousands of them, sprinkled throughout their genomes.

“But that poses its own challenge,” says Berger, “which is, how do you know where to start, and how do you time everything?” Without precision control, some DNA might get copied twice, causing cellular pandemonium.

Keeping tight reins on the kickoff of DNA replication is particularly important to avoid that pandemonium. Today, researchers are making steps toward a full understanding of the molecular checks and balances that have evolved in order to ensure that each origin initiates DNA copying once and only once, to produce precisely one complete new genome.

Do it right, do it fast
Bad things can happen if replication doesn’t start correctly. For DNA to be copied, the DNA double helix must open up, and the resulting single strands — each of which serves as a template for building a new, second strand — are vulnerable to breakage. Or the process can get stuck. “You really want to resolve replication quickly,” says John Diffley, a biochemist at the Francis Crick Institute in London. Problems during DNA replication can cause the genome to become disorganized, which is often a key step on the route to cancer.

Some genetic diseases, too, result from problems with DNA replication. For example, Meier-Gorlin syndrome, which involves short stature, small ears and small or no kneecaps, is caused by mutations in several genes that help to kick off the DNA replication process.



It takes a tightly coordinated dance involving dozens of proteins for the DNA-copying machinery to start replication at the right point in the cell’s life cycle. Researchers have a pretty good idea of which proteins do what, because they’ve managed to make DNA replication happen in cell-free biological mixtures in the lab. They’ve mimicked the first crucial steps in initiation of replication using proteins from yeast — the same kind used to make bread and beer — and they’ve mimicked much of the entire replication process using human versions of replication proteins, too.

The cell controls the start of DNA replication in a two-step process. The whole goal of the process is to control the actions of a crucial enzyme — called a helicase — that unwinds the DNA double helix in preparation for copying it. In the first step, inactive helicases are loaded onto the DNA at the origins, where replication starts. During the second step, the helicases are activated, to unwind the DNA.

Ready (load the helicase) …
Kicking off the process is a cluster of six proteins that sit down at the origins. Called ORC, this cluster is shaped like a double-layer ring with a handy notch that allows it to slide onto the DNA strands, Berger’s team has found.

In baker’s yeast, which is a favorite for scientists studying DNA replication, these start sites are easy to spot: They have a specific, 11- to 17-letter core DNA sequence, rich in adenine and thymine chemical bases. Scientists have watched as ORC grabs onto the DNA and then slides along, scanning for the origin sequence until it finds the right spot.

But in humans and other complex life forms, the start sites aren’t so clearly demarcated, and it’s not quite clear what makes the ORC settle down and grab on, says Alessandro Costa, a structural biologist at the Crick Institute who, with Diffley, wrote about DNA replication initiation in the 2022 Annual Review of Biochemistry. Replication seems more likely to start in places where the genome — normally tightly spooled around proteins called histones — has loosened up.


The initiation of DNA replication starts at the tail end of the previous cell division and continues through the cell cycle phase known as G1. DNA synthesis happens during the S phase. Levels of a protein called CDK are critical to ensuring that DNA is replicated once and only once. When CDK levels are low, helicases can jump onto the DNA and start to unwind it. But repeat binding does not happen because CDK levels rise, and this blocks the helicase from binding again.

Once ORC has settled onto the DNA, it attracts a second protein complex: one that includes the helicase that will eventually unwind the DNA. Costa and colleagues used electron microscopy to work out how ORC lures in first one helicase, and then another. The helicases are also ring-shaped, and each one opens up to wrap around the double-stranded DNA. Then the two helicases close up again, facing toward each other on the DNA strands, like two beads on a string.

At first, they just sit there, like cars with no gas in the tank. They haven’t been activated yet, and for now the cell goes about its usual business.

Get set (activate the helicase) …
Things kick into high gear when a crucial molecule called CDK waves the green flag, jump-starting chemical steps that lure in even more proteins. One of them is DNA polymerase — what Costa calls the “typewriter” that will build new DNA strands — which hitches onto each helicase. Others activate the helicases, which can now burn energy to chug along the DNA.

As this occurs, the helicases change shape, pushing on one DNA strand and pulling on the other. This creates strain on the weak hydrogen bonds that normally hold the two strands together by the bases — the As, Cs, Ts and Gs that make up the rungs of the DNA ladder. The two strands get ripped apart. Costa and colleagues have observed how the two helicases untwist the DNA between them, and they’ve seen how the helicases keep the unbound bases stable and out of the way.


Left: Several genes involved in the initiation of DNA replication (horizontal axis) are amplified — that is, mistakenly copied in extra numbers — to varying degrees (vertical axis) in different cancers. Right: On chromosome 8, a cluster of three genes — shown in green text — are frequently amplified together in certain cancers.

