Por José António Alonso –

Las dos revistas consideradas faros a nivel mundial publicaron su relación de los avances –Science—y los protagonistas de la ciencia – Nature—más importantes del año.

Science

Una película en 3D dentro de las células

Esta revista ha reconocido una combinación de tres tecnologías, denominada “single cell RNA-seq”, como el logro científico más importante de 2018. Las tres permiten conocer “la vida íntima” de las células y observar el desarrollo embrionario con el máximo detalle. Permiten revelar qué genes se encienden y apagan dentro de cada célula en cada momento. Un equipo científico siguió todo el desarrollo embrionario de 8,000 células de embriones de la mosca de la fruta y de 50,000 del nematodo Caenorhabditis elegans. Además, los investigadores han visto cómo funcionan los genes para regenerar el cuerpo y los miembros en planarias y ajolotes. Poco a poco se estudiarán con gran detalle organismos más complejos. Así se irá formando una película en tres dimensiones sobre qué ocurre al momento en cada célula. Esto facilitará entender por qué aparecen ciertas enfermedades, cómo pueden curarse y si es posible regenerar tejidos y miembros.

El meteorito que golpeó Groenlandia

Un equipo internacional de investigadores anunció en noviembre un hallazgo excepcional: un gigantesco cráter de impacto de 31 kilómetros de diámetro enterrado a un kilómetro de profundidad bajo los hielos de Groenlandia. Llamado Hiawatha, es uno de los 25 más grandes de la Tierra. Fue formado por la caída de un asteroide hace relativamente poco tiempo, quizá tan solo 13,000 años. La roca se vaporizó de forma instantánea enviando ondas de choque a través del Ártico. Aunque no fue tan cataclísmico como el meteorito que acabó con los dinosaurios hace 66 millones de años y dejó un cráter de 200 kilómetros de largo en Chicxulub, México, el Hiawatha también pudo tener enormes efectos sobre el clima global.

La hija de neandertal y denisovano

Llamada Denny, esta mujer que vivió hace más de 50,000 años es la primera hija conocida de dos especies humanas extintas. El ADN de un fragmento de hueso encontrado en una cueva en Siberia en 2012, ha desvelado que su madre era neandertal y el padre denisovano, el misterioso grupo cuyos restos fueron descubiertos en la misma cueva en 2011. Los investigadores sabían que el Homo sapiens, especie a la que todos pertenecemos, se cruzó con los denisovanos y los neandertales, al menos ocasionalmente, durante la Edad de Hielo en Europa y Asia, ya que los genes de ambos tipos de humanos arcaicos están presentes en las personas de origen asiático y europeo actuales. Además, otros fósiles encontrados en la cueva siberiana han mostrado que allí vivieron en diferentes épocas integrantes de las tres especies.

Las gotitas que construyen las células

Las células son como pequeñas ciudades en continuo movimiento. En 2009 se descubrió que muchas proteínas, largas cadenas de aminoácidos que realizan la mayor parte del trabajo dentro de las células, se condensan y se separan en gotitas, lo que facilita que reaccionen y cumplan sus tareas. Esto es parte de un proceso conocido como “separación de fase líquido-líquido”, y que puede verse a gran escala en una ensalada en la que el aceite se separa del agua o del vinagre. Este hallazgo forma parte de uno de los campos más activos en la investigación biológica. En 2017 tres estudios revelaron que las proteínas que convierten el ADN en ARN pueden condensarse en gotitas para unirse al material genético. Ya hay varias compañías y laboratorios trabajando en aprovechar esto para diseñar nuevos medicamentos que curen enfermedades.

