“David Bowie Is” en el Museu del Disseny de Barcelona
julio 5, 2017
Laboratorio de Bioarte en la Escuela de Arte Visual de Nueva York.
julio 9, 2017
Mi primer contenido para la sección “Ciencia en el mundo” combina dos historias en una. Por un lado describe un método, conocido como código de barras de ADN, que utiliza la información genética para identificar cualquier ser vivo, y por otro presenta posiblemente el proyecto de ciencia ciudadana más ejemplar que he encontrado.
Cuando fui voluntario en Genspace, el laboratorio de biología molecular abierto a la comunidad en Brooklyn, Nueva York, ofrecíamos tardes de puertas abiertas a los ciudadanos bajo el nombre “PCR & Pizza”. PCR son las siglas para la “Polymerase Chain Reaction” o reacción en cadena por polimerasa, una técnica que se utiliza para producir copias de un único fragmento de ADN.
La pizza es lo que todos compartimos después de practicar ciencia en el laboratorio. Los participantes tenían la oportunidad de aislar el ADN a partir de un pequeño fragmento de una planta. Los fragmentos provenían de nuestra colección de plantas recogidas en Alaska como parte del proyecto “Barcoding Alaska” que se traduciría como “Obteniendo el Código de Barras de Alaska”.
Este proyecto tenia como objetivo la identificación de la flora de Alaska. Después de la recolección de muestras y la extracción de ADN, la amplificación del ADN mediante PCR es el siguiente paso en el método del código de barras de ADN. El ADN extraído se coloca, con los ingredientes adecuados, en una máquina que lleva a cabo la PCR, para producir millones de copias de una porción específica del ADN del organismo.
Esta parte del ADN es lo que los científicos han seleccionado del genoma de la planta como marcador, ya que es especifico para cada especie. Para asegurarse de que la PCR ha funcionado, se coloca una pequeña muestra del ADN amplificado dentro de un bloque de gelatina y se aplica electricidad a ambos lados. Este proceso se llama Gel Electroforesis.
Los fragmentos de ADN se separan dentro de la gelatina y migran en base a su carga eléctrica y tamaño. Los fragmentos separados pueden ser vistos a simple vista y serán la prueba que la PCR ha funcionado. Pero para el código de barras genético necesitamos obtener la secuencia o sucesión de letras que forman la cadena de ADN. Podemos obtener la secuencia de nuestra muestra enviando el tubo con el fragmento de ADN amplificado a un laboratorio que tenga un secuenciador.
Secuenciar el ADN no era nada barato, pero hoy por unos pocos euros y en tan solo un par de días, recibes un correo electrónico con la secuencia que corresponde al fragmento de ADN enviado. Esa secuencia formada por cuatro letras, que representa la composición química del ADN, es nuestro código de barras. Esta información genética que se puede utilizar con infinidad de propósitos.
Chritine Marizzi shows me the Harlem DNA Lab
Equipment and reagents at the Harlem DNA Lab
Los estudiantes presentan los resultados de su investigación en el simposio anual del UBP.
La técnica del código de barras de ADN se desarrolló alrededor de 2003 como un nuevo método para identificar y clasificar especies de organismos vivos. Hasta entonces, los científicos usaban las características visuales de los organismos para identificarlos y clasificarlos. El Código de Barras genético es un método rápido, objetivo y replicable.
Las secuencias obtenidas se comparan con las ya existentes en una base de datos y sirven para confirmar especies ya identificadas o pueden conducir a la identificación de nuevas especies cuando aparecen variaciones respecto a las secuencias ya conocidas.
Pero el código de barras genético es mucho más que un método para clasificar especies. Ha comenzado una revolución y se están encontrando nuevas aplicaciones en campos como la salud o la protección del consumidor y del medio ambiente. Lo genial es que los estudiantes que participan en el Proyecto de Código de Barras Urbano en Nueva York están contribuyendo de forma significativa a esta revolución.
Christine Marizzi es la apasionada y dedicada directora del Proyecto de Código de Barras Urbano (UBP) creado por el Centro de Aprendizaje de ADN (DNALC) del centro de investigación “Cold Spring Harbor”. Mientras que la mayoría de los proyectos de ciencia ciudadana sólo permiten a los participantes realizar alguna tarea dentro de las muchas necesarias para ejecutar un proyecto de investigación, el UBP permite a los estudiantes concebir, ejecutar y presentar los resultados de proyectos de investigación completos, que utilizan técnicas de biología molecular y tienen aplicaciones reales. Esto es bastante revolucionario incluso para los profesionales de los centros de ciencia.
