Rosalind Elsie Franklin (1920-­1958)

Milagros Candela. Dpto. de Genética de la Universidad Complutense de Madrid, y Representación Permanente de España ante la UE

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El valor de su trabajo en relación con el DNA queda bien reflejado en estas palabras de Aaron Klug, premio Nobel de Quí­mica en 1982:

Una buena parte de los datos en los que se basa el modelo de la estructura molecular del DNA propuesto por Watson y Crick pro­venía de los estudios que Rosalind Franklin llevó a cabo en el King’s College de Londres entre 1950 y 1953. Sus análisis de la di­fracción de rayos X de las fibras de DNA le llevaron a descubrir la forma B, que es en la que se encuentra la molécula normal­mente, concluyó que los grupos fosfato –que forman la espina dorsal molecular– debían estar en el exterior, sentó las bases para el estudio cuantitativo de los diagra­mas de difracción y, tras la formulación del modelo de Watson y Crick, demostró que una doble hélice era consistente con los diagramas de difracción de rayos X de las dos formas A y B.

A pesar de su muerte prematura, a los 37 años, como consecuencia de un cáncer de ovarios, esta excelente científica no solo contribuyó decisivamente a dilucidar la estructura molecular del DNA. Antes y después de esos trabajos, realizó impor­tantes aportaciones sobre las estructuras de carbones y grafito, y determinó la del virus del mosaico del tabaco (VMT).

Nació en una acomodada familia judía, establecida en Londres, que le inculcó los valores del esfuerzo personal, el amor por el trabajo bien hecho y el deber de con­ tribuir a la sociedad. Desde muy joven decidió dedicarse a la investigación cien­tífica. Estudió química, física, matemáticas y mineralogía en Newnham College, Cambridge, donde en 1945 se doctoró en Química Física. En 1947 se trasladó al Laboratoire Central des Services Chimi­ques de l’Etat, en París, donde aprendió las técnicas de difracción de rayos X y las aplicó a sus trabajos con el carbón y el grafito. En otoño de 1950 obtuvo un contrato por tres años para trabajar en el Departamento de Biofísica del King’s College de Londres, donde se le encomen­dó el estudio de la estructura del DNA utilizando las técnicas de difracción de rayos X. Allí realizó un excelente trabajo y obtuvo la famosa fotografía 51 que inspiró decisivamente a Watson y Crick la elaboración de su modelo de la doble hélice. Su falta de sintonía con su colega Wilkins la llevó a trasladarse al laboratorio de cristalografía de J.D. Bernal del Birkbeck College en Londres, donde es­ tudió el VMT, dilucidando por primera vez la estructura de este virus simple, estable y muy infeccioso, que se convirtió en modelo para analizar el modo en que los virus infectan a las células.

Su vida estuvo marcada por la curiosidad, viajó por Europa y Estados Unidos, y se interesó en conocer en profundidad la realidad de Israel. Fue muy deportista y amante de la naturaleza, concienzuda y perfeccionista en el trabajo. Su condición de mujer fue sin duda un elemento más de dificultad en un entorno de durísima competencia en la carrera por dilucidar la estructura del DNA, carrera de la que probablemente no fue consciente. Se convirtió en un icono para el feminismo en la década de los setenta cuando salió a la luz la importancia de sus contribuciones científicas frente a la imagen inexacta que retrató de ella James Watson en su libro La doble hélice.

FUENTE: SEBBM 172 | Junio 2012

The importance of stupidity in scientific research

For almost all of us, one of the reasons that we liked science in high school and college is that we were good at it. That can’t be the only reason – fascination with understanding the physical world and an emotional need to discover new things has to enter into it too. But high-school and college science means taking courses, and doing well in courses means getting the right answers on tests. If you know those answers, you do well and get to feel smart.

A Ph.D., in which you have to do a research project, is a whole different thing. For me, it was a daunting task. How could I possibly frame the questions that would lead to significant discoveries; design and interpret an experiment so that the conclusions were absolutely convincing; foresee difficulties and see ways around them, or, failing that, solve them when they occurred? My Ph.D. project was somewhat interdisciplinary and, for a while, whenever I ran into a problem, I pestered the faculty in my department who were experts in the various disciplines that I needed. I remember the day when Henry Taube (who won the Nobel Prize two years later) told me he didn’t know how to solve the problem I was having in his area. I was a third-year graduate student and I figured that Taube knew about 1000 times more than I did (conservative estimate). If he didn’t have the answer, nobody did.

That’s when it hit me: nobody did. That’s why it was a research problem. And being my research problem, it was up to me to solve. Once I faced that fact, I solved the problem in a couple of days. (It wasn’t really very hard; I just had to try a few things.) The crucial lesson was that the scope of things I didn’t know wasn’t merely vast; it was, for all practical purposes, infinite. That realization, instead of being discouraging, was liberating. If our ignorance is infinite, the only possible course of action is to muddle through as best we can.

