Divulgació


Avui, com fem cada quinze dies, a la feina hem tingut seminari de grup i avui em tocava a mi xerrar. Com que sempre els parlo del mateix (el per què de la selenocisteïna), he decidit fer una síntesi de resultats i explicar-ne alguns de nous però, sobretot, fer una introducció biològica a què és i com s’inserta a la cadena peptídica la selenocisteïna i com funcionen les Format Deshidrogenases.

Llegir més

Com era d’esperar (i de fet ja ho vaig dir), l’anunci de l’obtenció de cèl·lules mare a partir de la pell, ha animat als sectors més conservadors que, amb excuses ètico-morals, s’oposen a la recerca amb cèl·lules mare embrionàries. Només cal tafanejar una mica per internet per veur-ho.

Segons ells, un embrió és una vida en desenvolupament i matar-lo per tal d’obtenir-ne cèl·lulers mare és matar una vida. Això, ètica i religiosament, no pot ser. No es pot matar una vida! Però si que es pot morir gent per la no actuació científica. Bona ètica aquesta!

Però bé, el que no diu aquesta gent és que la recerca amb cèl·lules mare embrionàries es fa a partir d’embrions descartats de les fecundacions in vitro. M’explico. Quan es fa una fecundació in vitro es fecunden molts òvuls de cop, això fa que si els òvuls implantats a la dona no prosperen, se’n tinguin més ja preparats. Igualment, això permet tenir més òvuls a punt per si, en el futur, la parella desitja tenir més fills. Aquests òvuls fecundats (embrions) es desen congelats en nitrògen líquid durant un periode de temps determinat (ara no el recordo, però no sé si són cinc anys), passat el qual, són destruïts. Aquests són els que, en tot cas, són aprofitats per a fer recerca.

Paral·lelament, i ja a nivell més mèdic, es poden obtenir cèl·lules mare a partir de la sang de cordó umbilical (els famosos bancs de sang de cordó umbilical dels que de tant en tant ens parlen). Aquestes cèl·lules, poden ser emprades per guarir determinades malalties en els primers anys de vida de l’infant. Altres vies d’obtenció de cèl·lules mare amb finalitats directament mèdiques, podria ser la de generar un embrió clònic a un malalt (a partir del seu material genètic) i d’ell obtenir-ne cèl·lules mare.

És en aquest darrer punt en l’únic en que, com a màxim, crec que es podrien agafar aquest opositors tant ètics. En el primer punt, el d’obtenir cèl·lules mare d’embrions congelats, no sé on veuen la no ètica en fer ús d’un material que serà destruït (els hem de mantenir congelats eternament?). En el segon punt, el de la sang de cordó umbilical, no crec que hi pugui haver cap problema ètic. I, en el darrer, crear un embrió per guarir a un malalt, personalment, no hi veig cap problema en crear un embrió per a curar algú que pot morir si no s’hi intervé.

Però el fet és que, oposar-se a la recerca en cèl·lules mare (que, com dic, en cas de cèl·lules mare humanes aquestes venen d’embrions congelats) amb l’excusa de l’ètica ho trobo, com a mínim, una aberració. Personalment, les cèl·lules mare no crec que matin a ningú, tot el contrari! Veure curar el Parkinson d’un avi, o algun problema greu en el desenvolupament d’un infant, són un motiu prou vàlid com per aturar el desenvolupament d’un grup de cèl·lules anomenades embrió.

Ara fa uns mesos en vaig parlar i, ara, ho anunciaven alguns mitjans (1,2,…), és que avui, la novetat surt publicada a Science i Cell *.

