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Crean tecnología que permite escrutar los genes de millones de años atrás

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Photo by Hal Gatewood on Unsplash

Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) de la localidad española de Barcelona describieron una nueva tecnología que permite comparar simultáneamente 1,4 millones de secuencias genéticas y clasificar cómo se relacionan entre ellas, lo que posibilita escrutar la genética de millones de años atrás

“Es como si hubiésemos construido un ‘Telescopio Espacial Hubble’ para estudiar la evolución de la vida a través de secuencias del genoma”, explicaron los científicos, que describen este martes su nueva herramienta en la revista ‘Nature Biotechnology’.

Según los científicos, esta tecnología puede reconstruir cómo evolucionó la vida a lo largo de cientos de millones de años y supone un importante avance para comprender el código de la vida para cada especie viva de la Tierra.

Cédric Notredame, investigador del CRG y autor principal del estudio, explicó que la secuenciación del genoma de la vida en la Tierra puede desvelar secretos hasta ahora desconocidos que aporten nuevas visiones sobre la evolución y aporten nuevos alimentos, fármacos o materiales.

“Actualmente utilizamos alineamiento múltiple de secuencias (MSA) para comprender el árbol genealógico de la evolución de las especies. Cuanto mayor sea tu MSA, mayor será el árbol y más profundamente podremos escarbar en el pasado, y podremos descubrir cómo aparecieron y se separaron las especies entre sí”, puso como ejemplo Notredame.

“Lo que hemos hecho nos permite excavar diez veces más profundamente y nos ayudará a escrutar cientos de millones de años atrás”, resumió el científico.

Según Notredame, la nueva tecnología “es una máquina del tiempo que nos explica de qué forma las antiguas limitaciones influyeron en los genes para dar lugar a la vida tal como la conocemos hoy, parecido a cómo el Telescopio Espacial Hubble observa cosas que ocurrieron hace millones de años para ayudar a comprender el universo en el que vivimos”

Los investigadores pueden utilizar el MSA para entender cómo evolucionaron algunas especies de plantas para ser más resistentes a la crisis climática o de qué modo mutaciones genéticas de una especie las hace vulnerables a la extinción.

Los avances tecnológicos lograron que la secuenciación sea más barata que nunca y algunos proyectos, como el Earth BioGenome Project, pueden llegar a decenas de millones de secuenciaciones, pero los investigadores no pudieron sacar el máximo provecho de esos inmensos conjuntos de datos porque los MSA actuales no pueden analizar con exactitud más de 100 000 secuencias.

“Hemos dedicado cientos de miles de horas de cálculo para probar la eficacia de nuestro algoritmo”, confesó Evan Flodin, investigador del CRG.

“Mi esperanza es que, al combinar lecturas de instrumentación de gran rendimiento con computación de alto rendimiento, la ciencia entre en una época de comprensión biológica enormemente mejorada, que aporte finalmente mejores resultados para los consumidores, los pacientes y nuestro planeta en general”, concluyó Flodin.

En la investigación también participaron la Universidad Pompeu Fabra, la escuela de estudios internacionales ESCI y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria.

Con información de EFE

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Gaceta UNAM: 95 años del Instituto de Biología

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Estudio pone en duda la teoría sobre la formación de las galaxias

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La formación de galaxias en el universo primitivo no respondería a la teoría más extendida entre los científicos, que contempla la existencia de la materia oscura, sugiere un equipo de investigación que usa datos del telescopio espacial James Webb y retoma otra hipótesis.

El modelo estándar predecía que el Webb vería señales débiles de galaxias pequeñas y primitivas, pero según un estudio que publica The Astrophysical Journal, los datos no confirman que la materia oscura ayudara a las primeras estrellas y galaxias a agruparse.

Por el contrario, las galaxias más antiguas son grandes y brillantes, de acuerdo con una teoría alternativa de la gravedad, lo que desafía la comprensión que los astrónomos tenían del universo primitivo, indica la investigación, encabezada por la Universidad Case Western Reserve (EE.UU.).

“Lo que predecía la teoría de la materia oscura no es lo que vemos”, según Stacy McGaugh, uno de los firmantes del estudio, informó la citada universidad.