Recientemente visité a Christine en la Ciudad de Nueva York en el Laboratorio que el DNALC ha creado en una escuela de Harlem, donde varios cientos de estudiantes de Nueva York realizan anualmente sus experimentos para completar sus proyecto de código de barras. Como mencionan en su sitio web, "UBP es el primer esfuerzo a gran escala para ofrecer a estudiantes de secundaria la posibilidad de utilizar la tecnología de ADN para explorar la biodiversidad en la ciudad de Nueva York.
Los proyectos utilizan códigos de barras de ADN para examinar cualquier aspecto del ambiente, tales como: El muestreo de la biodiversidad en un parque, jardín, oficina o escuela; La identificación de especies vegetales o animales invasoras; El control de especies que transmiten enfermedades; La identificación de especies exóticas o en peligro de extinción en el mercados o incluso detectar fraude alimenticio y etiquetado erróneo en los alimentos".
El programa está diseñado para dar a los estudiantes la mayor cantidad de experiencia en investigación posible. Está abierto a todos los estudiantes de bachillerato en Nueva York y también ofrece capacitación para maestros. Los equipos de entre 2 y 4 estudiantes que trabajan bajo la supervisión de un profesor de ciencias o mentor cualificado, deben presentar una propuesta de proyecto de investigación. Los equipos con proyectos seleccionados están invitados a participar y tienen acceso gratuito a todo lo que necesitan para sus experimentos. Esto incluye el acceso a reactivos y equipos, bases de datos, materiales de referencia, protocolos detallados y la herramienta de análisis de datos en la red de acceso abierto llamada "DNA Subway”, que ha sido creada por el DNALC.
Los estudiantes presentan sus resultados en un simposio anual a sus compañeros y a expertos en el campo y los mejores proyectos son premiados. El UBP ha producido muchos resultados interesantes.
En 2012 los estudiantes del instituto Hostos Lincoln en el Bronx usaron códigos de barras para analizar el contenido de Ginkgo en suplementos alimenticios vendidos en tiendas locales. Encontraron que muchos de los productos analizados no contenían Ginkgo. En cambio, contenían arroz como relleno barato.
Este fraude identificado por los estudiantes derivo en una investigación que llevó a la retirada de estos productos fraudulentos de las tiendas en Nueva York. En 2017 los estudiantes generaron códigos de barras para las especies de peces que se encuentran en el río Bronx, lo que ha contribuido al control medioambiental del rio. Trabajando con mentores en el campo de la medicina, dos estudiantes usaron códigos de barras de ADN para identificar genes en células cancerosas que las hacen más resistentes a la quimioterapia. Este estudio ha continuado y podría derivar en avances en el diagnóstico y tratamiento del cáncer.
Otro grupo de estudiantes tomó muestras para identificar especies de virus en la ciudad de Nueva York y descubrió un nuevo virus que infecta y destruye bacterias (bacteriófago) presente en una muestra de alimentos podridos, agregando un nuevo candidato a la lista de bacteriófagos con posibles aplicaciones contra las infecciones bacterianas.
Aprendemos ciencia haciendo ciencia. La aplicación del método científico y la practica de la ciencia cambian nuestra forma de pensar. Nos hace más analíticos, más críticos e imaginativos. El UBP es un ejemplo perfecto de un proyecto que permite a los estudiantes aplicar el método científico de principio a fin. También capacita y empodera a los estudiantes permitiéndoles presentar sus resultados.
El UBP puede ser fácilmente replicado en otros lugares y mi misión es traer el Proyecto de Código de Barras Urbano a Barcelona y otros lugares en Europa. Los estudiantes, y ciudadanos en general, a este lado del charco, también se merecen la oportunidad de hacer ciencia e investigar en biodiversidad, tal y como están haciendo los que participan en el UBP de Nueva York.
http://www.dnabarcoding101.org/programs/ubp/
Para saber más sobre el “Barcoding Alaska” visita:
https://experiment.com/projects/barcoding-alaska
Para ver más proyectos de códigos de barras dirigidos por estudiantes visita:
http://www.dnabarcoding101.org/programs/ubp/ubp-archive.html
https://vialogues.com/vialogues/play/28683/