Investigador del CONICET “Premio Consagración en Ciencias Químicas”

Se trata de Gustavo Rivas quien fue reconocido por la Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales por su trayectoria y obra realizada en el país.

“La noticia me produjo una gran alegría, porque uno abraza la carrera científica con absoluta pasión y entrega y estos reconocimientos representan una gran caricia para el espíritu”, dice el doctor Gustavo Rivas, investigador superior del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) en el Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba (INFIQC, CONICET-UNC), quien fue reconocido por la Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales por su trayectoria y obra realizada en el país.

Además, Rivas se desempeña como profesor titular en la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC).

Su área de investigación se encuadra dentro de la Química Analítica, precisamente en el campo de los biosensores electroquímicos.

Actualmente, las investigaciones del grupo a su cargo están dirigidas al desarrollo de nano(bio)sensores electroquímicos basados en la combinación racional de nanoestructuras (nanotubos de carbono, grafeno, nanopartículas, nanomateriales híbridos), polímeros y biomoléculas para la cuantificación de analitos de interés ambiental (fenoles, metales pesados) y clínico (glucosa, etanol, ácido úrico, neurotransmisores, proteínas y secuencias de ADN y microARN relacionados con cáncer y proteínas marcadoras de isquemia coronaria).

Es importante remarcar que los biosensores surgieron en 1960 con el primer biosensor para la cuantificación de glucosa, el cual representó un verdadero hito en el seguimiento descentralizado de pacientes diabéticos y en el tratamiento de esta patología tan difundida a nivel mundial.

A partir de ese primer diseño surgieron otros biosensores fundamentalmente basados en eventos de afinidad bioinspirados tales como antígeno-anticuerpo (inmunosensores); ADN-ADN (genosensores); lectina-carbohidrato (glicobiosensores) y aptámero-analito (aptasensores), y diversas modalidades de transducción de la señal (óptica, electroquímica, térmica).

El advenimiento de la Nanobiotecnología produjo un verdadero cambio en el paradigma de los biosensores debido a las grandes ventajas que ofrecen los nanomateriales.

“Particularmente, nuestro grupo de trabajo ha sido pionero en el país en el campo de los genosensores y aptasensores y en el desarrollo de nanobiosensores electroquímicos basados en el empleo de nanotubos de carbono y grafeno. 

Si bien el crecimiento del campo de los Biosensores en sus casi 60 años de vida ha sido enorme, todavía hay numerosos aspectos que merecen particular atención para poder estar a la altura de los requerimientos del siglo XXI.

Hoy los nuevos desarrollos deben estar encaminados a lograr diseños miniaturizados y portables asociados a las nuevas tecnologías con el fin último de permitir la cuantificación rápida, descentralizada, sensible, selectiva, exacta y amigable de diversos marcadores, ya sea en forma individual o formando parte de esquemas multianalito”, explica el doctor en Ciencias Químicas.

A modo de ejemplo, se puede mencionar la importancia de biosensores que se incorporen en la vestimenta o en el cuerpo de pacientes (implantados o fijados superficialmente tipo tatuaje temporario) o en apósitos para la detección de analitos de interés biomédico, o que formen parte de dispositivos que permitan evaluar la bioseguridad en diversos ámbitos o el control de procesos en cadenas de producción, o la detección de  adulteraciones en productos comerciales.

Acerca de Gustavo Rivas

Cursó sus estudios primarios en la Escuela José J. Berutti Nro. 204 y los secundarios en el Instituto Monseñor José Weimman (Bandera, Santiago del Estero). Obtuvo los títulos de Bioquímico, Farmacéutico y Doctor en Ciencias Químicas en la Universidad Nacional de Córdoba (Córdoba).

Realizó estadías postdoctorales en la Universidad de Valencia (Valencia, España) y en New Mexico State University (Las Cruces, USA). El Dr. Rivas ha sido uno de los propulsores del desarrollo de la Química Analítica en el país.

Ha sido pionero en Argentina en el estudio de genosensores y de biosensores basados en nanotubos de carbono y nanoláminas de grafeno, y hoy es un referente nacional e internacional en el campo de los (Bio)sensores.

Sus intereses actuales en investigación están dirigidos al desarrollo de nano(bio)sensores electroquímicos y plasmónicos para la detección de marcadores de interés clínico y ambiental.

