Recreación da colisión estelar que xerou as ondas gravitacionais detectadas este ano. Fonte: Science.

Recreación da colisión estelar que xerou as ondas gravitacionais detectadas este ano. Fonte: Science.

10 avances científicos que cambiaron o mundo en 2017

As ondas gravitacionais, os avances na terapia xénica e a loita contra o cancro, algúns dos avances destacados por "Science"

Un ano máis, como é habitual, a revista Science seleccionou os descubrimentos e as novidades máis importantes da ciencia nos últimos doce meses. A detección das ondas gravitacionais grazas á radiación pola fusión de dúas estrelas abre a lista destes avances en 2017. Tamén figura o achado dunha nova especie de orangután, os avances na criomicroscopía electrónica, na edición xenómica e na loita contra o cancro, así como un diminuto detector de neutrinos e os primeiros fósiles de Homo sapiens.

Esta é a lista escollida por Science:

O retrato completo dunha colisión estelar

Ilustración da colisión estelar a partir da cal se detectaron as ondas gravitacionais. Imaxe: Robin Dienel/Carnegie Institution for Science.

Ilustración da colisión estelar a partir da cal se detectaron as ondas gravitacionais. Imaxe: Robin Dienel/Carnegie Institution for Science.

A primeira detección de ondas gravitacionais por parte do observatorio LIGO xa foi o gran descubrimento de 2016 para a revista Science. Este ano, as ondulacións no espazo-tempo volven encabezar a clasificación, aínda que nesta ocasión non proceden da fusión de dous buracos negros, senón de dúas estrelas de neutróns.

Ademais, esa colisión estelar que tivo lugar hai 130 millóns de anos luz na galaxia NGC4993, desencadeou unha explosión colosal que seguiron de preto centos de astrónomos en todo o mundo en todas as lonxitudes de onda da luz, desde os raios gamma ata as ondas de radio. Isto complementou os rexistros de ondas gravitacionais captadas polos dous detectores de LIGO e o interferómetro europeo Virgo.

Un total de 3.674 investigadores de 953 institucións, incluíndo investigadores da USC, colaboraron no artigo que explicou os detalles e consecuencias deste evento, que seguramente vai ser un dos que xerará máis estudos na historia da astronomía.

Unha nova especie de gran simio

Exemplar de

Exemplar de “Pongo tapanuliensis”. Foto: Andrew Walmsley.

Desde hai case 90 anos non se describía unha nova especie da familia Hominidae, a dos grandes simios á que pertencemos, pero en novembro anunciouse a chegada dun novo membro. Trátase da terceira especie de orangután: o Pongo tapanuliensis, nome que fai referencia ao distrito indonesio de Tapanuli, na illa de Sumatra, onde foi descuberta.

A identificación de P. tapanuliensis baseouse en datos anatómicos, ecolóxicos e, sobre todo, xenómicos. A comparación do seu ADN co da outras dúas especies de orangután suxire que hai uns 674.000 anos a especie de Borneo diverxeu da de Sumatra, e esta, á súa vez, separouse en dúas, posiblemente por erupcións volcánicas posteriores que se interpuxeron no medio.

A nova especie de orangután habita nunha superficie de 1.100 km2 nos bosques de Batang Toru, onde só quedan uns 800 individuos. Constitúe a poboación de grandes simios en maior perigo de extinción. De feito, poderiamos ser testemuñas do seu descubrimento e extinción na escala dunha vida humana. A deforestación, a caza, unha estrada que divide o seu territorio e o proxecto dunha central hidroeléctrica ameazan a súa supervivencia.

Fotografar a vida a escala atómica

Así eran as

Así eran as “fotografías” das biomoléculas antes de 2013 (esquerda) e así son na actualidade (dereita). Imaxe: Martin Högbom/The Royal Swedish Academy of Sciences.

