Héctor Socas anuncia los temas a tratar en el episodio actual de 'Coffee Break: Señal y Ruido', incluyendo una discrepancia significativa entre teoría y observación en cálculos relacionados con el helio.
Habla: Héctor SocasPalabras #3premios princesa de asturiasbacterias del agua pesadadescuadre niveles helioatención de hubble…se los ha llevado gente muy lista y muy sesuda. Pero bueno, ustedes no me suden, no se agobien, que por suerte también existe el café helado. Pasen y sean bienvenidos a Coffee Break, Señal y Ruido, su tertulia de cada semana sobre la actualidad de la ciencia. Pues lo dicho, entre los temas para esta semana tendremos los premios Princesa de Asturias, las bacterias del agua pesada y un enorme descuadre entre teoría y observación en el cálculo de los niveles del helio. Nada menos que 9 sigmas, ¡que ríete tú de la atención de Hubble! De la no binariedad de los aloniones o aniones o lo que sea, no digo nada; que ese cartucho ya lo quemé la semana pasada. En cualquier caso, lo importante sobre Todo es que sepan que nuestra página web es señalirruido.com todo junto con ñ señalirruido.com y que ahí está toda la información sobre este programa, todos los episodios anteriores, los 515 episodios y este también estará en cuanto se publique. También toda…
Juan Carlos Gil está explicando un tema científico relacionado con bacterias en agua pesada, corrigiendo una información previa sobre bacterias Conan y radiación.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #7 · Palabras #2bacterias conan y radiaciónagua pesada y bacteriasdecaimiento del deuterio radiactividad…no son papers, curiosamente, que no pasa nada, también hay mucha ciencia que no son papers. Pero en este caso empezamos con uno, además de unos investigadores españoles. Comentaba yo lo de las bacterias en el balneario radiactivo, Juan Carlos ¿Cómo es esto? ¿30 años? ¿Unas bacterias de ahí a su bola? Aquí no hay radiación, esas eran las de la bacteria Conan que conté en otro momento. Aquí es en agua pesada. ¿Y el problema no es por la radiactividad del decaimiento del deuterio? No, para nada. Ah, vale, vale. Igual debería haberlo leído. Pero no pasa nada, para eso estoy yo, yo me lo leo y luego lo cuento. Bien, me contaban en el instituto cuando estudia química de Aquel entonces que la química está gobernada exclusivamente por los electrones, que no se entera para nada del núcleo, así que supuestamente los isótopos no tienen, se comportan igual en términos químicos. Luego, en la carrera me contaron que eso no era del…
Juan Carlos Gil continúa hablando sobre los efectos del uso de agua pesada en experimentos con bacterias.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1agua pesada y legamiento de proteínasinhibición de la transcripcion del adn por agua pesadaactividad enzimatica afectada por agua pesadaestudios previos sobre agua pesadaagua pesada y bacteriasfenotipo en experimentos con rihannacrecimiento molecular en bacteriasalteración morfología pared celular…de deuterio, bueno es 7,44, que logaríticamente es mucho más. Con lo cual el agua pesada también es peor conductora de iones, con lo cual si queréis las reacciones ácido-base son más lentas; o sea, con todo esto pues parece lógico que podría tener. Una influencia en la bioquímica, aunque bueno, yo nunca llegué a reflexionar sobre eso; la bioquímica porque obviamente el medio acuoso es el medio bioquímico por excelencia. Así que ya os digo, no había reflexionado sobre eso, así que cuando vi este artículo, pues leí cosas, me tuve que formar y vi como que hay estudios previos que determinan que basta sustituir un 20 o un 30% de las moléculas de agua por agua pesada para que procesos químicos fundamentales, legamiento de proteínas, actividad enzimática, incluso transcripción del ADN, empiecen a inhibirse o incluso colapsen. Hay numerosos experimentos que se han hecho con agua pesada en bacterias que dan lugar a respuestas fenotípicas. Lo hablamos antes: que no te tienes que fiar mucho del fenotipo, ¿no? Con los hijos de aquí Rihanna, ¿no? Bueno, retraso en el crecimiento molecular de las bacterias, alteración de la morfología, por ejemplo, en el espesor de la pared celular o incluso el propio tamaño de la bacteria al meterla en agua pesada. Por tanto, el consenso es, o debía decir, era, que la adaptación y mantenimiento y la evolución genética de metabolismo complicados en agua deuterada, pues simplemente se pensaba que no era posible. Recordemos que en la Tierra el protio, este hidrógeno…