Ha sido Investigador Invitado en las universidades Joseph Fourier (Francia), Autónoma de Madrid (España), Nacional de Educación a Distancia (España), De Alcalá de Henares (España), De Guanajuato (México) y De Chile (Santiago de Chile).

El Dr. Rivas ha dirigido numerosas tesis de doctorado y ha supervisado un gran número de becarios doctorales y postdoctorales e investigadores del país y del extranjero.

Cuenta con más de 150 publicaciones en revistas de alto impacto, ha sido citado más de 7000 veces y tiene un índice H de 44. El Dr. Rivas es Editor de Sensors and Actuators B. Chemical desde 2011 y pertenece al Editorial Board de Electroanalysis y Analytical Letters. Ha sido Presidente de la Asociación Argentina de Químicos Analíticos en el período 2005-2007.

Ha recibido importantes premios, Ranwell Caputto (Academia Nacional de Ciencias, 2001), Rafael Labriola (Asociación Química Argentina, 2004), Konnex en Nanotecnología (Fundación Konnex, 2013) y Premio Consagración (Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 2017).

CONICET

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Se desarrolló en Argentina un nuevo compuesto para combatir la conjuntivitis

A partir de una iniciativa de la Universidad de Buenos Aires (UBA), se desarrolló en el país un novedoso compuesto para atacar el virus que causa la conjuntivitis, y con el aporte del INTI pudo obtener cantidades suficientes para avanzar en su evaluación.

La conjuntivitis es una inflamación ocular que puede tener origen bacteriano, alérgico o viral, y   con el objetivo de buscar un tratamiento específico para este último caso, investigadores de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA desarrollaron un compuesto único denominado “Virest”, que permite no sólo combatir el virus sino también actuar como antiinflamatorio.

El desarrollo del nuevo fármaco con capitales nacionales es un proyecto pionero y se da como resultado de un trabajo conjunto entre la industria e instituciones públicas.

“Nuestra participación en el proyecto consistió en el desarrollo de un proceso para obtener el material en mayor escala y ensayar el nuevo producto en animales, paso requerido en la industria médica antes de su comercialización”, dijo María Julieta Comin, coordinadora de Síntesis Orgánica-Productos Naturales del INTI

El proceso permitió producir un lote de 20 gramos de Virest, con un nivel de pureza de más del 98 por ciento y un rendimiento global aproximado del 70 por ciento del que se obtenía a escala de laboratorio.

Para lograr un procedimiento sencillo y fácil de escalar, los especialistas del INTI diseñaron una serie de ensayos hasta alcanzar su eficiencia.

“Transformamos el procedimiento original en un proceso más eficiente y económico, logrando reducir el número de operaciones para llegar al mismo producto”, explica la doctora Lucía Gandolfi Donadío, jefa del Laboratorio de Síntesis Orgánica de INTI-Química .

Además, elaboraron un método analítico para controlar el proceso y la calidad del producto final por cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC, por sus siglas en inglés).

foto Clarin
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El Presidente Macri recorrió la planta petroquímica de Dow Chemical, que anunció una inversión de 210 millones de dólares

“Cada vez vamos a ver más obras de rutas, ampliaciones de fábricas, de puertos, porque estamos creciendo y lo estamos haciendo entre todos”, remarcó el presidente Mauricio Macri, luego de recorrer la planta de la petroquímica Dow Chemical, cuyos directivos anunciaron una inversión de 210 millones de dólares y la creación de mil empleos.

“Estamos convencidos en ser la generación que cambió la historia para siempre. Es la generación que entendió, de golpe, que había que tener un cambio copernicano a todo lo que veníamos haciendo, a la actitud con que encarábamos cada día”, puntualizó el Jefe de Estado.

Macri recorrió el complejo petroquímico, ubicado en la localidad de Ingeniero White, junto a la gobernadora de la provincia de Buenos Aires, María Eugenia Vidal; el secretario general de la Presidencia, Fernando de Andreis; el intendente de Bahía Blanca, Héctor Gay, y el titular de Dow Argentina, Gastón Remy.

Los empresarios de la firma manifestaron su satisfacción porque este año fue la primera vez en mucho tiempo que la firma no sufrió cortes de gas, lo que permitió que no tuviese que interrumpir su producción.

Macri subrayó que a partir de diciembre de 2015 la Argentina comenzó a construir “confianza” y empezar a ser “predecibles, creíbles; a darle valor a la palabra, y esto es lo fundamental que está creciendo acá”.

