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Ciencia | Madrid

Una investigación de la UAM explica las posibilidades de supervivencia con el ácido barbitúrico en una Tierra primigenia

UAM ácido barbitúrico en la Tierra primigenia

EUROPA PRESS – Un equipo del departamento de Química de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) ha desarrollado un trabajo que explica las posibilidades de supervivencia con el ácido barbitúrico en una Tierra primigenia.

Según ha indicado la UAM en un comunicado, para comprender el origen de las biomoléculas que componen los organismos vivos, el departamento de Química se ha dado a la tarea de estudiar la respuesta a la luz de sistemas estructuralmente similares a las nucleobases de ADN y ARN.

Estudios recientes han establecido las propiedades que estos precursores del material genético deben satisfacer para su supervivencia en las etapas primigenias de la vida en la Tierra, atendiendo a su disponibilidad, estabilidad o la capacidad para interaccionar entre sí.

De los cientos de moléculas estudiadas, únicamente dos cumplen con todos los criterios establecidos, siendo el ácido barbitúrico una de ellas. A partir de simulaciones computacionales, el equipo de Inés Corral en la UAM ha investigado la respuesta de este compuesto a la radiación ultravioleta.

El trabajo, publicado en ‘Physical Chemistry Chemical Physics’, ha sido reconocido por parte de la revista como uno de los resultados más relevantes del año (2022 PCCP Hot Article).

BIOMOLÉCULAS Y FOTOESTABILIDAD

«Cuando una molécula absorbe luz tiende a perder este exceso de energía para volver a la situación de partida, lo que puede ocurrir de diversas maneras. Por un lado, es posible que emita la luz absorbida, lo que se conoce como fluorescencia o fosforescencia. También es posible que la molécula cambie su estructura y evolucione hasta otras especies, lo que se conoce como fotorreactividad», ha explicado el centro universitario.

Además, están las especies fotoestables, que transforman toda la energía absorbida en calor, de modo que su estructura permanece intacta. Estas características son las deseables para las biomoléculas (o moléculas de la vida), ya que han permitido salvaguardar su integridad, especialmente en las etapas en las que se originó la vida en la Tierra, cuando las condiciones climáticas eran muy distintas a las actuales.

En concreto, en aquellas etapas no existía una capa de ozono en la atmósfera que bloqueara la radiación ultravioleta, muy dañina para nuestro material genético.

RADIACIÓN UV Y ÁCIDO BARBITÚRICO

Los resultados presentados han demotrado que la exposición a la luz UV del ácido barbitúrico conduce a la disipación de la energía absorbida en forma de calor, sin que su estructura experimente cambios químicos.

«De acuerdo con nuestras simulaciones y otros trabajos experimentales, estos procesos tendrían lugar en escalas de tiempo ultrarrápidas, en el rango de picosegundos, la billonésima parte de un segundo», ha apuntado Corral.

Finalmente, la investigadora ha señalado que el trabajo forma parte de una línea de investigación que pretende establecer cuáles son los factores electrónicos y estructurales que determinaron la superioridad de las cinco nucleobases que componen el ADN y el ARN.

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Ciencia | Madrid

Investigadores de la UAM y la UCM analizan desde la psicología cognitiva el aprendizaje musical tradicional

investigadores aprendizaje musical

EUROPA PRESS – Los investigadores Juan Ignacio Pozo e Ignacio Montero (Universidad Autónoma de Madrid) y Amalia Casas-Mas (Universidad Complutense de Madrid) han publicado en la revista Frontiers in Psychology un estudio sobre el uso del cuerpo, el gesto y el discurso verbal y musical en el aprendizaje de la guitarra flamenca dentro de la tradición oral, han informando las universidades en un comunicado.

De acuerdo con los investigadores, «la psicología cognitiva actual, desde el marco de la Cognición 4E, concibe los procesos psicológicos a partir de la interacción entre las circunstancias corporales (Embodied), la actividad psicológica llevada a cabo (Enactive), en qué contexto se insertan dichas actividades (Embbeded), y qué medios se utilizan más allá de la propia cognición y corporalidad (Extended)».

«A diferencia del aprendizaje musical más académico, los aprendices de tradición oral manifiestan una fusión entre el discurso verbal y el lenguaje corporal con estructuras comunicativas que se entrelazan», señalan.

Además, destaca el trabajo, las condiciones sociofamiliares en los contextos musicales de tradición oral propician intercambios comunicativos empleando diferentes modalidades desde el cante, el toque, el baile, el gesto, las palmas y la percusión.

«Esta multimodalidad se transforma en factores facilitadores de una intensa práctica musical que tiene una raíz conservadora de la tradición, pero que, en ocasiones, a partir de la práctica entre iguales, genera espacios de autorregulación de los aprendices que se aproximan a una visión constructiva del aprendizaje».

IMPORTANCIA DE LOS RESULTADOS Y FUTURAS APLICACIONES

Para los autores, vivir en la inercia de aprendizaje académico, fundamentalmente basado en la escritura, símbolos, nomenclaturas, mapas y otros sistemas notacionales, nos puede hacer caer en la falacia de que un buen aprendizaje solo se puede dar a través de estos sistemas.

Gracias a las investigaciones previas en música popular, las esferas educativas en esta área están cambiando el foco desde la enseñanza hacia el aprendizaje, desde lo que tiene que enseñar el docente hacia cómo procesa y se emociona quien aprende. Estas extensiones de la mente pueden ser en realidad un medio de gestión cognitiva y emocional en la adquisición del conocimiento.