Juan Carlos Gil introduce un artículo sobre comunidades bacterianas adaptadas al agua pesada publicado en la revista Microbial Genomics.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #9comunidades bacterianas adaptadas agua pesadarevista microbial genomics acceso abiertoíndice impacto revista microbial genomics 4nature microbiology referencia microbiología…simplemente se pensaba que no era posible. Recordemos que en la Tierra el protio, este hidrógeno ligero, representa un 99,98% del hidrógeno total, prácticamente no hay deuterio en la Tierra, en la naturaleza. Bueno, pues es en este contexto en el que aparece. Este artículo del que os quiero hablar: Análisis metagenómico de comunidades bacterianas adaptadas al agua pesada. Publicado en Microbial Genomics, una revista de acceso abierto y segundo cuartil, tiene un índice de impacto de 4. La referencia en microbiología es Nature Microbiology, que tiene más de 20; bueno, pues no es de primer nivel el artículo lo firma como primer Autor Juan Riván Santi Esteban del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC, como decía Héctor, el último autor es el Príncipe de los Extremófilos, Ricardo Amils; vamos, el proceso, el Príncipe de los Extremófilos en España y yo diría en todo el mundo del…
Juan Carlos Gil describe cómo garrafas de agua pesada donadas por el CERN a la Universidad Autónoma de Madrid en 1989 fueron almacenadas durante más de 30 años antes de ser examinadas.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #11agua pesada cern universidad autónomamicroscopía de fluorescencia en agua pesadatinción ribosomal de segmentos 16sarqueas en garrafas abandonadas…por el CERN al Departamento de Física de Materiales de entonces de la Facultad de Ciencias de la Universidad Autónoma de Madrid en 1989, 1989. No he encontrado; no existe referencia de qué demonios, para qué demonios se donó y qué hacía ahí, ¿no? Esperando. Bueno, pues estas garrafas de agua pesada purísima han estado selladas a oscuras, sin nutrientes, olvidadas y abandonadas ahí en un sótano durante más de 30 años, hasta que hace un par de años a alguien se le ocurrió mirar dentro. Supongo que sin mucha esperanza, ¿no? Bueno, pues se le ocurrió a ver si había algún bichito. Utilizaron microscopía de fluorescencia, utilizaron tinción específica para el ARN ribosomal de los segmentos 16S de bacterias y otra tinción específica para arqueas. El protocolo de esto se llama Hibridación Fluorescente In-Situ, FISH, como pescado en inglés. Bueno, el caso es que estas extinciones detectan ribosomas activos, es decir, actividad metabólica, vamos, bichitos vivos y coleando. Y vaya si detectaron montones y…
Juan Carlos Gil continúa describiendo las características de las bacterias adaptadas al agua pesada, comparándolas con extremófilas y haciendo referencia a la bacteria Conan, conocida por su resistencia a altas dosis de radiación.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #4 · Palabras #10bacterias adaptadas al agua pesadaexperimento comunidades bacterianas juan carlos gil35 por ciento bacterias vivasoasis microbiano en la oscuridadextremófilas prosperando en condiciones letalesbacteria conan resiste radiación…saber si está vivo o no, si es mitocondrial o no. Por lo tanto, determinas todas las células que hay ahí, tanto vivas como muertas, ¿vale? Lo que permitió, comparando con las tensiones anteriores, ver qué porcentaje de bichitos estaban vivos en este momento. Bueno, pues entre un 35 y un 55 de los bichitos estaban vivitos y coleando. Todos estos números que os cuento están en el panel A de la figura 1. O sea, quiero decirlo despacio y captando vuestra atención: descubrieron una suerte de oasis microbiano que ha florecido en la oscuridad