La genealogía forense

Durante los años 70 y 80 un misterioso criminal aterrorizó California. Las fuerzas de seguridad atribuían a la misma persona una docena de asesinatos, 45 violaciones y más de un centenar de robos, cometidos desde Sacramento hasta Los Ángeles. Conocido como el asesino del Golden State, cometía sus horribles delitos con impunidad. Pero el pasado abril, la policía anunció su detención gracias a una estrategia sorprendente. Los investigadores identificaron a sus parientes tras subir un perfil de ADN recuperado de una de las escenas del crimen a la base de datos de genealogía pública GEDMatch. A partir de ahí, las ramas del árbol familiar llevaron hasta Joseph James DeAngelo, un ex policía de 73 años. Una prueba directa de su ADN comprobó el emparejamiento. DeAngelo era el criminal. Esta técnica se ha utilizado para resolver otros 20 casos complicados, lo que ha dado paso a un nuevo campo: la genealogía forense.

Los primeros animales de la Tierra

Se llama Dickinsonia y vivió hace 500 millones de años. Considerado uno de los mayores misterios de la paleontología, los científicos no sabían si se trataba de un liquen, una ameba gigante o un experimento fallido de la evolución. Ahora, un nuevo hallazgo arroja luz sobre su verdadera identidad. Esta extrañísima criatura con forma de alfombra de baño parece ser un animal, el más antiguo de la Tierra. Investigadores de la Universidad Nacional de Australia descubrieron en un acantilado del mar Blanco, en el noroeste de Rusia, un fósil de esta especie excepcional, con rastros moleculares similares al colesterol, una grasa que solo poseen los animales. Ahí está la clave. Dickinsonia medía casi un metro y medio y presentaba un aspecto ovalado, con una gran cantidad de finas crestas a cada lado de una línea central. Probablemente se movía en el fondo de aguas marinas poco profundas y se alimentaba de algas y cianobacterias, aunque se desconoce si tenía boca y estómago o simplemente absorbía la comida a través de su piel.

Silenciar genes para curar

Los nuevos medicamentos dirigidos al silenciamiento de genes son otro de los avances científicos del año. Estos tratamientos se basan en usar el llamado ARN de interferencia (ARNi) para inactivar la producción de proteínas defectuosas, que pueden provocar enfermedades. En 2018 se aprobó el uso de un medicamento llamado Onpatro, capaz de silenciar ciertos genes para tratar la amiloidosis hereditaria, que se caracteriza por la producción de proteínas defectuosas que se acumulan en tejidos y dañan el corazón, los riñones y el sistema nervioso. Los investigadores ya están diseñando moléculas de ARNi, estabilizadas con azúcares, para silenciar genes y evitar dolencias en el hígado, el corazón o los ojos.

Una «lupa» para las moléculas más pequeñas

Otro de los grandes logros científicos de 2018 se llevó a cabo en el minúsculo mundo de las moléculas. Se trata de una nueva técnica de análisis que permite fabricar pequeños cristales en tres dimensiones para averiguar la estructura de moléculas pequeñas, como hormonas o medicamentos. Esto es crucial para deducir cómo funcionan, dónde se pueden retocar para lograr ciertas cosas o cuál es la causa de algunas enfermedades. Dos artículos revelaron una tecnología que permite determinar la estructura de moléculas no en días, semanas o meses, como sucede ahora, sino en minutos. Esto acelerará enormemente la investigación. La técnica consiste en “disparar” haces de electrones hacia pequeños cristales laminares para reorientar las moléculas y formar estructuras tridimensionales; de esta forma se puede conocer la estructura de las moléculas.

Neutrinos extragalácticos

Los telescopios permiten ver el universo a través de los fotones que captan, por ejemplo, por medio de la luz visible, las ondas de radio o la luz ultravioleta. En 2016, la primera detección directa de ondas gravitacionales, unas distorsiones del espacio-tiempo predichas por Einstein y causadas por grandes masas moviéndose a grandes velocidades, supuso un gran avance en una forma de hacer ciencia conocida como astronomía de múltiples mensajeros, basada en mirar a través de fotones y otras partículas o formas de energía. Esta nueva técnica consiste en detectar neutrinos, unas partículas casi sin masa, que se mueven a la velocidad de la luz y que atraviesan constantemente nuestro cuerpo. Los neutrinos pueden captarse en detectores especiales, pero es difícil conocer su fuente astronómica. En septiembre de 2017 el IceCube, un gran detector ubicado bajo el hielo del polo Sur, captó la colisión de neutrinos procedentes de fuera de la Vía Láctea. Se envío una alerta y los telescopios de rayos gamma comenzaron a rastrear el espacio. Así se encontró un blazar, un agujero supermasivo situado en el centro de una galaxia, caracterizado por absorber materia y expulsar potentísimos chorros de energía y materia, justo en la región de donde procedía esta partícula. Esta fue la primera vez en la que se identificó una fuente de neutrinos situada fuera de la galaxia.

