Novedosa técnica de análisis químico para estudiar el arte rupestre prehispánico

 

 Imagen: gentileza investigadores/as.

Un equipo de investigación del CONICET incorpora una novedosa técnica de análisis químico para estudiar el arte rupestre prehispánico

La micro-espectrometría de fluorescencia de rayos X contribuye a la conservación de las pinturas y puede realizarse en el trabajo de campo.

Un equipo de científicas y científicos del CONICET logró utilizar en pinturas rupestres, de aproximadamente 1200 años de antigüedad, una técnica de análisis químico que permite conocer su composición material y garantiza la conservación del patrimonio cultural. 

El arte prehispánico analizado por el equipo interdisciplinario fue hallado en los sitios arqueológicos de Oyola y La Candelaria, ubicados en la sierra de El Alto-Ancasti, provincia de Catamarca.

Conforman el grupo de investigación especialistas del Centro de Estudios sobre Patrimonios y Ambiente de la Universidad Nacional de San Martin (CEPyA, UNSAM), del Instituto Regional de Estudios Socioculturales (IRES, CONICET- UNCA), de la Escuela de Arqueología de la Universidad Nacional de Catamarca (EdA, UNCA) y del Instituto de Antropología de la Universidad Nacional de Córdoba (IDACOR, UNC).

“Uno de los ejes de nuestro trabajo tiene que ver con conocer los materiales empleados en la confección de las pinturas rupestres a lo largo del tiempo, ya que sabemos que el arte de la sierra de El Alto- Ancasti es el producto de distintos episodios de pintado sucedidos en cientos de años”, señala Lucas Gheco, investigador del CONICET en el IRES y docente en UNSAM. 

Estos datos servirán para comprender los procesos de confección de las pinturas y su interrelación con los distintos grupos humanos que las produjeron: 

“Indagar acerca de la forma de preparación de esas pinturas, si fueron realizadas por el mimo grupo de personas o si eran recetas compartidas y extendidas espacial y temporalmente”, agrega el arqueólogo.

Sin embargo, la toma de muestras de las pinturas rupestres siempre supone una pequeña destrucción, y en este sentido una problemática en relación a la preservación. 

Por eso, un equipamiento no invasivo que garantice la conservación de pinturas antiguas aporta valor a la tarea arqueológica sin implicar un deterioro patrimonial. 

Según Gheco, esto es precisamente lo que logra el equipo portátil de micro-espectrometría de fluorescencia de rayos x que incorporaron los expertos en su última campaña arqueológica en el noroeste argentino.

Marcos Tascón, investigador del Consejo en el Instituto de Ingeniería Ambiental (IIIA, CONICET-UNSAM), docente en la UNSAM y parte integrante del grupo, explica el funcionamiento del equipo: 

“El instrumento irradia con rayos X una superficie bastante pequeña, aproximadamente un milímetro cuadrado, esto normalmente tiene una mínima penetración que excita electrónicamente a los elementos químicos que se encuentran presentes en la muestra. 

Al generar la excitación de los electrones, los mismos emiten radiación de rayos X en forma de fluorescencia”. 

Y agrega: “La energía de la radiación emitida es característica de los elementos presentes en la muestra”. 

Por lo tanto, al obtener estas señales es posible reconocer los elementos químicos que componen los materiales con los cuales fueron confeccionadas las pinturas.

Para Tascón, otro aspecto que hace a este equipo de particular interés es que es posible transportarlo al trabajo de campo. 

“Si bien con el equipo de laboratorio podemos obtener resultados similares, trasladarlo nos permite hacer los estudios in situ, lo cual aporta una gran ventaja porque podemos diagnosticar el trabajo directamente en el lugar y, de esta forma, realizar más estudios que de otra manera no serían posibles”, puntualiza el investigador.

De cara al futuro, y con más de 300 análisis obtenidos a través de esta tecnología no invasiva, los científicos y científicas que conforman el equipo de investigación prevén trabajar en publicaciones sobre el estudio de los compuestos utilizados y el proceso de producción del arte rupestre en la sierra de El Alto-Ancasti.

Además de Gheco y Tascon, participaron de este trabajo diferentes integrantes del Equipo Interdisciplinar El Alto-Ancasti, entre ellos Marcos Quesada (IRES y EdA), Fernando Marte (CEPyA, UNSAM), Eugenia Ahets Etcheberry (CEPyA y CONICET), Matias Landino (CEPyA y CONICET).

Por Yasmín Noel Daus

CONICET

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investigación de Olivieri es tapa de una revista especializada en química analítica

 

 Imagen escogida para la tapa de la revista Analytica Chimica Acta Vo 1192 Febrero 2022. Imagen: gentileza investigador.

