Llegint el llibre de la vida

Avui procuraré ser breu, perquè em sembla molt millor que sigueu vosaltres mateixos els que descobriu la iniciativa de la qual us vull parlar:

Fent clic a la imatge de sobre podreu accedir a aquest museu interactiu centrat en la genètica i l’ADN. Està organitzat en diverses “sales d’exposició”, com els museus que podem visitar a qualsevol de les nostres ciutats. Aquestes sales giren al voltant de temes com Ciència i Societat (aquesta és la sala que em crida més l’atenció, personalment), el Projecte Genoma,  l’Evolució o la Filogènia i Genètica Forense, entre altres. I evidentment, totes elles estan interrelacionades per tal de permetre que cadascú es pugui fer la visita a mida.

A més de l’esforç divulgador que el Museu ja suposa per ell mateix, m’agradaria destacar el fet que permet la participació dels usuaris per fer que continuï creixent. Això es visualitza sobretot en la secció ADNews, que permet que tothom pugui aportar les novetats que consideri més destacades en el camp de la Genètica. Les últimes, per exemple, giren al voltant de la creació de cèl·lules mare de ratolí sense fer servir embrions o l’aparició d’un xip d’ADN per a la detecció del risc cardiovascular. A més, dins d’aquesta secció es reserva un espai perquè els Joves Investigadors, els que treballen al laboratori cada dia, puguin divulgar els seus resultats i fer més visible la seva feina. Espero trobar-hi ben aviat la feina d’algun dels meus excompanys: Cora, Isabel, Albert, us hi apunteu?

Finalment, el Museu també disposa de seccions en creixement constant dedicades a entrevistes, vídeos i animacions. Tots aquests serveis poden ser el complement perfecte per entendre aspectes més complexos de la Genètica, a més d’una molt bona eina per a professors i altres divulgadors.

Leyendo el Libro de la Vida és un projecte realizat pel Grup de Museologia Virtual Òliba, que forma part de la UOC i estudia l’aplicació de les tecnologies de la informació (les famoses TIC) a la gestió i difusió del patrimoni cultural. Els seus creadors són Jordi Domènech Casal (Doctor en Biologia), César Carreras Monfort (Doctor en Arqueologia i director d’Òliba) i Pietro Berni Millet (Doctor en Arqueologia). Finalment, només assenyalar que el Museu serà traduït al català gràcies a un ajut concedit per l’AGAUR (Generalitat de Catalunya), tal i com s’anuncia al blog del Museu.

Què opineu d’aquest projecte? L’heu visitat i us sembla interessant? Coneixeu altres iniciatives semblants, sobretot referides a altres camps de la ciència? Feu-m’ho saber, i també en parlarem.

Actualització de 6 de març de 2010: En Jordi Domènech, un dels responsables del museu, ens fa saber que ja està diponible en català. A més, a banda de la secció ADNews, ara els usuaris també poden penjar-hi recursos docents, en una secció dedicada específicament a això.

(link)

No és moment de retallar la Ciència!

La setmana passada es va confirmar que el PSOE ha aconseguit tirar endavant el projecte de Pressupostos Generals de l’Estat per a l’any vinent amb el suport del PNB i Coalición Canaria. Els motius per parlar d’aquest fet en un blog com iCIENTIFICats els trobem en el logo que podeu veure a la barra lateral i aquí sota mateix:

El logo de la campanya contra la retallada de l'R+D+i als Pressupostos de 2010 (Cliqueu-hi per accedir al web que recull els blogs que també han protestat)

La iniciativa d’oposar-se conjuntament a aquesta retallada va sorgir del blog La Aldea Irreductible, i va córrer com la pòlvora pels blogs i xarxes socials. Bona prova d’això són la web Ciencia Sin Tijeras i el grup de Facebook (del qual us convido a fer-vos membres si encara no ho sou) en contra de la proposta. Tot i que la data clau del 7 d’octubre ja fa dies que ha passat, iCIENTIFICats també vol participar en aquesta oposició i explicar perquè.

A principis d’octubre es va presentar finalment el projecte de Pressupostos per a 2010. Tal i com anunciar el Govern i van reflectir tots els mitjans de comunicació, es tractava d’un projecte on es reflectia una retallada important en la majoria de despeses del Govern per tal de poder garantir les inversions en política social (atur, pla E…). L’argumentació de Zapatero i Salgado defensava que són els millors pressupostos per als temps de crisi econòmica que travessem. En aquest panorama de retallada general de la despesa, destaca el nom del Ministeri més afectat per la mesura: el Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN), dirigit per Cristina Garmendia i de nova fundació després de les eleccions de 2008. Els rumors sobre aquesta reducció en el pressupost destinat a la Ciència en general, i a la recerca en particular, havien començat ja durant el mes de setembre. Així es demostra, per exemple, en un article de títol molt il·lustratiu aparegut a El País: “¿Hundir la ciencia por el precio de seis ‘ronaldos’?“, de Joan Guinovart.