“Es una alegría de entender que vamos en el camino correcto, que tenemos que ratificar el hacer lo imposible para que esto vaya lo más rápido posible”, resaltó.

Macri ratificó que “no podemos aceptar a aquellos que en la primera de cambio que quieren sacar ventaja de este momento que empezamos a recorrer”.

Enfatizó que “todos tenemos que entregar nuestro máximo esfuerzo y tenemos que trabajar dentro de la ley, porque la ley es lo más solidario que puede tener una sociedad”.

Afirmó que “cada vez vamos a ver más obras de rutas, de ampliaciones de fábricas, de puertos, porque estamos creciendo y lo estamos haciendo entre todos”.

“Nos estamos dando cuenta de que podemos vivir mejor, que merecemos vivir mejor y lo vamos a lograr trabajando juntos”, dijo y ratificó que en el país existe “un único equipo: sector público y sector privado; la Nación, la Provincia, la Ciudad”.

Macri señaló que Remy le comentó años atrás sobre las dificultades que encontraba en el país para llevar adelante un proyecto de crecimiento que la empresa tenía decidido desarrollar.

“Le dije que se quedara tranquilo porque se venía un cambio en la Argentina”, remarcó el Presidente y recordó que “a los cinco días de asumir dimos el primer paso para que los responsable de Dow mundial apostasen a ese cambio que se había producido en Argentina”.

“Esa primera etapa era la de producir también gas, que nunca había hecho Dow a nivel mundial”, subrayó Macri.

A su vez, Vidal remarcó que “hay algo que está cambiando, y eso genera confianza, porque estas mil personas que se van a sumar a las obras no van a estar sometidas a ningún régimen de extorsión sindical”.

“Eso también es un cambio y hace que otros confíen y se animen a invertir y a seguir dando trabajo”, remarcó la Gobernadora.

Dijo que “esta nueva etapa que mira a largo plazo, que hace lo correcto, que no busca los atajos es lo que nos da la tranquilidad interna de saber que cuando llega, llega para siempre y para quedarse”.

Dow, radicada en el país hace 60 años, anunció mejoras en términos de capacidad, confiabilidad y modernización tecnológica en los próximos dos años para optimizar el rendimiento de su complejo.

Apunta a incrementar la confiabilidad de las plantas de producción de etileno y polietileno, material utilizado para la fabricación de envases flexibles y rígidos que emplean diferentes sectores de consumo masivo.

La empresa estima que en los momentos de mayor actividad, las obras emplearán, directa e indirectamente, a más de 1000 personas a través de empresas proveedoras de servicios, en su mayoría PyMes de la zona.

Adicionalmente, se comprometió a incluir mejoras tecnológicas, que permitan profundizar el alto desempeño en materia ambiental y en seguridad, equivalente a los más altos estándares globales.

casarosada.

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Nobel de Química: criomicroscopía electrónica

Tres científicos europeos recibieron el galardón por el desarrollo de este método que permite observar moléculas en 3D.

Un investigador de CONICET explica la relevancia de esta tecnología

La Academia Real de Ciencias de Suecia anunció que los investigadores Jacques Dubochet, Joachim Frank y Richard Henderson son los ganadores de este año del Premio Nobel de Química por “desarrollar la microscopía crioelectrónica para la determinación de estructuras de alta resolución de biomoléculas en solución”, según el comunicado oficial de la Institución.

La criomicroscopía electrónica es una forma de microscopía electrónica en la que las muestras se estudian a temperaturas criogénicas, para evitar la generación de artefactos, tal como se denomina a las distorsiones causadas por los instrumentos de observación.

Francisco Barrantes, investigador superior del CONICET en el Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED, CONICET-UCA) explica la importancia de este avance tecnológico:

“La criomicroscopía electrónica ha experimentado una verdadera revolución en los últimos años, y promete resolver la estructura de miles de proteínas cuya cristalización tridimensional ha sido imposible hasta el presente”.

De acuerdo a Barrantes, los avances en esta disciplina son producto de tres factores, “mejores y más poderosos microscopios electrónicos, mejores detectores y avances tremendos en el software de análisis de las imágenes, particularmente las de aquellas estructuras biológicas que no forman arreglos cristalinos.”

