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Modelo predice crecimiento de bacterias para producir solvente

 
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ciencia

06 de mayo de 2015

Bogotá D. C., May. 06 de 2015 – Agencia de Noticias UN- Un modelo matemático predice el crecimiento de la bacteria clostridium en glicerol, con la cual se puede producir el solvente Propanodiol, de gran utilidad industrial.

Dicho modelo, obtenido por Luis Miguel Serrano, estudiante del Doctorado en Biotecnología de la U.N., es denominado análisis de balance de flujo dinámico (DFBA) y permite predecir el crecimiento del microorganismo, bajo diferentes condiciones, además de la cantidad de solvente que puede producir.

El propanodiol es de gran aplicación industrial para producir politrimetilen tereftalato (PTT), un polímero biodegradable útil en el campo cosmético, farmacéutico y para la producción de plástico.

El estudiante Serrano explicó que uno de los problemas que se presenta con la obtención de biodiesel es el aumento de la producción de glicerina. Por esta razón, su investigación se enfoca en el aprovechamiento de esta sustancia para generar compuestos con valor agregado.

Uno de estos compuestos es el 123 propanodiol, que se obtiene a través de la fermentación de la glicerina con un microorganismo llamadoclostridium, bacteria anaerobia (no crece en presencia de oxígeno) que puede ser patógena o productora de solventes. 

El grupo de investigación de Bioprocesos y Bioprospección de la U.N. ha venido trabajando desde años atrás en el tema, encontrando cepas promisorias y resultados desde el punto de vista de fermentación. Sin embargo, el desarrollo del modelo se ha logrado desde el subgrupo de Microorganismos Solventogénicos.

“La novedad de mi investigación consiste en el desarrollo de un modelo que considera el comportamiento intracelular, es decir que analiza cómo entra el sustrato (glicerol) y qué reacciones involucra para que se produzca el propanodiol”, explico el estudiante de doctorado.

Las cepas analizadas fueron aisladas de cultivos tradicionales como el arroz y el tomate, las cuales se caracterizan por su alta producción de solventes.

A partir de la reconstrucción del genoma del clostridium se logró establecer la red metabólica de escala genómica. Esto significa que a través de la secuenciación del genoma, se detectó la mayor cantidad de reacciones involucradas en el metabolismo de la bacteria para su crecimiento.

El genoma es empleado por el investigador con herramientas matemáticas que permiten simular el crecimiento del microorganismo. De esta manera, se puede predecir cómo va a crecer la bacteria si se cortan ciertas reacciones, es decir, si se altera el genoma y se silencia el gen asociado a la reacción, lo que genera una encima específica.

Según el estudiante, realizar este trabajo en laboratorio es muy dispendioso, pues se tendría que hacer una mutante por cada gen y la red metabólica está compuesta por 900 reacciones.

Con la simulación se da la posibilidad de cortar las reacciones (mutaciones) por medio de computador. Ello simplifica el trabajo de laboratorio, lo que permite predecir rápidamente las reacciones y evitar el ensayo y el error.

Mediante las predicciones se puede determinar el comportamiento del microorganismo bajo otros escenarios, como la eliminación de reacciones para mejorar la producción, o el comportamiento de la bacteria o cepa mutante al cultivarla en varias conexiones de glicerina, sustancia que ellas consumen.

CON ROBOTS PEDAGÓGICOS, NIÑOS APRENDEN A DESARROLLAR CIENCIA PROPIA

 
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robotpedagogico09 de julio de 2014

Hacer ciencia propia es más emocionante que utilizar una tecnología de última generación, pues la aventura de aprender, inventar e innovar supera a la sorpresa de algo novedoso implementado por alguien más.

Si lo programaste para que obedezca tus órdenes, no importa que el carrito de control remoto sea más modesto que el del aparador de la juguetería. Si conoces los cables y microcircuitos con los que un brazo robótico puede subir, bajar y agarrar un objeto, significa que entendiste cómo funciona y lo puedes mejorar.