Contra el acoso sexual en la ciencia

El acoso sexual en la ciencia se ha ignorado a lo largo del tiempo. Por eso, esta publicación científica ha reconocido como uno de los logros del año el informe de las academias nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina de Estados Unidos sobre el acoso sexual a las mujeres que trabajan, investigan y estudian en esos ámbitos. La revista lo califica de “histórico”. El informe concluye que más de la mitad de las docentes y el personal femenino, y entre 20 y 50% de las estudiantes, según la etapa y la especialidad, ha sufrido acoso sexual. La forma más generalizada es hostilidad sexista, tanto verbal como no verbal; esto implica insultos e insinuaciones. En 2018, varias instituciones, con base en noticias o quejas formales de estudiantes o investigadoras, han despedido o expulsado a prominentes científicos después de que se confirmaran las acusaciones de mala conducta. Otras instituciones han anunciado cambios en sus políticas al respecto.

Nature

Los diez científicos más relevantes del año

Mitad denisovana, mitad neandertal

Tiene que ser un error. Esto es lo que Viviane Slon, paleogenetista del Instituto Max Planck en Leipzig, Alemania, pensó hace tres años cuando las pruebas de ADN de un fragmento de hueso antiguo apuntaban a la unión de dos grupos humanos extintos. La mitad del genoma parecía de neandertal y la otra mitad de denisovano, una especie encontrada una sola vez en Siberia. Los resultados eran tan sorprendentes que la científica tardó varios días en decírselo a sus colegas. Pero sí, Slon había encontrado a Denny, la hija adulta de una neandertal y un denisovano que vivieron hace unos 90,000 años. Era la primera vez que se encontraba el fruto directo de un encuentro entre dos especies humanas distintas.

El grafeno, un superconductor

Con tan solo 21 años, el físico Yuan Cao, estudiante de doctorado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, ha ayudado a descubrir un truco para hacer que el grafeno sea capaz de conducir electricidad sin resistencia. Ese descubrimiento abre las puertas a una nueva área de la física, y en el futuro propiciará un uso más eficiente de la energía y el transporte.

Las bebés editadas genéticamente

“Estoy orgulloso de lo que he hecho. Si los pacientes lo necesitan y tenemos la tecnología, debemos ayudarlos”. Tres días después de cruzar la frontera de la bioética, He Jiankui se defendía de una avalancha mundial de reacciones muy negativas que lo calificaban de “doctor Frankenstein” y “genio loco”. El científico chino aseguraba haber llevado a cabo la primera manipulación genética del ser humano, alterando los genes de dos gemelas con la técnica CRISPR para hacerlas inmunes al sida. El investigador ha sido duramente criticado por ignorar importantes consideraciones éticas y exponer a las niñas a riesgos desconocidos por un beneficio incierto. El gobierno chino le ha prohibido seguir con su investigación.

Científicas en la Wikipedia

Jess Wade, física de polímeros en el Imperial College de Londres, comenzó a escribir una página de Wikipedia todos los días para incrementar la escasa representación de las mujeres y las personas de color en la ciencia en la enciclopedia en línea. En julio, su respuesta a la crítica de un trol sobre su trabajo recibió una oleada de apoyo. Wade ha creado aproximadamente 400 páginas y colabora con distintas organizaciones para apoyar esfuerzos similares.

