Categoría: Investigación

Fuente: ANID

• La iniciativa, que busca impulsar y facilitar la actividad astronómica y de otras ciencias afines, realizada a más de cinco mil metros de altura en el norte de Chile, es el resultado de un esfuerzo conjunto entre el Parque Astronómico Atacama, Red Universitaria Nacional, REUNA, la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo, ANID, Observatorio ALMA y Silica Networks.

En un hito de co-working virtual entre un equipo de científicos y profesionales del mundo de las tecnologías, se realizó la conexión simultánea entre las instalaciones del Observatorio Simons en cerro Toco -a 60 km de San Pedro de Atacama, Región de Antofagasta-, la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), en Santiago, y Simons Observatory en Estados Unidos, inaugurando la conectividad de fibra óptica de alta velocidad, que atenderá las necesidades de transmisión de datos de los proyectos astronómicos ubicados en esta privilegiada zona geográfica, a más de cinco mil metros de altitud.

La iniciativa es producto de una sinergia entre distintos actores, quienes han trabajado de manera colaborativa, para la implementación y operación de la interconexión de las diferentes actividades de investigación, conectando el Parque Astronómico Atacama (PAA) a la red de REUNA, para la transmisión de datos, tanto dentro de Chile, como hacia instituciones internacionales.

“El Parque Astronómico Atacama, en su afán de facilitar el acceso a infraestructura habilitante a sus observatorios, ha logrado un acceso a fibra óptica de alta calidad en uno de los lugares más remotos del planeta, a 5.200 metros de altitud. Este logro ha sido posible gracias a la articulación de acuerdos con tres entidades de clase mundial, que son el Observatorio ALMA, el proveedor de fibra óptica Silica Networks, y REUNA, para dar, inicialmente, conectividad al proyecto Simons Observatory”, explicó César Ocampo, gerente general del Parque Astronómico Atacama.

Este hito contó con la participación de autoridades públicas, científicas y privadas, quienes analizaron la importancia de contar con infraestructuras habilitantes para la generación de nuevo conocimiento, como lo son las redes de alta velocidad, dedicadas, exclusivamente, a la transferencia de datos científicos y académicos.

“Son indiscutibles las ventajas naturales de nuestro país para la instalación de los más poderosos y diversos proyectos astronómicos, que están y continuarán produciendo una avalancha de datos, los que deben ser transportados desde el árido desierto hasta los centros de investigación nacionales e internacionales, donde serán analizados; por lo anterior, REUNA ha trabajado durante más de 30 años para construir una red digital de primer nivel, con alcance nacional y global. En este sentido, la colaboración con el PAA y ALMA, para llegar a la comunidad científica en Chajnantor, marca un nuevo hito y reafirma nuestro compromiso por contribuir a proyectar Chile como un polo de desarrollo científico mundial”, comentó Paola Arellano, directora ejecutiva de REUNA.

Los beneficiarios de esta iniciativa son todos los proyectos astronómicos operativos y en construcción en el PAA, los que contarán con una red diseñada para cumplir con todas sus exigencias de capacidad y seguridad, de modo que, éstos puedan enfocarse en su tarea principal: hacer ciencia. “Esta conexión directa al sitio de nuestros telescopios será transformadora, en términos de nuestra capacidad para analizar de manera sólida los datos del Observatorio Simons. Nos permitirá evaluar rápidamente la calidad de los datos, a medida que se realizan las observaciones, y tomar decisiones rápidas sobre nuestros instrumentos y nuestra estrategia de observación. La conexión de fibra óptica también nos permitirá encontrar y estudiar rápidamente señales que varían en el tiempo en nuestros datos, lo que permitirá el seguimiento oportuno de eventos transitorios fortuitos, con observaciones de múltiples longitudes de onda. Estamos muy emocionados de hacer ciencia en tiempo real con el Observatorio Simons”, afirmó Gary Sanders, gerente de proyecto de Simons Observatory, primera institución conectada a la nueva red.

