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Remueven compuestos clorados de cuerpos acuíferos con sustancia biodegradable

  • 13 octubre 2017
  • Autor: Cinvestav
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Remueven compuestos clorados de cuerpos acuíferos con sustancia biodegradable
Una preocupación a nivel mundial es la contaminación de acuíferos o suelos por compuestos orgánicos clorados de etileno, como el percloroetileno (PCE), también conocido como tetracloruro de eteno o tetracloroeteno, y sus derivados, que son usados como solventes en procesos industriales aun cuando tienen efectos adversos en la salud humana o el medio ambiente, porque son carcinogénicos y tóxicos. Ante este fenómeno un grupo de investigación del Departamento de Biotecnología y Bioingeniería del Cinvestav, encabezado por Héctor Poggi Varaldo, junto con Luz de María Breton Deval, Elvira Ríos-Leal y Teresa Ponce Noyola, propuso el uso de un tensoactivo para la biorremediación de suelos y acuíferos contaminados con dichas sustancias, que se degrada de manera natural. “Usamos un tensoactivo de clase noionico y tomamos como modelo el Tween 80 (sustancia que sirve para disminuir la tensión superficial de un líquido, usada en remediación de suelo y en la limpieza de lentes), para demostrar que después de actuar favorece la resolubilización de contaminantes orgánicos que forman capas, no disueltos o se encuentra adheridos al suelo en forma adsorbida”, explicó Poggi Varaldo. El tensoactivo actúa como un desorbente y hace que el contaminante quede disponible para ulteriores procesos degradativos, pero podía quedar presente como tensoactivo en sí. Entonces los investigadores se preguntaron si el tensoactivo quedaba para siempre o se podría degradar, porque sería favorable que después de actuar pudiera degradarse junto con el contaminante. El tensoactivo es una sustancia orgánica que tiene una doble afinidad es un compuestos hidrofóbico e hidrofílico; que le gusta el agua y que la rechaza; es una sustancia orgánica que toma al contaminante y si éste forma una capa densa que no se mezcla con el agua, lo solubiliza y permite que los microorganismos puedan atacar a los contaminantes. Cuando el contaminante esta adsorbido sobre una partícula de suelo y los microorganismos no tienen acceso al contaminante, el tensoactivo lo desorbe e incorpora al agua intersticial o de proceso formando micelas contaminante-tensoactivo; así, queda expuesto al ataque de los microorganismos y se puede dar la biorremediación. El tensoactivo es una especie de coadyuvante o de herramienta importante para hacer disponible al contaminante. Diversos procesos industriales como los empleados en actividades metalmecánicas, de mantenimiento de motores, desoxidantes de metales y del lavado en seco, son grandes contribuyentes de sustancias contaminantes como PCE o tricloroetileno que al ser empleados como solventes generan efectos nocivos para la salud y el medio ambiente. “Desde las inocentes calderas de pequeñas tintorerías, hasta establecimientos industriales trabajan con PCE y generan lodos con toda la grasa expulsada de la ropa que se tira y se va a los rellenos sanitarios, donde con la lluvia y su percolación puede llegar a los acuíferos y contaminarlos”, explicó Poggi Varaldo. El PCE y su familia llamada solventes clorados alifáticos se convirtieron en solventes de amplio uso por ser una excelente herramienta industrial para la limpieza de ropa o de partes mecánicas y ser muy efectivo para la extracción de grasas y aceites, pero generó grandes pasivos ambientales. Aunque ya se limitó su uso sigue apareciendo, por esta razón “presentamos una solución en reactores para degradar grandes cantidades de concentraciones de PCE ayudados con tensoactivos; el siguiente paso fue demostrar que el tensoactivo tampoco molesta y que no se convierte en un pasivo ambiental”, sostuvo Héctor Poggi. El trabajo experimental estuvo soportado con una rigurosa metodología que empleó una técnica cromatográfica detallada desarrollada por Elvira Ríos Leal, que permitió identificar todos los compuestos por espectrometría de masas e hizo posible observar las remociones y la eliminación de compuestos de manera efectiva. “Demostramos