Go!
At first, both helicases are wrapped around both strands of DNA, and they can’t get very far like this, because they are facing each other and will just run into each other. But next, they each undergo a change in position, spitting one DNA strand or the other out of the ring. Now separated, they can jostle past each other, and replication proceeds apace.

Each helicase motors along its single strand, in the opposite direction from the other. They leave the origin behind and yank apart those hydrogen-bonded base pairs as they travel. The DNA polymerase is right behind, copying the DNA letters as they’re freed from their partners.

CDK’s second job is to stop any more helicases from hopping on the origins. Thus, there is one start of replication per origin, ensuring proper copying of the genome — although copying doesn’t begin at the same time at each site. The whole process of DNA replication, in human cells, takes about eight hours.

It is possible change your behavior & personality?

On September 13, 1848, Phineas Gage, a 25-year-old foreman on a Vermont railroad construction crew, was using dynamite to blast away rock and dirt. Suddenly, an unplanned explosion almost took Gage's head off, sending a 3 1/2-foot-long, 13-pound metal rod under his left cheekbone and out through the top of his skull.
Much of the brain tissue in Gage's frontal lobe was torn away, along with flesh, pieces of his skull, and other bone fragments. This should have been the end of Phineas Gage, but it wasn't. He regain consciousness within a few minutes and was loaded onto a cart and wheeled to his hotel nearly a mile away. He got out of the cart with a little help, walked up the stairs, entered his room, and walked to his bed. He was still conscious when the doctor arrived nearly 2 hours later.

Although Gage recovered in about 5 weeks, he was not the same man. Before the accident, he was described as a hard worker who was polite, dependable, and well liked. But the new Phineas Gage, without part of his frontal lobe, was loud-mouthed and profane, rude and impulsive and contemptuous of others. He no longer planned realistically for the future and was no longer motivated and industrious, as he once had been. As result, Gage lost his job as foreman and end up joining P.T. Barnum circus as a sideshow exhibit at carnivals and country fairs. (Adapted from Harlow, 1848.)

The Brain's Internal Timer

Have you ever been in this situation? You stop at a red light and wait patiently for it to change to green. As time goes on, you start to think that the light has been red for an unusually long period of time. You look around at other drivers, wondering if they have the same impression, Finally, you decide that the light is malfunctioning and cautiously proceed through the intersection even though the light is still red. What happened?

Maybe you know about your brain's circadian clock, the one that keeps your sleep/wake cycles in tune with the earth's day/night cycle. But did you know there are actually several kinds of clocks in the brain? one of them is an internal timer, much like the wind-up or digital device in your kitchen that you use to remind yourself to take a pizza out of the oven before it burns. this timer is the neurological mechanism that gives your higer brain centers information such as "the light has been red too long," so that you can decide what, if any, action to take.

How the Timer Switches On and Off
The brain's interval timer consists of a network of neurons in the cerebral cortex that fire randomly and independently until something gets their attention (Wright, 2002). When an attention-getting stimulus that has time characteristics (e.g., a traffic light) occurs, the substantia nigra sends out a pulse of dopamine that signals these neurons to fire simultaneously. This simultaneous firing becomes a neurological marker for the beginning of the event. When the event ends, the substantia nigra does the same thing, creating a marker for the end of the event. in some cases, the brain's timer compares its measurements to standards stored in your memory. This is what happens when you are sitting at the traffic light and have the impression that the light has been red too long.

When you concentrate deeply, as happens when you are absorbed in a movie, the timer turns itself off. You find yourself wondering were the time went when you come out of the concentration state. The timer also switches off when you are in an emergency situation or when you are experiencing deep emotions. By contrast, when you are bored, your brain's interval timer alerts you to every passing second, and time seems to creep by.

Accuracy of the Brain's Timer
How accurate is the brain's interval timer? Here's a prime illustration. Your alarm goes off, and you look at the clock. You decide to allow yourself to sleep 10 more minutes. You think of resetting the alarm but decide not because, "I'll wake up," you assure yourself. Remarkably, you wake up again, look at the clock, and note that you have slept for about 10 minutes, just as you planned. but on other occasions, you wake up to find that you have slept for 2 hours rather than 10 minutes. Thus, you have probably learned by experienced that sometimes the brain's timer works well, but at others it fails miserably.

Some of the timer's errors appear to be wired-in (Wright, 2002). one such inherent error is its tendency to underestimate time. Limitations on how many tasks our brains can handle at one time also contribute to the unreliability of the brain's timer. In one study, experimental group participants were instructed to read aloud for a fixed period of time (tracy et al., 1998). Control group subjects did nothing during the period. When the time expired, participants in both groups were asked to estimate how long the interval had been. Experimental group participants gave estimates that were more variable and, on average, much less accurate than those in the control group.