Por su parte, Alejandra Pizarro, directora nacional de ANID, señaló que, “este proyecto es tremendamente importante para el desarrollo científico de nuestro país. La posibilidad de que todos los actores del sistema de CTCi, puedan contar con este tipo de infraestructura, que potencie y fortalezca la capacidad de los observatorios de generar nuevo conocimiento; junto con que puedan trabajar colaborativamente, en tiempo real, acelerando los resultados esperados y su impacto, es un componente esencial para el desarrollo integral del sistema. Ello, nos permite nutrir e impactar en otras áreas de la ciencia y la tecnología. Contar con una interconexión permanente a lo largo de Chile, incluyendo zonas de altitudes extremas de nuestra cordillera de los Andes, es, sin duda, un activo que toma características de bien público”.

Próximamente, se conectarán a esta nueva infraestructura digital los proyectos CLASS (Cosmology Large Angular Scale Surveyor), SIMONS ARRAY (PolarBear) y USACH (Solar Spectrum Project, de la Universidad de Santiago de Chile), y se espera que el número de iniciativas beneficiadas continúe aumentando.

Investigadores de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile identificaron familias de bacterias y órdenes de arqueas hasta ahora desconocidas en el Salar de Ascotán, un entorno sometido a condiciones extremas de altura, radiación ultravioleta, salinidad y saturación por metales. El trabajo se suma a otro estudio que secuenció el genoma de una enigmático pez -único en el mundo- que adaptó su organismo para sobrevivir en este entorno. El equipo detrás de estas investigaciones afirma que la genética de estas formas de vida puede tener importantes aplicaciones biotecnológicas relacionadas con la respuesta al estrés, la reparación de ADN y la resistencia a metales pesados.

El Salar de Ascotán es uno de los 52 salares del desierto de Atacama, un lugar rico en metales pesados como el arsénico, el cadmio y el cobre, que además está expuesto a elevados niveles de radiación ultravioleta y salinidad, así como a condiciones extremas de altitud, oscilación térmica y bajos niveles de oxígeno. Esta inhóspita zona, ubicada en el norte de la Región de Antofagasta, a 3.716 metros de altura, y muy cerca de la frontera con Bolivia, fue explorada por investigadores de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile con el propósito de conocer las formas de vida capaces de sobrevivir en este tipo de entornos tremendamente hostiles, de los cuales aún se sabe poco.

La investigación, que analizó muestras de agua, suelo y sedimento, no solo permitió conocer los mecanismos que hacen posible la vida en estas condiciones, también significó el descubrimiento de microorganismos de los que no se tenía registro, hallazgos que fueron dados a conocer en la revista científica Microorganisms. A partir de la reconstrucción de genomas, el estudio identificó dos nuevas familias de bacterias, de los grupos Patescibacteria y Pseudomonadota, así como dos nuevos órdenes de las clases de arqueas Halobacteriota y Thermoplasmata. El trabajo, además, reveló parte de la biodiversidad microbiana de este entorno, donde predominan bacterias, principalmente de los grupos Pseudomonadota, Acidobacteriota y Bacteroidota.

Una ventana al origen de la vida

Andrés Marcoleta, académico que encabezó esta investigación, explica que toda la vida en nuestro planeta hoy está dividida en tres grandes dominios taxonómicos: bacterias, arqueas y eucariotas. En este último dominio es donde nos encontramos nosotros, los seres humanos, así como animales, plantas y hongos, organismos caracterizados por sus células con un núcleo bien definido. “Las arqueas están presentes desde los inicios de la vida en nuestro planeta y los eucariotas se supone que evolucionamos a partir de alguna arquea. De hecho, estudios muy recientes indican que nuestro ancestro más cercano es una arquea, que en algún momento se fusionó con una bacteria, y eso dio origen a una célula eucariota, y de ahí en adelante la evolución siguió su camino”, explica.

El microbiólogo de la Universidad de Chile afirma que las arqueas son de gran importancia científica, ya que son por lejos el dominio menos estudiado y menos conocido de la vida en nuestro planeta. “La verdad es que cuesta encontrarlas y muchas de ellas son extremófilas, por lo que tienen mecanismos de adaptación que les permiten sobrevivir en ambientes con condiciones extremas, como los salares”, sostiene el profesor Marcoleta, quien detalla que estos microorganismos fueron encontrados principalmente en las muestras de suelo del entorno del salar. Mediante herramientas de informática, agrega, pudieron reconstruir el genoma de estas primitivas formas de vida y, de esta manera, conocer sus metabolismos.