Cinvestav reúne a científicos internacionales para dialogar sobre migración

  • 12 octubre 2017
  • Autor: Cinvestav
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Cinvestav reúne a científicos internacionales para dialogar sobre migración
El Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) será sede de la Segunda Conferencia Internacional de Migración Humana que se realizará del 17 al 21 de octubre, en la que participarán alrededor de 25 científicos, académicos e investigadores de los institutos más importantes del mundo para intercambiar y compartir experiencias o resultados de sus estudios, sobre todo en los aspectos de migración, desarrollo y genética humana. Desde los primeros sapiens que salieron de África con dirección a otros continentes, hace aproximadamente 140 mil años, la migración ha sido una actividad generadora de intercambios, desde la estructura genética, la demografía de poblaciones, lo cultural y social, hasta favorecer el establecimiento de enfermedades infecciosas, aspectos que valen la pena analizar para entender lo que hoy somos. En conferencia de prensa, María de Lourdes Muñoz, coordinadora del evento e investigadora del Departamento de Genética y Biología Molecular del Cinvestav, señaló que la reunión brindará una plataforma interdisciplinaria para presentar y discutir las tendencias e innovaciones, así como los desafíos prácticos encontrados en los ámbitos de la migración, el desarrollo de enfermedades y la genética humana. Entre los aspectos a dialogar, comentó Ashael Alfredo Pérez Muñoz, maestro en ciencias también del Departamento de Genética, figura el tema sobre la migración humana y su relación con el establecimiento y propagación de enfermedades infecciosas como el VIH, el dengue, chikungunya, Zika, ébola, mycobacterium tuberculosis o salmonella. De manera particular se analizarán los estudios sobre genomas de homínidos antiguos que se han vuelto muy importantes para ayudar a comprender nuestros patrones de salud pasados y modernos, así como la adaptación genética específica a la susceptibilidad a enfermedades, como la malaria y otros padecimientos infecciosos, detalló María de Lourdes Muñoz. En su participación, María Teresa Navarro, estudiante de posgrado del Cinvestav, destacó la importancia de este evento para los jóvenes como ella, porque los alumnos podrán dialogar y entablar posibles colaboraciones con los investigadores de alto nivel, que estarán como ponentes. En su intervención, Adrián Martínez Meza, del Instituto de Antropología Física del INAH, destacó que la Segunda Conferencia Internacional de Migración Humana permitirá conocer el nivel que hemos alcanzado en el tema en México. Entre los conferencistas que estarán presentes se encuentran el antropólogo genetista Michael H. Crawford, de la Universidad de Kansas, EU, quien expondrá sobre las Causas y Consecuencias Evolutivas de la Migración Humana: Perspectiva Molecular; Maanasa Raghavan, de la Universidad de Cambridge, Reino Unido; Franz Manni, del Museo del Hombre en París, quien hablará sobre la reconstrucción de la historia de las poblaciones humanas usando ADN antiguo. También Mark Stoneking, doctorado en genética del Instituto Max Planck, con el tema La información de todos los genoma disponibles, y la dispersión humana fuera de África, incluyendo los genomas arcaicos; Antonio Arnaiz Villena, médico y biólogo de la Universidad Complutense de Madrid, España, quien expondrá Contactos transoceánicos y culturales, prehistóricos del Atlántico y Pacífico con América. También participarán reconocidos investigadores mexicanos como Andrés Moreno Estrada, de la Unidad de Genómica Avanzada del Cinvestav, Javiera Cervini Silva, de la UAM-Cuajimalpa y Eladio Terreros-Espinosa, arqueólogo mexicano adscrito al Instituto Nacional de Antropología e Historia. La invitación para asistir está abierta a investigadores, profesionales del área y estudiantes interesados y/o involucrados en el tema, quienes deberán inscribirse previamente en la página del evento. 

Cinvestav crea plataforma de vehículos no tripulados en caso de desastres naturales

  • 11 octubre 2017
  • Autor: Cinvestav
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Cinvestav crea plataforma de vehículos no tripulados en caso de desastres naturales
A través de diferentes plataformas y servicios, la tecnología puede ser una gran herramienta para ofrecer ayuda en caso de algún desastre natural. Desde ubicación de personas, mejor atención médica, repartición de ayuda y otras formas de apoyo que ayudan de alguna manera a que el impacto del desastre sea menor. Los vehículos no tripulados son una herramienta eficiente para ayudar a evaluar de manera eficaz y rápida la magnitud de algún desastre. En el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav)  se tiene el proyecto llamado “Desarrollo de plataformas de múltiples vehículos autónomos para aplicación de búsqueda y rescate”, que tiene la finalidad de apoyar con drones multirrotores, de ala fija y vehículos terrestres a las instituciones encargadas de atender en caso de siniestro. Eduardo Steed Espinoza Quesada, catedrático comisionado de Conacyt en el  Laboratorio Franco-Mexicano de Informática y Control Automático del Cinvestav, mencionó que la precisión y la alta definición de las plataformas que se están desarrollando ofrece la posibilidad de hacer recreaciones con ortomosaicos (imágenes) en 2D o en 3D, con diferentes tipos de sensores y cámaras las cuales pueden ser de espectro visible o espectro infrarrojo dependiendo de la necesidad. A diferencia de los vehículos como los drones comerciales, las herramientas que en este proyecto se desarrollan son diseñadas específicamente para cada uno de los problemas que se presenten. En la actualidad este tipo de tecnología ha sido aceptada por los servicios de emergencia, como una de las mejores herramientas para actuar en situaciones de desastre. El investigador indicó que la utilidad de contar con tecnología autónoma, como son los drones multirrotores, de ala fija y vehículos terrestres, es que una vez que se tienen las imágenes se puede señalar algún punto de interés y tomar acciones. “Mediante este proyecto se pretende desarrollar una plataforma de sistemas heterogéneos utilizando vehículos de distintas características. Desplegar esta tecnología reduce significativamente los costos, pero sobre todo se tiene la flexibilidad de utilizar diferentes tipos de sensores y cámaras en función de la situación o de la aplicación en que sean necesitados”, señaló. Los beneficios de los vehículos no tripulados en caso de emergencia son el alcance, el tiempo de respuesta, la seguridad y el costo. Cuando no hay electricidad, pueden volar o avanzar en plena oscuridad y transmitir en vivo imágenes de visión nocturna. Su ruta se programa para que los vehículos se desplacen de forma autónoma y con esto  no se pase por alto un solo sitio. Una cámara infrarroja montada en uno de los vehículos puede detectar señales térmicas de cuerpos y señalar la ubicación de sobrevivientes. En este contexto, Eduardo Espinoza comentó que el próximo 26 y 27 de octubre el Cinvestav tendrá, en sus instalaciones de Zacatenco, el V Simposio Mexicano de Vehículos Aéreos no Tripulados (SIMEVANT), que reúne instituciones y empresas tanto públicas como privadas para visualizar y analizar los avances, retos, problemáticas y perspectivas de los Vehículos Autónomos en México.