As noted, the substantia nigra and the neurotransmitter dopamine are critical to the operation of the brain's timer. thus, anything that affects either the substantia nigra or dopamine also affects the timer. For example, you may know that Parkinson's disease is associated with dysfunction in the substantia nigra. predictably, researchers have found that individuals who suffer from this condition perform more poorly on tasks involving time estimation than people who don't have the disease (Wright, 2002). Similarly, individuals with schizophrenia, a psychiatric disorder in which dopamine function is impaired, also have difficulty estimating time intervals (Davalos, Kisley, & Freedman, 2005).

Distortions of time perception are also common among people who use drugs, because, drugs affect the brain's dopamine system. Most drugs give users a sense of expanded time, one minute may seem like an hour (bauer, 2001; Lieving et al., 2006). In one study, when researchers instructed participants to wait for a brief period of time (e.g. 5 seconds) before pressing a lever, marijuana users typically pressed the lever before the specified number of seconds had elapsed, whereas non users were able to accurately estimate short intervals under such conditions (McDonald, Schleifer, Richards, & deWit, 2003).

The Brain's Timer in Every Day Life
Experiences that demonstrate the effects of learning on the brain's timer, such as the traffic light example, suggest that you can exploit the adaptability of the brain's timer to become a better test-taker. By taking practice tests and timing yourself, you can "teach" your brain's timer to more accurately estimate how long it will take you to complete exams of varying lenghts and types. As a result of this improved time-estimation ability, you will be able to make better judgements about pacing yourself during real exams.

However, if you want to spend a few more minutes in dreamland when you wake up on the morning of an exam, don't rely on the brain's timer to wake you up, even if you have practiced doing so. Think in the sleep cycles to understand why. Once you go back to sleep, your brain begins a new sleep cycle, one that will last 90 minutes or so if isn't interrupted. Note that Stage 1, the drowsiness phase, last only a few minutes. If your brain slips into the deeper sleep of Stage 2 before the internal timer wakes you up, you are likely to sleep through the exam. Thus, instead of relying on your brain's internal timer, turn to your alarm clock, one of the many devices humans have invented to compensate for the inaccuracies of our built-in neurological timers.

Serotonina, el neurotransmisor que podría acelerar el aprendizaje

Los neurotransmisores son muy importantes en nuestra vida, pues según la cantidad de ellos que segreguemos, podemos sentirnos más estresados, más felices, más eufóricos, etc. Pero ahora, un nuevo estudio indica que la serotonina, uno de los más importantes neurotransmisores de nuestro organismo, podría acelerar los procesos de aprendizaje.

El nuevo estudio ha sido llevado a cabo en ratones. Al parecer, esta sustancia química usada por las células nerviosas y las neuronas para su comunicación interna y que tiene gran poder sobre el comportamiento humano podría ser mucho más de lo que pensamos.

Hace décadas que el mundo científico está intentando desarrollar una teoría integral que explique todas las funciones de los neurotransmisores, en especial, la serotonina. Sin embargo, es complicado aislarla.

De todas formas, la comunidad científica no se rinde, y ahora un nuevo equipo internacional de científicos especifica que podría servir para entender qué papel juega en el aprendizaje.

Los datos se han obtenido gracias a un modelo matemático novedoso, a través del cual se ha descubierto que acelera la capacidad de aprendizaje en ratones. Los expertos han descubierto que, si se acelera de forma artificial aplicando luz, las neuronas de serotonina se activan, haciendo que el sujeto se vuelva más ágil asumiendo cambios flexibles.

Cómo afecta la serotonina al aprendizaje
Según los autores del estudio, los roedores daban más relevancia a la información nueva, cambiando de opinión a mayor velocidad cuando se activaban las neuronas específicas. Así que dedujeron que contribuía a la plasticidad cerebral, por lo que es mucho más que un potenciador anímico.

Ahora, la ciencia puede entender ciertos fenómenos, como la capacidad de losantidepresivos inhibidores de la recaptación de la serotonina son mucho más efectivos cuando se combinan con las terapias conductivas que refuerzan el aprendizaje partiendo de estrategias de comportamiento para reducir o eliminar los síntomas depresivos.

Estos resultados se han obtenido gracias al ingenio experimental de los científicos implicados en el estudio, que introdujeron a los ratones en una cámara en la que activaban un dispensador de agua a su derecha, mientras que a su izquierda había otro descargador de agua que solo funcionaba en función de ciertas posibilidades.

Los roedores fueron estudiados, observando cuánto tardaban en discernir que la forma de encontrar agua era variable, pues a veces lo hacían de manera inmediata y otras tras un rato de espera.

Esta fue la variable que indicó que la toma de decisiones y el aprendizaje también están relacionados con la segregación de serotonina.