«La tradición oral de transmisión musical nos aporta una valiosa información a través del uso que hace del cuerpo, del gesto, de cómo se produce la música y de la relación con el habla y la expresión de los aprendices», afirman los autores.

«En el flamenco de tradición oral, encontramos una oportunidad única muy cercana de la que se pueden extraer importantes aprendizajes, como la finalidad comunicativa de la música, la transmisión emocional y la colectividad e interdependencia entre aprendices», agregan.

«Además, dirige la atención hacia elementos musicales rítmicos, de timbre y de sincronización que en ocasiones se ven relegados en el ámbito de la tradición clásica centroeuropea, con aprendizajes más individualistas y centrados en la afinación».

Los investigadores concluyen que aún falta mucho por explicar sobre cómo se produce esa construcción sociocultural en las mentes encarnadas de los miembros de estas comunidades, «pero estamos ante un paso muy rico y sugerente en una descripción minuciosa de los aprendices de guitarra flamenca en su contexto natural».

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Investigadores de la UC3M desarrollan un nuevo método basado en materiales inteligentes para experimentación celular

UC3M método experimentación celular

EUROPA PRESS – Científicos de 4D-BIOMAP, un proyecto ERC de investigación de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), han desarrollado un nuevo método de experimentación celular basado en polímeros magnetoactivos.

Según ha informado la universidad en un comunicado, estos compuestos, que consisten en una matriz polimérica (un elastómero) que contiene partículas magnéticas (de hierro, por ejemplo), reaccionan mecánicamente y cambian de forma y rigidez.

Este sistema podría emplearse para el estudio de escenarios complejos (como en los traumatismos cerebrales, cicatrización de heridas, etc) o para influir en el comportamiento de las células, llegando a guiar sus funciones.

Esta imagen muestra las fuerzas generadas por un campo magnético externo sobre las partículas incrustadas en el material. La imagen superior muestra las fuerzas generadas por un campo magnético externo sobre las partículas incrustadas en el material.

Estas interacciones son simuladas por un modelo computacional que es capaz de guiar el proceso de fabricación y experimentación (imagen intermedia). Por último, las fuerzas generadas son transmitidas a las células cultivadas sobre el material inteligente (imagen inferior).

Dicha actuación sobre las células dará lugar a cambios o activación de sus funciones biológicas, como su proliferación, migración u orientación, entre otras.

«Hemos conseguido reproducir las deformaciones locales que ocurren en el cerebro cuando está sometido a un impacto. Esto permitiría reproducir en el laboratorio estos casos, analizando en tiempo real lo que les ocurre a las células y cómo se dañan. Además, hemos validado el sistema demostrando su capacidad para transmitir fuerzas a las células y actuar sobre ellas», ha explicado el investigador responsable de 4D-BIOMAP, Daniel García González, del Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras de la UC3M.

REPRODUCIR PROCESOS BIOLÓGICOS

La idea de este proyecto es poder realizar estudios reproduciendo procesos biológicos complejos a través de un nuevo sistema experimental virtualmente asistido, que permite el control no invasivo y en tiempo real del entorno mecánico.

Las células y los tejidos biológicos están continuamente sujetos a estrés mecánico proveniente de su sustrato circundante, por lo que analizar y controlar las fuerzas que influyen en su comportamiento supondría un hito para el mundo de la «mecanobiología».

El sistema propuesto por 4D-BIOMAP se basa en el uso de polímeros magnetoactivos extremadamente blandos que imitan la rigidez de los materiales biológicos.

Gracias a sus cualidades, los materiales magnetoactivos permiten a los investigadores realizar un control sin ataduras de los sustratos biológicos, ya que los cambios mecánicos que se les apliquen durante la experimentación podrán ser reversibles.

«Toda esta ciencia básica la hemos empleado para, apoyados por el modelo computacional, diseñar un sistema de actuación inteligente que, acoplado a un microscopio desarrollado dentro de la ERC, nos permite visualizar la respuesta celular in situ. De esta manera, hemos consolidado un marco completo para estimular los sistemas celulares con materiales inteligentes magnetoactivos», comenta Daniel García González.

Este marco propuesto abre el camino para comprender los procesos «mecanobiológicos» complejos que ocurren durante estados de deformación dinámicos, como sucede en el caso de una lesión cerebral traumática, en la cicatrización patológica de la piel o en la remodelación fibrótica del corazón durante el infarto de miocardio, por ejemplo.

En el artículo científico que describe estos avances, publicado recientemente en la revista Applied Materials Today, han participado investigadores de la University of the West of England (UWE) de Bristol, del Imperial College London y del Instituto de Investigacion Sanitaria Gregorio Marañon de Madrid. Dentro de la UC3M, participan los profesores Miguel Ángel Moreno, Jorge González, Clara Gomez, Maria Luisa López y Ángel Arias, del Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras, así como Arrate Muñoz y Diego Velasco, del Departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial.

4D-BIOMAP (Biomechanical Stimulation based on 4D Printed Magneto-Active Polymer; Estimulación Biomecánica basada en Polímeros Magneto-Activos por impresión 4D) es un proyecto de cinco años de duración financiado con 1,5 millones de euros por el Consejo Europeo de Investigación (European Research Council) a través de una ayuda ERC Starting Grant del Programa Marco de Investigación e Innovación de la Unión Europea, Horizonte 2020 (GA 947723).

Este proyecto de investigación aplica una perspectiva multidisciplinar, involucrando conocimientos de disciplinas como la mecánica de sólidos, el magnetismo y la bioingeniería y combina metodologías computacionales, experimentales y teóricas.

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