Os científicos que desenvolveron a criomicroscopía electrónica (cryo- EM), unha técnica que permite conxelar e visualizar biomoléculas en plena actividade, recibiron o Premio Nobel de Química 2017. Pero, ademais, este ano mellorouse a súa instrumentación, o software de procesamento de imaxes e os seus estándares de calidade ata converter a cryo-EM noutro dos avances anuais para Science.

Con esta técnica é posible ver as bioestruturas cunha resolución case atómica, o que facilita analizar moito mellor multitude de observacións bioquímicas e xenéticas. En 2017, por exemplo, ofreceu unha nova visión dos espliceosomas –moléculas clave para procesar o ARN–, das proteínas que remodelan as membranas celulares e das encimas que reparan o ADN, así como detalles do sistema CRISPR de curta e pega xenético.

Tamén se conseguiu visualizar en alta resolución os agregados moleculares que se acumulan no cerebros de pacientes con Alzheimer e os asociados a outras enfermidades, como a de Huntington.

O comezo dos ‘preprints’ en bioloxía

Os físicos levan décadas compartindo en liña as súas prepublicacións (‘preprints’) antes de que aparezan nas revistas revisadas por pares. En 2017 os biólogos seguiron o seu exemplo e moitos decidiron comezar a publicar artigos previos para promover a súa discusión e acelerar a transmisión do coñecemento.

Os biólogos comezaron este ano a publicar artigos previos para promover a súa discusión
Hai catro anos lanzouse o servidor de preimpresión gratuíto de bioloxía, BioRxiv, cuns poucos documentos de bioloxía computacional, pero hoxe xa abarca numerosos eidos de estudos experimentais, desde a microbioloxía ata a bioloxía celular e a neurociencia. A Iniciativa Chan Zuckerberg anunciou o seu apoio a BioRxiv, e diversas organizacións dos EUA e Reino Unido tamén apostaron por este tipo de iniciativas.

De momento as 1.500 preimpresións publicadas cada mes en BioRxiv e outros servidores representan só o 1,5% dos aproximadamente 100.000 novos documentos agregados a PubMed, a base de datos de resumos biolóxicos, pero poucos dubidan de que se iniciou un gran cambio cultural na comunicación das ciencias biolóxicas.

Edición dunha letra do ADN e o ARN

Uns 35.000 erros xenéticos relacionados con enfermidades humanas débense ao cambio dunha soa base do ADN nun punto concreto do xenoma. Este ano anunciáronse importantes melloras nunha técnica incipiente chamada edición de bases, que corrixe mutacións puntuais tanto no ADN como no ARN.

A edición de bases corrixe mutuacións puntuais no ADN e o ARN
O químico David Liu, da Universidade de Harvard, modificou a caixa de ferramentas de CRISPR para crear un editor de bases que, tras lograr o ano pasado substituír unha citosina (C) errónea por unha timina (T), en 2017 conseguiu cambiar unha guanina (G) incorrecta –a mutación puntal máis común– nunha adenina (A). Pola súa banda, o equipo de Feng Zhang no Broad Institute substituíu unha G por unha A en ARN.

Investigadores chineses tamén demostraron o poder da edición de bases ao arranxar unha mutación puntual causante de enfermidade en embrións humanos, demostrando o enorme potencial en biomedicina da nova técnica.

Nova inmunoterapia contra o cancro

Células de cancro de colon. Grazas á inmunoterapia, os cancros sólidos cunha determinada mutación poden ser tratados con pembrolizumab. Imaxe: Science/Flickr, Steve GschMeisser.

Células de cancro de colon. Grazas á inmunoterapia, os cancros sólidos cunha determinada mutación poden ser tratados con pembrolizumab. Imaxe: Science/Flickr, Steve GschMeisser.

Tardou moito en chegar, pero xa está aquí: un medicamento contra o cancro que mata a enfermidade non baseándose no órgano onde se orixina, senón no seu ADN. A Administración de Alimentos e Medicamentos dos Estados Unidos (FDA) deu luz verde en 2017 ao uso do fármaco pembrolizumab no tratamento de tumores sólidos avanzados.