Con este principio, Enrique Ruiz-Velasco Sánchez, el único investigador matemático adscrito al Instituto de Investigaciones sobre la Universidad y la Educación (IISUE) de la UNAM, ha desarrollado un método para enseñar a los niños a crear sus propios robots y, en el camino, asimilan el método científico y conceptos de matemáticas, mecánica, electricidad, electrónica y programación, entre otros.

“También aprenden a buscar datos interesantes en Internet, a sintetizar ese discernimiento en un manual, a programar y propiciar un entorno colaborativo, pues trabajamos en equipos para enriquecer las ideas y compartir conocimientos”, explicó en entrevista.
El matemático aclaró que su método no es exclusivo para quienes serán ingenieros o químicos, de igual manera ayuda a quien elegirá la lingüística o la poesía, pues pone a los infantes en la ruta de la creatividad y el descubrimiento de las propias capacidades, brinda autoconfianza e interés por el aprendizaje, más allá de una sola temática.

Fiel a su método, el maestro en ciencias de la computación y doctor en robótica sintetizó su tesis doctoral en un pequeño elevador, donde los niños aprenden no sólo a ordenar a una canastilla el momento para subir, bajar, avanzar o detenerse, sino cuáles son los números enteros y por qué hay una serie de ellos por debajo del cero.

“Desde la licenciatura me ha importado la enseñanza de las matemáticas, dar un salto para allanar el camino de la didáctica en esa disciplina y volver a los entes matemáticos en físicos. Se piensa que aquella disciplina es sólo para los muy inteligentes, pero no es cierto, cualquiera puede aprenderla y utilizarla en la vida cotidiana”, destacó.

Pensar, hacer, compartir

Con su método, el universitario muestra a los infantes cómo crear sus propios modelos, que no tienen que ser humanoides, sino equipos sencillos que pueden avanzar a lo complejo, según la creatividad e interés de cada quien.

“No importa si el robot es una casa de fantasmas o una cucaracha electrónica, lo principal es desarrollarlo, pensar qué quiero que haga y hacer todo para lograrlo. En el camino se comparte la experiencia, pues laboramos en equipos”, reiteró mientras mostraba una rueda de la fortuna que giraba a la izquierda o derecha, controlada de forma remota desde los tonos de un modesto teléfono celular.

Al crear artefactos ideados por ellos, asimilan con la robótica pedagógica para qué les sirve sumar y restar; a la par, se relacionan con conceptos de álgebra, geometría, electricidad y mecánica, entre otros. “Tenemos la obligación de impulsar la enseñanza de las ciencias en un contexto más amigable, rico, interesante, lúdico y transformador”, sostuvo.

Reciclable y sustentable

La robótica pedagógica también es ecológica, pues emplea materiales de reciclaje y propicia la sustentabilidad desde el quehacer colectivo.

Lo que hacemos es para crear comunidades ecológicas de aprendizaje, en el sentido de utilizar materiales de recuperación y reciclables, pero también grupos donde aprendamos de los demás, con los demás, y nos formemos entre pares -entre todos sabemos todo-; aquí el profesor es importante porque es un guía para el descubrimiento y los estudiantes trabajan de forma independiente, comprometida y rica, explicó.

“Lo interesante es cómo los conceptos abstractos se concretizan en un engrane, en la medición de un brazo, en un grado de libertad de una polea, así usamos la matemática asociada a la física, y esta última a la posibilidad de hacer y construir cosas desde lo cognitivo. En este caso armamos, pero con el mismo método podemos hacer ensayos o poemas”.

El pretexto es el robot, pero lo fundamental es la ruta para lograrlo, es un recorrido cognoscitivo. “Es como hacer trenes o rutas de conocimiento, con paradas. Si necesitamos añadir algo eléctrico, nos detenemos ahí para entender qué es una fuente de energía y construir un motor para instalarlo más tarde. Luego seguimos a otra parada, por ejemplo de electrónica, para controlar el artefacto”, apuntó.

El lenguaje de la programación

Una parte fundamental es aprender a programar desde una computadora o un teléfono celular con tonos. “Traducimos éstos en instrucciones para que la máquina haga lo que queramos: avanzar, detenerse, ir a la izquierda o a la derecha”.