Fer anar enrere el desenvolupament cel·lular per desdiferenciar de nou una cèl·lula ja diferenciada… Com vaig dir en el seu dia, això obre moltes portes a la recerca amb cèl·lules mare sense haver de recórrer a la clonació, evitant així les excuses ètico-religioses. Tot i això, aquesta descoberta, crec, que no hauria d’aturar la recerca que s’està duent a terme en el camp de la clonació terapèutica. La desdiferenciació, obtenir cèl·lules mare a partir de cèl·lules ja diferenciades, és un gran avenç, un gran pas endavant, però seria absurd limitar-se a una tenica i, més encara, quan aquesta encara té molt camí per recórrer. Per què dic això? per que poc després que es publiquessin els articles a la xarxa, el govern espanol va aprovar la llei que acceptava la clonació terapèutica i diferents grups conservadors es van afanyar a dir que la llei era innecessària ja que hi havia altres mitjans (el que avui es presenta).

*: sovint passa, i cada vegada més, que les revistes publiquen avans els articles on line que no pas en paper. A mesura que van acceptant i paginant articles els van publicant a la xarxa i, sovint, mesos després, apareixen en paper. En el seu dia, me’n vaig assabentar llegint el portal de notícies de Nature (molt interessant) i anant després a les publicacions en linia. Suposo que els mitjans més generalistes, estan al dia del que passa a les edicions en paper.

Aquesta nit hi ha hagut una explosió a la feina. Quan he arribat he mirat com anaven els càlculs que vaig enviar (posar a la cua de càlcul) ahir la nit. N’hi havia un, una optimització senzilla, que hauria d’haver acabat. En mirar com estava he vist que havia acabat malament. M’he extranyat, com he dit, no havia de tneir cap problema. He obert un programa gràfic per veure l’evolució de l’optimització de la geometria i… fixeu-vos en l’anell de la part superior dreta (una imidazola):

Per algun motiu, part de la gometria se n’ha anat a pendre pel sac. D’aquesta manera no m’ahvia passat mai! Però bé, per sort, això ha passat dins la cpu d’un ordinador i no ha tingut més conseqüències que la pèrdua d’algunes hores de càlcul.

Pel que fa al video, ho sé, pèssima qualitat. He fet un povray de cada cicle d’optimització i els he juntat en un video. Tot plegat amb una resolució que deixa molt que desitjar… és el primer que faig, a veure si més endavant milloro.

Avui, a la feina, hi ha hagut un seminari on un investigador de la Universitat de Santiago de Compostela ens ha explicat el que està fent. L’home dirigeix un grup d’orgànics sintètics (gent que es dedica a fer síntesi orgànica) que es dediquen a buscar inhibidors de la transcripció del DNA. Aquesta transcripció s’inicia amb la unió dels factors de transcripció a una seqüència concreta de l’inici del gen a transcriure.

La idea que ens han explicat consisteix en poder blocar selectivament aquesta unió. Per fer això han desenvolupat molècules que poden unir-se al DNA amb més força que no pas els factors de transcripció i així s’impedeix que s’expressi la proteïna la iniciació de la qual s’ha inhibit. Això pot ser útil, per exemple, en la lluita contra el càncer.

El “problema” de la recerca que ens han explicat avui és el temps. Temps? sí. El projecte l’han desenvolupat a base de tenir una idea, sintetitzar la molècula i veure com s’uneix al DNA. Així, fent repetides modificacions a la molècula en qüestió fins que han obtingut quelcom amb cara i ulls. El problema és que la mitjana de temps que han invertit en cada molècula és d’un any. Des de la idea fins l’experiment, un any. En cap moment ha mencionat els models computacionals.

Jo no dic que els models computacionals siguin la bicoca. Sovint els cal un experiment per comprovar que relament funcionin. Però, si que poden servir de guia a l’hora de fer una síntesi o predir la unió que tindrà una molècula amb una diana (el DNA en aquest cas). En comptes d’anar perdent anys fent síntesis i provant unions, amb un bon modelatge computacional previ, s’hauríen pogut estalviar una bona pila de mesos en experiments (per no parlar dels preus dels reactius).

En casos així, si fas una molització prèvia pots descartar un molècules i aïllar amb més facilitats quines característiques claus ha de tenir una molècula per obtenir una bona unió. Després s’ha de provar al laboratori, però la prova es farà amb dues, tres, o fins i tot quatre molècules… però no amb deu.

El que digui un estudi teòric no va a missa, però sí que ens ha de servir de guia per estalviar temps i diners.