O medicamento, que impulsa o sistema inmunolóxico, aprobouse para os casos de melanoma e outros tipos de tumores cunha condición: que as células cancerosas teñan a denominada ‘deficiencia de reparación de desaxuste’, o que implica que están repletas de mutacións en xenes que reparan o ADN, independentemente de se se volveron tumorais no páncreas, o colon, a tiroides ou outros tecidos. O sistema inmunolóxico recoñéceas como estrañas e mátaas.

O estudo de referencia foi o que publicaron en xuño os investigadores Luís Díaz e Dung Lle da institución Johns Hopkins que, xunto a outros colegas, probaron este tratamento en 86 pacientes gravemente enfermos con doce cancros diferentes e coa deficiencia de reparación. O 53 % respondeu ben ao fármaco.

A atmosfera de hai 2,7 millóns de anos, atrapada no xeo

Mostras de xeo recollidas na Antártida. Foto: Yuzhen Yan.

Mostras de xeo recollidas na Antártida. Foto: Yuzhen Yan.

O pasado agosto, investigadores das universidades de Princeton e Maine anunciaron que recuperaran xeo antártico conxelado fai 2,7 millóns de anos. Iso supón que é 1,7 millóns de anos máis antigo que calquera outra mostra anterior deste tipo, e atrasa o rexistro atmosférico a un momento crucial na historia climática do noso planeta: as primeiras glaciacións.

Os gases atrapados neste xeo revelan que, ao comezo das glaciacións, os niveis de dióxido de carbono permaneceron por baixo de 300 partes por millón (ppm), moi por baixo das 400 ppm actuais. Estes datos validan os modelos climáticos que predecían que esas baixas concentracións foron necesarias para dirixir ao planeta cara ao seu ciclo de idades de xeo.

Os núcleos de xeo analizados recolléronse na rexión antártica de Allan Hills, onde os científicos seguen perforando e esperan atopar auga xeada de hai 5 millóns de anos, cando o efecto invernadoiro na Terra parecíase ao actual, provocado pola acción humana.

O Homo sapiens, máis antigo do que se cría

Reconstrución do cranio dos fósiles de

Reconstrución do cranio dos fósiles de “Homo sapiens” atopados en Marrocos. Imaxe: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig.

Ata agora pensábase que os humanos modernos evolucionaran no leste de África hai 200.000 anos, pero unha caveira descuberta nunha mina de Marrocos hai décadas e datada agora coa última tecnoloxía fixo retroceder o rexistro fósil da nosa especie para hai 300.000 anos.

O anuncio fíxoo o paleoantropólogo Jean Jacques Hublin do Instituto Max Planck de Antropoloxía Evolutiva (Alemaña). O seu equipo volveu escavar a cova e atoparon máis restos de cranios, mandíbulas, dentes e ósos de extremidades de polo menos cinco individuos. Ao aplicar un método de termoluminiscencia ás ferramentas de pedernal atopadas xunto aos fósiles, determinaron que tiñan entre 280.000 e 350.000 anos.

Os autores cren que aqueles individuos formaban parte dunha remota poboación de Homo sapiens que se estendeu por África entre 330.000 e 300.000 anos antes de agora e que logo evolucionou cara aos humanos modernos. Estes resultados indican que as nosas raíces africanas son máis profundas do que se pensaba.

Os avances da terapia xénica

Evelyn Villarreal nena afectada por unha atrofia muscular espiñal que conseguiu camiñar grazas á terapia xénica. Imaxe: Science.

Evelyn Villarreal nena afectada por unha atrofia muscular espiñal que conseguiu camiñar grazas á terapia xénica. Imaxe: Science.

