Hablando Con Científicos - Cienciaes.com

Hoy continuamos el viaje iniciado en un programa anterior hacia la búsqueda de la última estructura conocida de la materia. Nuestro guía, Pedro González Marhuenda, catedrático de Física Teórica en la Universidad de Valencia e investigador del Instituto de Física Corpuscular, nos cuenta paso a paso y de una manera muy didáctica, cómo la investigación científica ha ido desentrañando a lo largo de los últimos dos siglos los componentes íntimos de la materia, desde la idea más elemental y primitiva del átomo que nos proporcionó Thomson, hasta las complejas descripciones de del Modelo Estándar que conecta a los quarks, los leptones, los cuantos de las interacciones fundamentales y el bosón de Higgs.

Intentar comprender la estructura última de la materia es quizás un objetivo demasiado ambicioso, simplemente porque no la conocemos. Lo que sí podemos intentar, dice Pedro González Marhuenda, catedrático de Física Teórica en la Universidad de Valencia e investigador del Instituto de Física Corpuscular, es dar una idea de lo último que conocemos de esa estructura. Pedro González nos propone hacer un viaje a través de la historia del conocimiento, desde las primeras ideas sobre la materia, defendida por sabios griegos como Tales, Aristóteles o Demócrito, hasta los últimos descubrimientos realizados con las máquinas más extraordinarias jamás construidas, como el LHC, donde los científicos emplean enormes energías para dar fundamento a las teorías más avanzadas y buscar los componentes diminutos y escurridizos, como el bosón de Higgs. Hoy ofrecemos la primera parte de este viaje alucinante.

Una célula es un ser vivo que debe obtener energía de los nutrientes para llevar a cabo las reacciones químicas y fabricar las moléculas que necesita para sobrevivir y multiplicarse. El metabolismo más primitivo es el que utiliza la glucosa, una molécula de azúcar que proporciona energía a las células. Pero no todas las células la consumen por igual, en las células cancerosas su consumo está potenciado. El equipo del profesor Bartrons, director del Grupo de Regulación del Metabolismo de la Universidad de Barcelona, lleva trabajando desde 1995 en genes sensibles a las necesidades de energía de las células, especialmente cuando éstas se encuentran en una situación con falta de oxígeno. Muchos tumores, debido al excesivo crecimiento, sufren de falta de aporte de oxígeno y estos genes se vuelven muy activos, un exceso cuya comprensión abre las puertas a futuras terapias.

Perseguir y dar caza a un cometa, convertirse en su satélite y orbitarlo, enviar hasta su superficie una sonda de descenso, estudiar, fotografiar y medir hasta el más mínimo detalle con decenas de sofisticados instrumentos durante más de dos años es una odisea que merece ser contada. En un programa anterior de Hablando con Científicos, conversamos con Luisa María Lara López del lado humano del investigador que dedica muchos años a una misión espacial. Hoy le toca el turno a la Ciencia. A partir de los datos obtenidos durante los años que Rosetta ha estado acompañando al cometa 67P/Churyumov-Guerasimenko nos hacemos esta pregunta: ¿qué hemos aprendido?

Cuando oímos hablar del colesterol, casi siempre pensamos en su lado malo. Niveles excesivos en sangre son un índice de posibles problemas cardiovasculares, peligro de obstrucción de vasos sanguíneos, etc. Sin embargo, como nos comenta hoy nuestra invitada, Mairena Martín López, Catedrática de Bioquímica y Biología Molecular en la UCLM, el colesterol es bueno y necesario. Es un componente esencial en las membranas de nuestras células, a las que proporciona consistencia y flexibilidad. Ahora, Mairena Martín y su equipo han publicado en Nature Communicatios los resultados de una investigación que revela una función desconocida del colesterol: actúa como un “portero” que impide, o facilita, el paso de un estímulo a la célula, controlando su respuesta.

