Pescando genomas

Nos aguardan muchas sorpresas. Un barco de vela de apenas 30 m de eslora y 6 personas de tripulación, el Sorcerer II, se da un paseo por la costa Este de Norteamérica, cruza el canal de Panamá, y llega a las islas Galápagos. Por el camino, cada 200 millas (320 km) toma muestras de microorganismos marinos. Los resultados se han publicado en varias revistas como, por ejemplo, PloS Biology, de acceso abierto (DOI:10.1371/journal.pbio.0050077) donde firman 40 autores de 12 instituciones diferentes. El titular del resumen de prensa dice ya lo suficiente:

Más de 6 millones de nuevos genes, cientos de nuevas familias de proteínas y una increíble diversidad microbiana descubiertas en la primera fase de la expedición oceánica del Sorcerer II.

La iniciativa es de J. Craig Venter, uno de los pioneros en la secuenciación del genoma humano cuando fundó Celera Genomics Group. Después creó el J. Craig Venter Institute, una institución sin ánimo de lucro que se dedica a la investigación genómica.

En una primera expedición en el mar de los Sargazos (Science, DOI: 10.1126/science.1093857) se secuenció un millón de genes y se determinaron unas 1800 especies de bacterias planctónicas de las cuales unas 150 eran nuevas para la ciencia. Actualmente se planea una expedición alrededor del mundo con el objetivo final de elaborar un “catálogo genómico” de la inmensa diversidad de microorganismos marinos. Los datos de la expedición de los Sargazos pueden descargarse libremente (uns cientos de Mb) en la página de la expedición del Sorcerer II.

Lógicamente, este trabajo no está libre de críticas y en muchos lugares se ha acusado a Venter de biopiratería o cosas peores. Estas posturas están alimentadas por las claras implicaciones éticas de algunos proyectos pasados y tal vez presentes como el de crear vida artificial mediante la construcción de un genoma mínimo, suficiente para codificar una forma de vida. ¿Cuántos genes hacen falta para eso? No muchos: Mycoplasma genitalium, una bacteria que vive en nuestro tracto urinario se arregla con sólo 517 genes, codificados con 580070 nucleótidos. No son muchos y tal vez no todos son imprescindibles. En el próximo post ampliaremos información.

Mycoplasma genitalium, su libro de instrucciones apenas tiene un par de cientos de páginas

[Breves] Investigando para la convivencia

Como ya pasó con otra entrada, la de ayer, Investigando para la convivencia, no ha salido en su sitio en Hispaciencia. Buscaré la razón para que no se repita el problema. Accedan mediante el enlace de arriba a las líneas de investigación más prometedoras de los últimos tiempos (es un decir).

Investigando para la convivencia

No nos engañemos, para investigar hace falta dinero y para conseguirlo hay que trabajar en temas que se consideran de interés en cada momento. Lo contrario puede hacerse porque nadie lo prohibe, pero desde la indigencia. Les comunico la buena noticia: acabo de encontrar una fuente de inspiración. Para que me orienten sobre mi futuro investigador próximo (admito sugerencias) les resumiré lo básico de media docena de líneas que supongo prometedoras visto su origen.
Viene de la DSO, Defense Sciences Office, que está en la DARPA, Defense Advanced Research Projects Agency, agencia del DoD, US Department of Defense de los EE.UU. de América, glups... Los proyectos en los que dicen que trabajan son, como mínimo, sugerentes.

• Exosqueletons for Human Performance Augmentation, o desarrollo de exoesqueletos "plenamente integrados" para aumentar la velocidad, fuerza y resistencia de los soldados en combate.
• Intestinal Fortitude, o programa de "fortaleza intestinal", donde se busca reducir los problemas debidos a las diarreas y otras afecciones similares en el campo de batalla.
• PSP, Peak Soldier Performance, programa que persigue mantener a los soldados en un estado de alta eficiencia física y cognitiva en el campo de batalla. Incluye estudios sobre la fatiga muscular, tolerancia al frío y calor extremos, y alimentación especializada en situaciones de estrés extremo.
• PSD, Preventing Sleep Deprivation, destinado al desarrollo de métodos para combatir la privación del sueño y prevenir la pérdida de eficacia asociada. Se estudian entre otras cosas fármacos y dispositivos para la "estimulación magnética transcraneal".
• SSC, Soldier Self Care, o como un soldado herido puede tratarse a sí mismo en ausencia de personal sanitario con dos líneas de trabajo: a) eliminación del dolor sin afectar a funciones cerebrales como la conciencia o la capacidad de atención y b) sistemas de autodosificación automática de medicamentos ante heridas graves.
• SBL, Surviving Blood Loss, donde se busca como aumentar el tiempo de supervivencia de un soldado con pérdida de sangre severa. Dos estrategias son: a) reducción de la tasa metabólica mediante administración de SH₂ y b) administración de hormonas para reducir la respuesta inflamatoria.

Ya ven el panorama, si todos los programas salen adelante tendremos un soldado encerrado en una armadura tipo Puente mental, capaz de beber cualquier cosa sin tener diarrea (interesante para largas temporadas enlatado) y de tomar decisiones ajustadas en situaciones críticas incluso en bajo el calor del Kalahari o el frío de la Antártida, con un estimulador cerebral por si se cae de sueño y un amplio abanico de fármacos para el estrés. Una delicia.