Cristina Garmendia, ministra de Ciència i Innovació

Afortunadament, hem vist com la disminució de la inversió en R+D no és tan important com apuntava l’autor. El MICINN fins i tot va arribar a defensar en una nota de premsa del 28 de setembre que “no va a haber recortes en la inversión del Gobierno en I+D” i que “el gasto público de I+D+i vuelve a subir este año notablemente”. Aquesta va ser la primera notícia que jo vaig tenir sobre els pressupostos per a la R+D espanyola el 2010, i com us podeu imaginar em va deixar més tranquil.

Res més lluny de la realitat, però. Amb la presentació del projecte de Pressupostos la primera setmana d’aquest mes va quedar ben clara la reducció de l’asignació del MICINN i, per tant, la menor diponibilitat de diners per a invertir en Ciència. D’acord amb les dades de El País, el pressupost del MICINN es reduïa un 15% (encapçalant les retallades), mentre que els diners destinats a R+D+i—amb la participació també d’altres ministeris, com el d’Indústria—disminuïen un 3,1%. A més, cal destacar dos fets:

• Augmenta la proporció d’inversions en forma de crèdits i es redueixen les subvencions. Aquesta aspecte és molt negatiu pel que fa a la recerca bàsica, que entre altres difereix de l’aplicada perquè no dóna rèdits a curt termini
• Una part de la retallada en la inversió en centres públics es “maquilla” amb la utilització de part de les reserves que aquests centres han obtingut durant els darrers anys.

Va ser aquesta situació la que va portar a la mobilització dels investigadors, a través de la iniciativa plantejada a través de multitud de blogs el dia 7 d’octubre (com a exemple, el post de GenCiencia). Aquell mateix dia, Garmendia s’esforçava a explicar que tot i les retallades es mantenien aspectes fonamentals de la inversió per a la recerca: tots els programes ja iniciats continuaran tenint finançament (però no se’n posaran de nous en marxa), es redueixen les despeses “no-essencials” (material, viatges… tot i que no sé fins a quin punt són supèrflues) però es mantenen les beques i contractes als mateixos nivells, etc. Tot i aquests arguments, ella mateixa va acabar reconeixent que els Pressupostos no la satisfeien, i que realment es destinaven menys diners a la recerca. Ho podeu llegir en entrevistes tant a La Vanguardia com a El País (aquesta última és especialment embolicada).

Tot i els esforços de Garmendia i de la ministra d’Economia Salgado, que va afirmar a més que es compensaria part del descens de la inversió a través de la nova Llei d’Economia Sostenible (com explica La Vanguardia), les queixes no s’han aturat. Investigadors de tots els nivells han parlat de la qüestió: des de l’elit de la ciència espanyola (aquesta notícia de El Mundo cita les raons de gent tan destacada com Ignacio Cirac), fins a 2.700 investigadors espanyols “de base” de diversos centres de tot el món que han signat un manifest de protesta (com podem llegir a Público). Tots han fet sentir la seva veu per oposar-se a aquest canvi en la política del Govern espanyol. Per tots ha estat una decepció que, després d’haver pràcticament doblat la inversió en ciència durant els darrers 5 anys (com també reccorda Guinovart en el seu article), l’executiu de Zapatero hagi frenat aquesta aposta precisament en aquest moment de dificultat.

I és que aquesta és justament la raó principal per oposar-se a la retallada:

Davant d’una situació econòmica complicada, que planteja els reptes de buscar nous camins per a l’economia, la inversió en Ciència, en innovació, en noves idees, és la que pot donar més beneficis a llarg termini.

PS: Podeu adherir-vos al manifest en aquest enllaç, sobretot si esteu en algun dels centres afectats per la retallada. Entre tots potser encara podem impedir-la!

Jo, preocupat per la grip A?

Doncs sí, benvolguts lectors. Sembla que a la majoria de vosaltres no us preocupa el més mínim la possibilitat d’agafar la grip nova aquest hivern. De fet, a mesura que ha passat el temps, el nivell d’alarma social ha anat baixant, i al meu entendre això es reflecteix també als resultats de l’enquesta que hem fet al blog.

Recordem que la pregunta que us plantejava era: Et preocupa l’avenç de la nova grip? Aquí teniu les vostres opinions:

• Estic molt preocupat; cada dia m’espanten més les notícies: 13%
• N’estic al dia, però no em treu la son: 19%
• Se n’està fent un gra massa; hi ha problemes més greus i no se’n parla: 56%
• Que hi ha una grip nova? I què té de diferent?: 13%

Com podeu veure, la majoria absoluta dels votants està a favor que en parlem menys i pensem en tots els altres problemes que hi ha. Hi estic bàsicament d’acord, així que procuraré no fer-me molt pesat amb la qüestió de la grip A, tot i que en encetar aquest blog pensava que en podríem treure més suc. Us remeto al post original sobre l’enquesta, on disposeu d’enllaços als webs del Ministeri de Sanitat i de l’OMS per seguir-ne l’evolució i les mesures preventives aconsellades. Igualment, em sembla interessant que feu una repassada als comentaris que hi ha al post, que van afavorir una mica de debat sobre el gran tema associat a la grip: la vacuna. I si, tot i no estar preocupats, voleu seguir al dia de les novetats que hi ha respecte al tema, aquí trobareu l’especial que hi dediquen al web d’El País.