Un científico se forja a lo largo de muchos años de trabajo y dedicación. En la mayoría de los casos, la ilusión surge cuando un joven en el colegio, en el instituto de enseñanza secundaria o en la universidad se siente atraído o sueña con afrontar los retos que plantea la naturaleza en una de sus múltiples facetas. Hoy dedicamos el programa a un evento, auspiciado por la NASA, que tiene como objetivo mostrar a grupos de jóvenes, repartidos por todo el mundo, algunos de los desafíos a los que nos enfrentamos en estos momentos y los reta a buscar soluciones utilizando datos reales. NASA´s Space Apps Challenge se celebró los días 29 y 30 de abril y tuvo una de sus localizaciones en Albacete. Hablamos con dos de sus organizadores: Alejandro Macho, Ingeniero Industrial, presidente de la Asociación Nacional Qubic para estudiantes y Federico García López, licenciado en biotecnología y responsable de la Space Apps de Albacete.

Sabemos que el Sistema Solar agrupa un buen número de cuerpos, entre planetas, satélites, cometas y asteroides, y que todos, a su vez, giran inmersos en la Vía Láctea. Nos podríamos preguntar: ¿Existen alrededor de la Vía Láctea objetos de diferentes tamaños que la orbitan, como sucede en el Sistema Solar? Si, la Vía Láctea se mueve entre un conglomerado de galaxias, algunas, como Andrómeda, son tan grandes como ella, pero otras son mucho más pequeñas y orbitan alrededor de las mayores. Una investigación reciente ha descubierto alrededor de 50 objetos de este tipo entre los que destacan Eridanus II y Tucana III, dos galaxias enanas satélites de la Vía Láctea. Hablamos de ellas con Juan García-Bellido Capdevila, Profesor de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid e investigador del Instituto de Física Teórica del CSIC.

Cuando una misión espacial alcanza su objetivo, suele ser habitual ver en televisión a un gran número de personas que aplauden, ríen y se emocionan en el centro de control de la misión. Ese nutrido grupo es solamente una pequeña representación de los cientos de seres humanos, entre científicos, ingenieros, técnicos, obreros, gestores o administrativos, que, durante años, han soñado, han buscado soluciones innovadoras, han diseñado, construido y probado hasta la exasperación componentes novedosos, han facilitado infraestructura y han gestionado los fondos de la misión ¿Cómo es la experiencia de participar en un proyecto tan complejo y tan largo? Hoy Hablamos con Luisa María Lara López, Investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía y coinvestigadora de la cámara OSIRIS de la misión Rosetta.

Las neuronas recorren todo nuestro cuerpo creando una intrincada red de conexiones. Sus terminaciones nerviosas recogen las señales del exterior y las transmiten en forma de corrientes electroquímicas al sistema nervioso central. De modo semejante al aislante de un cable eléctrico, los axones neuronales necesitan un aislamiento que la envuelva y proteja. Ése es el cometido de los “oligodendrocitos”, las células responsables de la mielina. Cuando el aislamiento falta o se deteriora surgen enfermedades, entre ellas, la esclerosis múltiple. Fernando de Castro Soubriet y su equipo investigan estrategias que permitan un diagnóstico temprano, un tratamiento adecuado y el diseño de fórmulas que permitan reparar los daños neuronales en los enfermos.

Los nuevos materiales ofrecen una pléyade de posibles aplicaciones que están cambiando nuestras vidas y nos hacen imaginar un mundo fascinante frente a nosotros. En el Grupo de Nanoquímica MSOC, dirigido por nuestra invitada, Ester Vázquez Fernández-Pacheco, se investigan nuevas formas de obtención y purificación de nanopartículas de grafeno mediante tecnologías verdes. Las pequeñísimas partículas de grafeno obtenidas unidas a partículas de hidrogel, sirven de base para el diseño de materiales inteligentes, capaces de transportar y liberar fármacos en un organismo, de forma controlada desde el exterior, aprovechando las propiedades eléctricas y térmicas de estos materiales.