Estos avances tecnológicos tuvieron lugar gracias a los desarrollos complementarios introducidos por los tres ganadores.

Frank trabajó sobre el procesamiento de las imágenes microscópicas, introduciendo métodos que las promediaban desde una forma borrosa e indefinida en 2D a estructuras nítidas e informativas en 3D.

Por su parte, Dubochet desarrolló la técnica del “vitrificado”, enfriando los especímenes rápidamente, y permitiendo así que se solidificara el agua alrededor de la muestra biológica sin formar cristales, y el aporte de Henderson fue presentar la estructura de una molécula bacteriana con resolución atómica.

A comienzos de la década del ‘80, Barrantes trabajó en colaboración con Joachim Frank, con quien publicó cuatro artículos en revistas especializadas de prestigio internacional (Nature, PNAS, EMBO J.) y dos capítulos de libro.

Una década más tarde, al volver a trabajar en el tema, mantuvo contacto con Richard Herderson.

En este sentido, Barrantes manifestó su alegría por el reconocimiento recibido por sus colegas.

Por Cecilia Leone

CONICET

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El Premio Nobel de Química 2017

La Real Academia Sueca de Ciencias ha decidido otorgar el Premio Nobel de Química 2017 a

Jacques Dubochet

Universidad de Lausana, Suiza

Joachim Frank

Columbia University, Nueva York, EE.UU.

Richard Henderson

MRC Laboratorio de Biología Molecular, Cambridge, Reino Unido

"para el desarrollo de microscopía cryoelectrónica para la determinación de estructuras de alta resolución de biomoléculas en solución"

Anuncio del Premio Nobel de Química 2017

Tecnología de microscopio fresco revoluciona la bioquímica

Pronto podremos tener imágenes detalladas de las complejas maquinarias de la vida en resolución atómica.

El Premio Nobel de Química 2017 se otorga a Jacques Dubochet, Joachim Frank y Richard Henderson por el desarrollo de la microscopía cryoelectrónica, que simplifica y mejora la obtención de imágenes de biomoléculas.

Este método ha llevado la bioquímica a una nueva era.

Una imagen es una clave para entender.

Los descubrimientos científicos a menudo se basan en la visualización exitosa de objetos invisibles al ojo humano.

Sin embargo, los mapas bioquímicos se han llenado de espacio en blanco porque la tecnología disponible ha tenido dificultades para generar imágenes de gran parte de la maquinaria molecular de la vida.

La microscopia de electrones crioicos cambia todo esto.

Los investigadores ahora pueden congelar las biomoléculas a medio movimiento y visualizar procesos que nunca antes habían visto, lo que es decisivo tanto para la comprensión básica de la química de la vida como para el desarrollo de productos farmacéuticos.

© Martin Högbom / La Real Academia Sueca de Ciencias

Durante mucho tiempo se creyó que los microscopios de electrones eran adecuados para la obtención de imágenes de materia muerta, porque el poderoso haz de electrones destruye el material biológico.

Pero en 1990, Richard Henderson logró utilizar un microscopio electrónico para generar una imagen tridimensional de una proteína a resolución atómica.

Este avance demostró el potencial de la tecnología.

Joachim Frank hizo que la tecnología fuera aplicable en general.

Entre 1975 y 1986 desarrolló un método de procesamiento de imágenes en el que las imágenes twodimensionales difusas del microscopio electrónico se analizan y se fusionan para revelar una estructura tridimensional aguda.

2017 Laureado de Química Joachim Frank hizo la tecnología para retratar 

biomoléculas en 3D a nivel atómico generalmente aplicable.

© Johan Jarnestad / La Real Academia Sueca de Ciencias

Jacques Dubochet añadió agua a la microscopía electrónica.

El agua líquida se evapora en el vacío del microscopio electrónico, lo que hace que las biomoléculas se derrumben.

A principios de los años ochenta,

Dubochet consiguió vitrificar el agua: enfrió el agua tan rápidamente que se solidificó en su forma líquida alrededor de una muestra biológica, permitiendo que las biomoléculas conservasen su forma natural incluso en el vacío.

structuras atómicas de a) complejo proteico que gobierna el ritmo circadiano 

b) sensor de presión del tipo que nos permite oír c) virus Zika

© Johan Jarnestad / La Real Academia Sueca de Ciencias

Después de estos descubrimientos, todas las tuercas y tornillos del microscopio electrónico han sido optimizados.