App que registra olores en tiempo real.

¿Sabes qué es la contaminación odorífera? 

Es la contaminación que se ocasiona por los malos olores a los que nos exponemos todos los días, por ejemplo, los que provienen de fábricas, explotaciones ganaderas y vertederos.

Esta contaminación por olores puede ser perjudicial para la salud, también una señal de alerta para problemas medioambientales graves. Por ello, el pasado mes de abril, España, Reino Unido, Alemania, Austria, Portugal, Grecia, Bulgaria, Italia y Chile emprendieron un mega proyecto de investigación que busca crear un mapa mundial del olor.

Odour Collect.

Los ciudadanos de todo el mundo ayudarán a elaborar el mapa mundial del olor. ¿Cómo estarán equipados? Primero, se valdrán de su nariz y de su capacidad para distinguir olores diferentes; después, usarán una aplicación móvil que podrán instalar en sus teléfonos “inteligentes”.


"La app es muy sencilla. Lo que hace es geolocalizarte mediante el móvil en el espacio y en el tiempo, de manera que puedes registrar allá donde estés un nuevo olor en tiempo real. También tienes la posibilidad de acceder a las observaciones que hayan incluido otras personas e incluso comunicarte con ellas para hacer así un mapa colaborativo de hedores", explican sus creadores.

Odour Collect está disponible en la web y en dispositivos Android. Arias está preparando ahora la versión 2.0 para hacerla extensible al sistema IOS de Apple.

La investigadora señala que "el mayor número de quejas por olores en España se debe a actividades de tratamiento de residuos y depuradoras de aguas residuales porque están muy cercanos a la población".

Comenta que "hay muy pocos casos en los que las industrias o los ayuntamientos implicados realicen estudios técnicos para atacar el problema y, si los hay, son poco transparentes y cerrados. Los ciudadanos no tienen acceso a esta información medioambiental que les está afectando cada día".

"Lo que queremos demostrar –subraya– es que la contaminación por olores es una señal de alerta de problemas medioambientales más graves. Puede ser perjudicial para la salud y contribuye a las emisiones de gases de efecto invernadero y al cambio climático".

Por ejemplo, "uno de los olores más pestilentes es el del metano, que es uno de los principales gases causantes del efecto invernadero, por delante del CO₂, generado sobre todo en vertederos y en explotaciones ganaderas".

"Con las instalaciones adecuadas se podrían recoger esos gases mediante tuberías y sistemas de aspiración y luego enviarlos a un motor de cogeneración para producir energía. De esa forma, se reducirían tanto los hedores como las emisiones de efecto invernadero", aclara.

Gel inteligente en 3D, que puede caminar bajo el agua y transportar objetos.

Ingenieros de la Universidad Rutgers en New Brunswick, Nueva Jersey, en EUA, han creado un gel inteligente impreso en 3D que, dependiendo de la forma que tenga el objeto fabricado con él, puede hacer diferentes cosas, como por ejemplo andar bajo el agua, agarrar objetos o desplazarlos. 

El gel inteligente.

"Nuestro gel inteligente de impresión 3D tiene un gran potencial en la ingeniería biomédical porque se asemeja a los tejidos del cuerpo humano que también contienen mucha agua y son suaves", dijo Howon Lee, autor principal del estudio y profesor en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial. "Se puede usar en muchos tipos de dispositivos subacuáticos que imitan la vida acuática, por ejemplo el pulpo".

El estudio publicado en ACS Applied Materials & Interfaces, se centra en un hidrogel impreso en 3D que se mueve y cambia de forma cuando se activa con la electricidad. Estos se mantienen sólidos a pesar de tener más del 70% de agua, y dichos hidrogeles los encontramos también en el cuerpo humano, pañales, lentes de contacto, gelatina y otras cosas.

El procedimiento.

Durante el proceso de impresión 3D, la luz se proyecta en una solución sensible a la luz que se convierte en gel. Este se coloca en una solución de agua salada (electrolitos) y dos cables delgados que le brindan la electricidad necesaria para que tenga los movimientos; caminar hacia delante, invertir rumbo, agarras y mover objetos. El "andador" de apariencia humana que los ingenieros crearon tiene aproximadamente 2.5 centímetros de alto.

La del gel se controla cambiando sus dimensiones (el grosor es más rápido que el grueso), el gel se dobla o cambia de forma dependiendo de la fuerza de la solución de agua salada y del campo eléctrico. Dicho gel se asemeja  los músculos que se contraen por estar hechos de material blando, tiene más del 70% de agua y responde a la estimulación eléctrica, dijo Lee. 

¿Que aplicaciones puede tener?

Esta nueva tecnología tendrá importantes aplicaciones en robótica blanda, biomedicina y otros campos.