Per estudiar reaccions enzimàtiques fent ús de la química computacional a nivell quàntic, sovint, ens veiem forçats a treballar amb petits models dels centres actius. Treballem amb models de, com a màxim, 150-200 àtoms, en front els milers que hi ha en una proteïna sencera. Al treballar a nivell quàntic, els requeriments de computació són més elevats com més alt sigui el nombre d’àtoms del sistema.

Fent això, passem per alt l’efecte que pot tenir l’entorn proteïc sobre el centre actiu i la reacció que s’hi realitza. Aquest efecte sol ser estèric, és a dir, espaial, i electrostàtic (càrregues positives i negatives). Quan es construeix un model ja es mira de tenir en compte aquests factors però, les limitacions que he esmentat abans són, sovint, les que manen.

Fer créixer un model per tenir més en compte els efectes estèrics implica, si es vol cert realisme, augmentar el nombre d’àtoms del sistema i, per tant, alentir o impossibilitar el càlcul. Ben diferent és el cas de l’efecte electrostàtic, ja que una possible solució pot ser fixar càrregues puntuals a l’espai.

Això és quelcom que, tot i que no sé si algú ho ha provat abans, fa dies que estic posant a prova. La idea és ben senzilla: la proteïna està feta d’aminoàcids, aquests tenen moltes funcions i, una d’elles és aportar una càrrega al sistema. Una càrrega negativa, per exemple, ens estabilitzaria un substrat positiu, i una positiva un de negatiu. Doncs bé, el que faig és, primer buscar els aminoàcids que poden tenir algun tipus de càrrega i que sigui prop del centre actiu, ubico el centre de la càrrega a l’espai i se li donen unes coordenades (xyz). Després hi sobreposo el meu model (amb l’estructura optimitzada prèviament) i faig un càlcul puntual de l’energia del sistema. Aquesta energia és molt irreal ja que sobreposo dues coses fixes que a la realitat es mouen, però, en un cicle catal·lític, tots els punts es comparen entre ells i tenim cancel·lació d’errors.

Sé que això no és cap solució ni he descobert la sopa d’all, però em permet, com a mínim en els meus sistemes, estudiar amb una mica més de realisme què passa dins els meus enzims.

Fa un parell de dies, alguns mitjans ens despertaven amb una notícia apareguda a la revista New Scientist: el desgel dels pols va molt més ràpid del que ens pensàvem.

Last month, just 4.28 million square kilometres of ice covered the Arctic ocean, 23 per cent less than the previous record low, set in 2005, and 39 per cent less than the average annual minimum between 1979 and 2000.

A banda dels problemes que això pot comportar a nivell de l’augment del nivell dels mars i oceans (que pot comportar la desaparició d’illes i comunitats senceres), el fet que ens desaparegui el gel dels pols té un altre efecte (que es retroalimenta) altament negatiu: la disminució del retorn de radiacions solars.

M’explico. Un cos que rep radiacions, s’escalfa. El nivell de radiacions rebudes i retornades determinarà l’escalfament d’aquest cos. És a dir, com més radiació sigui capaç de retornar (reflectir) menys s’escalfarà. A aquest nivell, els gasos d’efecte hivernacle són importants ja que deixen passar aquestes radiacions cap a la terra però no les deixen retornar a l’espai, cosa que suposa que el cos (la Terra) que envolten aquests gasos, s’escalfi. El mateix passa si agafem un mirall i un tros de plàstic negre i els posem al sol: el primer no s’escalfarà (o ho farà molt poquet), mentre que el segon, com que no retorna pràcticament cap radiació, s’escalfarà molt més.