Representació d'un dels virus responsables de la grip. Font: New Scientist

Tot i això, aquest és un blog que pretén explicar coses. Permeteu-me doncs entrar en el perquè s’ha generat aquesta alarma ara, o fa uns anys amb la grip aviària que ens havia d’arribar del sud-est asiàtic (trobareu un especial que li va dedicar New Scientist en aquest enllaç, d’on he extret també la imatge de sobre).

Com deveu estar tips de sentir, el virus de la grip canvia cada any. És per aquest motiu que cada hivern cal fer campanyes de vacunació que ens permetin immunitzar-nos contra la soca majoritària. Aquests canvis es veuen sobretot a la coberta externa del virus, en els dos antígens fonamentals del virus identificables pel nostre sistema immunitari: l’hemaglutinina (a la imatge, les boletes de color turquesa) i la neuraminidasa (els cons vermells), que corresponen a la H i la N amb els que s’identifica la soca; per exemple, l’H1N1 actualment. De cadascuna d’elles n’hi ha diverses variants, i cada any n’hi ha una combinació més abundant, per a la qual es fabrica la vacuna.

Aquests virus tenen, però, dues altres característiques que els aporten gran variabilitat. Totes dues es basen en la genètica del virus:

1. El seu material genètic és RNA, no pas DNA, un material que presenta més tendència a patir errors en replicar-se. És a dir, és un virus que muta amb gran facilitat (com el VIH, també un virus RNA).
2. El seu genoma es compon de vuit fragments diferents (com mostren els diferents colors a la imatge). Això a priori no el fa més perillós. El problema apareix, però, quan una sola cèl·lula està infectada per dues soques diferents: en la construcció dels nous virus, poden apareixer combinacions noves amb fragments provinents de les dues variants.

Aquesta darrera característica, sobretot, és un dels temors dels viròlegs, sobretot quan es troben amb virus capaços de creuar la barrera de l’espècie. En general, tot i que diversos animals puguin patir la grip, cadascun està afectat per unes soques pròpies de la seva espècie. Ocasionalment, però, els virus poden afectar altres espècies per la seva variabilitat inherent. Això és el que s’ha vist en els dos casos que analitzem avui: la grip A, originalment coneguda com a grip porcina, i la gripa aviària de fa uns anys.

Arribats a aquest punt, la presència de soques d’orígens tan diferents en un únic animal pot donar lloc a un còctel d’allò més perillós. De fet, aquest era el motiu principal de preocupació amb l’H1N1: aparentment, la soca es compon d’una mescla de fragments derivats de virus porcins, humans i aviaris. Aquesta combinació unia dos factors preocupants: l‘alta infectivitat dels virus del porc (amb l’agreujant de poder afectar específicament l’ésser humà) + la forta agressivitat de les soques originades en les aus.

Afortunadament, les últimes notícies semblen indicar-nos que no cal patir. Coincideixo en que s’ha generat força alarma durant aquests mesos, però em sembla que pot ser una bona preparació pel que pugui venir. L’únic problema que veig en aquest estat de nervis col·lectiu, que ara ja va de baixada, és que davant de nous avisos ens passi com al conte d’en Pere i el llop. Pel que fa a la vacuna (i el Tamiflu, que torna a estar de moda aquests darrers dies), no cal trencar-s’hi gaire el cap: les farmacèutiques recuperaran ben bé la inversió.

Espero que, tot i no estar preocupats per la grip A, us hagi interessat el post. El seu principal avantatge és que val per qualsevol “nova grip”, així que quan d’aquí un temps ens tornem bojos amb l’H3 N8, per exemple, ja tindrem feina avançada.

PS: Una opinió novedosa, clarament contrària a com s’ha gestionat la situació, és la de la monja i metgessa Teresa Forcades, que va saltar a la fama fa uns 10 dies. A l’Avui trobareu l’enllaç al vídeo on parla sense embuts. Particularment, no he vist el vídeo (i per tant no n’opinaré), però sembla que la polèmica està servida…

Premi Nobel de Química’09: La fàbrica de la vida

Un cop més, tal com sembla que és la tendència aquest any, tres han estat els guardonats amb el Nobel de Química. Tots tres, una dona i dos homes, han tingut un paper essencial en l’estudi d’un dels orgànuls cel·lulars més destacats, el ribosoma. Tal com es pot llegir al comunicat oficial de la Fundació Nobel, Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A. Steitz i Ada E. Yonath han estat distingits pels seus estudis de l’estructura i la funció del ribosoma.

Els tres guardonats. D'esquerra a dreta: Ramakrishnan, Yonath i Steitz

Venkatraman Ramakrishnan (Wiki) va nèixer el 1952 a Chindambaram (Índia). El 1971, va llicenciar-se en Física a la Universitat Maharaja Sayajirao de Baroda. Un cop finalitzada la llicenciatura, va traslladar-se a la Universitat d’Ohio, on va aconseguir el doctorat en Física cinc anys més tard. Després d’aquesta fase, va començar a interessar-se per la Biologia, que va estudiar a San Diego. Fruit d’aquest interès, va iniciar la seva recerca sobre els ribosomes a la Universitat de Yale, una tasca que encara continua actualment al Laboratori de Biologia Molecular de Cambridge (Anglaterra). També s’ha interessat per les histones i la cromatina.