Este avance tecnológico podría llevar a robots blandos capaces de adquirir algunos dones que hasta ahora han sido exclusivos de ciertos animales, como por ejemplo los pulpos. También podría llevar a la fabricación de versiones artificiales mejoradas de corazón, estómago y otros órganos o tejidos, así como dispositivos especiales para diagnosticar enfermedades, llevar a cabo tratamientos médicos y hasta realizar inspecciones submarinas. 

Los materiales blandos como el gel inteligente son flexibles, a menudo más baratos de fabricar que los duros, y pueden emplearse en estructuras miniaturizadas. Los dispositivos hechos de materiales blandos normalmente son más sencillos de diseñar y de controlar que los fabricados a base de materiales duros, que resultan mecánicamente más complejos. 

"Este estudio demuestra cómo está técnica de impresión 3D puede ampliar el diseño, tamaño y versatilidad del gel inteligente", "nuestra técnica de impresión 3D a micro escala nos permitió crear movimientos sin precedentes ". 

Científicos logran mantener con vida cerebros de cerdos decapitados.

Desde tiempos inmemorables la humanidad ha soñado con vivir eternamente, pero ha sido imposible encontrar una fórmula que permita eso, pero los avances en la ciencia y medicina nos sorprenden cada día más.

Un grupo de científicos de la Universidad de Yale, lograron mantener con vida el cerebro de cerdos, sin que este estuviera conectado a sus cuerpos. 

¿De que estamos hablando?

En una conferencia impartida en el Instituto Nacional de Salud de USA, el neurocientífico Nenad Sestan de la Universidad de Yale, revelo que realizaron con éxito el experimento en 200 cerdos, el cual mantuvo sus cerebros vivos hasta 36 horas después de haber sido decapitados.  

¿Qué procedimiento se empleó?  

El procedimiento que aplicaron fue; extraer la cabeza de los animales y bombearla con sangre artificial utilizando un sistema de nombre BrainEx rica en oxígeno a través de las áreas necesarias para mantener al órgano vivo.

¿Cual es el objetivo de esto?

El Dr. Nenad Sestan, quien dirigió la operación, describió como un resultado “alucinante e inesperado”, haber visto que miles de millones de células en el cerebro estaban vivas y sanas.

Al mantener vivo el cerebro, puede ser estudiados de forma que contribuyan a nuevos avances, lo que podría conducir a una mejora radical de nuestra comprensión del órgano. De acuerdo a los investigadores, su intención es crear un atlas completo de las conexiones entre las células del cerebro, una tarea que nunca se ha realizado hasta ahora.

Los constantes avances que se generen gracias a este estudio de vida servirán para examinar enfermedades neurológicas que hasta la fecha son imposibles de abordar sin diseccionar un cerebro.

Al respecto el profesor Sestan y otros 16 científicos publicaron un editorial en la revista Nature, en donde afirman la necesidad de establecer directrices éticas para la investigación del tejido cerebral.

¿Y las cuestiones éticas?

Sestan indicó que es concebible que los cerebros puedan mantenerse vivos indefinidamente y que se pueda intentar restablecer la conciencia, aunque por ahora no lo harán debido a que “es un territorio desconocido”. 

Los científicos explican que tras la decapitación se agregaron sustancias químicas para prevenir la hinchazón, algo que posiblemente inhibió la conciencia. Por ello, otros expertos se preguntan si es posible que un cerebro “piense” sin un cuerpo, aunque Sestan afirma que definitivamente, los cerdos no vivían ni pensaban.

Otro punto importante tiene que ver con la ética, pensando en realizar el mismo procedimiento en humanos. Si los científicos determinan que la actividad cerebral puede continuar fuera del cuerpo, el cuestionamiento se relaciona a lo ilegal de mantener a alguien vivo en una condición de privación sensorial sin su consentimiento.

No se trata del primer intento relacionado al tema: En 1928, investigadores soviéticos cortaron la cabeza de un perro y la mantuvieron parcialmente viva conectando vasos sanguíneos clave a una máquina de circulación artificial. Y en 1993, un investigador de la Universidad de Nueva York mantuvo vivo un cerebro de cobayo en un líquido especial durante varios días.

"Transfieren" un "recuerdo" de un animal a otro.

Biólogos de la Universidad de California en Los Angeles, lograron algo que parecía de película de ciencia ficción.   

Transferir recuerdos de un individuo a otro siempre nos ha parecido algo de ciencia ficción, donde solo era posible en los libros y películas, pero hasta hace poco eso fue posible en el laboratorio, ya que lograron "transferir" un "recuerdo" de un animal a otro. 