La resolución atómica deseada se alcanzó en 2013, y los investigadores ahora pueden producir rutinariamente estructuras tridimensionales de biomoléculas.

En los últimos años, la literatura científica se ha llenado de imágenes de todo, desde proteínas que causan resistencia a los antibióticos, hasta la superficie del virus Zika.

La bioquímica se enfrenta ahora a un desarrollo explosivo y está preparada para un futuro emocionante.

El Cryo-EM permite retratar biomoléculas después de congelarlas muy rápidamente 

(método de vitrificación) para preservar su forma natural.

© Johan Jarnestad / La Real Academia Sueca de Ciencias

Lea más sobre el premio de este año

Información Popular

Antecedentes Científicos


Jacques Dubochet, nacido en 1942 en Aigle, Suiza.

Doctor en Filosofía. 1973, Universidad de Ginebra y Universidad de Basilea, Suiza. Profesor Honorario de Biofísica, Universidad de Lausana, Suiza.

www.unil.ch/dee/en/home/menuinst/people/honorary-professors/prof-jacques-dubochet.html

Joachim Frank, nacido en 1940 en Siegen, Alemania.

Doctor en Filosofía. 1970, Universidad Técnica de Munich, Alemania. Profesor de Bioquímica y Biofísica Molecular y de Ciencias Biológicas, Universidad de Columbia, Nueva York, EE.UU.

http://franklab.cpmc.columbia.edu/franklab/

Richard Henderson, nacido en 1945 en Edimburgo, Escocia.

Doctor en Filosofía. 1969, Universidad de Cambridge, Reino Unido. Líder del Programa, MRC Laboratorio de Biología Molecular, Cambridge, Reino Unido.

www2.mrc-lmb.cam.ac.uk/groups/rh15/

Importe del premio: 9 millones de coronas suecas, para ser repartidas equitativamente entre los galardonados.

nobelprize.org/

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Más humedad ambiente para tener una atmósfera más limpia

En la cámara de simulación atmosférica se reprodujeron las condiciones 

para determinar la velocidad de degradación del metanol. 

Foto: Maximiliano Di Pietro para CCT Córdoba.

Científicos cordobeses descubren que la humedad ambiente disminuye hasta un 60 por ciento el tiempo de degradación del metanol, uno de los principales contaminantes de la atmósfera

El metanol es un alcohol que se utiliza principalmente como combustible y en procesos industriales.

Cuando es liberado a la atmósfera actúa como contaminante que no sólo es perjudicial para la salud humana sino que en su proceso de degradación produce contaminantes secundarios y culmina generando dióxido de carbono, uno de los gases de efecto invernadero más importantes, una consecuencia que preocupa tanto a ecólogos como a gobiernos de todo el mundo.

El grupo liderado por Gustavo Pino, investigador independiente del CONICET en el Instituto de Investigaciones en Físico-Química de Córdoba (INFIQC, CONICET-UNC) encontró que la humedad ambiente favorece la degradación química del metanol en la atmósfera por parte del radical OH•, que se conoce como el detergente de la atmósfera por ser el principal responsable de la degradación de la mayoría de los contaminantes del aire.

Los números hablan por sí solos.

Mientras que en un ambiente seco, con 0 por ciento de humedad, este alcohol perdura entre 9 y 13 días, con una humedad del 100 por ciento, como en los trópicos o días muy húmedos, la duración se reduce a un período de entre 3 y 5 días.

Los resultados fueron publicados en la prestigiosa revista Angewandte Chemie International Edition.

El metanol es el alcohol más importante en términos de contaminación debido a su abundancia, pero todos los alcoholes son contaminantes.

La vida que tienen esos compuestos es muy relevante para entender el comportamiento de la atmósfera y disminuir las consecuencias de la contaminación.

Las muestras obtenidas en la cámara 

a lo largo del tiempo fueron sometidas a diferentes análisis químicos. 

Foto: Maximiliano Di Pietro para CCT Córdoba.

“Si un gas se descompone inmediatamente su impacto será local mientras que si dura más puede tener efectos a nivel global.

Eso fue lo que pasó en las décadas del ‘70 y ‘80 con los freones que se emitían: vivían muchísimo tiempo y lograban sobrevivir hasta llegar a la estratósfera, que es una región más alta de la atmósfera donde se encuentra la capa de ozono.