Un esfuerzo por la ciencia abierta

Robert-Jan Smits, enviado de Acceso Abierto de la Comisión Europea, es el creador, junto a sus socios de Science Europa, del Plan S, un proyecto para garantizar que para 2020 todas las publicaciones científicas financiadas con fondos públicos estén disponibles para el público. Si tiene éxito, podría suponer una revolución en la publicación de investigaciones científicas.

La cazadora del asesino del Golden State

A principios de 2017, Barbara Rae-Venter, bioquímica jubilada, recibió la llamada de un investigador que buscaba ayuda para atrapar a uno de los peores violadores y asesinos en serie en la historia de Estados Unidos, el asesino del Golden State. Rae-Venter utilizó un poderoso enfoque para identificar al terrible delincuente: la genealogía genética. Los crímenes ocurrieron durante las décadas de 1970 y 1980: 12 asesinatos, 45 violaciones y 120 robos atribuidos a una misma persona desde Sacramento hasta Los Ángeles. Rae-Venter subió un perfil hecho de ADN de la escena del crimen a GEDmatch, una base de datos pública utilizada por los genealogistas. De inmediato, encontró a alguien que parecía ser un primo tercero o cuarto del asesino. Con la ayuda de la policía y funcionarios locales, trianguló un antepasado común y luego diseñó el árbol genealógico. Su trabajo la condujo a Joseph James DeAngelo, un ex oficial de policía. Una prueba directa de su ADN comprobó el emparejamiento. El ex policía es el criminal del Golden State.

Contra los plásticos de un solo uso

Bee Yin Yeo, la joven ministra de Energía, Ciencia, Tecnología, Medioambiente y Cambio Climático de Malasia, ha sido reconocida por la revista Nature por liderar los esfuerzos ambientales para reducir los plásticos de un solo uso, que ocasionan graves problemas en el sudeste asiático. Esta ingeniera química de formación ha lanzado una hoja de ruta para que en 2030 este tipo de plástico sea totalmente eliminado en su país.

Un pellizco de asteroide

El astrónomo Makoto Yoshikawa ha dirigido la misión Hayabusa2 de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) para visitar el asteroide Ryugu, recolectar muestras y traerlas a la Tierra en 2020. El pasado septiembre, la misión depositó dos robots de exploración sobre la superficie de la roca, a 3,200 millones de kilómetros de la Tierra. Era la primera vez que se conseguía semejante hazaña. En 2020 la sonda se acercará a la superficie del asteroide y desplegará un pequeño recolector. Una bala disparada a alta velocidad liberará materiales que serán recolectados por la sonda para traerlos a la Tierra.

El gran catálogo de la Vía Láctea

Anthony Brown, astrónomo del Observatorio de Leiden, Holanda, lidera un equipo de más de 400 investigadores para desarrollar el proyecto Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA), un catálogo con más de mil millones de estrellas. Ese conjunto de datos, el más completo generado hasta ahora, está transformando rápidamente la comprensión de cómo ha evolucionado la Vía Láctea. Es una recopilación de posiciones, distancias y movimientos de un enorme número de estrellas que será la base de innumerables descubrimientos.

La advertencia sobre el clima

En octubre, Valérie Masson-Delmotte y sus colegas hicieron una importante advertencia al mundo que no debe caer en el olvido. En tan solo una docena de años la temperatura promedio de la Tierra puede elevarse 1.5 °C por encima de lo que estaba a mediados del siglo XIX, provocando una ola de cambios que transformarán los ecosistemas y eliminarán a la mayoría de los arrecifes de coral, entre muchos otros impactos. La advertencia forma parte de un informe especial del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), en el que Masson-Delmotte desempeñó una labor muy importante. Climatóloga en el Laboratorio de Ciencias del Clima y del Medio Ambiente en Gif-sur-Yvette, Francia, y copresidenta del grupo de trabajo del IPCC que evalúa la ciencia física del cambio climático, Masson-Delmotte ayudó a reunir a los autores del informe, coordinar sus trabajos y, en definitiva, conseguir que el informe sea aprobado por los gobiernos.