Se programa en un lenguaje natural –a partir del materno– que puede iniciar con tres tonos o instrucciones y hacer una secuencia que avanza hasta donde se quiere.

“Un niño entiende y programa. Se puede aprender y crear una interfaz electrónica. Yo no quiero que compren cosas y tecnologías, sino que las hagan, que abran su mente y se motiven para usar su imaginación”, enfatizó el investigador, quien durante 30 años ha desarrollado y aplicado este método en sesiones apoyadas por la Academia Mexicana de Ciencias.

Actualmente, su método de robots pedagógicos está en trámite de patente con autoría para la UNAM.

Créditos: UNAM-DGCS-394-2014

CONTRIBUYE EDUCACIÓN SUPERIOR A QUE LA CIENCIA SEA PARTE DE LA AGENDA NACIONAL: JOSÉ NARRO

 
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contribuyeeducacionLa educación superior y la investigación que realizan las universidades contribuyen a que los grandes temas de la ciencia y la cultura se incluyan en la agenda nacional, planteó el rector de la UNAM, José Narro Robles.

La educación, la ciencia, la tecnología, la innovación y la cultura son instrumentos para que los pueblos progresen y se alcancen mayores niveles de equidad social, y los recursos humanos, el conocimiento y la experiencia de las universidades tienen la posibilidad de aportar al desarrollo y progreso del país, precisó.

Al participar en el panel de rectores “Importancia de la investigación científica en las universidades a favor de la sociedad”, en el marco de la 11ª Edición Latinoamericana del Taller Jack F. Ealy de Periodismo Científico, que se llevó a cabo en San Diego, California, añadió que el número de investigadores por cada millón de habitantes en México es muy distante de lo que un país como el nuestro requiere y debe hacer.

Además, anualmente la Unión Americana gradúa a 51 mil doctores, Brasil a 13 mil, Corea a 12 mil, España a nueve mil y México sólo a tres mil.

El rector recordó que la nuestra es una gran nación; su historia y cultura así lo demuestran. Es un país con enormes posibilidades y en la actualidad está ubicado entre los primeros 15 del planeta en demografía, geografía, economía, biodiversidad o energía, entre otras.

Sin embargo, en el mundo estamos en una posición de media tabla en educación superior, investigación, ciencia y desarrollo tecnológico: 55 de 148 en el Índice de Competitividad Global y 119 en calidad del sistema educativo, entre otros.

Asimismo, indicó que algunos de los problemas para avanzar en esas áreas han sido el número limitado de investigadores, la baja graduación de doctores, la concentración de la investigación, la escasa participación del sector privado, las limitaciones presupuestales y la falta de una política pública, que en los últimos años ha comenzado a cambiar.

Hoy, las universidades cobran mayor relevancia por la centralidad que ha adquirido el conocimiento en el desarrollo. En nuestros días se requiere pensamiento moderno y estas instituciones pueden generarlo, expuso.

De manera simultánea, se deben resolver los problemas difíciles y añejos que aquejan a nuestras sociedades, y las universidades pueden contribuir a lograrlo. Para ello se deben fomentar la creatividad y la innovación, que existen en las casas de estudio.

El gobierno de México ha adquirido el compromiso de alcanzar, por lo menos, el uno por ciento del PIB destinado al desarrollo científico y tecnológico. Ha dado pasos en la dirección correcta; si se mantiene, avanzará más rápido y tendrá mejores condiciones, finalizó.

En el panel también participaron Vicente Gotor Santamaría, rector de la Universidad de Oviedo, y Carlos Fernández Collado, presidente de Asociación Iberoamericana de la Comunicación, España.

Créditos: UNAM-DGCS-336-2014

LA CIENCIA, EN CONSTANTE MOVIMIENTO

 
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cienciaenmovimientoEn la ciencia siempre hay novedades, aunque se parte de lo conocido para planificar nuevos estudios, de manera que siempre hay una línea de investigación que se basa en hallazgos anteriores y se busca una nueva perspectiva.