Allí se descomponían por el efecto de la luz solar y reaccionaban con dicha capa, produciendo el conocido agujero.

Sólo a partir del conocimiento científico pudieron aplicarse políticas mundiales para prohibir su uso y comenzar a reparar ese daño”, asegura Pino, quien además se desempeña en el Departamento de Fisicoquímica de la Facultad de Ciencias Químicas y del Centro Láser de Ciencias Moleculares de la Universidad Nacional de Córdoba.

Por un lado existe la teoría: cada reacción química ocurre a una velocidad característica que es influida por la temperatura ambiente. Esto permite calcular y predecir a qué velocidad se degrada un compuesto y qué concentración debería haber en la atmósfera de acuerdo al nivel de emisión.

Sin embargo los monitoreos que se realizan a nivel global mostraban sistemáticamente una inconsistencia en cuanto a la concentración de metanol: en los trópicos la concentración era mucho menor que la que predecían los cálculos.

“En base a nuestros estudios proponemos que esta variación tiene que ver con que el metanol se degrada más rápidamente cuando hay mucha humedad, mientras que la velocidad que se está utilizando en los cálculos tiene como referencia a una atmósfera más seca.

Si esa velocidad aumenta con la presencia del agua, al momento de medirlo se va a haber degradado más de lo que se esperaba y la concentración va a ser menor.

Los trópicos son justamente donde mayor humedad hay.

Entonces nosotros creemos que introduciendo esa dependencia de la velocidad con la humedad, se va a lograr una mejor en el modelo teórico, en cuanto a la predicción de las concentraciones reales de metanol en las diferentes regiones del planeta”, describe Pino.

Las simulaciones demostraron que la humedad aumenta la velocidad de degradación del metanol. Foto: Maximiliano Di Pietro para CCT Córdoba.

La novedad

Desde hace mucho tiempo se viene pensando que el agua puede jugar algún rol en estas reacciones químicas porque tanto este compuesto como los alcoholes y el radical OH• tienen átomos de oxígeno e hidrógeno que pueden interaccionar y hacer que cambien las velocidades a las cuales esas reacciones ocurren.

“Sin embargo, hasta el momento, las pruebas en laboratorio indicaban que ese efecto se producía sólo por debajo de los -100 grados centígrados, que es una temperatura que no existe en la atmósfera terrestre, ni siquiera en los polos.

Entonces si bien se había informado que existía ese efecto no tenía implicancias reales a nivel atmosférico”, describe el científico.

El investigador asegura que la imposibilidad de los estudios anteriores de detectar la influencia del agua en estos procesos tiene que ver con que las pruebas se realizaban con una humedad de entre 0 y 50 por ciento de humedad ambiente, que es un intervalo en donde la velocidad no varía significativamente.

“Nosotros hicimos un estudio sistemático, con niveles de humedad más altos donde la dependencia aumenta.

De hecho, la constante de velocidad frente a un 100 por ciento de humedad alcanza valores que superan en un 120 por ciento a los valores correspondientes a una humedad 0”, explica Pino.

Los experimentos se llevaron a cabo usando cámaras de simulación atmosférica con aire, al que se le añade compuestos y se irradia con luz, para simular la radiación solar que genera el radical OH•, tal como ocurre en la atmósfera.

Luego los investigadores agregaron metanol en condiciones normales de temperatura y presión y encontraron que la velocidad a la cual este gas es consumido por el radical OH aumenta cuanto mayor es la humedad.

Raúl A. Taccone, Gustavo Pino, Federico Hernández, Rafael Jara Toro. 

Foto: Maximiliano Di Pietro para CCT Córdoba.

“Esta investigación ayuda a conocer mejor la atmósfera, cómo funciona y, en consecuencia, predecir cambios.

Esto permitiría aportar información relevante a los gobiernos y a organizaciones de nivel mundial que les permita tomar decisiones políticas frente a la emisión de gases contaminantes.

El tiempo que un compuesto puede subsistir en la atmósfera, y qué otros factores intervienen, son datos de suma importancia para tomar ese tipo de decisiones”, concluye el investigador.

Por Mariela López Cordero. CCT Córdoba.

Sobre investigación

– Rafael Jara Toro. Becario doctoral. INFIQC.
– Federico J. Hernández. INFIQC.
– Raúl A. Taccone. INFIQC.
– Silvia I. Lane. Investigadora principal (R). INFIQC.
– Gustavo A. Pino. Investigador independiente. INFIQC.