Una investigación en la que colaboró Alejandro Olivieri, reciente ganador del Premio Houssay, fue escogida como tapa de una revista especializada en química analítica

Se trata de Analytica Chimica Acta. 

El artículo presenta el desarrollo de un modelo matemático que permite evaluar los parámetros de calidad de distintos métodos analíticos basados en redes neuronales, en particular las de tipo convolucional.

Una investigación de la que participó Alejandro Olivieri, investigador del CONICET en el Instituto de Química de Rosario (IQUIR, CONICET-UNR), junto con científicos de Irán y Rusia, fue escogida como tapa del número de febrero de la revista especializada Analytica Chimica Acta. 

El artículo presenta el desarrollo de un método matemático que permite estimar los parámetros de calidad de cualquier red neuronal -sin importar su arquitectura ni su funcionamiento interno ni el tipo de muestras a las que se aplique- usada en química analítica (QA) para calibrar líneas curvas. 

En particular, el trabajo se enfocó en las llamadas redes neuronales convolucionales, un nuevo tipo de herramienta quimiométrica que está ganando popularidad en el campo de la QA.

¿Qué es la química analítica?

La QA es la disciplina a que se ocupa de medir concentraciones de compuestos químicos de interés, denominadas analitos, en diversos tipos de muestras, se trate de muestras biológicas, farmacológicas, industriales, ambientales o de cualquier otra clase.

En este sentido, la QA está presente en numerosas ramas y actividades, como, por ejemplo, en la industria farmacéutica (para asegurar que los medicamentos tengan el principio activo en la cantidad que lo deben tener), el control de calidad de alimentos, el análisis bioquímico y el monitoreo de contaminantes en agua, aire y suelo.

La quimiometría y el camino hacia una química analítica sustentable

Tradicionalmente, a la preparación de muestras y a la realización de diversas mediciones instrumentales, en la QA se suma el uso de métodos cromatográficos, que normalmente requieren de la utilización de solventes y reactivos poco amigables con el medioambiente, además de insumir mucho tiempo e implicar costos significativos.

La quimiometría es una disciplina que, desde hace ya algunos años, apuesta a reemplazar (en el marco de la QA) los métodos cromatográficos, por el desarrollo de algoritmos computacionales, que, a partir del procesamiento de datos y la combinación de modelos matemáticos y estadísticos, permitan extraer la mayor cantidad de información posible de las mediciones tomadas con los instrumentos más modernos que se disponen.

“Hoy en día, un instrumento de medición es capaz de medir millones de datos que no se pueden analizar fácilmente. 

Nuestra idea es, con ayuda de estas herramientas quimiométricas, tratar de separar matemáticamente aquello que no se puede separar de manera física o química, y evitar, de esta forma, recurrir a métodos cromatográficos, que son muy confiables, pero que pueden tener consecuencias poco beneficiosas para el ambiente”, explica Alejandro Olivieri, quien recientemente recibió el Premio Houssay Trayectoria en la categorìa Química no biológica, Ciencias de la Tierra, del Agua y de la Atmósfera .

La calibración analítica y los modelos de redes neuronales

Uno de los aspectos fundamentales del desarrollo de un método analítico quimiométrico es lo que se conoce cono calibración analítica, que es el proceso mediante el cual se establecen reglas -a partir de medidas en sustancias patrones-, que vinculan las señales de los instrumentos de medición con la concentración de compuestos químicos de interés, que luego se pueden aplicar a nuevas muestras para predecir la concentración de analitos presentes en ellas.

Básicamente, las calibraciones se basan en establecer relaciones de proporcionalidad entre las señales de los instrumentos de medición y las concentraciones de determinados analitos en las muestras analizadas. 

La recta que grafica esta relación se denomina recta de calibración.

“Tradicionalmente, la calibración está basada en relaciones lineales entre señales y concentraciones de compuestos, y la ley que vincula estas variables es muy sencilla y se grafica con una línea recta. 

El problema es cuando estas relaciones no son lineales y se desconoce la ley que las vincula. 

Porque (a diferencia de lo que ocurre con las líneas rectas) son infinitas las curvas que pueden pasar por los puntos obtenidos de las mediciones en sustancias patrones”, explica Olivieri.

Para poder sortear este inconveniente, los químicos analíticos disponen de modelos computacionales flexibles y sofisticados, conocidos como redes neuronales, que tienen la capacidad de aprender la relación que vincula los diferentes puntos en una línea curva y, a partir de ello, hacer predicciones sobre la composición de nuevas muestras, aun cuando la expresión que liga las variables sea desconocida porque no se sepa cuál es el principio físico que gobierna ese vínculo.

¿Qué son los parámetros de calidad?

Existe una serie de parámetros de calidad para evaluar los métodos analíticos basados en calibraciones de línea recta, llamados también cifras de mérito, definidos como sensibilidad, selectividad, limite detección y límite de cuantificación. 

