viernes, 10 de mayo de 2013

La ciencia, la tecnología y la música...


El Himno en los genes

Muchos dicen llevar la música en la sangre, pero ¿qué pasaría si en realidad estuviera almacenada en nuestra estructura genética? En el marco del bicentenario del Himno Nacional, un equipo de estudiantes y docentes universitarios argentinos se propuso sintetizar los acordes de la canción patria en formato ADN dentro de una molécula.
El 11 de mayo de 1813, la Asamblea del Año XIII sancionó como Himno Nacional la canción patriótica con letra de Vicente López y Planes y música de Blas Parera. Esta fue presentada por primera vez en la casa de Mariquita Sánchez de Thompson, quien además entonó las primeras estrofas, tres días después.

El Himno en los genes

Doscientos años después Federico Prada, biólogo y director de la carrera de Bioinformática de la UADE, con el objetivo de integrar arte y ciencia convocó a un grupo de estudiantes de esa carrera para participar de un proyecto de investigación que tuviera como eje a nuestra canción patria. «El proyecto, además, fue una linda excusa para que los estudiantes se interesen por la investigación, y también para que sepan que pueden obtener resultados en un corto plazo».

El equipo, integrado por los alumnos Guido De Luca y Verónica Di Mateo, y la joven docente Julieta Nafissi, se reunió por primera vez en diciembre de 2012, y comenzó a trabajar en febrero de este año. Juntos pensaron que el bicentenario de nuestra canción patria sería una buena ocasión para demostrar los logros de su investigación y también les daría el tiempo suficiente para realizar el proceso completo de conversión.

El Himno estará en unas moléculas llamadas plásmidos, que son unas moléculas más pequeñas de ADN que están circularizadas.

¿Qué quiere decir que podamos tener una molécula que contenga los acordes del Himno Nacional? No nos preocupemos. Nadie podrá ser inyectado con esa bacteria ni nacerá conociendo sus acordes debido a una modificación genética. Prada explicó que esta secuencia de ADN, que representa el Himno, en la naturaleza no significa nada: «No se puede interpretar, no hace bien, no hace mal. No genera cambios en una persona, ni nada por el estilo».

Lo que sí va a pasar es que esta bacteria va a tener en su interior información que no es de ella, es decir, que va a ser un organismo transgénico que contiene una molécula de ADN recombinante: una parte natural y otra modificada por el hombre. Lo que se puede hacer es almacenar esta información y conservarla por largos períodos de tiempo, o estudiar cómo muta.

Científicos del Laboratorio Europeo de Biología Molecular lograron almacenar miles de horas de video (ver nota) en algo similar a un «puñado de polvo». «Hemos sido capaces de crear un código para almacenar una cantidad de información extraordinaria sin errores dentro de una estructura molecular que sabemos va a durar al menos diez mil años en excelentes condiciones», afirmó Nick Goldman, uno de los investigadores que colaboró en el proyecto.

El gen de la web

Guido De Luca se ocupó de programar el algoritmo que convierte música en secuencias de ADN en un sitio web, para que cualquier persona pueda convertir composiciones en formato MIDI, en código genético, y viceversa.

Si bien este algoritmo solo logra convertir MIDI en ADN, Prada afirmó que uno puede generar un algoritmo que interprete un formato JPG en ADN, o bien convertir cualquier lenguaje a binario, luego a ternario y de ahí a ADN, de manera que todo lo que pueda ser plausible de ser convertido en sistema binario puede ser interpretado en formato ADN.

El director de Bioinformática afirmó que agregando una letra a la secuencia original del Himno en ADN se pueden obtener cambios que modifiquen toda la melodía. Por ejemplo, escuchemos la primera versión, sin mutaciones, y la segunda, en la que se agregó una base en un lugar al azar (minuto 1:08).




También se pueden agregar e interpretar otras secuencias genéticas que no sean traducciones musicales
. Así sonaría el genoma del HIV:



Cómo lo hicieron

Lo primero que hicieron fue encontrar un algoritmo que permitiera convertir música en una secuencia compuesta por nueve bases de ADN. Estas secuencias que se forman de la combinación de cuatro nucleótidos, identificados con las letras A, C, G y T, que contienen información sobre la tonalidad, clave y duración de cada nota. Es decir que no solo lograron convertir la partitura del Himno Nacional Argentino en una extensa sucesión de letras, sino que su función les permite traducir cualquier otra composición a lenguaje genético.
Poster ADN-HNA
Una vez que obtuvieron las secuencias que representan el Himno completo en formato ADN, enviaron esa información a un laboratorio, para que les enviara las moléculas sintetizadas con la información en su código genético. No obstante, dado que el costo es muy elevado, solo se enviaron los primeros compases de la introducción instrumental.

«Las bacterias tienen dos formas de almacenar la información: el genoma y los plásmidos. Estos últimos son como material genético extragenómico, como si fuera un pendrive. De hecho, la bacteria es muy promiscua con ese pendrive y en el caso de que haya reproducción lo que se transmite es el ADN de ese plásmido. El Himno va a estar en un plásmido, y cuando lo metamos en un evento que se llama transformación, va a pasar a ser una bacteria que contiene el Himno Nacional», afirmó Prada.
Poster ADN-HNA infografía

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