CONICET

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Conocer más sobre los orígenes de la vida en el planeta

Microbialitos en la Laguna de Socompa. 

Foto. gentileza investigadora.

El equipo de trabajo que en 2009 halló en la Puna ecosistemas similares a los de la Tierra primitiva ahonda en su investigación desde distintos ángulos y se preocupa por su preservación.

En el año 2009 un equipo a cargo de María Eugenia Farias, investigadora principal del CONICET y directora del Laboratorio de Investigaciones Microbiológicas de Lagunas Andinas dependiente de la Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos (LIMLA, PROIMI, CONICET), descubrió la presencia de ecosistemas microbianos, similares a los que aparecieron en la Tierra hace cerca de 3.500 millones de años, en la Laguna de Socompa en la Puna salteña.

Estos ecosistemas están formados por microorganismos que precipitan minerales y forman especies de rocas vivas denominadas microbialitos.

En un ambicioso proyecto de prospeccion que incluye todas las lagunas, salares y volcanes de Argentina Chile y Bolivia se han reportado hasta ahora los mismos ecosistemas en otros treinta humedales del altiplano.

Si bien la Puna no es el único lugar en el mundo en el que se pueden encontrar microbialitos, lo destacado del caso es que su geografía se reproduce condiciones similares a las de la Tierra primitiva en la que estos organismos surgieron hace miles de millones de años: alta radiación ultravioleta, aguas alcalinas y muy saladas, baja presión de oxígeno y alta concentración de arsénico.

Desde entonces Farías y su grupo siguen avanzando con sus investigaciones para comprender mejor el funcionamiento de estos ecosistemas extremos, lo cual brinda información fundamental para entender cómo se desarrollo la vida en el planeta primitivo.

Fueron estas primeras colonias de microorganismos que dominaron el planeta y los que al liberar oxígeno permitieron la formación de la capa de ozono y así el surgimiento de nuevas formas de vida.

Cuando esto ocurrió hace 570 millones de años – lo que marco el comienzo del Período Cámbrico – los microbialitos se retiraron parcialmente por competencia.

Pero volvieron una y otra vez después de que se produjeran extinciones masivas, principalmente por excesiva liberación de dioxido de carbono CO2.

 Microbialitos vistos con microscopía electrónica. 

Foto: gentileza investigadora.

Resistencia al arsénico y obtención de energía

Recientemente realizaron la secuenciación completa del metagenoma de uno de estos ecosistemas en la Laguna de Socompa y los resultados obtenidos fueron publicados en Scientific Reports, una revista del grupo Nature.

“El análisis metagenómico consistió en tomar una roca viva, extraerle todo el ácido desoxirribonucleico (ADN) y secuenciarlo.

Así obtuvimos información sobre la diversidad de organismos presentes en el ecosistema, pero además de cómo resisten al arsénico, soportan virus, antibióticos y toleran la radiación ultravioleta.

En estas rocas se encuentran rastros del ecosistema completo”, explica María Eugenia Farias.

Obtener datos sobre cómo funciona toda la comunidad microbiana a través de una única muestra es posible dado que se trata de sistemas cerrados que viven sólo de la luz, el agua y elementos químicos, como el arsénico, diluidos en ella.

“Lo que más llama la atención al analizar el metagenoma es la importante concentración de genes de resistencia al arsénico.

Este estudio nos permitió reconstruir cómo los microbialitos no sólo resisten a este elemento químico sino que se valen de él para obtener energía”, cuenta Farías.

En algunos de los humedales de la zona de la Puna hay una alta concentración de arsénico por la importante presencia de volcanes en la zona.

“Una de las cosas que tiene la Laguna de Socompa es que hay mucho arsénico, que no está presente en otros lugares donde se pueden encontrar estas comunidades.

Por eso en este trabajo nos centramos en particular en estudiar los genes que se relacionan con este elemente químico y encontramos unos vinculados a su resistencia y otros a la generación de energía”, cuenta Daniel Kurth, investigador asistente del CONICET en LIMLA y primer autor de artículo.

Más allá de lo que ocurre con el arsénico, el análisis metagenómico permite distinguir los diferentes procesos metabólicos –trasformación química de la naturaleza de ciertas sustancias – que tienen lugar dentro de la comunidad y los organismos responsables de llevarlos adelante.