Cuando hablamos de la determinación del sexo solemos pensar que todas las especies funcionan de forma parecida a la nuestra, es decir, que están determinadas genéticamente. La realidad es mucho más diversa, especialmente entre los peces. Existen especies en las que el sexo puede ser producto de una elección posterior a su nacimiento, un pez que en principio es hembra puede convertirse en macho en otro momento de su vida o viceversa y lo más interesante es que esa transformación puede estar influida por el ambiente. Un cambio de temperatura en una etapa concreta del desarrollo, un cambio en la densidad de población o la existencia de contaminantes puede inclinar la balanza hacia lo masculino o lo femenino. Nuestra invitada hoy, Laia Ribas, investigadora del Institut de Ciéncies del Mar (CSIC) habla de los cambios sexuales inducidos por la temperatura en el pez cebra.

¿Por qué son insípidos los tomates? Para responder a esta pregunta, un equipo internacional de científicos ha llevado a cabo un estudio encaminado a encontrar las claves genéticas que podrían devolver a los tomates el sabor y aroma perdidos. Los investigadores necesitaron la ayuda de 100 voluntarios, que pusieron su paladar y su nariz al servicio de la Ciencia, para identificar las moléculas volátiles responsables del sabor a tomate. Después estudiaron los genomas de 398 variedades de plantas actuales, tradicionales y silvestres, y lograron identificar un centenar de genes que proporcionan a los tomates sus más suculentes propiedades. Antonio Granell Richart, investigador del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (CSIC-UPV) cuenta los detalles de la investigación.

La Antártida es un continente enorme, que ocupa una superficie dos veces mayor que Australia, una vez y media superior a Europa. Pero lo más impresionante de la Antártida no es su tamaño, lo que realmente impresiona es que ese enorme continente se encuentra enterrado bajo una capa de nieve y hielo que, por término medio, tiene 2.000 metros de espesor. Eso es mucha agua, tanta que, si todo el hielo antártico se derritiera por completo, el nivel de los océanos se elevaría 60 metros. Conocer cómo es esa enorme cubierta helada, su extensión, sus movimientos o las variaciones de espesor es un reto impresionante al que se enfrentan científicos como nuestra invitada de hoy. Alba Martín Español, doctora en Glaciología e investigadora del Antartic Mass Project (RATES) en el Centro de Glaciología de Bristol, en el Reino Unido.

En todas las actividades de nuestra vida diaria estamos en contacto con multitud bacterias, hongos, virus y parásitos. Algunos de esos seres interaccionan con nuestros cuerpos de una manera agresiva, son patógenos, y nos provocan enfermedades. Contra los microorganismos patógenos existen muchas formas de lucha y una de las armas más poderosas es la prevención. Daniel Iván Reyes, químico, bacteriólogo y autor del podcast Ciencia Extrema, dedica su vida a asesorar a las empresas de alimentos en México sobre las técnicas de control de los microorganismos patógenos y las medidas de prevención necesarias para que aquello que consumimos no ponga en peligro nuestra salud. Hoy hablamos con él de seguridad microbiológica.

Las técnicas de congelación y almacenamiento de esperma facilitan la conservación de la riqueza genética de las poblaciones, permite la mejora de razas de granja y da una oportunidad de supervivencia a especies amenazadas o en peligro de extinción. La extracción del esperma puede hacerse in vivo, mediante técnicas de electro eyaculación o sistemas de vagina artificial, o tras la muerte del animal, mediante la obtención del esperma directamente de los testículos. Una vez obtenido, el semen se puede conservar en frío, a temperaturas de nitrógeno líquido, durante decenas de años. Hoy hablamos de estos temas con María del Rocío Fernández Santos, investigadora en Genética y Biología Reproductiva en el Area de Producción animal de la UCLM.