I’d like to suggest that our Ph.D. programs often do students a disservice in two ways. First, I don’t think students are made to understand how hard it is to do research. And how very, very hard it is to do important research. It’s a lot harder than taking even very demanding courses. What makes it difficult is that research is immersion in the unknown. We just don’t know what we’re doing. We can’t be sure whether we’re asking the right question or doing the right experiment until we get the answer or the result. Admittedly, science is made harder by competition for grants and space in top journals. But apart from all of that, doing significant research is intrinsically hard and changing departmental, institutional or national policies will not succeed in lessening its intrinsic difficulty.

Second, we don’t do a good enough job of teaching our students how to be productively stupid – that is, if we don’t feel stupid it means we’re not really trying. I’m not talking about ‘relative stupidity’, in which the other students in the class actually read the material, think about it and ace the exam, whereas you don’t. I’m also not talking about bright people who might be working in areas that don’t match their talents. Science involves confronting our ‘absolute stupidity’. That kind of stupidity is an existential fact, inherent in our efforts to push our way into the unknown. Preliminary and thesis exams have the right idea when the faculty committee pushes until the student starts getting the answers wrong or gives up and says, ‘I don’t know’. The point of the exam isn’t to see if the student gets all the answers right. If they do, it’s the faculty who failed the exam. The point is to identify the student’s weaknesses, partly to see where they need to invest some effort and partly to see whether the student’s knowledge fails at a sufficiently high level that they are ready to take on a research project.

Productive stupidity means being ignorant by choice. Focusing on important questions puts us in the awkward position of being ignorant. One of the beautiful things about science is that it allows us to bumble along, getting it wrong time after time, and feel perfectly fine as long as we learn something each time. No doubt, this can be difficult for students who are accustomed to getting the answers right. No doubt, reasonable levels of confidence and emotional resilience help, but I think scientific education might do more to ease what is a very big transition: from learning what other people once discovered to making your own discoveries. The more comfortable we become with being stupid, the deeper we will wade into the unknown and the more likely we are to make big discoveries.

Accepted April 9, 2008.

Near-Infrared Spectroscopy of Organic Substances – L. G. Weyer

INTRODUCTION

The near-infrared spectral region is generally defined as the wavelength range from 700 nm to about 2500 nm, although there is considerable variation in wavelength ranges of the different instrument types. The absorption bands in this region are due to overtones and combinations of the fundamental mid-IR molecular vibration bands. The energy transitions are between the ground state and the second or third excited vibrational states. Because higher energy transitions are successively less likely to occur, each overtone is successively weaker in intensity.

Since the energy required to reach a second o r third level excited state is approximately twice or three times that needed for a first-order transition and the wavelength of absorption is inversely proportional to the energy, the absorption bands occur at about one-half and one-third the wavelength of the fundamental. For example, a C -H stretching vibration which occurs at 3200 nm would have overtones at about 1600 and 1100 nm. Although all fundamental vibrational modes can have overtones, the most prominent overtone bands observed in the NIR are those related to O-H, C-H, and N-H groups. This is because the first overtones of other types of vibrations, for example the C -O stretch, occur in the mid-IR region, and have only second and third overtones in the NIR.

In addition to the simple overtones, combination bands also occur. These usually involve C-H, O-H, or N-H stretch plus one or more bending o r rocldng modes. Many different combinations a r e possible and therefore the NIR region is complex, with many band assignments unresolved. This complexity reduces the qualitative power of the spectra, relative to mid-IR spectra. Nevertheless, the near-infrared region has been employed for a number of qualitative studies as well as quantitative analyses. In earlier works, analyses employed isolated C -H, N-H, or O-H bands. More recently, computer-aided NIR reflectance instruments have used mathematical manipulations to retrieve quantitative information from the complex band envelopes.

Near infrared instruments of the UV-Vis-NIR type became commercially available about 1955. Much of the work on band assignments and analytical applications was done at about that time. Several comprehensive reviews of the field were published during the period from 1955 to 1968.

FUENTE: L. G. Weyer (1985) Near-Infrared Spectroscopy of Organic Substances, Applied Spectroscopy Reviews, 21:1-2, 1-43.

La metanfetamina

FUENTE:http://www.drugabuse.gov/es/publicaciones/drugfacts/la-metanfetamina

La metanfetamina es una droga estimulante que afecta el sistema nervioso central y es similar en estructura a la anfetamina. Debido al alto potencial que tiene para el abuso, la metanfetamina está clasificada como un fármaco de la Lista II de acuerdo a la Ley sobre Sustancias Controladas, y se puede obtener sólo por medio de prescripción médica no renovable. Aunque los médicos pueden recetar la metanfetamina, sus usos médicos son limitados y las dosis que se recetan son mucho más bajas que las que normalmente se consumen cuando se abusa. La mayoría de la metanfetamina que se abusa en los Estados Unidos viene de súper laboratorios extranjeros y nacionales, aunque también se puede producir en pequeños laboratorios clandestinos, donde se ponen en peligro a las personas que la elaboran, a los vecinos y al medio ambiente.

