lo más importante de la ciencia

Las vacunas contra la covid-19 fueron elegidas por la revista Science como el descubrimiento científico más importante del año.

“Nunca antes investigadores habían desarrollado tan rápidamente tantas vacunas experimentales contra el mismo enemigo”, dice el editorial de la prestigiosa publicación de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia”

Pero además de las vacunas, la publicación destaca otros 9 hitos científicos que marcaron 2020 y que compartimos aquí:

1- Tratamiento con edición genética CRISPR

Desde que la revolucionaria herramienta para editar el genoma conocida como “tijeras genéticas CRISPR” entró en escena en 2012, ha permitido hacer grandes avances gracias a que posibilita alterar una cadena de ADN, eliminando una parte y reconstituyéndola en una nueva secuencia.

Este año, la herramienta ha sido utilizada con éxito por primera vez para tratar dos trastornos sanguíneos hereditarios: la beta talasemia (una enfermedad que afecta la capacidad del cuerpo para crear glóbulos rojos) y la anemia de células falciformes (que hace que los glóbulos rojos se deformen y entorpezcan la circulación).

En ambos casos, después de recibir el tratamiento, los pacientes no sufrieron los dolorosos síntomas que provocan estas enfermedades ni han necesitado transfusiones.

El premio Nobel de Química de este año fue otorgado a las investigadoras Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna por el desarrollo de este método.

Al estudiar la bacteria Streptococcus pyogenes, Charpentier descubrió una molécula llamada tracrRNA. Su trabajo demostró que el ARNtracr es parte del sistema de defensa inmunológica del organismo.

Este sistema, conocido como CRISPR-Cas, desarma los virus escindiendo su ADN, como unas tijeras genéticas.

Desde que las dos científicas descubrieron las tijeras genéticas en 2012, su uso se ha disparado y ha contribuido a muchos descubrimientos importantes en la investigación básica y, en medicina se están realizando ensayos clínicos de nuevas terapias contra el cáncer.

“Descubrieron una de las herramientas más ingeniosas de la tecnología genética: las tijeras genéticas CRISPR/Cas9”, anunció la Real Academia de las Ciencias de Suecia.

“Esta tecnología ha tenido un impacto revolucionario en las ciencias, está contribuyendo a nuevas terapias contra el cáncer y puede hacer realidad el sueño de curar enfermedades hereditarias”.

2- Científicos se pronuncian a favor de la diversidad

Con el movimiento #BlackLivesMatter como telón de fondo, los amantes de la naturaleza lanzaron el hashtag #BlackBirdersWeek después de que se produjera una confrontación racial en el Central Park de Nueva York entre un observador de aves negro y una mujer blanca dueña de un perro.

Poco después aparecieron otras etiquetas en varias disciplinas científicas destinadas a crear un sentido de unidad y comunidad entre los científicos negros en las redes sociales.

Esto dio origen a una discusión dentro del ámbito de la ciencia sobre la necesidad de crear un ambiente más igualitario y receptivo para las personas negras en este campo de investigación.

3- Mayor precisión en los pronósticos sobre el calentamiento global

¿Qué temperatura alcanzaría la Tierra si los humanos continuasen emitiendo gases con efecto invernadero?

Esta fue la pregunta que hicieron los científicos del clima más importantes reunidos en Massachusetts hace más de 40 años, y que lograron responder con los rudimentarios modelos climáticos de la época.

Estimaron que la temperatura promedio del planeta podría subir entre 1,5ºC y 4,5ºC.

Ahora, gracias al avance en los modelos pudieron abandonar los escenarios más tibios así como los más catastróficos, haciendo estimaciones más precisas. Reducir el margen ha sido un logro que ha tomado décadas.

En 2020, estos avances han permitido que 25 científicos afiliados al Programa de Mundial de Investigaciones Climáticas redujeran este rango a entre 2,6ºC y 3,9ºC.

4- El origen de las misteriosas y esquivas ráfagas rápidas de radio

Desde que se detectaron por primera vez en 2007, las ráfagas rápidas de radio (FRB, por sus siglas en inglés) han sido uno de los temas más candentes de la astronomía.

Este año, científicos lograron rastrear el origen de una ráfaga que dura tan solo unos milisegundos en un tipo de estrella muerta altamente magnetizada, conocida como magnetar (o magnetoestrella).

Los magnetares son un tipo de estrellas de neutrones: objetos extraños y compactos en los que la materia se ha comprimido en un volumen muy pequeño. Es un estado al que pueden reducirse algunas estrellas normales cuando se quedan sin combustible y colapsan sobre sí mismas.

El evento fue observado en abril de este año. Duró alrededor de un milisegundo, pero fue extremadamente luminoso.

5- Las escenas de caza más antiguas de la humanidad

Hace más de 40.000 años, en la isla de Sulawesi, Indonesia, estos dibujos fueron hechos en el interior de una caverna.

La pintura rupestre, descubierta por azar en 2017, revela una serie de figuras que parecen seres similares a los humanos cazando animales.

Hace un año, investigadores determinaron la edad de la pintura, lo que la convirtió en el registro de arte figurativo más antiguo hecho por humanos modernos.

6- Inteligencia artificial para entender las proteínas

Predecir cómo una proteína adquiere una forma tridimensional única es algo que ha desconcertado a los científicos durante medio siglo.

Pero el laboratorio de inteligencia artificial DeepMind ha resuelto la parte más compleja del problema con un programa que predice la mayoría de las estructuras de las proteínas con la misma precisión que los costosos y lentos métodos de laboratorio, aseguran los expertos.