Lo mismo que un artista actual utiliza los distintos colores, pinceles, lienzos y materiales disponibles a su alrededor para realizar su obra pictórica, el artista prehistórico encontraba en su entorno los elementos necesarios para plasmar sus dibujos. El lienzo era la roca desnuda, estudiada ahora por geólogos y geoquímicos para conocer su composición y evolución con el tiempo. En lugar de pinceles, utilizaban el carbón de la madera quemada para generar los trazos negros, los óxidos de hierro para obtener los tonos rojizos y el carbonato cálcico para el blanco. El carbono dejado en la pared permite ahora que los físicos y químicos puedan calcular la edad de las pinturas. A éstas se suman modernas técnicas de imagen y tecnologías derivadas de la industria aeroespacial. Así el arte rupestre se ha convertido campo de investigación para historiadores, arqueólogos, geólogos, físicos o químicos que aúnan sus esfuerzos para conocer nuestro pasado remoto. Nos lo cuenta Jorge Onrubia Pintado.

En 2008, los investigadores Shimomura, Chalfie y Tsien recibieron el Premio Nobel de Química “por el descubrimiento y desarrollo de la proteína fluorescente verde GFP”. Este descubrimiento tuvo su origen en la fluorescencia natural de la medusa Aequorea victoria, un ser que se agrupa en enormes cantidades en las aguas del Pacífico que bañan las costas de Norteamérica y las ilumina con un pálido resplandor azulado. El descubrimiento de GFP permitió desarrollar métodos para integrar la proteína en las células e iluminar los procesos bioquímicos que tienen lugar en ella. En el equipo de Robert Tsien, recientemente fallecido, trabajaba en nuestro invitado, Juan F. Llopis, director del Centro Regional de Investigaciones Biomédicas (CRIB) de la Universidad de Castilla – La Mancha. Hoy hablamos con él de proteinas fluorescentes.

Nuestra invitada, Mónica Muñoz López, habla hoy de las distintas clases de memoria y de las dramáticas consecuencias que tiene su pérdida. Nos invita a realizar un viaje hasta el interior del cerebro, buscando aquellos lugares en los que se esconden los recuerdos y los complejos caminos que conectan unas zonas cerebrales con otras para componer la exquisita complejidad espacio-temporal de un acontecimiento recordado. Ella se dedica a investigar los intrincados circuitos que neuronales que recogen la información exterior, la almacenan y la conectan entre sí para que nosotros podamos vivir con nuestro pasado a cuestas.

Las células tumorales por sí solas no pueden subsistir, necesitan un ambiente adecuado, el microambiente tumoral, que les proporcione los alimentos y la energía necesaria para la supervivencia. Hoy, Eva María Galán Moya, investigadora de la Unversidad de Castilla-La Mancha en el Centro Regional De Investigaciones Biomédicas (CRIB), explica que el microambiente tumoral no solamente contiene células cancerosas, junto a ellas existen una gran variedad de células normales que nada tienen que ver con el cáncer. Además, el ambiente está impregnado de fluidos cargados de sustancias que participan en la comunicación entre las células tumorales y el ambiente que las rodea y todo el conjunto tiene una consistencia gracias a un material sólido que le sirve de soporte. El conocimiento del microambiente tumoral permite investigar el desarrollo de terapias individualizadas.

Los ciudadanos de a pie, a veces, vemos a los investigadores como seres de otro mundo. En unas ocasiones los idealizamos, en otras los miramos con recelo y no faltan quienes los tildan de mentes malévolas empeñadas en acabar con nuestro tranquilo universo. La realidad es muy distinta y lo escuchamos contínuamente en Hablando con Científicos. Los investigadores son personas normales y corrientes, con sus grandezas y sus miserias, como cualquiera de nosotros. Personas expertas en un campo muy concreto del conocimiento al que han llegado tras mucho esfuerzo, muchas ganas y superando no pocos obstáculos. Hoy nos hacemos esta pregunta: ¿qué hay que hacer para ser investigador? Nuestro invitado, Joaquín Calixto García Martínez, profesor e investigador en la Facultad de Farmacia de la UCLM nos ayuda a encontrar respuestas.