Por otra parte, destaca que consiguieron rescatar numerosas muestras de bacterias, incluidas dos nuevas familias, e incluso pudieron cultivar algunas en laboratorio. Al igual que con las arqueas, el equipo pudo comprender las características y funciones de estos microorganismos a partir de la reconstrucción de su genoma. Respecto a los principales hallazgos asociados a estas bacterias, el profesor Marcoleta afirma que, sobre todo aquellas que habitan en el medio acuático, “tienen una alta proporción de genes de resistencia y de reparación de ADN. Esa podría ser una de las explicaciones de por qué pueden tolerar niveles tan altos de radiación ultravioleta”, que provoca quiebres o modificaciones del ADN y, finalmente, terminan siendo tóxicas para las células.

Orestias ascotanensis: un milagro evolutivo

Las capacidades adaptativas para sobrevivir en este inhóspito lugar también fueron observadas en un organismo endémico del Salar de Ascotán mucho más complejo: el enigmático Orestias ascotanensis, pez único en el mundo que fue objeto de estudio en otra investigación encabezada por Miguel Allende, también profesor de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile y director del Centro de Regulación del Genoma (CRG). El equipo liderado por el académico secuenció el genoma de este pequeño pez para descifrar su historia evolutiva y comprender cómo se adaptó para prosperar en este hábitat extremo, tan distinto al ambiente original que tenía el pez antecesor de ellos en un pasado remoto, un trabajo publicado en la revista científica Genomics.

El profesor Allende explica que el interés en este ser vivo nace precisamente por las circunstancias geológicas a través de las cuales quedó “aislado” para volverse una especie única. Según explica, producto del choque de placas tectónicas, se levantó la cordillera de los Andes y los grandes lagos que existían al interior del continente se fragmentaron, algunos de los cuales son los salares que hoy existen en el altiplano. “Los salares se secaron en su mayoría, pero algunos conservaron pequeñas vertientes y ahí todavía viven estos peces. Desde hace decenas de miles de años que se separaron unos de otros y se han ido especiando, adaptándose a las condiciones particulares de cada lago o cada salar”, señala el académico.

Orestias ascotanensis, en este sentido, representa un buen modelo para entender cómo una especie puede cambiar en términos genéticos para adaptarse a ciertas condiciones ambientales, en línea con la selección natural y la deriva genética propuesta por Darwin, paradigma donde se plantea que aquellos organismos capaces de sobrevivir a los cambios del entorno son los que prosperan. “Los Orestes tienen que haber experimentado lo mismo cuando pasaron de agua dulce a agua salada, y a poco oxígeno y mucha radiación. Aquellos individuos que pudieron sobrevivir en esas condiciones predominaron y generaron un cambio en la especie. Hoy podemos comparar la información del genoma de estos peces con la de aquellos que no sufrieron tantos cambios para ver qué cosas se modificaron y, por lo tanto, qué genes se necesitan para tolerar esas condiciones”, detalla Miguel Allende.

Aplicaciones biotecnológicas: desde la biominería a la agricultura resiliente

Los académicos a cargo de estas investigaciones en el Salar de Ascotán plantean, por otra parte, que las capacidades extraordinarias de supervivencia de estos organismos ofrecen diversas posibilidades para explorar potenciales aplicaciones biotecnológicas a partir de sus genes, como la respuesta al estrés, la reparación del ADN, la resistencia a metales pesados como el arsénico, el cadmio y el cobre, y la tolerancia a condiciones extremas de salinidad, radiación ultravioleta, gran altitud y oscilación térmica, entre otros aspectos.

Estos genes resistentes pueden ser aplicados a distintos procesos industriales, como la biominería. “Nosotros ahora estamos postulando a un proyecto de salares y litio que justamente pretende aprovechar microorganismos de salares para hacer minería de litio a partir de chatarra electrónica. Uno puede ocupar ciertas cepas que están en los salares, y que tienen alta tolerancia a metales, de modo que tienen la capacidad de obtener el metal o compuesto y acumularlo. Propiedades como esas se pueden aprovechar para hacer minería de litio a partir de desechos y no tener que sacrificar nuestros salares, simplemente utilizar los microorganismos que viven ahí”, señala el profesor Andrés Marcoleta.

