Biomímesis: Luz Eterna na Natureza

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Luz	Eterna
Científicos	tratan	de	replicar	el	poder	de	los	organismos	que	brillan
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POR	RYAN	SCHLEETER
Jueves,	Julio	25,	2013
Como	dice	el	viejo	refrán,	la	madre	es	la	que	sabe.	Muchos	científicos,	sin	embargo,	alegarían	que	la	madre	naturaleza	es	la
que	sabe	más.
	
Cada	vez	más	los	científicos	están	volteando	la	atención	a	la	naturaleza	para	encontrar	inspiración	y	soluciones	innovadoras
a	los	problemas	humanos.	Desde	el	cemento	para	la	arquitectura	sostenible	hasta	productos	de	pintura	autolimpiante,	los
científicos	e	inventores	están	aprovechando	el	poder	de	este	nuevo	campo	de	la	biomímesis	para	ayudarles	a	diseñar
productos	más	efectivos.
	
Aunque	hay	muchas	maneras	en	las	que	la	naturaleza	ha	inspirado	la	innovación,	un	nuevo	tema	candente	entre	los
científicos	que	estudian	la	biomímesis,	es	la	bioluminiscencia,	o	la	producción	de	luz	de	un	organismo	vivo.	Los	científicos
deben	estudiar	especies	tan	variadas	como	los	habitantes	de	lo	más	profundo	de	los	océanos,	hasta	peces,	bacterias	y
moscas.	Estos	investigadores	están	examinando	las	propiedades	de	bioluminiscencia	con	el	enfoque	en	el	potencial	para	el
uso	humano.	Aunque	los	científicos	entienden	la	ciencia	de	bioluminiscencia	en	su	naturaleza,	les	ha	sido	difícil	tomar	esta
propiedad	por	fuera	de	su	ambiente	biológico	y	recrearla	para	el	mundo	humano.
	
“La	Evolución	hace	un	buen	trabajo	en	diseñar	cosas	para	que	estas	hagan	lo	que	esta	quiere	que	hagan,”	dice	Theo
Sanderson,	genetista,	en	el	Instituto	Wellcome	Trust	Sanger	en	el	Reino	Unido.
	
La	dificultad	está	en	adaptar	estas	propiedades	para	nuevos	usos.	“Nosotros	tenemos	un	sistema	que	emite	luz	que	es	muy
bueno	para	funcionar	en	el	contexto	de	una	bacteria	y	para	emitir	la	cantidad	de	luz	que	una	bacteria	necesita	emitir.	Al
transferir	este	a	otros	sistemas	habrá	una	gran	diferencia	bioquímica.”
	
La	experiencia	de	Sanderson	con	bioluminiscencia	y	biomímesis	data	desde	el	2010	cuando	él	y	sus	colegas	en	la
Universidad	de	Cambridge	entraron	a	la	competencia	internacional	(iGEM)	Maquina	Ingeniada	Genéticamente.
	
”Nos	imaginamos	que	tal	vez	en	el	futuro,	en	vez	de	construir	postes	de	luz,	la	gente	a	lo	mejor	podría	plantar	árboles	que
brillen,”	dice	él.
	
Para	explorar	esta	idea,	el	equipo	realizo	algunas	modificaciones	genéticas.	Ellos	tomaron	parte	de	la	secuencia	de	ADN	de
una	bacteria	que	vive	en	simbiosis	con	un	calamar	y	luego	se	lo	insertaron	a	Escherichia	coli,	haciendo	que	esta	produjera
luz.	Este	proyecto	fue	astutamente	llamado	“E.	glowli.”
	
Aunque	el	equipo	de	Cambridge	finalmente	no	puedo	producir	arboles	bioluminiscentes,	el	ladrillo	que	ellos	produjeron	fue
usado	por	investigadores	de	la	Universidad	de	Peking	como	parte	del	iGEM	del	2011.	Los	investigadores	de	Peking	usaron
este	Bio-Ladrillo	para	permitir	que	diferentes	bacterias	en	diferentes	frascos	se	comunicaran	mandando	señales	de	luz.	
	
Otros	investigadores	están	explorando	otras	aplicaciones	para	la	bioluminiscencia.	Mathew	Maye,	un	químico	de	la
Universidad	de	Syracuse,	trabaja	con	un	equipo	interdisciplinario,	para	explorar	las	propiedades	bioluminiscentes	en	la
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VOCABULARIO
arquitectura sustantivo estilo	y	diseño	de	edificios	o	espacios	abiertos.
bacteria sustantivo	plural (singular:	bacteria)	organismos	unicelulares	que	se	encuentran	en	todos
los	ecosistemas	de	la	tierra.
bioluminiscencia sustantivo luz	emitida	por	seres	vivos	a	través	de	reacciones	químicas	en	sus
cuerpos.
biomímica sustantivo proceso	de	usar	el	mundo	natural	como	una	guía	para	desarrollar	nuevas
tecnologías.
bioquímica sustantivo Estudio	de	los	químicos	y	los	procesos	químicos	que	se	encuentran	en	los
organismos	vivos.
E.	coli sustantivo (Escherichia	coli)es	una	bacteria	comúnmente	encontrada	en	el	sistema
digestivo	de	varios	animales.	Algunas	cepas	de	E.	coli	son	peligrosas	para
las	personas.
nanoescala.	Explicado	simplemente,	el	equipo	de	Maye	quiere	usar	“la	biología	para	propósitos	no	biológicos.”
Maye	y	su	equipo	usan	la	luciferasa—una	enzima,	identificada	inicialmente	en	las	luciérnagas—para	conducir	sus
experimentos.	Cuando	la	luciferina,	un	compuesto	relacionado,	y	la	luciferasa	interactúan,	se	produce	una	reacción	química
que	produce	luz.
	
