Dos mujeres científicas nacida en un mes de febrero. Sus ejemplares aportaciones, Astronomía y Biología Estructural.

Julieta Norma Fierro Grosmman, nacida el 24 de febrero de 1948. Tiene el nombramiento como investigadora titular del Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México y profesora de la Facultad de Ciencias de esa universidad. Doctora en Matemáticas y Maestra en Astronomía, es: Astrofísica, astrónoma, profesora y una gran divulgadora científica.

Imagen de Agujero Negro. Pueden ser la entrada a otras dimensiones.

Tomada de la DGCS. UNAM. Por medio del diario La Jornada.

Un agujero negro puede ser la entrada a otras dimensiones.

Ella nos explica que: "Aunque parezca de ciencia ficción, ésta es una idea que diversos científicos han planteado, y con la que han soñado en los últimos años. Sin embargo, hoy nos seguimos preguntando si es posible y si la humanidad podría usarlos alguna vez como portal".

Para tratar de entender nuestro Universo y algunas cuestiones que hasta el momento no se han resuelto, los físicos han propuesto la existencia de otras dimensiones. 

Un ejemplo, resaltó la universitaria, es la fuerza electromagnética. Por largo tiempo algunos curiosos se han preguntado por qué es más fuerte un pequeño imán al mantenerse pegado al refrigerador y no es atraído por la inmensa gravedad de la Tierra. 

La explicación a esta disparidad de intensidad de las fuerzas de la naturaleza sería que la gravedad se encuentra en su mayor parte en otra dimensión y sólo se manifiesta parcialmente en nuestro Universo, refirió. 

¿Cuantas dimensiones? 

En nuestra capacidad de entendimiento, la humanidad ha logrado identificar tres dimensiones espaciales: altura, anchura y profundidad, todas moviéndose dentro del flujo del tiempo, que sería una cuarta. 

Pensar en la existencia de más dimensiones nos cuesta trabajo, porque estamos habituados a las ya mencionadas, pero que no sean visibles para nosotros no significa que no existan, añadió Julieta Fierro. 

De hecho, los estudiosos han descrito que podría haber al menos otras diez, en el desarrollo de la Teoría de Cuerdas, sustentada en la idea de que una partícula como es el electrón no es un punto sin estructura interna y de dimensión cero, sino, un ente de cuerdas minúsculas que vibran en un espacio-tiempo de más de cuatro dimensiones. Las cuatro fuerzas básicas de la naturaleza también se deben manejar en las diferentes dimensiones, una de esas fuerzas es la gravedad.

Además, si la cuerda oscila de diferentes formas, entonces el electrón podría ser un protón, un quark o cualquier otra partícula del Modelo Estándar. 

El origen del Universo 

En la década de los noventas los astrónomos descubrieron que el Universo no se encontraba estático, sino en una Expansión Acelerada, por lo tanto, se pudo medir el tiempo en que inició la expansión, hace 13 mil 800 millones de años.

A partir de esta revelación, muchos investigadores se cuestionaron cómo fue posible la creación de nuestro espacio sideral, y fue así como surgió la teoría que propone que antes de nuestro Universo existieron otros, y que algunos dieron origen a otros más. 

Entonces, añadió, nuestro cosmos puede ser una gemación de otros más, que seguramente se encuentran en otras dimensiones y dan origen a otros más. 

¿Se puede usar el agujero como portal? 

Los agujeros negros surgen al final de la evolución de una estrella, de más de ocho veces el tamaño del Sol, que dura unos cuantos millones de años, explicó.

Cuando agotan su combustible nuclear, colapsan en menos de un segundo dejando atrás un objeto compacto, como estrellas de neutrones o un hoyo negro, y arrojan el resto de su materia al espacio en forma de explosión.

Un hoyo negro puede deformar el espacio y el tiempo debido a una fuerza de atracción descomunal capaz de succionar a la luz, sin posibilidad de escapatoria. 

De tal forma que, si una persona quisiera usarlo como portal hacia otra dimensión, sería casi imposible, porque al acercarse no podría sobrevivir a la gravedad y se desintegraría antes de entrar, describió.

La doctora en Matemáticas y maestra en Asronomía, Julieta Fierro, confiesa que le encanta la ciencia porque es la forma de entender la naturaleza. De hecho, los seres humanos viven rodeados de preguntas que se convierten en retos. Al encontrar las respuestas se encuentra la felicidad.

Fotografía de la Gaceta UNAM.

“En conclusión, nadie ha podido comprobar experimentalmente si los hoyos negros nos pueden conectar a otra dimensión, pero hasta el momento podemos soñar que alguien encontrará la manera de lograrlo”.

Vayamos del infinito del Cosmos, al infinito de las condiciones de los ácidos nucleares.