Otra aplicación biotecnológica de interés tiene relación con los procesos de desertificación y sequías que viven Chile y otros países en el marco del cambio climático, fenómenos que impactan, por ejemplo, sobre nuestra producción agrícola y forestal. “Entender cómo las especies se adaptan a cambios ambientales es importante para poder después aplicar eso y seleccionar aquellas variedades o individuos que sean capaces de tolerar estas nuevas condiciones del entorno. En esta línea, podemos tener una especie de programa genético para asegurar nuestra seguridad alimentaria futura, que puede estar en peligro”, plantea el profesor Miguel Allende.

“Uno podría pensar en cultivos en el desierto, en suelos que están muy pobres de nutrientes o contaminados con metales pesados. Si uno pone los microorganismos correctos o los modifica genéticamente, de manera que puedan funcionar en esos ambientes, pueden enriquecer esos suelos y hacer que sea posible cultivarlos”, agrega el director del Centro de Regulación del Genoma, quien menciona esta alternativa a propósito de la progresiva disminución de tierras fértiles y útiles adecuadas para la agricultura. “Tenemos que buscar herramientas ahora para aprovechar otros lugares, y eso creo que es una de las contribuciones más importante de los hallazgos que se hacen con estos microorganismos del desierto”, complementa.

Marcoleta también apunta a la posibilidad de desarrollar soluciones de biorremediación a través de la genética de estos extremófilos, por ejemplo, ante contaminación por radioactividad. “Algunos de los linajes bacterianos que encontramos son las bacterias Deinococcus radiodurans, que son famosas por ser una de las bacterias que más resisten la radiación gamma. Resisten perfectamente la radiación gamma de los rayos cósmicos que uno encuentra en el espacio y, por lo tanto, son bacterias que han demostrado ser capaces de sobrevivir en el espacio exterior. Entonces, si uno quisiera hacer biorremediación de lugares contaminados por radioactividad, podría pensar en aprovechar alguna de estas bacterias y su resistencia a la radiación, ya sea ultravioleta o gamma”.

Cristian Fuentes Valencia
Prensa UChile

Fuente: UCSC

Frente al anuncio de posibles fenómenos meteorológicos, es necesario conocer algunas acciones básicas para evitar los riesgos en estas situaciones y tomar los resguardos correspondientes.

La Región del Biobío ha sido protagonista de una serie de fenómenos meteorológicos durante estos últimos años, entre ellos las inundaciones y desbordes de ríos que ocurrieron en 2023, y la tromba marina que en 2019 afectó a Concepción y Talcahuano, entre otros.             

El reporte para el clima adelantó un nuevo fenómeno meteorológico, que pronostica precipitaciones, heladas y probabilidad de trombas marinas y tornados en la zona.

De acuerdo al Servicio Nacional de Prevención y Respuesta ante Desastres (Senapred), un tornado es un fenómeno meteorológico local que ocurre durante tormentas de gran intensidad y puede durar desde minutos hasta horas. Este se caracteriza por vientos que pueden superar los 100 a 300 km/h, lo que hace de este fenómeno el más intenso y de mayor capacidad destructiva a nivel atmosférico.

Mientras que, una tromba marina corresponde al mismo fenómeno de las mismas características que el tornado, pero generado sobre el agua, pudiendo también llegar a tierra y causar daño.

La Jefa de la Unidad de Prevención de Riesgos UCSC, Ingrid Riquelme, explicó que “es necesario mantenerse en alerta en este tipo de situaciones y tratar de evitar exponerse en el exterior. Por ejemplo, si una persona se encuentra caminando al aire libre, hay que alejarse de objetos que puedan caer encima, como carteles publicitarios y tendidos eléctricos que pueden ser arrojados por el viento”.

En esta situación, la prevencionista de riesgos recomendó que “lo ideal es que la persona se acueste en el piso, cubriendo su cabeza y cuello para que el aire no pueda empujarlo, moverlo o arrastrarlo, y en el caso de que caigan objetos, protegerse”.