Dijous de la setmana passada, als JOCS, ens van fer adonar de quelcom que sovint ens passa per alt però que és molt imporant: l’index de reflexió del gel i de l’aigua. Al nostre planeta tenim terra, mar i gel. La primera retorna radiacions però en menor grau que els dos segons, per tant, com més terra, més escalfament. Però, entre els dos segons -aigua i gel- també hi ha grans diferències (no en recordo les dades numèriques), aneu a veure un llac a l’hivern (cobert de gel i neu) i a l’estiu, oi que no enlluernen igual? Doncs bé, la preocupació, a banda de la pujada del nivell del mar, que comporta el desgel dels pols és la disminució de les radiacions retornades a l’espai. Això fa que el planeta (el cos) retorni menys radiacions i, per tant, contribuïm al seu escalfament. El pitjor de tot: es retroalimenta. Com menys radiacions retorni, més escalfament. A més escalfament, menys gel. A menys gel, més calor,…

El canvi climàtic està de moda (amb aquest comentari no vull dir que no em preocupi, tot el contrari) i avui ha estat el tema central del JOCS (JOrnada Catalana de Supercomupació), organitzada pel CESCA, d’enguany. S’ha celebrat aquest matí, al Parc Científic de Barcelona.

Els models climàtics, les prediccions de cap a on va el clima, com canviarà, quins factors l’alteren, fan pujar la temperatura, la podríen fer baixar,… i quines conseqüències té tot plegat, per exemple, sobre les pluges, la pressió atmosfèrica i el nivell del mar, és quelcom cada dia més necessari. Com podem determinar si els gasos d’efecte hivernacle són els responsables de l’escalfament del planeta? com podem saber si la influència de l’home hi té alguna cosa a veure? Aquestes i moltes més preguntes poden ser resoltes perls models climàtics.

Una eina vital per a fer aquestes prediccions és la supercomputació. Els primers models, de fa ja anys tenien grans mancances i limitacions, degut als límits dels ordinadors del moment (afirmació que segurament faran els científics del futur sobre el present). Actualment, les grans màquines de les que disposem ens ajuden a fer prediccions de gran qualitat, a més poder de càlcul, més variables i més resolució (regions més delimitades).

El principal avantatge d’aplicar la supercomputació en aquest camp és que ens permet saber com afecten els canvis al clima mundial. Els models (validats empíricament) parteixen de càlculs fets sense res que distorsioni, només amb l’energia solar i, a partir d’aquí s’hi apliquen distorsions com ara gasos d’efecte hivernacle, erupcions volcàniques, …

Avui, durant els JOCS, diferents investigadors ens han explicat què fan i com. Alguns han parlat d’aplicacions directes de la supercomputació en el camp de la climatologia, demostrant, sense deixar lloc al dubte, que els principals responsables de l’augment de la temperatura del planeta són els gasos d’efecte hivernacle. D’altres xerrades han estat de menys aplicació directa i de més explicació teòrica (quines reaccions hi ha al medi ambient, per exemple), per a mi un xic més aburrides però prou interessants.

Dilluns pel matí, quan tot escoltant la ràdio vaig assabentar-me de la greu apagada elèctrica de Barcelona vaig fer-me una “auto-guguesca”: quan trigarien els nostres polítics demagogs en parlar de la MAT (linua de Molt Alta Tensió)?. I no han trigat massa. Molts, de tots els colors, ja s’han omplert la boca de frases com ara “la MAT ho hauria evitat”, això passa per culpa de la cultura del no (que diu no a la MAT)”,… i altres coses similars. Sense sentit.

La MAT no hauria servit de res. La MAT simplement perpetua un model que (a banda del dèficit d’inversions que pateix el cas concret de Catalunya) és obsolet i afavoreix situacions com la d’aquests dies. La MAT només servirà per intercanviar energia entre els estats espanols i francès (i, possiblement, per afavorir, en un futur, la importació d’energia des del nord d’Àfrica cap a Europa). Podem tenir mola MAT, moure molta energia amunt i avall però… què passa si cau la linia? se’n va tot el sistema en orris.

Aquest matí, pensant i reflexionant sobre el tema, he trobat aquest article d’ecologistes de Catalunya. Reflexiona sobre el model actual i hi aporta solucions i idees. Una alternativa a la cultura de la MAT és, bé, hauria de ser, la Generació Distribuïda (GD). És a dir, tenir una xarxa de microgeneració. Centralitzar la generació d’energia i allunyar-la del punt de consum, l’única cosa que fa és facilitar les incidències com la d’aquests dies i encarir el procés, tant econòmicament com ambientalment.