Thomas Steitz (Wiki) va nèixer a Wisconsin l’agost de 1940. Tota la seva educació va tenir lloc al mateix estat, on va obtenir la llicenciatura a la Universitat Lawrence. El 1966, ja a la Universitat de Harvard, va doctorar-se en Bioquímica i Biologia Molecular. Després d’un temps a Cambridge i Göttingen (Alemanya), des del 1986 està vinculat a la Universitat de Yale com a investigador i professor al Howard Hugues Medical Institute.

Ada Yonath (Wiki) és nascuda el 1939 a Jerusalem. El 1962 va llicenciar-se en Química a la Universitat Hebrea de Jerusalem. Sis anys més tard, va assolir el grau de doctora a l’Institut de Ciència Weitzmann, amb una tesi centrada en la cristal·lografia de raigs X. Després de diverses estades a centres nord-americans (Carnegie Mellon, MIT i Chicago) i alemanys (Instituts Max Planck de Berlín i Hamburg), va tornar al Weitzmann, entitat a la qual encara continua vinculada.

Els ribosomes—com aquest que podeu veure a sota—són una peça essencial per a la química de la vida. Evidentment, qualsevol dels orgànuls de les cèl·lules tenen una funció primordial per al seu funcionament, i tota alteració resulta perjudicial. El ribosoma (els milers de ribosomes de cada cèl·lula), però, juga un paper especialment important: la seva funció és la de “construir” totes les proteïnes cel·lulars. Com sabeu, les proteïnes són un dels quatre tipus bàsics de molècules orgàniques de tot organisme viu, juntament amb glúcids (sucres), lípids (greixos) i àcids nucleics (ADN i el menys conegut ARN). Estan implicades en tot tipus de processos i funcions del cos, però citarem només un parell d’exemples de la seva tasca: 1) els músculs es flexionen i estenen gràcies a l’actina i la miosina que els formen, 2) els enzims, la maquinària responsable de totes les reaccions químiques cel·lulars, són un tipus específic de proteïna.

Representació idealitzada d'un ribosoma en plena activitat

El paper dels ribosomes en aquesta síntesi de les proteïnes és el de TRADUIR les instruccions escrites a l’ADN cel·lular. És a dir, tornant a l’analogia que representa l’ADN com l’alfabet en què està escrit el “llibre de la vida”, els ribosomes són un traductor a un llenguatge que permet a les cèl·lules utilitzar aquestes instruccions. Per tal de fer-ho, però, cal passar per un estadi intermedi: l’ARN, més concretament l’ARN missatger (o mRNA). AIxí doncs, el que ocorre és el següent:

1. Al nucli cel·lular, l’ADN d’un gen concret es transcriu a mRNA, gràcies a l’acció d’un enzim específic (RNA polimerasa II).
2. L’mRNA abandona el nucli i es desplaça cap al citoplasma. Allà hi ha multitud de ribosomes, tant sencers (i actius) com separats en les seves dues subunitats.
3. La subunitat petita del ribosoma “atrapa” l’mRNA i recluta una subunitat gran. Així es forma un ribosoma complet actiu.
4. La traducció per part del ribosoma es fa corrent sobre la seqüència de mRNA: cada codó—grup de 3 lletres de l’mRNA—suposa l’entrada d’un aminoàcid de la proteïna (seguint el codi genètic universal), aportat per una molècula d’ARN de transferència (o tRNA).

Per tal de poder complir aquesta funció, els ribosomes són estructures complexíssimes. La seva composició és lleugerament diferent en procariotes (els bacteris) i eucariotes (pràcticament la resta d’éssers vius, inclosos nosaltres), però les seves semblances ens permeten assegurar que tenen un origen evolutiu comú per a tots dos grups. Tots dos tipus es componen de les dues subunitats que hem mencionat, i també en tots dos casos hi apareixen tant proteïnes com ARN ribosòmic (o rRNA). Com a demostració de la complexitat d’aquest orgànul, esmentarem només els components que trobem en els eucariotes: la subunitat petita es compon d’una sola molècula de rRNA i al voltant de 32 proteïnes; la subunitat gran està formada per tres molècules de rRNA i unes 49 proteïnes (el nombre de components proteics encara no es coneix amb seguretat). Trobareu més informació dels ribosomes i els processos en què participen aquí, aquí i també aquí.