Lo que se analizará en el futuro será, como siempre, la continuación de lo que ya se conoce y que ha generado nuevas preguntas. “Aún hoy intentamos probar lo que sospechamos es verdad, pero hay que probarlo”, comentó Gerardo Hebert Vázquez Nin, académico de la Facultad de Ciencias (FC) de la UNAM.

El universitario, que por su sólida trayectoria académica y significativa labor científica –tareas que influyeron en el desarrollo de la biología celular en la FC– fue designado profesor emérito de esa entidad, recordó que ahí impartió el primer curso de microscopía electrónica, que impulsó la fundación del laboratorio del mismo nombre, en el Departamento de Biología.

“Nuestras investigaciones se basan en la biología molecular, morfología y fisiología de las células”. Este tipo de estudios permiten planear un trabajo y concretarnos en objetivos precisos para lograr tesis de licenciatura y posgrado, así como presentación de resultados en congresos y publicaciones en revistas especializadas de repercusión internacional, que nos colocan dentro de los especialistas en los temas de núcleo, meiosis y muerte celular, dijo.

“Fundamos la especialidad en Microscopía Electrónica y sus frutos son significativos porque todos los egresados se han incorporado al campo laboral en diferentes instituciones educativas, de salud e investigación”, acotó.

En cuanto al emeritazgo, refirió que significa el reconocimiento a una trayectoria, tanto en docencia como en investigación, de más de 53 años, iniciada en Uruguay, seguida de una estadía en el Instituto de Cáncer de París, “para establecerme posteriormente de manera definitiva en México”.

Trayectoria

Vázquez Nin ha realizado una labor docente y científica rigurosa y de alta calidad, que en conjunto representan una actividad académica sobresaliente dentro de la UNAM.

Nació en Montevideo, Uruguay (1939), y se nacionalizó mexicano en 1976. Estudió las carreras de Medicina y Biología en la Universidad de la República Oriental del Uruguay, en donde obtuvo el título de biólogo en 1969.

Realizó una estancia de investigación en Villejuif, Francia –mediante una beca del gobierno francés, 1969-1971–, donde tuvo influencia directa de W. Bernhard en el campo de la ultraestructura del núcleo celular.

Al término de ésta se trasladó a México; aquí llevó a cabo labores de investigación en el Instituto Nacional de Cardiología (1971 a 1974), a la vez que completaba su formación con estudios de posgrado; obtuvo los grados de maestro en Ciencias (biología, en 1973) y de doctor en la misma especialidad (1974) en la FC.

Fue de los primeros profesores en esa entidad universitaria que, además de poseer sólidas bases teóricas, enseñaba los conocimientos producidos en sus propias investigaciones.

En 1974 fundó y se desempeñó como responsable del Laboratorio de Microscopía Electrónica de la Facultad de Medicina de la UNAM, a la vez que continuaba con la impartición de clases de posgrado en la FC, a la que finalmente se incorporó como profesor de tiempo completo; así, encontró en esta casa de estudios el lugar ideal para continuar su trabajo.

Créditos:UNAM-DGCS-291-2014

Ciencia debe aportar al acceso y distribución equitativa de alimentos

 
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cienciayalimnetosPalmira, may. 05 de 2014 – Agencia de Noticias UN- ¿Podrá el mundo producir toda la comida que necesitará la excesiva población que se predice tendrá el 2050? Un experto agrónomo de la U.N. en Palmira plantea retos y desafíos de la ciencia y la tecnología para cumplir esta misión.

Garantizar la seguridad alimentaria, entendida como la producción, disponibilidad y acceso de manera sostenida a los alimentos en cantidad y calidad para la población humana, de los más de siete mil millones de habitantes del mundo es un asunto de discusión permanente en las comunidades nacionales e internacionales.

Según cálculos del Instituto Francés de Estudios Demográficos (INED) predicen que para el 2050, el planeta Tierra tendrá un total de 10.000 millones de habitantes. Además, que un cuarto de la población mundial estará en África (2.435 millones), es decir, más del doble de los 1.100 millones que habitan actualmente en ese continente.

Estas cifras, según el profesor Franco Alirio Vallejo, doctor de la Universidad de São Paulo y profesor de la Universidad Nacional de Colombia en Palmira, plantean tres desafíos fundamentales.