Liderado por el profesor de neurobiología de la Universidad de California de Los Ángeles (EE.UU.) David Glanzman, el experimento, realizado en caracoles marinos (Aplysia califórnica) , parece haber probado una idea que ya se ha debatido en los círculos científicos: que lo recuerdos que desencadenan un recuerdo defensivo en estos animales están codificados en las moléculas del  ácido ribonucleico (ARN). Además de participar en la síntesis de las proteínas, el ARN cumple una función de mensajero de la información genética.

Saltándonos los detalles del estudio, publicado en la revista eNeuro, lo que Glanzman hizo fue dar una serie de descargas eléctricas a las colas de los caracoles para sensibilizarlos. Al cabo de un tiempo, cuando pincharon nuevamente a los animales con otro instrumento, reaccionaban contrayéndose como un mecanismo de defensa. Eran contracciones que duraban aproximadamente 50 segundos, mientras que las de los animales que no habían sido expuestos a las descargas apenas duraban un segundo.

El siguiente paso consistió en extraer el ARN de los caracoles para, luego, inyectárselos a otros. Lo que encontró Glanzman lo sorprendió. Los nuevos caracoles marinos reaccionaron con el mismo mecanismo de defensa cuando los estimularon, aún cuando no habían sido expuestos a descargas eléctricas. Por el contrario, la reacción de los ejemplares que recibieron ARN de los caracoles que no habían sido estimulados fue pasiva. 

En otras palabras, el experimento parece comprobar que el “recuerdo” de los choques eléctricos fue trasplantado en individuos que no lo tenían.

“De lo que estamos hablando son tipos muy específicos de recuerdos, no del tipo que dice lo que me sucedió en mi quinto cumpleaños, o quién es el presidente de los Estados Unidos", le dijo Glanzman al diario inglés The Guardian.

“En un futuro no muy lejano podríamos utilizar el ARN para mejorar los efectos del Alzheimer o el trastorno de estrés postraumático”, advirtió el investigador en un boletín publicado en la UCLA.

Sin embargo, aunque algunos han visto con buenos ojos el estudio, otros lo observan con reserva. Por ejemplo, Tomás Ryan, que estudia la memoria en el Trinity College de Dublín (Irlanda), le dijo a The Guardian que es un camino interesante en el campo de estudio, pero cree poco probable que realmente se trate de un recuerdo transferido.

Mexicanas crean platos desechables a base de nopal.

Un grupo de estudiantes de preparatoria originarias de Reynosa Tamaulipas, obtuvieron el primer lugar en la Feria Nacional de Ciencia, por la creación de unos platos desechables elaborados con nopal, hojas de plátano, cartón de huevo, bicarbonato y semillas de chía.

Los materiales de dichos platos no dañan al medio ambiente ni contaminan el aire, agua o suelo, puesto que su periodo de degradación es de tres semanas aproximadamente.

El objetivo del proyecto es generar una reducción en el uso de platos desechables que contaminan las calles, por eso decidieron generar un recipiente que después de utilizarse pueda ser usado como composta y ayude a germinar las semillas.

Decidieron usar el nopal porque se da en cualquier clima, es abundante, barata y enriquece el suelo. Su elaboración es un proceso muy sencillo; se realiza una masa a base de nopal con los ingredientes anteriormente mencionados, de moldea el plato y una vez terminado se pone al Sol para obtener la consistencia sólida. 

Luisa Rodríguez, una de las alumnas participantes, añade que por cada kilo de nopal se fabrican siete platos, por lo que a corto plazo buscarán la manera de industrializar el proceso y hacer que llegue a todo el país a un precio económico.

Crean tatuaje electrónico impreso en 3D.

Una nueva técnica desarrollada por investigadores de la Universidad de Minnesota, en Estados Unidos, imprime sobre tu piel tatuajes electrónicos, sin necesidad de usar agujas ni de portarlo toda tu vida.

El método de impresión en 3D utiliza una tinta especial hecha con copos de plata conductivos que se imprime a temperatura ambiente para no quemar la piel. Durante la realización, la máquina se ajusta a trabajar aunque la persona se mueva un poco, ya que antes de hacerlo, se colocan una serie de marcadores temporales para escanear la zona del cuerpo en que se hará.

Por ahora uno de los primeros usos está enfocado en colocar sensores en el cuerpo de los soldados durante el campo de batalla para detectar agentes químicos o biológicos, aunque esta nueva tecnología también podría aplicarse a impresión de hidrogeles con células biológicas para ayudar a sanar heridas. Para este último caso ya se hicieron pruebas en ratones heridos que resultaron exitosas.

El precio no resulta caro, pues la impresora portátil cuesta menos de 400 dólares, y el tiempo que dura en la piel depende del que la persona quiera portarlo, ya que para quitárselo solamente basta despegarlo con unas pinzas o tallando y enjuagando con agua.