El	equipo	de	Maye	está	explorando	aplicaciones,	que	incluyen	el	identificar	la	presencia	de	cierta	clase	de	toxinas	pequeñas
dentro	de	un	sistema	e	iluminar	espacios	extremadamente	pequeños.	Actualmente,	el	equipo	está	tratando	de	entender	por
“completo	el	proceso	y	determinar	el	brillo	del	sistema.”
	
Bioluminiscencia	reciclable
	
Un	problema	que	ambos	Maye	y	Sanderson	han	tenido	que	enfrentar	y	como	hacer	que	el	sistema	de	luz	sea	auto-
sostenible.	“No	sabemos	cómo	hacer	el	combustible	que	utiliza	la	luciferasa	[luciferina],”	dice	uno	de	los	investigadores.	“Y
eso	significa	que	es	costoso	trabajar	con	esta	pues	debes	añadir	ese	combustible.”
	
Hasta	que	los	investigadores	no	encuentren	una	manera	de	hacer	el	sistema	“recyclable,”	a	lo	mejor	no	veremos	la
tecnología	de	la	bioluminiscencia	siendo	utilizada	para	iluminar	nuestras	calles.
	
Sin	embargo,	serios	descubrimientos	pueden	estar	a	la	vuelta	de	la	esquina.
	
“Estamos	encontrando	continuamente	descubrimientos	científicos	muy	interesantes…que	nos	ayudaran	a	nosotros	a	diseñar
la	próxima	generación,”	dice	Maye.	“…Yo	diría	que	habrá	algún	tipo	de	iluminación	bioluminiscente	en	los	próximos	cinco	a
diez	años.	Especialmente	si	tu	puedes	de	alguna	manera	reciclarla	o	reponerla.”
	
La	competencia	iGEM,	que	lanzo	a	Sanderson	al	campo	de	biomímesis,	se	lleva	a	cabo	anualmente	y	es	apoyada	por
socios	como	el	Bureau	Federal	de	Investigación	(FBI),	el	gigante	de	software	Autodesk.	La	investigación	de	Maye	es
financiada,	en	parte,	por	el	departamento	de	Defensa	y	la	Fuerza	Aérea.	Con	la	gran	variedad	de	aplicaciones	potenciales
para	este	tipo	de	tecnología,	no	es	sorpresa	que	ambas,	las	industrias	públicas	y	privadas,	estén	en	fila	para	aprovechar	las
ventajas	de	este	conocimiento	que	esta	surgiendo.	
	
Mas	allá	de	las	aplicaciones	practicas	variadas	que	ofrece	la	tecnología	bioluminiscente,	la	biomímesis	ha	capturado	la
atención	de	los	investigadores	por	algo	mucho	más	fundamental:	la	curiosidad	humana.	
	
Como	dice	Sanderson,	“Cuando	tú	ves	lo	que	la	naturaleza	puede	alcanzar	y	la	maravillosa	diversidad	de	seres—que	pueden
emitir	luz,	produciendo	sustancias	increíblemente	fuertes—tu	puedes	imaginarte	lo	que	la	humanidad	podría	hacer	si	pudiera
aprovechar	este	poder,	es	un	área	de	trabajo	emocionante.	
Término Categoría	gramatical Definición
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emitir verbo desprender,	liberar	o	enviar.
enzima sustantivo proteínas	producidas	en	las	células	vivas	que	actúan	como	catalizadoras
para	acelerar	los	procesos	vitales	de	un	organismo.
genetista sustantivo científico	que	estudia	la	química,	el	comportamientos	y	los	propósitos	del
DNA,	los	genes	y	los	cromosomas.
industria	privada sustantivo negocios	no	financiados	por	el	gobierno.
innovador adjetivo nuevo,	avanzado,	o	original.
inspiración sustantivo algo	que	influencia	el	desarrollo	de	una	idea.
interdisciplinaria adjetivo relacionado	con	más	de	una	materia	o	disciplina	académica.
luciferasa sustantivo enzima	(catalizadora)	que	reacciona	con	un	sustrato	(luciferina)	en	una
reacción	química	que	resulta	en	bioluminiscencia.
luciferina sustantivo sustancias	orgánicas	que	al	oxidarse	producen	virtualmente	una	luz
desprovista	de	calor	(bioluminiscencia).
Modificación
genética
pronombre proceso	de	alteración	de	los	genes	de	un	organismo.
nanoescala sustantivo escala	de	longitud	cual	unidad	relevante	de	medida	es	el	nanómetro	(nm),
o	un	milmillonésimo	de	un	metro.	También	es	llamada	la	escala
nanoscopica.
potencial sustantivo posibilidad.
público adjetivo disponible	a	la	comunidad	completa,	no	limitado	a	miembros
contribuyentes.
simbiosis sustantivo dos	organismos	distintos	viviendo	juntos	por	el	beneficio	deuno	o	de
ambos.
sostenible adjetivo capaz	de	ser	continuado	al	mismo	ritmo	por	largos	periodos	de	tiempo.
tecnología sustantivo la	ciencia	de	usar	herramientas	y	maquinas	complejas	para	hacer	la	vida
de	los	humanos	mas	fácil	y	lucrativa.
toxina sutantivo sustancia	venenosa,	usualmente	una	producida	por	un	organismo	vivo.
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