El método analítico con mejores parámetros de calidad será preferido frente a otros, por su capacidad de ofrecer mejores respuestas frente muestras desconocidas.

“Pero en los métodos analíticos que calibran líneas curvas a través de distintos modelos de redes neuronales, la definición de estos parámetros es todavía un tema de investigación. 

Esto hace que todavía no haya criterios claramente definidos para preferir un método analítico por sobre otro”, afirma Olivieri.

“Hasta ahora había parámetros de calidad para evaluar determinadas redes neuronales, lo que presentamos en este trabajo es un modelo más general, que permite estimar esos parámetros de calidad o cifras de mérito para cualquier tipo de rede neuronal”, concluye el investigador.

Por Miguel Faigón

Referencia bibliográfica

Shariat, K., Kirsanov, D., Olivieri, A. C., & Parastar, H. (2021). Sensitivity and Generalized Analytical Sensitivity Expressions for Quantitative Analysis Using Convolutional Neural Networks. Analytica Chimica Acta, 338697. https://doi.org/10.1016/j.aca.2021.338697

Sobre investigación:

Kourosh Shariat. Sharif University of Technology (Irán)

Dimitry Kirsanov. Saint-Petersburg State University (Rusia).

Alejandro C. Olivieri. Investigador superior. IQUIR

Hadi Parastar. Sharif University of Technology (Irán).

CONICET

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Caracterizan familia de proteinas que las bacterias patogenas usan para resistir antibioticos

 

Imagen de una de las proteínas “CsoR” presentes en Streptococcus pneumoniae y otras bacterias patógenas, responsable de regular la resistencia al “ataque” del sistema inmune y de los antibióticos al unirse al ADN a través de las regiones en azul. 

Logran caracterizar una familia de proteinas que las bacterias patogenas usan para resistir antibioticos 

El avance, realizado por científicos de Argentina y de Estados Unidos, sienta bases para desarrollar a futuro estrategias terapéuticas eficaces contra bacterias que causan neumonías, otitis agudas, infecciones en la piel y otras complicaciones.  

Las enfermedades infecciosas farmacorresistentes ya causan al menos 700 mil muertes al año en todo el mundo y el ritmo con el cual aparecen cepas resistentes a antibióticos predice que volverán a ser la principal causa de muerte a nivel mundial.

En este contexto, investigadores de Argentina y de Estados Unidos lograron describir la secuencia, la estructura y los movimientos que adopta una familia de proteínas que múltiples bacterias emplean para desarrollar resistencia al “ataque” del sistema inmune y de los antibióticos.

Las proteínas descritas en el estudio “podrían ser un blanco de terapias para afectar la virulencia de bacterias que causan altas tasas de morbilidad y mortalidad”, señaló la doctora en Química Daiana Capdevila, una de las directoras del estudio, jefa del Laboratorio de Fisicoquímica de Enfermedades Infecciosas de la Fundación Instituto Leloir (FIL) e investigadora del CONICET.

Los mecanismos descritos en la investigación se estudiaron en Streptococcus pneumoniae (causante de neumonías y otitis agudas), Staphylococcus aureus (que causa infecciones en la piel y cuadros muy graves cuando es resistente a múltiples antibióticos), Enterococcus faecalis (comensal en intestino y causante de infecciones de tracto urinario frecuentemente resistentes a antibióticos) y Streptococcus mitis (que habita en la boca humana pero puede causar infecciones de tracto urinario).

El estudio también fue liderado por el bioquímico David Giedroc, de la Universidad de Indiana, Estados Unidos, y se publicó en la revista “Nucleic Acids Research”.

“Sensores de peligro”  

Mediante herramientas bioinformáticas, estructurales y biofísicas, los investigadores describieron a nivel atómico las características principales de una familia de proteínas que usan las bacterias para defenderse de distintas fuentes de estrés en el hospedador humano y que se llaman CsoR.

“Las proteínas CsoR se descubrieron en 2007 y desde entonces son objeto de estudio por diferentes grupos a nivel mundial”, explicó Capdevila.

Por un lado, las bacterias emplean proteínas CsoR para detectar, con una especificidad extraordinaria, moléculas que si aumentan en el medio celular por efecto de los antibióticos y otras condiciones que enfrentan al infectar al humano, pueden sucumbir.

Algunas de esas moléculas “bactericidas” son iones o átomos metálicos, como el cobre, y especies reactivas de oxigeno formadas por oxígeno, radicales libres y otros elementos.

Una vez que las bacterias detectan esas moléculas “bactericidas”, despliegan estrategias de defensa para superar ese estrés y sobreponerse al afecto de los antibióticos, destacó Capdevila.

Además de detectar estas moléculas, las proteínas CsoR tienen la función de poner en marcha una estrategia de defensa para eliminarlas del medio celular.