"Imaginamos que un soldado podría sacar esta impresora de una mochila e imprimir un sensor químico u otros productos electrónicos que necesite, directamente sobre la piel. Sería como una 'navaja suiza' del futuro con todo lo que necesitan, todo en una herramienta portátil de impresión en 3D “, 

MICHAEL MCALPINE, AUTOR PRINCIPAL DEL ESTUDIO PUBLICADO EN LA REVISTA ACADÉMICA ADVANCED MATERIALS.

Magdalena Skipper, la primera mujer editora de la revista Nature.

La revista Nature es una de las publicaciones más importantes del mundo (sino la más importante). Fue en sus páginas, por ejemplo, donde apareció por primera vez la estructura de doble hélice del genoma humano, en 1953 o el descubrimiento del neutrón. Allí, también e denunció por primera vez la existencia de un enorme hueco en la capa de ozono, que poco a poco se ha ido cerrando. Pero, en sus 150 años de historias, había una que Nature había omitido: una editora mujer.

Eso acaba de cambiar, pues el pasado miércoles, la revista anunció que Magdalena Skipper se convertirá en la primera mujer en estar al frente de la importante publicación. Skipper, además de ser la primera mujer en ocupar este cargo, será la primera en llegar desde el campo de la biología. 

La científica será la octava en ocupar el cargo de editora en jefe. Su predecesor, Sir Philip Campbell, ocupará el cargo hasta el próximo primero de julio. “No podría estar más complacido con la elección de Magdalena con nuestra nueva editora en jefe. Sé que es una mujer apasionada por la ciencia y su comunicación, y tiene una relación estrecha con la comunidad científica que ha construido a lo largo de su carrera”, dijo Campbell sobre el nombramiento.

Y es que Magdalena Skipper, quien tiene un PhD en genética de la Universidad de Cambridge, lleva 15 años trabajando en la casa editorial de Nature, en donde empezó como editora de la revista Nature Reviews Genetics.

En sus 15 años de experiencia, Skipper fue clave para impulsar dos importantes proyectos que, de acuerdo con la casa editorial, “rompieron las barreras tradicionales de la publicación científica y la llevaron más allá del paper tradicional”. 

Frente al nombramiento, Magdalena Skipper expresó que se siente “honrada y privilegiada”. “Es especialmente emocionante asumir este reto en un momento en el que la forma como se hace y difunde la ciencia está evolucionando”.  

La máquina que puede transcribir los pensamientos.

Investigadores del MIT presentaron un modelo de interfaz capaz de transcribir las palabras que una persona está pensando pero aún no verbaliza. Los investigadores describen su dispositivo en un documento que presentaron en la conferencia ACM Intelligent User Interface de la Association for Computing Machinery.

Consiste en un sistema portátil y un sistema informático asociado, los electrodos en el dispositivo captan señales neuromusculares en la mandíbula y en la cara que se desencadenan mediante verbalizaciones internas, diciendo palabras "en tu cabeza", pero son indetectables para el ojo humano. Las señales se alimentan de un sistema de aprendizaje automático que ha sido entrenado para correlacionar señales particulares con palabras particulares.

Dicho dispositivo incluye un par de auriculares de conducción ósea, los cuales transmiten las vibraciones a través de los huesos de la cara hacia el oído interno. Ya que estos auriculares no obstruyen el canal auditivo, permiten que el sistema transmita información al usuario sin interrumpir la conversación ni interferir con la experiencia auditiva del mismo.

En uno de los experimentos de los investigadores, por ejemplo, los sujetos usaron el sistema para detallar silenciosamente los movimientos de los oponentes en un juego de ajedrez y, de forma silenciosa, recibir respuestas recomendadas por la computadora.

"La motivación para esto fue construir un dispositivo IA, un dispositivo de inteligencia reforzada", dice Arnav Kapur, un estudiante graduado en el MIT Media Lab, quien dirigió el desarrollo del nuevo sistema. "Nuestra idea era: ¿Podríamos tener una plataforma informática que sea más interna, que fusione humanos y máquinas de alguna manera y que se sienta como una extensión interna de nuestra propia cognición?"

"Básicamente no podemos vivir sin nuestros teléfonos celulares, nuestros dispositivos digitales", dice Pattie Maes, profesora de artes y ciencias de los medios y asesora de tesis de Kapur. "Pero por el momento, el uso de esos dispositivos es muy perturbador. Si quiero buscar algo que sea relevante para una conversación que estoy teniendo, tengo que encontrar mi teléfono y escribir el código de acceso, abrir una aplicación y escribir una palabra clave de búsqueda, y todo requiere que cambie completamente la atención de mi entorno y de las personas con las que estoy con el teléfono", dijo.

Logran cultivar vegetales sin tierra, ni luz solar en la Antártida.