“En el caso de estar dentro en un vehículo, lo ideal es alejarse y buscar refugio, porque la trayectoria es incierta por la desestabilización provocada por el tornado o la tromba marina. También si va en movimiento, la masa de aire lo puede arrastrar o generar un accidente, choque o volcamiento”, sostuvo Riquelme.

Después de que ocurra el fenómeno, es necesario mantener la precaución por escombros y vidrios rotos. Es necesario alejarse de edificios dañados, tendido eléctricos, entre otros, que pueden causar lesiones. 

Anticiparse 

Para la especialista “lo ideal es que antes que comience la temporada de invierno tomar los resguardos previos, como revisar las techumbres, planchas de las cubiertas y canaletas de agua, porque a veces pueden quedar sueltas y con este fenómeno, se pueden quitar y salir envueltos con las masas de aire”.

“También, otra precaución a considerar es podar y mantener los árboles, porque con tornados o trombas marinas se desprenden ramas secas. A veces, si no se retiran, pueden que se caigan con el movimiento y vuelen”, agregó Riquelme.

IMO 

La expedición del «Schmidt Ocean Institute» ha contado con la participación clave de investigadores de la Universidad de Concepción (UdeC) y la Pontificia Universidad Católica de Chile (PUC), quienes, junto a científicos de Estados Unidos, Suecia, Dinamarca y España, han estudiado las zonas anóxicas frente a las costas de Iquique.

Este miércoles, arribó al puerto de Antofagasta la expedición científica internacional de la fundación estadounidense “Schmidt Ocean Institute”, la cual desde el pasado mes de abril se encontraba a bordo del buque Falkor (too) investigando —frente a las costas de Iquique— las aguas deficientes en oxígeno.

En esta expedición han participado un grupo de investigadores de la Universidad de Concepción (UdeC) y de la Pontificia Universidad Católica de Chile (PUC), agrupados en el Instituto Milenio de Oceanografía (IMO). Estos investigadores fueron protagonistas de esta iniciativa de frontera que contó, además, con la participación de equipos científicos de Estados Unidos, Suecia, Dinamarca y España.

Con respecto a los objetivos de esta expedición, cabe recordar que en las aguas oceánicas del norte de nuestro país existe una de las tres grandes zonas del mundo donde la cantidad de oxígeno es mínima o incluso inexistente. Esto convierte a este espacio, dominado por microorganismos, en un ecosistema de gran interés para los científicos, quienes buscan conocer y comprender quiénes son y qué hacen los diminutos seres que lo habitan. Además, no podemos olvidar que estas zonas desempeñan un papel fundamental dentro del océano, ya que impactan en la productividad global del océano y son una importante fuente de gases con efecto climático.

Teniendo en cuenta lo anterior, en términos generales, los investigadores chilenos han centrado su investigación en comprender cómo se produce la transición entre la capa superficial oxigenada del océano, la cual recibe la luz del sol, y la capa subsuperficial, en la cual reina la oscuridad y se hace evidente la falta de oxígeno. Uno de sus enfoques fue determinar el efecto que tiene esta capa deficiente en oxígeno en la comunidad de microalgas de la superficie, una pregunta particularmente relevante ante las pérdidas de oxígeno que el océano está experimentando actualmente y de la exacerbación de este proceso, conocido como desoxigenación, proyectado para el futuro. 

Para ello, el equipo científico chileno ha podido aportar con tecnología de vanguardia a la expedición. Dentro de los instrumentos utilizados por los investigadores nacionales, destaca el Sistema de Perfilación con Bomba —del inglés Pump Profiler System (PPS)— que permite perfilar las características hidrográficas de la columna de agua y su transición desde zonas con alto contenido de oxígeno hasta las zonas anóxicas (sin oxígeno) y a su vez bombear agua desde una profundidad deseada para realizar análisis químicos y recolectar muestras con una muy alta resolución vertical y con una casi nula contaminación por oxígeno. Además, otros equipos e instrumentos científicos aportados por el equipo nacional incluyeron el citómetro de flujo InFlux, el fluorómetro FIRe y el autoanalizador de nutrientes, los cuales permitieron identificar y cuantificar células, saber el estado de actividad de su maquinaria fotosintética y obtener la concentración de nutrientes, respectivamente. Así, en el transcurso de esta nueva expedición se ha podido reducir significativamente el margen de error propio de las metodologías tradicionales, otorgando con ello una gran fiabilidad a los experimentos realizados, y por ende, a los resultados de los mismos.