La doctora Doudna, es experta en el Ácido Ribonucléico (ARN), en su especialidad de cristalografía, logró mostrar como era una molécula de (ARN). Tomada de ScienceLine.

La doctora Jennifer Anne Doudna, nacida el 19 de febrero de 1964, estudió en la Universidad de Pomona, California (licenciatura en Bioquímica); Harvard (doctorado en Química Biológica y Farmacología Molecular) y en la Universidad de Colorado, en el Laboratorio Boulder en 1991 como becaria postdoctoral Lucille P. Markey en Ciencias Biomédicas; ahora profesora en los Departamentos de Química y de Biología Molecular y Celular de la Universidad de California, Berkeley. Su innovador desarrollo de CRISPR-Cas9 como tecnología de ingeniería genómica, con la colaboradora Emmanuelle Charpentier (nacida once de diciembre de 1968), les valió la obtención del Premio Nobel de Química 2020, y cambió para siempre el curso de la investigación en genómica humana y agrícola.

El ácido ribonucleico (ARN) es un ácido presente en todas las células vivas que tiene similitudes estructurales con el Ácido Desoxirribonucleico (ADN). Sin embargo, a diferencia de este último, es más frecuente que el (ARN) esté formado por una única cadena. Una molécula de (ARN) tiene un eje formado por grupos fosfato alternantes y el azúcar ribosa, en lugar de la desoxirribosa del (ADN). Unida a cada azúcar hay una de cuatro bases: adenina (A), uracilo (U), citosina (C) o guanina (G). En el (ADN) la cuarta de estas bases es la timina (T)

Existen diferentes tipos de ARN en las células:

ARN mensajero (ARNm), ARN ribosómico (ARNr) y ARN de transferencia (ARNt).

Además, algunos ARN participan en la regulación de la expresión génica. Hay determinados virus que usan (ARN) como material genómico propio. El "coronavirus", asociado a la Covid-19, es de este tipo, por ello a partir del año 2020, se trabajo al respecto, con la intención de preservar a la humanidad de la amenaza que representa, al generar la vacuna que brindara inmunidad. Utilizando los métodos de defensa que llevaron a las bacterias a crear su propio Sistema Inmune para combatir a los virus que desde siempre les han infectado.

Situemos el inicio del relato con Francisco Mojica (nacido 5 de octubre de 1963), que es un microbiólogo en la Universidad de Alicante, que ha dedicado su vida a lo que hoy se conoce como "Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats" (CRISPR), o en español "Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente espaciadas" secuencias repetidas dentro del genoma de procariotas (bacterias y arqueas) asociadas a unos espaciadores. Él descubrió que en las "arqueas" que habitaban las salinas marinas, las "Haloferax mediterrani", se presentaban repeticiones del Ácido Desoxirribonucleico (ADN), ubicadas a intervalos regulares, hasta totalizar catorce de ellas. Adicionalmente observó que eran palindrómicas, esto es se leían igual en ambos sentidos, para aquel año de 1995, se había logrado localizar en vente especies distintas de bacterias.

Y se encadenan los logros y aportaciones de muchos científicos: Rosalind Franklin, Yoshizumi Ishino, Ruud Jansen, Maurice Willkins, Eugene Konnin, Blake Wiedenheft, Martin Jinek, Jack Szostak, Erik Lander, George Church, Feng Zhang, Craig Melo, Andrew Fire, Craig Venter, Tomas Cech, Jamie Cate y otros más, que por ser muy numerosos no es posible anotarles, pero que demuestran que la ciencia es una labor que se desarrolla entre competidores, que finamente trabajan en equipo.

El reconocimiento a Jennifer Anne Doudna y Emmanuelle Charpentier, es un, paréntesis en la investigación, se alcanzó una meta intermedia, lo que es de llamar la atención es que se otorgara a dos mujeres, algo muy poco usual en la concesión del Premio Nobel. Aquí una parte de una entrevista realizada a la primera de ellas.

Pregunta: CRISPR-Cas9 es un mecanismo de defensa de las bacterias frente al posible ataque de virus. Hoy en día conocemos su papel en la inmunidad adaptativa y sus aplicaciones en ingeniería genética. ¿Pero qué nos queda por saber de estos microorganismos?

Jennifer: Es difícil predecir cuáles serán los desafíos principales de la microbiología. Pero es importante resaltar que todavía desconocemos la función de muchos genes bacterianos. Estoy segura de que nos quedan por descubrir numerosas rutas y actividades de estos microorganismos.

Pregunta: El sistema CRISPR-Cas9 ha sido una nueva revolución en ingeniería genética, al igual que sucedió en la década de los setenta con la tecnología del ADN recombinante. ¿Cómo nos afectará? 