La cursa per a desxifrar aquesta laberint tan embolicat la va iniciar Ada Yonath a finals dels anys 70. Va ser en aquell moment quan es va fixar l’objectiu de reconstruir l’estructura del ribosoma emprant la tècnica que va dominar durant la seva tesi doctoral: la cristal·lografia de raigs X. Es tracta d’una eina habitual en la descripció de les estructures biològiques, ja que pemet fer un “mapa” de cadascun dels àtoms d’una molècula. La seva importància ja va ser reconeguda pels Nobel l’any 1962, en què es va premiar la descripció de l’estructura de l’ADN aconseguida el 1954 amb aquesta mateixa tècnica. El seu fonament és la difracció (o desviament) que pateixen els raigs X en impactar contra una cristall. En el cas de la biologia, aquests cristalls es construeixen al voltant de la molècula que es vol analitzar; un feix de raigs X travessa llavors el cristall i s’escindeix. El patró resultant es recull amb un sensor CCD (el recordeu, del Nobel de Física?) i, de la seva interpretació, en resulta la localització dels àtoms de la molècula cristal·litzada. Podeu trobar més informació d’aquesta tècnica a la Wiki (amb un amplíssim article en anglès) i en aquesta pàgina especialitzada.

La idea de Yonath va ser considerada gairebé una bogeria en aquell moment, donada l’enorme complexitat del ribosoma. Tot i això, va aconseguir crear alguns cristalls de gran qualitat, que incloïen la subunitat petita del ribosoma d’un bacteri que sobreviu a altes temperatures (el que la feia molt més estable). Després d’aquests primers passos, diversos científics van orientar també els seus esforços a aquest objectiu; Ramakrishnan i Steitz van fer aportacions fonamentals per assolir-lo. Vint anys després de la idea original, el 1998, Steitz va aconseguir la primera estructura de la subunitat gran. Un parell d’anys més tard, ell mateix va publicar l’estructura més refinada de la subunitat gran del ribosoma del bacteri Haloarcula marismortui, mentre Yonath i Ramakrishnan mostraven al detall la subunitat petita de Thermus thermophilus. La tasca d’aquest darrer va permetre, a més, entendre el mecanisme ribosomal per no cometre errors a l’hora de sintetitzar proteïnes (equivalents a les mutacions de l’ADN). I aquest és el resultat de tots aquest esforços:

Estructura detallada d'un ribosoma: en blau, la subunitat gran; en groc, la subunitat petita. Les "boletes" són les proteïnes, mentre que els "bastonets" són molècules de rRNA

A més del que heu llegit, podeu complementar la informació sobre els ribosomes i la tasca de tots els investigadors implicats en esbrinar-ne l’estructura en aquest enllaç. A banda de la importància per a entendre el funcionament de la síntesi de les proteïnes, i totes les implicacions que té en el metabolisme cel·lular, aquesta recerca pot ajudar-nos també en la medicina. Concretament, els ribosomes són una diana essencial per als tractaments antibiòtics contra els bacteris: com és lògic, si es troben fàrmacs capaços de bloquejar un procès tan bàsic com aquest, els bacteris afectats tindran problemes seriosos per sobreviure.

I això és tot pel que fa al Nobel de Química. Com ja sabeu, podeu adreçar els precs i preguntes que us quedin als comentaris del peu de l’entrada. La sèrie dels Nobel no ha acabat encara, però ja queda poc: ja sabem els noms de tots els guanyadors, i en podrem fer doncs una valoració.

PS: Aquí teniu la notícia tal i com va aparèixer a El País, VilaWeb i l’israelià Globes (he estat incapaç de trobar-la al diari més famós d’allà, el Ha’aretz).

atrapa http://en.wikipedia.org/wiki/Ada_Yonath

Premi Nobel de Física’09: Les noves aplicacions de la llum

Aquest és el punt en comú que tenen els tres guardonat amb el Nobel de Física d’aquest any: haver desenvolupat noves tecnologies per a l’aplicació de la llum a les nostres comunicacions. L’Acadèmia Sueca ha decidit distingir, per una banda, Charles K. Kao pels seus descobriment innovadors sobre la transmissió de la llum en fibres per a la comunicació òptica, i per l’altra, Willard S. Boyle i George E. Smith per la invenció d’un circuit semiconductor d’imatges—el sensor CCD. El comunicat oficial del guardó utilitza aquestes paraules per explicar les raons del premi.

Els tres guardonats. D'esquerra a dreta: Kao, Smith i Boyle

Charles Kao (Wiki) va nèixer a Shanghai el 1933. Ja de ben jove es va traslladar a Anglaterra, on va llicenciar-se en Ciències al Woolwich Polytechnic, associat llavors a la Universitat de Londres. El 1965 va completar el seu doctorat en enginyeria electrònica a l’Imperial College. El descobriment que l’ha portat a guanyar el Nobel el va dur a terme al centre de recerca de Standard Telecommunications Laboratories (associat a la companyia telefònica Standard Telephones and Cables) a Harlow. Des de llavors, ha format part de diverses universitats xineses (es va retirar a Hong Knog) i nord-americanes, i ha treballat també en el sector privat.

Willard Boyle (Wiki) és nascut el 1924 a Amherst (Nova Escòcia). Tota la seva educació universitària—interrompuda en part per la Segona Guerra Mundial—va tenir lloc a la Universitat McGill de Canadà, on es va llicenciar el 1947 i on també va obtenir el seu doctorat en Física 3 anys més tard. Després de passar pel Canada’s Radiation Lab i de ser professor al Royal Military College of Canada, va passar a formar part de Bell Labs, a Nova Jersey. En aquesta empresa, on va treballar fins a la jubilació, va desenvolupar la tecnologia del sensor CCD juntament amb Smith.