Es claro que las condiciones de la Antártida no son las mejores para cultivar comida: no hay mucha luz ni tierra de las que plantas se puedan alimentar. 

Pero fue esto, precisamente, lo que lo llamó la atención de un grupo de científicos alemanes que recolectaron su primera cosecha de vegetales cultivados sin tierra, luz solar y pesticidas, dentro de un proyecto que busca ayudar a los astronautas a cultivar alimentos frescos en otros planetas.

Investigadores de la base alemana Neumayer Station III recogieron 3,6 kilos de lechuga, 18 pepinos y 70 rábanos, que crecieron en el interior de un invernadero de alta tecnología mientras la temperatura exterior bajaba a los -20 grados Celsius, en dicho invernadero también se cultivan frutas, que serán complemento a la alimentación de los 10 habitantes de la base alemana.

Lograrlo fue claramente una odisea. Los científicos han trabajado en un laboratorio del tamaño de un contenedor de carga que está equipado con varias tecnologías. Algunas de las que se mencionan en la página web del proyecto son “un sistema avanzado de suministro de nutrientes, un sistema de iluminación LED de alto rendimiento y un sistema de biodetección y descontaminación”.

Además de proveer luz artificial, el sistema dentro del módulo aumenta la cantidad de dióxido de carbono en el aire y lo filtra para apoyar el crecimiento de los vegetales.

Aunque el cultivo hidropónico (que no depende de la tierra, sino de un sustrato inorgánico, y agua con nutrientes como sustrato) es algo muy conocido ( e inclusive se puede poner en práctica en forma casera), esta es la primera vez que se logra un cultivo en condiciones semejantes. Para mayo, los científicos esperan recolectar entre cuatro y cinco kilos de fruta y vegetales por semana, dijo el jueves el Centro Aeroespacial de Alemania (DLR), que coordina el proyecto.

Ante esto, el proyecto EDEN advierte que su gran innovación es que han logrado producir distintos tipos de vegetales que, eventualmente, podrían crecer en Marte o en la Luna. Hierbas, rúcula, lechugas y rábanos rojos son algunas de las exquisiteces.

Aunque la NASA ya logró producir con éxito vegetales en la Estación Espacial Internacional, el proyecto de la Antártida quiere producir un rango más amplio de verduras que quizás algún día puedan cosecharse en Marte o en la Luna, señaló Daniel Schubert, del DLR.

Científicos desarrollan nueva enzima que se "come" el plástico.

Investigadores de la Universidad de Portsmouth de Gran Bretaña y el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EUA han desarrollado accidentalmente una enzima que se alimenta de plástico y que puede usarse para combatir uno de los peores problemas de contaminación del mundo. Hicieron el descubrimiento mientras examinaban la estructura de una enzima natural encontrada en un centro de reciclaje de residuos hace unos años en Japón. 

La enzima, Ideonella sakaiensis 201-F6, es capaz de "comer" tereftalato de polietileno, PET, que fue patentado como un plástico en la decada de 1940 y se utiliza en millones de toneladas de botellas de plástico. 

Su objetivo era estudiar su estructura, pero diseñaron accidentalmente una enzima que era incluso mejor para descomponer los plásticos PET. 
"Esperábamos determinar su estructura para ayudar en la ingeniería de proteínas, pero terminamos yendo un paso más allá y accidentalmente diseñamos una enzima con un rendimiento mejorado para descomponer estos plásticos", dijo el investigador principal de NREL, Gregg Beckham.

El descubrimiento podría dar como resultado una solución de reciclaje para millones de toneladas de botellas de plástico hechas de PET, que actualmente persiste durante cientos de años en el medio ambiente, dijo la Universidad de Portsmouth en su sitio web. Más de ocho millones de toneladas de plástico son tiradas a los océanos cada año, y cada vez aumenta más la preocupación por el legado tóxico que estos productos derivados del petróleo dejan sobre la salud humana y el medio ambiente.La mayoría del plástico puede permanecer cientos de años en el ambiente, pese a los esfuerzos de reciclaje, es por ello que los científicos están buscando mejores maneras de eliminarlo. 

"La casualidad a menudo juega un papel importante en la investigación científica fundamental y nuestro descubrimiento aquí no es una excepción", dijo el profesor John McGeehan, director del Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas de la Facultad de Ciencias Biológicas de Portsmouth.

La enzima también puede degradar el furandicarboxilato de polietileno, o PEF, un sustituto de base biológica para plásticos PET que se aclama como un reemplazo para las botellas de cerveza de vidrio.
"Aunque la mejora es modesta, este descubrimiento imprevisto sugiere que hay espacio para mejorar aún más estas enzimas, acercándonos a una solución de reciclaje para la creciente montaña de plásticos desechados", dijo McGeehan.