sin ningún nutriente, aislado durante 30 años en un medio tóxico, o se creía que era tóxico, vamos, vamos; el agua pesada pura. No se sabe cómo, bueno, de Alguna forma estas bacterias se han convertido, no lo eran al principio, pero se han convertido con el paso del tiempo en extremófilas, microorganismos que no solo sobreviven, sino que son capaces de prosperar en condiciones que serían letales para la mayoría de cualquier otro ser vivo. Comentaba antes con Héctor que hace unos episodios hablaba de la famosa bacteria Conan que es capaz de resistir dosis de radiación miles de veces superiores a las que acabaría con cualquiera de nosotros. Bueno, pues para caracterizar las comunidades bacterianas, lo mencionó Alberto al principio, hicieron análisis metagenómico. Es una técnica de biología molecular que consiste en la extracción y secuenciación alobestia masiva y un análisis posterior bioinformático…
Juan Carlos Gil describe los resultados del análisis metagenómico realizado sobre las comunidades bacterianas adaptadas al agua pesada, indicando que las firmas genéticas más abundantes corresponden a dos filos: Pseudomonadota y Bacteroidota.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #8 · Palabras #8análisis metagenómico agua pesadapseudomonadota y bacteriodota en garrafasalomonas elongata altísima salinidadbacillus ferrooxidans requiere salinidad…vez identificar los microorganismos presentes sin necesidad de lo que se hace habitualmente que es aislarlos y cultivarlos de forma individual y también permite dar pistas de sus genes y de sus rutas metabólicas. Esto aparece en el panel B de la figura 1. para, por separado, con colorines para los tres contenedores. Bueno, pues ahí se aprecia como las firmas genéticas más abundantes de los bichitos son de dos filos, pseudomonadota y bacteriodota, filos que contienen, son familias que contienen bacterias que se conocen, son muy versátiles y resistentes, pues capaces de adaptarse a condiciones difíciles y que fuera de estas garrafas de agua pesada, pues se sabe que incluyen algunos extremófilos, algunos extremófilos de verdad conocidos como Como Alomonas enlongata, que es una bacteria alófila, que requiere, no solo vive, sino que requiere altísima salinidad para medrar Uacidicio bacillus ferrooxidans, que el nombre específico de especie ya Da pistas, ¿no? Ferrooxidan es una de las especies más características de Río Tinto. Un entorno ácido extremo, pH 2, y rico en metales pesados, que yo creo que si filtras el agua de allí te sale una pieza de cobre y hierro, una barbaridad. Bueno, una cosa muy…
Juan Carlos Gil explica la razón por la cual las bacterias adaptadas al agua pesada durante 30 años han reducido el tamaño de sus genomas, relacionándolo con la interacción de los aminoácidos polares y los enlaces de hidrógeno del agua pesada.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #4genes más cortos en bacterias agua pesadaanálisis metagenómico comunidades bacterianas gil781 pares de bases promedio ponderado924 bases promedio bacterias normalesgenomas más pequeños mesorrhizobiummesorrhizobium japonicum y basesaminoácidos polares en proteínas bichitoaminoácidos polares en agua pesadaenlaces de hidrógeno del agua pesadaproteínoma optimizado y coste metabólico…la disciplina de la visualización científica, que en mi opinión, bueno, pues es también una ciencia, digamos, ¿no? Por sí misma. Aquí podrían haber utilizado tonos de colores para proximidad filogenética o algo así. Bueno, en fin, es un comentario sin más. ¿Qué dice el análisis detallado ya de cada uno de los genes? Bueno, pues, ojo al dato. Estas bacterias, que han estado las pobres peleando contra las inclemencias durante 30 años, tienen genes más cortos. Tenemos 781 pares de bases, un promedio ponderado por la abundancia de las especies, frente a las 924 bases que suele tener el promedio de las bacterias, digamos, normales. 