Este ano informouse que as vidas de bebés cunha enfermidade neuromuscular hereditaria mortal lográronse salvar grazas á subministración dun xene que lles faltaba nas súas neuronas espiñais. O mensaxeiro é un virus inofensivo chamado virus adenoasociado (AAV).

Investigadores do Nationwide Children’ s Hospital (EE UU) aplicaron a terapia xénica AAV9, fornecida vía intravenosa, para deter a atrofia muscular espiñal tipo 1 (SMA1), a causa xenética máis común de morte en bebés. Estes bebés carecen dunha proteína imprescindible para as neuronas motoras da medula espiñal, o que fai que os seus músculos se debiliten e non poidan respirar ben.

Nun ensaio clínico, once dos doce bebés que recibiron unha dose alta de AAV9 (que leva o xene da proteína ausente) puideron falar, comer, sentar, e mesmo algúns correr. Este avance súmase a outros en terapia xénica deste ano, como dous tratamentos contra o cancro nos que as células inmunes do paciente modificáronse xeneticamente fóra do seu corpo e foron reinxectadas con éxito despois.

Un detector portátil de neutrinos

Juan Collar, coautor del trabajo que presentou o detector portátil de neutrinos, xunto ao aparello. Imaxe: Jean Lachat/University of Chicago.

Juan Collar, coautor del trabajo que presentou o detector portátil de neutrinos, xunto ao aparello. Imaxe: Jean Lachat/University of Chicago.

Os físicos adoitan utilizar grandes instalacións para tratar de detectar aos esquivos neutrinos, unhas partículas sen carga e apenas masa, pero este ano fixérono cun pequeno detector de 14,6 kg.

Os membros da colaboración científica COHERENT utilizárono para confirmar experimentalmente no Laboratorio Nacional Oak Ridge (Estados Unidos) unha predición de hai 40 anos, que sinalaba que os neutrinos poden interaccionar co núcleo atómico completo, en lugar de só cos neutróns e os protóns por separado. É o que se chama dispersión elástica coherente neutrino-núcleo (CEvNS, polas súas siglas en inglés).

Rexistrárona co diminuto detector, que está fabricado cun cristal de ioduro de cesio dopado con sodio e emite feixes de luz cando retrocede un núcleo no seu interior. No futuro, este tipo de instrumentos portátiles poderían ser usados para aplicacións como o control internacional dos reactores nucleares.

Os tres fracasos de 2017 en ciencia

Unha das protestas de March for Science. Imaxe: Science/Douthit.

Unha das protestas de March for Science. Imaxe: Science/Douthit.

Xunto aos dez avances de 2017, Science tamén publicou os que considera os tres fracasos deste ano no mundo da ciencia. O primeiro, “de proporcións épicas” segundo a revista, é o afastamento dos investigadores por parte da administración de Donald Trump. A renuncia ao acordo climático de París, a derrogación de moitas normas ambientais e os importantes recortes orzamentarios en axencias clave de investigación están detrás do descontento dos científicos coa política do presidente estadounidense. O 22 de abril, a comunidade científica global congregouse ao redor da March for Science para defender o papel vital da ciencia na nosa saúde, seguridade e economía.

Outro dos aspectos negativos do ano foron os casos de acoso sexual e discriminación laboral que continuaron axitando ao mundo académico e científico, tras coñecerse as denuncias de varias investigadoras en EE UU. O Instituto Salk de Estudos Biolóxicos en San Diego, a Universidade de Boston e a Universidade de Rochester son algunhas das institucións envoltas nos escándalos.

Finalmente, 2017 tamén foi un mal ano para os cetáceos, especialmente para a vaquiña mariña (Phocoena sinus), da que só quedan uns 30 exemplares no Golfo de California. Outras das especies ameazadas ou nas que se reduciron significativamente as súas poboacións son a balea franca glacial ou dos vascos, o narval, o golfiño do río Irawadi e a marsopa sen aletas.

Deixar unha resposta

XHTML: Podes empregar estas etiquetas: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.