“El primero tiene que ver con cómo producir suficientes alimentos en forma económica y ambientalmente sostenible para una población creciente; el segundo es cómo distribuir el alimento en forma equitativa; y el tercero qué hacer para que toda la población tenga acceso sostenido a los alimentos”, asegura el doctor en Genética y mejoramiento de plantas.

Estos desafíos implican que para eliminar el hambre de una población mundial que crece cada vez más, se deba utilizar por parte de la comunidad internacional y de los Estados, diferentes estrategias científicas, tecnológicas, políticas, económicas y sociales, en donde la investigación científica ha jugado y jugará un papel vital.

“El hambre, que aún brota ‘endémicamente’ en algunas regiones del globo, no se deriva tanto de la falta de alimentos sino de fallas en los sistemas de distribución y de situaciones sociales, políticas y económicas de inequidad, que determinan la pobreza y el bajo poder adquisitivo de la gente, lo cual impide el acceso a los alimentos”, describe el docente.

En el mundo, dice en su reciente publicación, no hay seguridad alimentaria si se consideran la distribución y el acceso equitativo a los alimentos, ya que en 2010 según la FAO habían 925 millones de personas malnutridas en el mundo, a pesar de que se produce suficiente comida para alimentar incluso el doble de los habitantes del planeta Tierra.

“En 2006, 39 países del mundo sufrieron graves emergencias alimenticias y necesitaron ayuda externa para afrontar una inseguridad crítica: entre ellos 25 países de África, 11 de Asia y Cercano Oriente, dos de América Latina y uno de Europa. Por lo visto es un problema de los países subdesarrollados”, asegura Vallejo.

Un ejemplo de esa inequitatividad en la seguridad alimentaria es que las tres especies vegetales que suministran el 66% de las calorías y proteínas de la población mundial, se cultivan en su gran mayoría en los países desarrollados y son las multinacionales las que controlan el 90% del mercado mundial.

Países desaprovechados

El fitomejorador señala que los países subdesarrollados dependen cada vez más de las importaciones masivas de cereales y otros productos agrícolas, lo cual aumenta su inseguridad alimentaria.

“Parece increíble que países como Colombia, por ejemplo, que tienen todas las condiciones favorables para abastecerse y exportar excedentes agrícolas en grandes cantidades, compren la mayoría de sus alimentos en otras naciones”, enfatiza.

Finalmente, el docente expresa que la comida de la humanidad se sustenta en solo 20 especies vegetales de las 250 mil especies reportadas. Por ello, señala algunos factores de la inseguridad alimentaria de los países del tercer mundo.

“El primero es que no producen sus alimentos básicos (casi toda la comida es importada); en segundo lugar hay acceso inequitativo a los alimentos (no tienen dinero para comprarlos); y en tercer lugar está el manejo del germoplasma, ya que la materia prima para producir los cultivares adaptados a las condiciones y necesidades de los países pobres está bajo control de los países del norte, multinacionales o institutos de investigación internacional, entre otros”, dice Vallejo.

El docente señala que el reto de producir comida en forma económica y ambientalmente sostenible para satisfacer las necesidades crecientes de la población, debe ser afrontado con todas las herramientas científicas disponibles sin excluir ninguna.

“Afortunadamente, la investigación agrícola, los avances en producción y los esfuerzos de los agricultores de todo el mundo han logrado mantener la producción de alimentos por delante del incremento de la población mundial. Un ejemplo claro son los resultados de la revolución verde en cereales que logró triplicar los rendimientos por unidad de área”, sostiene.

Sin embargo, no habrá solución definitiva para la seguridad alimentaria mundial hasta que se adopten medidas que permitan un balance racional entre producción, acceso a los alimentos y crecimiento poblacional.

“Los expertos predicen que la producción agrícola deberá aumentar en 70% para 2050 con el fin de alimentar a la mencionada población, igualmente diversificar los cultivos, incrementar los rendimientos en las actuales tierras agrícolas y aprovechar nuevas tecnologías para alimentar el mundo del futuro”, concluye.

Créditos: UNAL-722-2014