¿Cómo se abusa la metanfetamina?

La metanfetamina es un polvo blanco, cristalino, inodoro y amargo que se disuelve fácilmente en agua o alcohol y que se puede fumar, inhalar, inyectar o tomar de forma oral.

¿Cómo afecta la metanfetamina al cerebro?

La metanfetamina aumenta la liberación y bloquea la reabsorción del neurotransmisor dopamina, produciendo concentraciones muy altas de esta sustancia química en el cerebro. Esto constituye un mecanismo de acción común de la mayoría de las drogas de abuso, ya que la dopamina juega un papel importante en la gratificación, la motivación, la sensación de placer y la función motora. La habilidad de la metanfetamina de liberar rápidamente la dopamina en las regiones de gratificación del cerebro es lo que produce la euforia intensa o “rush”, que muchos consumidores sienten después de inhalar, fumar o inyectarse la droga.

El abuso crónico de la metanfetamina cambia de forma significativa el funcionamiento del cerebro. Los estudios no invasivos de neuroimágenes del cerebro humano han mostrado alteraciones en la actividad del sistema dopaminérgico que están asociadas con una disminución en el rendimiento motor y un deterioro en el aprendizaje verbal.1 Asimismo, estudios recientes en personas que han abusado de metanfetamina por periodos prolongados también revelan cambios graves de estructura y función en las áreas del cerebro asociadas con las emociones y con la memoria.2,3 Esto podría explicar muchos de los problemas emocionales y cognitivos que se observan en los abusadores crónicos de metanfetamina.

El abuso repetido de la metanfetamina también puede llevar a la adicción, una enfermedad crónica con recaídas caracterizada por la búsqueda y el consumo compulsivo de la droga, que viene acompañada por cambios químicos y moleculares en el cerebro. Algunos de estos cambios perduran mucho tiempo después del cese del consumo de metanfetamina. Sin embargo, se ha observado que algunos cambios se revierten después de periodos sostenidos de abstinencia (por ejemplo, más de 1 año).4

¿Qué otros efectos adversos para la salud tiene la metanfetamina?

El consumo de metanfetamina, incluso en pequeñas cantidades, puede resultar en muchos de los mismos efectos físicos de otros estimulantes como la cocaína o la anfetamina, incluyendo una prolongación del estado de vigilia, mayor actividad física, disminución del apetito, aumento de la frecuencia respiratoria, aceleración de la frecuencia cardiaca, irregularidad del latido del corazón, aumento en la presión arterial e hipertermia.

El abuso a largo plazo de la metanfetamina tiene muchas consecuencias negativas, entre ellas, una pérdida extrema de peso, problemas dentales graves (boca de metanfetamina o “meth mouth”), ansiedad, confusión, insomnio, perturbaciones en el estado de ánimo y comportamiento violento. Las personas con historial de abuso prolongado de metanfetamina también demuestran varias características psicóticas, como paranoia, alucinaciones visuales y auditivas y delirio (por ejemplo, la sensación de tener insectos que caminan debajo de la piel).

Otras consecuencias que pueden resultar del abuso de la metanfetamina incluyen la transmisión del VIH y de la hepatitis B y C. Los efectos intoxicantes de la metanfetamina por cualquier vía de administración pueden alterar el juicio y la inhibición y hacer que los usuarios practiquen actividades peligrosas, por ejemplo, comportamientos sexuales de riesgo. Los toxicómanos que se inyectan la droga pueden transmitir el VIH y otras enfermedades infecciosas a través de agujas o jeringuillas contaminadas u otros equipos utilizados para inyectar la droga, cuando éstos se comparten entre varias personas. El abuso de la metanfetamina también puede empeorar la evolución del VIH y sus consecuencias. Los estudios indican que el VIH causa mayor daño neuronal y cognitivo en las personas VIH+ que tienen historial de abuso prolongado de metanfetamina en comparación con las personas VIH+ que no usan la droga.5,6

¿Qué opciones de tratamiento existen?

Actualmente, la mayoría de los tratamientos eficaces para la adicción a la metanfetamina son intervenciones integrales cognitivo-conductuales. Por ejemplo, un tratamiento que ha logrado reducir el abuso de metanfetamina es el Modelo Matriz, un enfoque integral de tratamiento conductual que combina terapia conductual, educación familiar, consejería individual, grupo de apoyo de 12 pasos, pruebas de detección para el consumo de drogas y fomento de actividades no relacionadas a las drogas.7 Asimismo, las intervenciones de manejo de contingencias han demostrado ser eficaces ya que proporcionan incentivos tangibles a cambio de tomar parte en el tratamiento y mantenerse abstemio.8 Actualmente, no hay medicamentos aprobados para el tratamiento de la adicción a la metanfetamina; sin embargo, ésta es un área de investigación activa para el NIDA.