Cenizas, lava y computación en paralelo

Cuncta iacent flammis et tristi mersa favilla: nec superi vellent hoc licuisse sibi (Epigramas, libro IV, XLIV, Marco Valerio Marcial).

Según nuestro calendario actual, el 24 de agosto del año 79 se produjo la erupción explosiva del volcán Vesubio, que lanzó al aire toneladas de materiales e hizo que bajara por sus laderas un flujo piroclástico mortal. Arrasó Pompeya, Herculano, Stabia y otros pueblos menores. Entre las víctimas estuvo Cayo Plinio Segundo, llamado el Viejo, el autor de la Historia Natural. Plinio el Viejo, movido por su curiosidad sin límites, se acercó al lugar para observar el fenómeno, lo que le costó la vida.

Imagen del Vesubio y la bahía de Nápoles tomada el 15 de abril de 1994 con el radar de apertura sintética SIR-C/X-SAR desde el transbordador espacial Endeavour (página de la NASA aquí).

La historia de estas ciudades y de su final es conocida pero la tragedia sigue ejerciendo un extraña atracción. Películas, novelas... El último capítulo está escrito por Augusto Neri y colegas, que acaban de publicar en Geophysical Research Letters un trabajo titulado "4D simulation of explosive eruption dynamics at Vesuvius".
En él, modelan la erupción del Vesubio y el resultado no puede ser más sugestivo y espectacular.
GRL permite el acceso al trabajo y a los videos a través del enlace anterior. Dicen Neri et al. (1):

We applied a new simulation model, based on multiphase transport laws, to describe the 4D (3D spatial coordinates plus time) dynamics of explosive eruptions. Numerical experiments, carried out on a parallel supercomputer, describe the collapse of the volcanic eruption column and the propagation of pyroclastic density currents (PDCs), for selected medium scale (sub-Plinian) eruptive scenarios at Vesuvius, Italy.

Para las simulaciones han utilizado el supercomputador IBM p5-575 del consorcio CINECA formado por 28 universidades italianas. El aparato tiene 512 procesadores y 1.2 Tb de RAM lo que le permite alcanzar 3.89 Tflops (flops es el acrónimo de floating point operations per second, es decir, operaciones con números reales). Todo esto era probablemente necesario dado que los autores comentan que fueron necesarias 14 h de proceso para cada segundo de animación.
Los videos son grandes; caso de elegir yo les recomiendo este, de algo más de 11 Mb, en formato mpg y que dura 24 segundos. Les pongo abajo una instantánea del mismo para que vayan poniéndose en situación.


Las erupciones del Vesubio se han repetido en numerosas ocasiones. La última fue en 1944, en plena Guerra Mundial. Suele decirse que dicha erupción dañó gravemente a un escuadrón de bombarderos norteamericanos B-25 pero sin dejar claro que no estaban en vuelo sino en tierra ya que habían ocupado la zona en septiembre del año anterior. Los daños fueron provocados por a acumulación de cenizas y lapilli sobre ellos.

Bombardero cubierto de lapilli en la erupción de 1944 (tomada de aquí)

Que el volcán siga activo y que vivir a su lado sea un riesgo evidente no ha sido obstáculo para que Nápoles, con casi un millón de habitantes haya crecido a pocos km de su cráter. Una de tantas demostraciones del sinsentido de nuestras conductas.
A pesar de su fama, el Vesubio ha producido por el momento muchas menos víctimas que el tsunami del 26 de diciembre de 2004 en el Océano Índico. En Teaching Geoscience with Visualizations tienen varias animaciones e imágenes que reconstruyen esta reciente tragedia.

(1)
Neri, A., T. Esposti Ongaro, G. Menconi, M. De'Michieli Vitturi, C. Cavazzoni, G. Erbacci, and P. J. Baxter (2007), 4D simulation of explosive eruption dynamics at Vesuvius, Geophys. Res. Lett., 34, L04309, DOI:10.1029/2006GL028597.

Redes en la Red

El programa Redes de Eduard Punset debe ser bueno porque lo ponen por La 2 a la 1:30 de la madrugada, no sea que alguien lo vea. Buscando por la red he encontrado un lugar donde es posible descargar los programas con eMule o cualquier otro cliente ed2k: Redes Eduard Punset TV2.
Ya puestos, recuerdo que tiene un blog donde no se prodiga demasiado y donde, sólo en mi opinión, tiende a caer en la elucubración pero que debe seguirse porque es una invitación a la reflexión sobre temas difíciles.
Y, aunque sea repetirme, recordemos los podcasts de otros dos programas de divulgación científica, en este caso de Radio Nacional de España: El sueño de Arquímedes (RNE1, domingos de 15 a 16 h) y Vanguardia de la Ciencia (Radio Exterior de España).

[Breves] Un problema de fechas

Cuando los científicos emulan la conducta de Fox Mulder. Esta entrada titulada Necesito creer ha aparecido con la fecha cambiada (cosas del Blogger) y se pierde irremisiblemente en el infierno de los feeds olvidados. Pongo aquí su referencia para traerla de nuevo al tiempo presente pidiendo disculpas por las posibles duplicaciones.