Una mejor comprensión de las formas de las proteínas podría desempeñar un papel fundamental en el desarrollo de nuevos fármacos para tratar enfermedades.

Se espera que el avance del DeepMind acelere la investigación de una serie de enfermedades, incluida la covid-19.

El doctor Andriy Kryshtafovych, de la Universidad de California (UC) en Davis y uno de los miembros del panel de científicos que analizó los hallazgos, describió el logro como “verdaderamente notable”.

“Ser capaz de investigar la forma de las proteínas de forma rápida y precisa tiene el potencial de revolucionar las ciencias de la vida”, dijo.

¿Qué son las proteínas?

Las proteínas están presentes en todos los seres vivos y desempeñan un papel central en los procesos químicos esenciales para la vida.

Están compuestos por cadenas de aminoácidos y se erigen en estructuras de infinitas formas muy elaboradas, las cuales contienen la clave de cómo llevan a cabo sus funciones vitales.

Muchas enfermedades están relacionadas con el papel de las proteínas en la catalización de reacciones químicas (enzimas). Pero también con la lucha contra enfermedades (anticuerpos), o actuando como mensajeros químicos (como la insulina).

¿Qué pasó e nel 2020?

En la última ronda de este desafío llamada CASP-14, AlphaFold determinó la forma de alrededor de dos tercios de las proteínas con una precisión comparable a la de las pruebas de laboratorio.

Los evaluadores dijeron que la precisión con la mayoría de las otras proteínas también era alta, aunque no a ese nivel. AlphaFold se basa en un concepto llamado aprendizaje profundo. En este proceso, la estructura de una proteína formada se representa como un gráfico espacial.

Luego, el programa “aprende” utilizando información sobre las formas tridimensionales de proteínas conocidas que se encuentran en la base de datos pública de proteínas.

El programa de inteligencia artificial pudo hacer en cuestión de días lo que podría llevar años en el laboratorio.

¿Cómo se utilizará esta información?

Conocer la estructura tridimensional de una proteína es importante en el diseño de fármacos y en la comprensión de las enfermedades humanas, como el cáncer, la demencia y las enfermedades infecciosas.

Un ejemplo es la covid-19, en la cual los científicos han estado estudiando cómo la proteína espiga (spike) en la superficie del virus Sars-CoV-2 interactúa con los receptores en las células humanas.

7- Controladores de élite del VIH

Como todos los retrovirus, el VIH tiene la capacidad de esquivar un ataque: lo hace integrando su material genético en los cromosomas humanos, creando reservorios donde puede mantenerse escondido, sin que lo detecte el sistema inmunitario ni los fármacos antirretrovirales.

Un estudio de este año de 64 personas infectadas que han estado sanas durante años sin tomar antirretrovirales reveló un vínculo entre este éxito inusual y el sitio donde el virus se escondió en sus genomas.

Si bien entender a estos “controladores de élite” -que representan el 0,5 % de los cerca de 40 millones de personas que viven con el VIH- no conduce directamente a una cura, abre el camino para diseñar una nueva estrategia que entrene al sistema inmunológico de las personas infectadas a comportarse de manera similar.

8- Superconductividad a temperatura ambiente

La ciencia finalmente encontró el primer material que muestra una propiedad que han buscado durante casi un siglo: superconducción a temperatura ambiente.

Un material superconductor permite que la corriente eléctrica fluya a través de él con una eficiencia perfecta, sin desperdiciar energa.

Hasta ahora, gran parte de la energía que generamos se pierde debido a la resistencia eléctrica, que se disipa en forma de calor. Por tanto, los materiales superconductores a temperatura ambiente podrían revolucionar la red eléctrica.

Investigadores de la Universidad de Rochester, en Estados Unidos, observaron la propiedad superconductora en un compuesto de hidruro de azufre carbonoso a una temperatura de 15°C.

Sin embargo, esta propiedad solo apareció a presiones extremadamente altas de 267.000 millones de pascales, aproximadamente un millón de veces más alta que la presión típica de los neumáticos de un auto.

“Debido a los límites de la baja temperatura, los materiales con propiedades tan extraordinarias no han transformado el mundo de la manera que muchos podrían haber imaginado”, dice el doctor Ranga Dias, de la Universidad de Rochester, Nueva York.

“Sin embargo, nuestro descubrimiento romperá estas barreras y abrirá la puerta a muchas aplicaciones potenciales”.

El desafío ahora será encontrar formas de crear superconductores a temperatura ambiente a presiones más bajas, lo que los hará económico producirlos en mayor volumen.

Dias dice que cuando sean encontrados “definitivamente pueden cambiar el mundo tal como lo conocemos”.

9- La excepcional inteligencia de las aves

Tienen un cerebro más chico que una nuez, pero eso no quita que las aves sean animales de una inteligencia extraordinaria.

Dos estudios publicados este año sugieren que las aves tienen sorprendentes poderes mentales. Uno revela que parte del cerebro aviar se parece al neocortex humano, la fuente de la inteligencia humana.

El otro muestra que las cornejas negras (un tipo de ave de la familia Corvidae) pueden ser capaces de tener algo similar al pensamiento consciente (una suerte de representación mental de lo que ven).

Esta “conciencia sensorial” es una forma rudimentaria de la conciencia de uno mismo que experimentan los humanos.

Su presencia tanto en aves como en mamíferos indica que el origen de alguna forma de consciencia podría remontarse a unos 320 millones de años, hasta nuestro último ancestro común.