“Estas comunidades cuentan con poco acceso a fuentes de energía externa, entonces dependen de algunos miembros de la comunidad que captan la energía de la luz y la usan para fijar dióxido de carbono y alimentar al resto de la comunidad. Nosotros identificamos a estos productores primarios.

También pudimos reconocer organismos importantes para la comunidad por su contribución a la formación de su estructura, que trabajan en la transformación de sustancias químicas como los sulfatos y carbonatos”, señala Kurth.

Farias destaca además que los datos obtenidos a través de estos estudios van a formar parte del Sistema Nacional de Datos Genómicos (SNDG) del Ministerio Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, que brinda soporte y apoyo económico a las instituciones del país que trabajen en esta área.

 María Eugenia Farías en la Laguna de Socompa. 

Foto: gentileza investigadora.

Estudios de impacto ambiental y cuidados de las comunidades microbianas

El equipo de LIMLA no sólo busca avanzar en una mayor comprensión de estos ecosistemas presentes en la Puna sino que también se preocupa por su preservación en un contexto de crecimiento de la actividad minera en el área vinculada a litio.

“Al tener la certeza de que estas comunidades están en algunos humedales de la Puna surge la preocupación sobre que se los destruya sin que pueda estudiárselos.

Existen diversos proyectos mineros en Jujuy, Salta y Catamarca que no han incorporado estos ecosistemas en sus líneas de base.

Nosotros estamos intentando que cambien los reglamentos para que los sistemas microbianos sean tenidos en cuenta en las líneas de bases y estudios de impacto ambiental en todo proyecto relacionado con volcanes y humedales en la Puna”, explica Farías.

Las líneas de base están relacionadas con los estudios de impacto ambiental que una empresa minera tiene obligación de hacer en la zona en la que la que va establecer su emprendimiento para generar el menor daño posible.

Hasta ahora las líneas de base tienen en cuenta la flora y la fauna, pero no los sistemas microbianos.

“Es posible que estos sistemas sin haber sido reconocidos ni estudiados puedan sufrir que les pases una topadora por encima”, señala la investigadora, que sin embargo destaca ya hay una empresa catamarqueña que incorporó los ecosistemas a sus líneas de base y llamó a su grupo para que hiciera el relevamiento.

Estudiar los microbialitos desde diferentes dimensiones

El estudio metagenómico no es la única perspectiva desde la que Farías y su grupo buscan conocer más sobre los microbialitos de la Puna. Sólo este mes el equipo publico otros dos trabajos en los que se aborda su análisis desde otros puntos de vista.

En la revista Frontiers in Microbiology presentaron un trabajo en el que se da cuenta de la diversidad de estos sistemas microbianos capa por capa.

Estos ecosistemas se organizan en estratos de arriba hacia abajo.

Los superiores cuentan con la ventaja de tener acceso a oxigeno y luz pero reciben mucha radiación ultravioleta, mientras que los organismos que se ubican más abajo no tienen que soportar tanta radiación ultravioleta, pero les llega una luz con longitud de onda sin tanta energía y necesitan respirar azufre y producir fotosíntesis con él.

“La diversidad microbiana se va ubicando de acuerdo con el acceso a luz, oxígeno y tolerancia a los rayos UV. Nosotros estudiamos esta diversidad capa por capa, lo que nos permite entender mejor el funcionamiento de estos ecosistemas”, añade la investigadora.

Finalmente, en un tercer trabajo publicado en la revista PeerJ, realizado en conjunto con investigadores de otras instituciones del mundo, aislaron un individuo de estas comunidades que habitan los humedales de la Puna (Exiguobacterium chiriqhucha str. N139)y secuenciaron su genoma.

El resultado revelo la capacidad de la especie de desarrollarse en aguas frías y condiciones extremas.

Por Miguel Faigón

Sobre investigación:

Daniel Kurth. Investigador asistente. LIMLA, PROIMI.
Ariel Amadio. Investigador adjunto. INTA.
Omar F. Ordoñez. Investigador asistente. PROIMI.
Virginia H. Albarracín. Investigadora adjunta. PROIMI y UNT.
Wolfgang Gärtner, Max-Planck Institute, Alemania.
María E. Farías. Investigadora principal. PROIMI

CONICET

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