En este sentido, el balance que realizan los científicos chilenos —entre los cuales destacan el Dr. Peter von Dassow (PUC), el Dr. Osvaldo Ulloa y la Dra. Montserrat Aldunate (UdeC)— es extremadamente positivo, ya que la labor realizada permitirá profundizar en el entendimiento de cómo funcionan las zonas anóxicas, el rol de los microorganismos en ellas  y, sobre todo —por primera vez— evaluar el impacto que puede tener la disminución de oxígeno en las comunidades de microalgas que habitan sobre ellas. 

Además, un aspecto muy positivo a destacar en esta expedición ha sido la participación de jóvenes estudiantes y futuros investigadores como Emilio Espinoza, estudiante de Bioquímica de la PUC y Fabián Cortés, estudiante de Magíster en Oceanografía de la UdeC, quienes han tenido la oportunidad de experimentar de primera mano cómo se realiza investigación de frontera a bordo de un moderno buque oceanográfico. 

Finalmente, hay que destacar que, junto a la parte puramente científica, centrada en la investigación y experimentación, se ha dado cabida a la transdisciplinariedad a través de la participación de la artista antofagastina Antonieta Clunes. Ella ha conseguido que ciencia y arte no sólo conversen, sino que de esta conversación surja una nueva dimensión  de la percepción y comprensión que tenemos sobre el océano.  Así, la ciencia y el arte nacional se han hecho presentes en esta experiencia internacional única que busca profundizar la conexión humana con nuestro planeta azul.

Fuente: Comunicaciones USM

Dr. Christopher Cooper de la USM genera en su laboratorio computacional modelos que pueden ser utilizados en diversas áreas de la minería, biología y energética.

Estudiar la electroestática de las proteínas con el propósito de contribuir a avances en áreas como la biología, la minería y la energía, es una de las líneas de investigación del académico del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Técnica Federico Santa María, Dr. Christopher Cooper.

Ligado a lo anterior el profesor desarrolló hace un par de años el estudio de la electroestática en una partícula viral, desarrollando modelos computacionales para entender cómo estos microorganismos comienzan a desensamblar dentro de las células, proceso clave en la infección.

Según comentó, el proyecto tenía como finalidad estudiar el virus Zika, que se transmite por la picadura del mosquito del género Aedes. “De esta forma, vimos por ejemplo que la diferencia de pH del ambiente que se encuentra dentro y fuera del cápside viral es un factor que promueve el desensamblaje y libración de material genético a la célula”.

Además del Zika, durante la investigación estudiaron el virus satélite mosaico de la planta de tabaco y el virus triatoma, que genera el Mal de Chagas.

Microscopio computacional

Todos estas investigaciones son llevadas a cabo en computadores, utilizando ecuaciones diferenciales que modelan muy bien la electrostática, particularmente la ecuación de Poisson-Boltzmann, “se aplican las ecuaciones diferenciales a estas nanoestructuras, entonces lo que hacemos es asignar cargas a cada átomo, parametrizar el ambiente electroestático con una determinada constante eléctrica, y modelar”, sostiene el Dr. Cooper. Así, “nuestro objetivo es tener modelos que nos permitan tener un microscopio computacional, que entregue detalles que no son alcanzables con experimentos, y genere colaboraciones con otros investigadores”.

Otra línea de estudio del académico junto a su equipo son los cálculos de electroestática para observar cómo interactúa una proteína con una superficie. “Aquí han aparecido diferentes aplicaciones. Un caso es el de un investigador que usó mi código para poder estudiar la interacción entre una hidrogenasa (proteína que tiene la capacidad de generar hidrógeno molecular) y una superficie, lo que es un prometedor mecanismo para generar hidrógeno verde”.

Otra aplicación con proteínas de superficie es en la minería, investigación en conjunto con Francisca San Martín del Departamento de Ingeniería Metalúrgica y Materiales, quien trabaja en bioflotación, técnica que se utiliza en minería de cobre para, en términos simples, separar el metal de los desechos.