Jennifer: La tecnología de CRISPR-Cas9 tendrá un impacto muy importante en nuestra vida diaria y en la cultura del futuro. La medicina, la agricultura, la investigación o la fabricación de productos químicos “verdes” son algunas de las áreas que mejorarán gracias a estas herramientas.

Pregunta: Es curioso pensar que una tecnología tan revolucionaria nació a partir de una investigación sobre la producción del yogur en la empresa Danesco. ¿Tiene sentido diferenciar entre ciencia básica o aplicada?

Jennifer: Creo que es importante promover las relaciones entre las entidades académicas y las privadas. CRISPR-Cas9 es un ejemplo de cómo este tipo de proyectos puede brindarnos soluciones para los problemas del mundo real.

Pregunta: ¿Piensa entonces que la investigación debe ir orientada a la sociedad o por el contrario tendríamos que dejar que la creatividad científica fluyera?

Jennifer: Realmente soy una fanática de la investigación guiada por la curiosidad, aunque también creo que se deben promover las colaboraciones que antes mencionaba.

Pregunta: El trabajo sobre CRISPR-Cas9 es un ejemplo de colaboración a ambos lados del Atlántico, ¿cómo cree que podríamos convencer a los gobiernos y a la sociedad en general de que debemos invertir más en ciencia?

Jennifer: La colaboración con el grupo de Charpentier ha sido maravillosa. Lo que realmente espero es que la atención internacional que ha despertado la tecnología de CRISPR-Cas9 sirva para que el público general y las agencias de financiación de la I+D se convenzan de apoyar la investigación guiada por la curiosidad.

Pregunta: ¿Por qué esta nueva herramienta de edición genómica es más precisa que las técnicas convencionales de ingeniería genética?

Jennifer: Su precisión se debe al funcionamiento que tiene. En ese sentido, CRISPR-Cas9 me recuerda a un bisturí molecular que utilizamos para editar el genoma.

Pregunta: Pero teniendo en cuenta que no hemos alcanzado algunos de los objetivos prometidos por las primeras técnicas de ingeniería genética, ¿cree que con CRISPR-Cas9 será posible?

Jennifer: Me refiero, por ejemplo, al caso de la terapia génica… Sin duda. Estas nuevas herramientas nos permitirán obtener resultados más precisos y alcanzar algunos de estos objetivos.

Pregunta: ¿Y es verdad que CRISPR-Cas9 es una técnica más segura que las herramientas tradicionales de ingeniería genética?

Jennifer: Sí. Su funcionamiento se basa en el apareamiento entre el ADN y el ARN, y gracias a las múltiples estrategias que emplea la proteína Cas9, nos aseguramos de que el corte en el ADN se produce únicamente cuando se detecta la secuencia objetivo correcta.

Pregunta: Si las características de esta tecnología permiten que la edición genómica sea más rápida, ¿veremos pronto algunas de las aplicaciones que comentaba?

Jennifer: Sí, de hecho ya hemos visto algunos resultados de la tecnología CRISPR-Cas9 en la edición del genoma.

Fotografía del grupo en el "Simposio Cech in Boulder in 2007", Jennifer Doudna, extrema izquierda, Tom Cech, extrema derecha. Tomada de CU Boulder Today. 

Pregunta: ¿Qué opina de las controversias sobre las aplicaciones de la ingeniería genética? ¿Cree que pueden repetirse con esta nueva herramienta?

Jennifer: Bueno, fueron precisamente estas preocupaciones las que me llevaron a convocar un encuentro para debatir las consideraciones éticas de la ingeniería genómica. Algunas de sus conclusiones se resumieron en un artículo publicado en la revista especializada "Science".

Pregunta: ¿Cuáles serán los desafíos principales de estas herramientas de edición genómica? ¿Será posible la creación de seres humanos modificados genéticamente?

Jennifer: Pienso que la tecnología debe ser evaluada para cualquier tipo de aplicación terapéutica en humanos, incluyendo la edición de la línea germinal. Debemos tener en cuenta no sólo la seguridad, la efectividad o el acceso a estas herramientas, sino también las consideraciones éticas que rodean a determinadas aplicaciones como las que menciona.

Es entonces este mes el que sirve para celebrar los nacimientos de las doctoras Fierro y Doudna, un mero pretexto para mencionarles, ello con la intención de que su obra se conozca más de cerca. Hay una extensa bibliografía de ambas, espero lector te animes a conocerlas más de cerca. Te sorprenderán agradablemente con los conocimientos y logros descritos.

Nota:

"De Planetas, Estrellas y Universos", 2009, Editorial Antares; "Cartas Astrales, un romance científico del tercer tipo", 2012, Editorial Santillana. De la coautoría de Julieta Fierro. Y

"El código de la Vida. Jennifer Doudna, la edición genética y el futuro de la especie humana". Walter Isaacson, Penguin Random House, Debate Biografías.