Científicos logran modificación a la norma para bajar el nivel de plomo en sangre

  • 9 octubre 2017
  • Autor: Cinvestav
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Científicos logran modificación a la norma para bajar el nivel de plomo en sangre
Recientemente entró en vigor la modificación a la Norma Oficial Mexicana NOM-199-SSA1-2000, Salud Ambiental, que reduce de forma drástica el nivel de plomo permitido en sangre de niños menores de 15 años, mujeres embarazadas y en periodo de lactancia. Científicos del Cinvestav junto a expertos de otras instituciones participaron desde hace varios años en mesas de trabajo con la Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (Cofepris), aportando literatura propia realizada en México o en otras partes del mundo, para demostrar con estudios científicos y técnicos la necesidad de reducir de 10 a 5 microgramos de plomo por decilitro de sangre (µg/dl), como concentración máxima para evitar efectos tóxicos en esos grupos considerados vulnerables. De acuerdo con Betzabet Quintanilla Vega, jefa del Departamento de Toxicología del Cinvestav, la presencia de plomo en la sangre ha demostrado causar una pérdida en el coeficiente intelectual de hasta cinco puntos en la población infantil, y en la población en general, problemas de memoria, depresión, debilidad muscular, además de alterar la fertilidad masculina y causar daño en el hígado, riñón y huesos, entre otros órganos, por ello, países como Estados Unidos han modificado los límites desde hace algunos años, para proteger a toda su población. Sin embargo, en México la Norma tiene dos apartados: los niños y mujeres embarazadas y la población en general. El límite para esta última aún se mantiene en 25 µg/dl, “por lo cual también vamos a seguir trabajando para que este se reduzca a 10”, dice la experta en toxicología. Sabemos que los niños son de los grupos más vulnerables. El plomo causa efectos en su sistema nervioso, ya que cuando están en crecimiento sus barreras no están aún bien formadas, como es el caso de la hematoencefálica, por lo que el plomo pasa libremente y genera daños. Esto se refleja en afecciones congnitivas y cognocitivas, además de problemas de atención, aprendizaje, memoria y hasta daños al sistema periférico, dice Quintanilla Vega. El otro grupo son las mujeres embarazadas y principalmente el organismo en formación, ya que existe el riesgo de sufrir abortos o trasladar la intoxicación al bebé, pues el plomo atraviesa la barrera placentaria. El plomo entra al organismo, el 99 por  ciento se queda en los eritrocitos (glóbulos rojos) y el uno por ciento queda libre y se distribuye a los diferentes órganos, sobre todo al hueso, donde se va acumulando ante la reiterada exposición. El plomo ocupa los sitios del calcio, y cuando hay una remoción de éste a causa, por ejemplo del embarazo, pasa de nuevo a la sangre. De acuerdo con Quintanilla Vega, lograr la modificación a la norma requirió mucho tiempo, ya que se debe mostrar ante la Secretaría de Economía que el beneficio es mayor al costo de su aplicación. “Hay que demostrar con números que se gasta más tratando a una persona intoxicada que no hacerlo, por ejemplo, la persona tiene menos días laborales, un bajo rendimiento escolar, o hay una baja generación de profesionistas por un IQ disminuido”. La experta del Cinvestav señala que en los 90, la principal fuente de plomo era la gasolina, hasta que este metal pesado fue eliminado de ella. Ahora, la principal fuente son la alfarería vidriada para la preparación y almacenamiento de alimentos de gran tradición en algunas regiones de nuestro país y los pigmentos comestibles (sobre todo los que vienen en algunos dulces), sin contar con el reciclaje clandestino de las baterías para autos que contienen plomo. Aunque existe loza de barro libre de plomo, muchos artesanos aún emplean esmaltes que dan brillo a las piezas llamado “greta” (óxido de plomo). Este se desprende cada vez que colocamos alimentos calientes que luego comemos, ya que el proceso de cocimiento para fijarlo debería estar por arriba de los mil grados, algo que no ocurre porque no se tienen los hornos adecuados, aunque lo idóneo es no utilizarlo y sustituir