781 a 7924. Tienen también genomas totales más pequeños. Por ejemplo, encuentran una especie del género Mesorrhizobium en las garrafas que tiene 6 millones de bases. Mientras que su pariente paradigmático de aguas ligeras, si queréis, el Mesorrhizobium japonicum, suele tener unos 9 millones. De alguna forma, en 30 años este bichito ha cortado su genoma en un tercio. Más cosas: Proteinoma, han evolucionado estos bichitos para hacer un uso reducido de aminoácidos polares en sus proteínas. ¿Por qué? Porque estos aminoácidos polares, como podéis imaginar, son hidrofílicos y en el agua pesada estos interaccionan demasiado con los enlaces de hidrógeno del agua pesada lo que ralentiza y disminuye su función, así que tienden a evitarlos y también han desarrollado su proteínoma optimizando el coste metabólico de sintetizarlo. ¿Cómo? Utilizando diferencialmente aminoácidos baratos de sintetizar en términos energéticos. La síntesis, tengo aquí una tablita del triptofano, requiere 74 ATPs de forma equivalente; no es que entren 74 ATPs ahí detrás de uno, ¿vale? Hay también NADPs y…
Juan Carlos Gil describe un hallazgo adicional del estudio sobre bacterias adaptadas al agua pesada: cambios generalizados en genes relacionados con el ADN, específicamente de recombinación y reparación.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #16 · Palabras #14genes relacionados con el adnrecombinación y reparación del genomaadaptación genética de bacterias agua pesadamutaciones en bacterias adaptadas…ATPs y la alanina 12. Dado además que estos, glicina y alanina, son no polares, con lo cual tienen la ventaja que acabo de comentar y son tan baratos de sintetizar, pues la evolución a oscuras de estos 30 años ha favorecido que se usen estos diferencialmente. Otro hallazgo más del estudio de estos bichitos tan simpáticos es que hay unos cambios muy generalizados en genes asociados al ADN, en particular de recombinación y de reparación. Estas pobrecitas bacterias, sin comidita, sin escapatoria, sin luz, pues han desarrollado, parece, una estrategia de adaptación durante este tiempo basada en probar combinaciones genéticas a lo bestia, en mutar, en reorganizar y reparar su genoma a ver si con eso consiguen salir hacia adelante y lo han conseguido Un ejemplo que destaca bastante el artículo son los niveles de transposomas, dos o tres veces superior a lo habitual. Los transposomas son unas enzimas que mueven fragmentos de ADN, fragmentos que se llaman…
Juan Carlos Gil responde a una pregunta sobre el sustento de las comunidades bacterianas adaptadas al agua pesada, aclarando que no se trata de agua común sino de agua pesada.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #2 · Palabras #16comunidades bacterianas agua pesadaagua pesada condiciones durascarbono y elementos para bacteriasbacterias adaptadas al agua pesadareciclaje de cuerpos fallecidascultura fremen en duneagua pesada como máximo honor…barajar los genes, a ver quién le toca el bueno y poder medrar en estas condiciones tan duras. Juan Carlos, una pregunta que como me he desconectado por culpa de un problema técnico he llegado y ya habías empezado. A lo mejor ya lo has dicho, ¿se sabe de qué? ¿Viven estas comunidades dentro de esos contenedores con agua? Porque básicamente tiene agua y el agua pues no sé. No, agua pesada tiene. Claro, exacto. Por eso digo, pero que vamos, que no tiene agua pesada y trocitos de pan, entonces, ¿de qué viven? Pues está claro: las condiciones son extraordinariamente duras, pero tú lo dices, de algún sitio tienes que sacar carbono y otros elementos para formar tus cuerpos y tus membranas y tus ribosomas, ¿no? Bueno, obviamente, obviamente reciclan los cuerpos de las compañeras fallecidas, ¿vale? ¿Qué se le va a hacer? Pero claro, al principio había muy poquitas, eso no justifica cómo al principio consiguiera medrar. Bueno, pues sí, los autores... ¿Solo los cuerpos o el agua también pertenece a la tribu? El agua, en este caso, pesada. En Dune, me acuerdo cuando no recuerdo los nombres, escupió en la mesa de negociación; era máximo honor, te doy mi agua y los otros se quedan, que choque cultural. Choque cultural, lost in translation. Un tío majo, Stilgar. Bueno, pues fíjate, carbono es fundamental. Todas las moléculas orgánicas tienen carbono; razonan los autores que es probable que utilicen el carbono proveniente de la degradación del propio plástico de las garrafas. Ahí va, vale. Y esto es una hipótesis,…