Esos mecanismos de resistencia tienen que ver con la remediación o eliminación de las moléculas bactericidas, sobre todo especies reactivas de oxígeno, mediante el empleo de otras moléculas llamadas “especies reactivas de azufre” (RSS).

“Las bacterias patógenas usan las proteínas CsoR para detectar e inducir un nivel de concentración de RSS apropiado en el medio celular para reducir las especies reactivas de oxígeno y otros compuestos que ponen en riesgo su supervivencia.

Al mismo tiempo controla que los niveles de RSS no sean excesivos porque de lo contrario pueden volverse tóxicos”, indicó Capdevila.

Los investigadores  también pudieron postular, a partir de su análisis, que tanto los sensores o proteínas CsoR de cobre como los de RSS usaban dos átomos casi idénticos para unirse al compuesto toxico, pero con funciones distintas. 

El trabajo argentino y estadounidense permitió tener una mirada general de toda la familia de proteínas CsoR. 

“Dado que las RSS son una pieza clave de las bacterias en su estrategia de defensa, la idea es usar esas proteínas como blanco terapéutico. 

Estudios posteriores tendrán que confirmar esa hipótesis y trazar un camino de estudios que contribuyan a mejorar en el futuro el abordaje médico de múltiples infecciones”, destacó Capdevila, ganadora del Premio Nacional L’Oréal-UNESCO “Por las Mujeres en la Ciencia” en la categoría Beca en 2020.

Del estudio también participaron Mauro Bringas, becario doctoral del CONICET en el grupo de Capdevila; y Joseph Fakhoury, Yifan Zhang, Katherine Edmonds, Justin Luebke y Giovanni Gonzalez-Gutierre, de la Universidad de Indiana.

Agencia CyTA-Leloir

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Convocatoria con la UNLU

  

Abre convocatoria con la Universidad Nacional de Luján

Se trata de una convocatoria conjunta entre la Agencia I+D+i y la Universidad Nacional de Luján destinada a grupos de investigación formados y activos en la universidad en áreas temáticas de interés. 

Se financiará hasta $750.000 totales por proyecto.

Las bases están disponibles en el siguiente enlace

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Agencia I+D+i

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Litio Argentina y Bolivia profundizan su agenda común en investigación

 

 Argentina y Bolivia profundizan su agenda común en investigación del litio

Los ministros Filmus y Molina Ortiz, se reunieron en el marco del trabajo conjunto entre Argentina y Bolivia en materia de investigación del litio. 

Con el objetivo de continuar y profundizar la agenda común de intercambio y desarrollo científico-tecnológico en materia de investigación del litio, mantuvieron hoy por la tarde un encuentro en formato virtual, el Ministro de Ciencia, Daniel Filmus y su par del Ministerio de Hidrocarburos y Energía del Estado Plurinacional de Bolivia, Franklin Molina Ortiz.

“Promover la soberanía energética, dotar de valor agregado a nuestros recursos naturales y profundizar el trabajo conjunto, es parte sustancial de nuestra agenda con Bolivia, pero también son las instrucciones que el Presidente Alberto Fernández me dio al hacerme cargo de esta cartera”. 

“Trabajamos entonces en dirección a generar desarrollos tecnológicos propios y garantizar la transición energética”, afirmó Filmus.

El encuentro sirvió asimismo para continuar delineando el acuerdo marco entre Y-TEC (la empresa de tecnología de YPF) e YLB (Yacimientos de Litio Bolivianos Corporación) y en la conformación del Centro Andino para la Cooperación en litio.

Participaron también: el embajador argentino en Bolivia, Ariel Basteiro, el subsecretario de Coordinación Institucional, Pablo Núñez; el Presidente del Directorio de Y-TEC, Roberto Salvarezza; la asesora en temas internacionales, Lucila Rosso; el viceministro de Altas Tecnologías Energéticas (Bolivia), Álvaro Arnez y el Presidente Ejecutivo YLB), Carlos Humberto Ramos Mamani.

Argentina y Bolivia exportadores de insumos primarios como carbonato de litio sin refinar buscan pasar a ser industrializadores de la cadena de valor del litio.

MINCyT

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Nobel de Química Referentes en organocatálisis del CONICET comentan sus impresiones

 

Ilustración: Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach

Referentes en organocatálisis del CONICET comentan sus impresiones sobre el Premio Nobel de Química

Rolando Spanevello, Ariel Sarotti y Gabriela Gerosa explican la contribución que significa el tema premiado por la Academia Sueca.

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CONICET

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Planta de baterías de litio en Argentina

 

 Argentina tendrá una planta de fabricación de baterías de litio

El proyecto, que prevé la puesta en funcionamiento de una planta de celdas y baterías de ion litio, surgió a raíz de una iniciativa interministerial.

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MINCyT

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