George Smith (Wiki) va nèixer a l’estat de Nova York el 1930. El 1955, després de servir a la Marina, va llicenciar-se a la Universitat de Pensilvània i el 1959 va doctorar-se en Física a la Universitat de Chicago. Des de llavors, i fins que es va retirar, va treballar a Bell Labs, formant equip amb Boyle.

Un fragment de fibra òptica demostra la seva capacitat de transmissió de la llum

La fibra òptica és, segurament, l’eina més important per a la comunicació en els nostres dies. Esteu llegint aquest blog gràcies a la fibra òptica, o xerrant per telèfon o Skype amb un amic que viu a l’altra punta de món perquè hi ha fibra òptica, o veient uns vídeos a YouTube de la mà de la fibra òptica. Els milions de quilòmetres d’aquest material que recorren el globus de punta a punta han canviat radicalment la nostra manera de comunicar-nos.

Tot això ha estat possible, en primera instància, gràcies a la feina del sinobritànic Charles Kao. El 1966, amb el seu equip de Harlow, va plantejar la possibilitat de transmetre llum a centenars de quilòmetres de distància. Segons ell, per tal de superar la vintena de metres que fins llavors era el límit per a transmetre dades gràcies a la llum, només calia desenvolupar materials més adequats. La seva idea era que la pèrdua d’informació que limitava les transmissions no es devia a fenòmens físics de dispersió, sinó a la utilització de materials amb massa impureses.

Els càlculs de Kao van permetre desenvolupar una tecnologia capaç de canalitzar més adequadament la llum per fer-la arribar a grans distàncies. Per a fer-ho, s’empren materials amb un índex de refracció menor que el de l’aire al seu voltant, la qual cosa evita que la llum pugui escaparse’n (tal i com passa amb una part de la llum que entra a l’aigua). La manca d’impureses en les fibres d’aquests materials assegura que la llum circuli sempre pel seu interior, “rebotant” sempre entre les seves parets. Amb aquest impuls inicial, quatre anys més tard es van crear ja les primeres fibres ultrapures, que van ser els primers quilòmetres de les actuals autopistes de la informació.

Un sensor CCD, emprat en aquest cas en una càmera HP de 2.1 megapixels

Tornem un moment als vídeos de YouTube que hem mencionat abans. Molt probablement (segur) que s’han gravat amb una càmera digital, semblant a la que heu fet servir també vosaltres aquestes vacances. Boyle i Smith són els pioners de la tecnologia que els va donar lloc: el 1969, van parir i desenvolupar la idea dels sensors CCD. Aquests són la base de les càmeres digitals domèstiques i de moltes altres utilitzades en la recerca científica, en camps tan diversos com la medicina (les càmeres acoblades als microscopis o altres emprades en diagnòstics per imatge i cirugia) i l’astronomia. També tenen utilitat com a processadors de senyals, memòria d’ordinadors o filtres electrònics.

La gràcia del sensor CCD (expliquem d’una vegada les sigles: charge-coupled device, és a dir, dispositiu amb càrrega associada) és que permet transformar una senyal lluminosa en el moviment d’una càrrega elèctrica, retinguda en una petita matriu de silici. El fenomen físic sobre el que es fonamenta el CCD és l’efecte fotoelèctric, el descobriment del qual va ser el que li proporcionar a Einstein l’honor del Nobel el 1921: l’impacte dels fotons, les partícules que formen la llum, és capaç de desplaçar una partícula sobre un material. Els dos guardonats d’aquest any van aprofitar aquesta capacitat de la llum per tal que el seu dispositiu pogués captar-la i emmagatzemar-la sobre un suport electrònic.

Això és el que passa amb cadascun dels píxels de les nostres càmeres digitals: l’impacte de la llum d’un determinat color sobre el CCD encarregat d’aquella zona queda emmagatzemat en forma d’informació electrònica. Així és com el conjunt de sensors de la càmera actuen com un “ull electrònic”, i configuren la imatge completa. Els avantatges que ofereixen respecte a la fotografia tradicional, basada en la impressió d’una pel·lícula, són la seva major sensibilitat i la capacitat d’actuar també amb longituds d’ona diferents de les visibles, com els ultraviolats o els infrarrojos (un motiu més per emprar-los al Hubble, per exemple).

Un últim apunt: en aquesta pseudobiografia de Boyle trobareu molt ben explicat (i amb un punt d’humor) com ell i Smith van arribar a plantejar la utilització d’aquest “ull digital”.

I fins aquí la lliçó dels Nobel de Física. Tot i el retard, espero que us resulti interessant saber perquè els guardonats són considerats  dominadors de la llum. Disposeu dels comentaris pel que us vingui de gust. Aviat parlarem dels honrats amb el Nobel de Química, novament per una recerca íntimament lligada a la biologia molecular.

PS: Així han recollit la notícia, entre molts altres, El Mundo, l’Avui o el The Guardian britànic, on es senten especialment satisfets amb el premi a Kao, establert a Anglaterra en el moment de fer la descoberta que li ha donat el Nobel.