La GD distribuïda consisteix en tenir “micro-generadors” d’electricitat. En el cas de Barcelona, tenir plaques solars amb acumuladors als terrats dels edificis (públics, privats, fàbriques,…), instal·lar un parc eòlic al port, tenir generadors amb gas a hospitals i centres similars (el calor que desprenen es podria aprofitar per calefacció),… tots ben interconnectats. Així, en cas de caiguda, la xarxa es d’autocompensaria. El model actual fa que, en cas de caiguda (reitero, el cas de Catalunya, a més a més, arrossega una manca greu d’inversions), tot caigui.

Es pot fer un paral·lelisme amb internet: una xarxa d’ordinadors interconnectats: si en cau un, la resta segueixen. Un exemple. Fa tres anys, a finals del 2004, Nicaragua només estava connectat a internet per un cable submarí que connectava el país amb Cuba. Tenia altres accessos però eren completament deficients. Aquest cable es va trencar i el país va estar tres-quatre dies completament aïllat. Ara han potenciat altres connexions i en cas que en caigui una, les altres poden compensar.

En països com Holanda i Dinamarca, aquest tipus de generació aporta fins a un 60% de l’energia que es consumeix. El Pla nacional d’energia de Catalunya, només ho esmenta i d’esquitllada. Està clar que tot passa, primer, per una reducció (o estancament) del consum (no es pot créixer eternament), però també cal una gestió racional, que aprofiti la ciència i la tècnica per tenir un desenvolupament més sostenible, equilibrat i, a la vegada, segur.

ps3.jpegAvui, en Pere (un company de feina) i jo hem fet una proposta als nostres respectius directors de tesi: comprar una PS3. Han acceptat!

M’explico. Ara fa uns mesos en parlava, cada vegada fan jocs per consola “més reals”, millors gràfics, més qualitat,… però són millores que demanen gran capacitat a la màquina on es juga. Les videoconsoles són cada vegada més potents. Una d’elles és la Play Station 3 (PS3), de la japonesa Sony.

En el meu escrit que cito més amunt parlava d’un projecte dut a terme al grup de l’IMIM amb el que col·laboro, el del Dr. Jordi Villà-Freixa. El projecte, que fa ja mesos que està en marxa, proposa fer ús de les hores mortes de les PS3, quan no juguis, cedeix la teva màquina a la ciència. De moment el projecte funciona i des de fa pocs mesos s’ha obert al públic.

Ara, el que farem els grups de Química computacional de l’ICIQ (croncretament en Pere i jo) és quelcom diferent. Aprofita igualment la potència de càlcul d’aquest aparell però, ara, com a substitut dels ordinadors. En el món de la química teòrica el nostre laboratori és una “sala de màquines”, un cluster d’ordinadors que es passen el dia treballant per nosaltres. El processador que porta la PS3 pot esdevenir molt més potent que un d’aquests ordinadors, la cosa està en aprofitar aquesta potència de càlcul. Una video-consola és força més econòmica que un qualsevol dels ordinadors que tenim al clúster, però a la vegada pot ser molt més potent. Suposo que és fàcil veure on hi ha el “negoci”.

Les PS3 són una “manera barata” (uns 599 euros, a Europa) d’aconseguir un aparell que porti un Cell processor, un invent d’IBM que ja s’està provant al Mare Nostrum. la idea del “projecte” que ben aviat començarem és, bàsicament, provar de fer anar el programari que fem servir normalment en una d’aquestes màquines. Primer ens caldrà instal·lar-hi alguna distribució de Linux (n’hi de fetes expressament per aquest aparell), i després començar a jugar amb el programari. Caldrà veure si el podem compil·lar, si funciona, el rendiment,… Tenim un anyet per aportar algun resultat, sinó, la joia de Sony es quedarà com a simple estació de treball (que tampoc està malament).

« Previous PageNext Page »