Juan Carlos Gil reflexiona sobre la sorprendente capacidad de adaptación de las bacterias que han evolucionado en agua pesada, destacando cómo incluso podrían estar utilizando contaminantes como polímeros nitrogenados o azufre del plástico para sobrevivir.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #3 · Palabras #18bacterias adaptadas al agua pesadaoligoelementos imprescindibles nitrógeno azufredegradación del plástico como carbonohipótesis futuro bacterias paredesagua pesada y bacterias adaptadasnitrógeno y azufre como impurezasexperimentos con bacterias a 30 añosautorres sobre agua ultra purabacterias en agua pesadapolímeros nitrogenados como alimentoazufre del polietileno para sobreviviradaptación bacteriana sorprendente…propio plástico de las garrafas. Ahí va, vale. Y esto es una hipótesis, pero bueno, se sustenta en el hecho de que detectan genes asociados típicamente a la degradación del polietileno. Para que eso está bien sustentado; pero claro, bien, carbono tienes ahí. Para tirar de las paredes, no sé cuánto más tiempo les queda. Pero hay otros oligoelementos, no, no, otros elementos imprescindibles para la vida como nitrógeno y azufre. Pero da igual, una vez que se coman las paredes ya serán libres. Bueno, tienes que agujerar un milímetro, no, no, no les ha dado para eso; estaría bien que rompiesen la pared y de repente otro universo, ¿no? Es como un agujero negro, pasaría, Ana Bueno, pues de nitrógeno y azufre, ¿qué tenemos al principio? Las impurezas mínimas, pero el agua era pesada; era ultra pura, o dicen los autores, pero no aportan. Obviamente aquí no podemos hacer más experimentos, no podemos meter nuevas bacterias 30 años, cerrarlas y volver en 30 años, ¿vale? Con lo cual hay poca... Podemos observar lo que hay aquí. Bueno, dicen que quizá contaminantes con polímeros nitrogenados o con azufre del propio polietileno les haya servido. Vamos. Qué curioso, madre mía. Es sorprendente. Desde luego ahí no tienen un al campo al que poder ir a comprar patatas con sabor a cebolla; qué las bacterias viven donde les da la gana prácticamente. La vida se abre camino, ¿no? Bueno, concluyendo, ¿por qué este artículo me emociona y por qué me parece importante? Primero, porque redefine otra vez, como acabas de decir, otra vez más los límites de la vida que no existen, ¿vale? 30 años en completa oscuridad, sin nutrientes, en un entorno a priori tóxico y en ausí, aún así las bacterias están…
Borja Tosar comenta, con tono humorístico, sobre la posibilidad de encontrar bacterias en Venus adaptadas al agua pesada, advirtiendo a Héctor Socas sobre las posibles consecuencias de hacer afirmaciones contundentes durante una grabación.
Habla: Borja TosarPalabras #5bacterias en venus adaptadasagua pesada en venusafirmaciones contundentes de héctor socasastrofísico confirma vida en venus…que cuando el cambio climático brutal evaporó la mayor parte del agua de Venus pues favoreció la evaporación del agua más ligera y esta que era un poquito más pesada pues se quedó preponderada. ¡Qué curioso! Sí, no lo sabía hasta que estudié esto. El titular Es que hay bacterias en Venus. Hay bacterias bañándose en agua pesada, Héctor; no seas terrorista, no digas estas cosas cuando el micrófono está bien. Que luego te citan, te tendría que citar. Alguien lo va a aprovechar; estaba pensando yo que ya está ahí alguien apuntando y va a sacar mañana el pedazo titular: Astrofísico confirma que la vida existe. Estas cosas pasan incluso. en el ámbito científico, que tenemos pendiente, Francis, el paper ese de Kipping A ver si la semana que viene lo comentamos porque está muy interesante cómo a veces se lían las cosas por tonterías como esta que acabo de decir Y bueno, aparte de redefinir los…
Alberto Aparici comenta sobre un artículo científico presentado por Juan Carlos Gil, expresando su entusiasmo pero advirtiendo que la supervivencia de microorganismos en condiciones extremas no garantiza una fácil transferencia genética para degradar plástico.