La investigación contrapone el sistema de la Dinámica Newtoniana Modificada (MOND), formulado en 1998, al modelo Lambda-CDM (LCDM) para explicar la formación de las primeras galaxias.

El LCDM contempla la existencia de la materia oscura fría (la más presente en el universo, pero que aún no se sabe de qué está compuesta) y predice que las galaxias se formaron por acreción gradual de materia desde estructuras pequeñas a mayores, debido a la gravedad extra que proporciona la masa de materia oscura.

Por su parte, la MOND, en la que se apoya el nuevo estudio, considera que, en lugar de la materia oscura, sería la gravedad modificada la que podría haber desempeñado un papel en la formación de las primeras galaxias.

Además, con este sistema la creación de estructuras en el universo primitivo habría sido muy rápida, mucho más que lo supuesto por la LCDM.

“Los astrónomos -señaló McGaugh- inventaron la materia oscura para explicar cómo se pasa de un universo primitivo muy liso a las grandes galaxias con mucho espacio vacío entre ellas que vemos hoy en día”.

Si las galaxias se formaron por acreción, el James Webb habría sido capaz de ver los pequeños precursores de las galaxias en forma de una luz tenue.

“Lo que se esperaba era que todas las galaxias grandes que vemos en el universo cercano se hubieran formado a partir de estos pequeños fragmentos”, explicó el científico.

Sin embargo, observando con el telescopio espacial cada vez más temprano en la evolución del universo las señales son mayores y más brillantes de lo esperado.

La MOND, con la que no existe la materia oscura, postula que la masa que se convierte en galaxia se ensambla rápidamente e inicialmente se expande hacia el exterior con el resto del universo.

Posteriormente, la fuerza gravitatoria frena la expansión y luego la invierte, de modo que la materia colapsa sobre sí misma para formar una galaxia.

Las estructuras grandes y brillantes observadas por el Webb en las primeras fases del universo fueron predichas por MOND hace más de un cuarto de siglo.

Con información de EFE



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Deshielo en los Alpes italianos revela fósiles ocultos durante 280 millones de años

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El deshielo y la reducción de nieve por el cambio climático reveló un ecosistema entero fosilizado oculto durante 280 millones de años en los Alpes italianos, un hallazgo que se expone desde hoy en el Museo de Historia Natural de Milán.

Los fósiles desvelan “increíbles rastros de vida y naturaleza prehistórica”, como huellas de al menos cinco animales diferentes, entre estos reptiles, anfibios o insectos, de los que se hallaron marcas de largos dedos o estelas de largas colas en movimiento, explicó el museo en un comunicado.

La primera huella la encontró una alpinista que avisó a un experto y desde 2023 un equipo de investigadores fotografían y mapean cientos de huellas fósiles a casi tres mil metros de altitud.

La conservación de detalles es impresionante, como las huellas de las yemas de los dedos y la piel del vientre de algunos animales”, comentó Lorenzo Marchetti, uno de los paleontólogos que ha trabajado en este descubrimiento.

Con estas huellas localizadas en los Alpes italianos, los investigadores podrán determinar con mayor precisión las rutas que llevaban a cabo estos animales en el Pérmico, el último Período de la Edad Paleozoica, concretó el museo de Milán.

“En ese momento los dinosaurios no existían todavía, pero las huellas más grandes encontradas aquí debían ser de animales de dimensiones considerables, de hasta 2-3 metros de longitud”, señaló Cristiano Dal Sasso, paleontólogo del Museo de Historia Natural de Milán.

También se han encontrado marcas del agua como ondulaciones de olas en las orillas de antiguos lagos o gotas de lluvia que cayeron sobre el barro antes de que se convirtiera en piedra incrustada en las paredes de los picos alpinos del parque regional de Orobie Valtellinesi, en la provincia de Bérgamo (norte).

“Estos fósiles son testigos de un período geológico lejano, pero con una tendencia al calentamiento global muy similar a la de hoy, entonces causado por inmensas erupciones volcánicas, deshielo de los casquetes polares y desarrollo de ambientes tropicales que causaron la extinción de muchos animales”, explicaron los investigadores.

Por ello, aseguran: “El pasado tiene mucho que enseñarnos sobre lo que ahora, por nuestra causa, podemos hacer en el mundo”.

Con información de EFE



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