Premi Nobel de Medicina o Fisiologia’09: La font de l’eterna joventut

Aquesta ha estat l’analogia més utilitzada a diaris i noticiaris de ràdio i televisió per anunciar, durant el dia d’avui, la concessió del Nobel de Medicina pel descobriment de com els cromosomes són protegits pels telòmers i l’enzim telomerasa a Elizabeth H. Blackburn, Carol W. Greider i Jack W. Szostak. Així encapçala la Fundació Nobel el seu comunicat oficial.

Els tres guardonats. D'esquerra a dreta: Blackburn, Greider i Szostak

Elizabeth Blackburn (Wiki) va nèixer el 1948 a Tasmània, a Austràlia. Es va llicenciar el 1970 a la Universitat de Melbourne, i va obtenir el seu doctorat a la Universitat de Cambridge el 1975. Després de dues estades a Yale i la Universitat de Califònia a Berkeley, actualment és professora de Biologia i Fisiologia de la Universitat de Califòrnia a San Francisco (UCSF). Va ser durant la seva etapa a Berkeley quan va encapçalar els estudis que finalment li han reportat el premi aquest any. La seva feina durant tots aquests anys s’ha centrat fonamentalment en entendre el funcionament dels telòmers.

Jack Szostak (Wiki), nascut a Londres el 1952 però criat a Canadà, va llicenciar-se el 1970 (!) a la Universitat McGill (Quebec i Montreal). Després, va dur a terme el seu doctorat a la Universitat de Cornell. Passada aquesta etapa, va començar a treballar al seu propi laboratori a la Universitat de Harvard, institució de la qual encara forma part. A banda dels telòmers, els seus interessos abarquen molts altres camps de la genètica i ha estat implicat activament, entre altres, al Projecte Genoma Humà.

Carol Greider (Wiki) va nèixer a San Diego (Califòrnia) el 1961. Es va llicenciar a la Universitat de Califòrnia a Santa Barbara el 1983, i després es va traslladar a Berkeley. Allà va dur a terme el seu doctorat sota la direcció de Blackburn, que va completar el 1987, ja amb la llavor del Nobel sota el braç. Després d’un temps al Cold Spring Harbor Laboratory de Nova York, va integrar-se a la Universitat Johns Hopkins, on encara treballa avui en dia. Els seus estudis segueixen centrats en la telomerasa.

Tres cromosomes i les seves regions telomèriques (imatge acolorida de microscòpia electrònica de rastreig)

Els telòmers i la telomerasa, l’enzim encarregat de la seva conservació, són un dels mecanismes essencials dels quals disposen les cèl·lules per evitar danys als seus cromosomes (recordeu: en l’analogia habitual, cada cromosoma és un dels volums de l’enciclopèdia de la vida que és el genoma). La idea és ben senzilla: per tal de prevenir que els cromosomes puguin resultar danyats a través dels seus extrems, cal protegir-los d’alguna manera; el mitjà més adient per fer-ho és DNA repetitiu i sense cap altra funció.

I això són precisament els telòmers: seqüencies de DNA curtes i senzilles repetides milers de vegades als extrems dels cromosomes. Més concretament, el fragment repetit es compon de 6 “lletres”: CCCCAA. I a més, és pràcticament universal, perquè els telòmers de la gran majoria d’animals i plantes que coneixem es componen justament de milers de C i A. Aquesta repetició és la que permet que es formin estructures secundàries, amb la forma aproximada d’un clip, que es pleguen sobre elles mateixes formant un manyoc que impedeix l’accès al DNA útil de l'”interior” dels cromosomes. Blackburn i Szostak van descobrir la seqüencia i la universalitat dels telòmers el 1982.

Així, un cop descoberts els telòmers, el següent pas lògic dictava que calia saber com es formen i es mantenen. Va ser així com, dos anys després, Greider—sota la direcció de Blackburn—va identificar l’enzim responsable d’aquesta tasca: la telomerasa. En algunes cèl·lules, aquest enzim s’encarrega de localitzar les repeticions CCCCAA i copiar-les moltes vegades una darrera l’altra, evitant que els telòmers desapareguin.

La telomerasa, però no es troba activa a totes les cèl·lules. És més, en un adult, només cal que sigui realment eficient a les seves cèl·lules germinals, aquelles que han de donar lloc a espermatozoides i/o òvuls. Per a aquestes,  la conservació d’uns cromosomes “en plena forma” és imprescindible per tal que el zigot al qual donaran lloc pugui desenvolupar-se sense dificultats. En canvi, la resta de les nostres cèl·lules (siguin del fetge, la mà o la punta del nas) inactiven la telomerasa perquè es poden permetre anar perdent els seus telòmers: en cada divisió es perden algunes de les milers de repeticions de CCCCAA, i això passa perquè davant de tantes repeticions és fàcil que la maquinària cel·lular per a la replicació (la còpia) del DNA se’n salti alguna. La pèrdua total dels telòmers farà que la cèl·lula, per evitar els danys que ara sí poden patir els seus cromosomes, tiri pel dret i es suïcidi (o, tècnicament, “entri en apoptosi”) o entri en senescència. Aquesta impedeix noves divisions: la no-renovació de les cèl·lules té el mateix efecte que la seva mort. Amb el pas del temps, són tantes les cèl·lules que no tenen una altra sortida a part de la desaparició, que acabem envellint.  Així, la feina per la qual s’ha reconegut els tres investigadors pot realment entendre’s com una recerca de la font de l’eterna joventut de les cèl.lules.