Habla: Borja TosarSignificado #12transferencia genética para degradar plásticomicroorganismos y agua pesadaextremófilos sobreviven en cualquier sitioartículo científico juan carlos gil…que sirva para degradar todo el plástico. Y en realidad esto no funciona así porque que estos bichitos hayan podido vivir ahí durante 30 años aprovechando estos materiales de una forma casi mágica no quiere decir que esto se pueda hacer a gran escala. A lo mejor tú metes esos genes en otro microorganismo y ese microorganismo, a no ser que tú lo rodees de agua pesada y no esté expuesto al sol, pues prefiere comer otras cosas. Y entonces no utilita los genes para degradar el plástico, por ejemplo. Ciertamente, ciertamente Aún así a mí me pareció bárbaro, Juan Carlos, me pareció súper interesante el artículo, lo has contado genial pero a mí me pica ahora mucho más viendo los extremófilos como sobreviven en cualquier sitio incluso en ambientes tan inverosímiles porque no pensarías que la cancelación de la Mars Ample Return, o sea, me parece fatal; o sea, me parecía mal, pero ahora estoy muchísimo más indignado porque es un punto añadido, es decir, seguramente haya mucho que observar por ahí, porque es posible que pueda haber vida por ahí incluso en Marte o en…
Héctor Socas aclara una posible confusión sobre el término 'agua pesada', explicando que se refiere a su mayor peso debido al átomo de deuterio.
Habla: Héctor SocasPalabras #13agua pesada y átomo de deuteriodeuterio duplica peso del hidrógeno…que las ideas te vienen en la ducha y tal. Ah, quería hacer el comentario que el agua pesada, porque eso puede, tiene a lo mejor, es un término que se usa mucho y a lo mejor la gente puede pensar que el agua pesada realmente es muy pesada. ¿Cuánto más pesada? Sí, claro, evidentemente el agua pesada es más pesada que el agua normal porque lo que pesa en los átomos son los nucleones y claro, el átomo de hidrógeno de agua pesada con deuterio pues tiene el doble de nucleones, o sea que pesa el doble, pero recordemos que lo. ¿Qué más pesa en una molécula de agua es el oxígeno, o sea el oxígeno tiene una masa atómica de 16, le juntas dos hidrógenos se te quedan 18, o sea una molécula de agua normal pesa 18 unidades de masa atómica. 18 frente a 16, pero esa no es el factor de la…
Héctor Socas continúa explicando las características del agua pesada, detallando su densidad en comparación con el agua normal y relacionándola con la masa atómica.
Habla: Héctor SocasPalabras #20agua pesada densidad 1 105masa atómica agua normal 18masa atómica agua pesada 20…atómica. 18 frente a 16, pero esa no es el factor de la densidad, porque como también he contado, la fuerza de los enlaces de hidrógeno es distinta, así que se apretujan más los de deuterio y el cambio en densidad, lo tengo delante, es un 11%. Ah, vale, vale. El agua pesada es un 11% más densa que el casi 1.0 gramos por centímetro cúbico del agua. Es 1,105; 1,105, o sea que al final es un 10% más pesada, por así decirlo. Bueno, pero eso es más o menos el factor, porque el agua normal es 18 y el agua pesada es 20 unidades de masa atómica, que es el 10%. O sea que casi todo ese aumento de densidad se explica con el... Es verdad, es más o menos, es cierto. No se nota lo del cambio de volumen. Eso es, bueno, total que es un 10%, a mí me llamó la atención lo de la viscosidad, aunque no lo acabo de entender, pero bueno. Pues un 25% de cambio, 25%, pero eso es por la red; es lo…