Nobel de Química para la observación a detalle de estructuras biomoleculares

  • 6 octubre 2017
  • Autor: Cinvestav
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Nobel de Química para la observación a detalle de estructuras biomoleculares
Desde la invención del microscopio electrónico, alrededor 1930 por Ernst Ruska, se hizo notar que era muy desafortunado que este instrumento no se pudiera usar para el estudio de células biológicas por la degradación que sufrían debido a sus condiciones de operación y por el bombardeo del haz electrones. El escenario ha cambiado radicalmente gracias a los trabajos realizados por los ganadores del Premio Nobel de Química 2017, Jacques Dubochet (Universidad de Lausana), Joachim Frank (Universidad de Columbia) y Richard Henderson (Universidad de Cambridge), sostuvo Isaac Hernández Calderón, investigador del Departamento de Física y Coordinador del Laboratorio Avanzado de Nanoscopía Electrónica (LANE), del Cinvestav. Los investigadores galardonados desarrollaron una metodología para el procesamiento y generación de imágenes tridimensionales de las moléculas de la vida (biomoléculas) que participan en diversos mecanismos a nivel celular en los organismos vivos, es decir, la metodología permite conocer la estructura atómica de biomoléculas. Para obtener las imágenes se emplea la crio-microscopía electrónica en la cual las moléculas se congelan en forma prácticamente instantánea en su propio ambiente, de tal forma que se mantienen las características estructurales de la biomolécula y el medio en que se encuentran, generalmente medios acuosos. Así, es posible obtener el arreglo geométrico de los átomos que forman la molécula (estructura atómica), y también una gran cantidad de información sobre la funcionalidad de las biomoléculas a nivel celular; explicó Hernández Calderón. La tecnología combina el trabajo de varias décadas de los galardonados; ya en los años 70 del siglo pasado, Richard Henderson demostró que era posible determinar la estructura atómica de proteínas por microscopía electrónica de transmisión (MET) si éstas se encontraban en su ambiente natural dentro de una membrana biológica. Para evitar el calentamiento de las moléculas fue necesario usar un haz de electrones de baja intensidad. En 1975 Joachim Frank desarrolló un algoritmo de procesamiento de imágenes para combinar múltiples imágenes difusas bidimensionales (2D) obtenidas por MET de biomoléculas en orientaciones muy diversas y así obtener la imagen tridimensional (3D) de proteínas. Debido a que la MET requiere un ambiente de trabajo en vacío y a que en su estado natural las biomoléculas se encuentran en medios acuosos, al tratar de estudiarlas con esta técnica las muestras se deshidratan y sus características estructurales se ven afectadas. Aquí surge la contribución de Dubochet, donde se congela rápidamente una gota de la muestra, a fin de que la estructura quede inalterada y así observar la biomolécula en su configuración natural; de ahí el nombre de crio-microscopia electrónica. Una ventaja adicional del congelamiento ultra-rápido es que el agua mantiene su estructura como en el estado líquido, es decir, al congelarse se vitrifica y mantiene una estructura desordenada en vez de convertirse en cristalitos de hielo con orden a nivel atómico. Esto evita que al congelarse se modifiquen las biomoléculas y también se evitan los efectos de difracción producidos por cristales de hielo que afectarían la interpretación de las imágenes. “Las aportaciones de este desarrollo tecnológico han permitido dilucidar la estructura atómica de muchas biomoléculas y virus de gran importancia para la vida humana y  revelar muchos de los procesos moleculares que se realizan a nivel celular; por ejemplo, la estructura del virus del Zika se determinó con crio-ME”, señaló Isaac Hernández. Si bien desde hace años se emplea la crio-ME, el desarrollo reciente (2012) de los nuevos detectores directos de electrones para los microscopios electrónicos ha contribuido a mejorar sensiblemente la resolución espacial y promete resultados muy interesantes y también la extensión de la aplicación de la crio-ME a otras áreas de interés científico y tec
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Última actualización: 23 de Noviembre 2017

 

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