Fin aquí tot clar? Si encara dubteu, aquest gràfic de The New York Times o aquest de la Fundació Nobel us poden ajudar. Parlem ara de la mentida que he inclòs al paràgraf anterior. A banda de les cèl·lules germinals, hi ha unes altres cèl·lules en els adults que presenten la telomerasa activa (hiperactiva, fins i tot podríem dir): les cèl·lules del càncer. Com sabem, aquestes són cèl·lules que s’han tornat boges i que únicament tenen la missió de multiplicar-se i sobreviure. Justament, un dels mecanismes clàssics per a assegurar-ho és reactivar la telomerasa. Amb això no busquen protegir els seus cromosomes (que han patit ja tot tipus de danys), sinó “enganyar” el mecanisme de senescència i/o suïcidi per tal que no s’activi: així continuen vivint i multiplicant-se indefinidament.

Espero que l’article us hagi aclarit una mica la importància del premi que s’ha atorgat avui, i de les seves implicacions. Per a qualsevol dubte que pugueu tenir, teniu els comentaris a sota mateix.

I demà, la propera entrega: el Nobel de Física’09 s’anuncia a les 11:45.

PS: Us deixo una mostra de com han recollit la notícia diversos mitjans: El País, el canal 3/24, The NY Times (el diari de la “nacionalitat” dels guardonats) i el Dagens Nyheter suec (potser no hi enteneu res, com jo, però em feia gràcia la visió local).

Comença la “Setmana Gran” de la Ciència!

I s’inicia amb l’anunci, avui al migdia, dels guardonats amb el Premi Nobel de Medicina o Fisiologia. Durant tota aquesta setmana, i fins dilluns que ve, anirem sabent qui són les persones que han efectuat els grans passos per fer avançar la ciència a nivell mundial. Així que cada dia procuraré aportar-vos una mica més d’informació sobre els guardonats amb el Nobel en qüestió i, més que en el qui, intentarem aprofundir en el PERQUÈ se l’han guanyat.

La medalla que reben els guardonats amb el premi científic més prestigiós. Font: Wikipedia / Wikimedia Commons

Abans de començar a valorar la descoberta i els tres noms del dia, però, parlem una mica dels Premis Nobel. Podeu trobar tota la informació detallada al seu lloc web oficial i, sobretot, a la seva secció de Preguntes freqüents.

Com m’imagino que ja sabeu, els Premis van ser instituits a Suècia gràcies a la donació de la seva fortuna que va fer el químic i industrial Alfred Nobel [1833-1896] (tots els detalls biogràfics també es troben al lloc oficial). Conegut pels avenços que va aconseguir en el camp de l’armament i els explosius (és el creador, entre altres, de la dinamita), va establir al seu testament que la seva fortuna—i els rèdits que proporcionès als seus hereus en invertir-la en valors segurs—s’havia de destinar a premiar anualment aquelles persones “que hagin realitzat el major benefici a la humanitat“. El mateix testament estableix que es premïin els personatges responsables de les novetats més importants en cinc camps: Física, Química (concedits per l’Acadèmia Sueca de Ciències), Fisiologia o Medicina (decisió de l’Institut Karolinska d’Estocolm), Literatura (atorgat per l’Acadèmia d’Estocolm) i la Pau (decisió d’un comité amb membres del Parlament noruec). A més a més, el 1968 es va instituir un premi a les Ciències econòmiques, creat pel Banc de Suècia en memòria de Nobel.

Deixant de banda les polèmiques que hagin pogut suscitar alguns dels seus nomenaments (com el del Nobel de la Pau per Henry Kissinger el 1973) i les posssibles manipulacions polítiques que sempre es comenten, em sembla que els Nobel són sempre, des de la primera edició el 1901, una de les grans notícies científiques de l’any. Contribueixen a donar una gran notorietat a la ciència de primer nivell, a fer que arribin al gran públic els descobriments que sovint només es comenten entre els iniciats. Això és importantíssim perquè la societat sempre és la gran beneficiada d’aquests avenços.

Us deixo el calendari d’aquests propers dies:

• 5 d’octubre. Nobel en Fisiologia o Medicina: Elizabeth H. Blackburn, Carol W. Greider i Jack W. Szostak [Post]
• 6 d’octubre. Nobel en Física: Charles K. Kao, Willard S. Boyle i George E. Smith [Post]
• 7 d’octubre. Nobel en Química: Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A. Steitz i Ada E. Yonath [Post]
• 8 d’octubre. Nobel en Literatura: Herta Müller
• 9 d’octubre. Nobel en Pau: Barack H. Obama
• 12 d’octubre. Nobel en Ciències Econòmiques: Elinor Olstrom i Oliver E. Willliamson

Avui mateix comencem la sèrie dels Nobel 2009!