¿Cuál es la magnitud del abuso de la metanfetamina?

Estudio de Observación del Futuro (MTF, por sus siglas en inglés)

El Estudio de Observación del Futuro del 2008, una encuesta nacional sobre el consumo de drogas entre los estudiantes de 8º, 10º y 12º grado, ha demostrado una disminución general en el abuso de metanfetamina en los últimos años, sin embargo, continúa siendo preocupante. Los resultados de la encuesta muestran que el 2.3 por ciento de estudiantes de 8º grado, el 2.4 por ciento de estudiantes de 10º grado y el 2.8 por ciento de estudiantes de 12º grado han probado metanfetamina alguna vez en la vida. Además, en el 2008 el 0.7 por ciento de estudiantes de 8º grado, el 0.7 por ciento de estudiantes de 10º grado y el 0.6 por ciento de estudiantes de 12º grado eran usuarios actuales, es decir, habían abusado de la metanfetamina en el mes anterior a la encuesta. Del 2007 al 2008, el abuso de metanfetamina en la categoría de “en el año anterior a la encuesta” se mantuvo estable en los tres grados encuestados.

Encuesta Nacional sobre el Uso de Drogas y la Salud (NSDUH, por sus siglas en inglés)***

El número de personas de 12 años de edad o mayores que reportaron haber usado metanfetamina en el año anterior a la encuesta disminuyó de 1.9 millones en el 2006 a 1.3 millones en el 2007. Se calcula que unos 529,000 americanos (el 0.2 por ciento de la población) eran usuarios actuales de metanfetamina (habían usado la droga por lo menos una vez en el mes anterior). De las 157,000 personas que usaron metanfetamina por primera vez en el 2007, la edad media del primer uso fue de 19.1 años, menor que la edad media de 22.2 años registrada en el 2006.

Para más información

Para más información en inglés sobre los efectos del abuso de metanfetamina y la adicción, visite http://www.drugabuse.gov/drugs-abuse/methamphetamine (en inglés). Para información en español, lea nuestra publicación “Abuso y Adicción a la metanfetamina” de la Serie de Reportes de Investigación, que se encuentra en la página: http://www.drugabuse.gov/es/publicaciones/serie-de-reportes/abuso-y-adiccion-la-metanfetamina.

Para buscar por estado los centros de tratamiento financiados por el gobierno, visite la página:www.findtreatment.samhsa.gov.

Fuentes de información

*Estos datos provienen del Estudio de Observación del Futuro del 2008. El Instituto de Investigación Social de la Universidad de Michigan realiza esta encuesta bajo los auspicios del Instituto Nacional sobre el Abuso de Drogas, uno de los Institutos Nacionales de la Salud, que forma parte del Departamento de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos. La encuesta ha seguido el uso de drogas ilícitas y actitudes relacionadas entre los estudiantes de 12º grado desde 1975, añadiendo a los estudiantes de 8º y de 10º grado al estudio en 1991.

** “Uso en la vida” se refiere al uso de la droga por lo menos una vez en la vida del participante. “Uso en el año anterior” se refiere a que el participante usó la droga por lo menos una vez en el año anterior a la encuesta. “Uso en el mes anterior” se refiere a que el participante usó la droga por lo menos una vez en los 30 días anteriores a la encuesta.

*** La NSDUH (anteriormente conocida como la Encuesta Nacional de Hogares sobre el Abuso de Drogas) es una encuesta anual de americanos de 12 años o mayores realizada por la Administración de Servicios de Abuso de Sustancias y Salud Mental (SAMHSA, por sus siglas en inglés). Los datos de la última encuesta se encuentran en http://www.samhsa.gov.

Referencias

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London ED, Simon SL, Berman SM, y cols. Mood disturbances and regional cerebral metabolic abnormalities in recently abstinent methamphetamine abusers. Arch Gen Psychiatry 61(1):73–84, 2004.
Thompson PM, Hayashi KM, Simon SL, y cols. Structural abnormalities in the brains of human subjects who use methamphetamine. J Neurosci 24(26):6028–6036, 2004.
Wang GJ, Volkow ND, Chang L, y cols. Partial recovery of brain metabolism in methamphetamine abusers after protracted abstinence. Am J Psychiatry 161(2):242–248, 2004.
Chang L, Ernst T, Speck O, Grob CS. Additive effects of HIV and chronic methamphetamine use on brain metabolite abnormalities. Am J Psychiatry 162(2):361–369, 2005.
Rippeth JD, Heaton RK, Carey CL, y cols. Methamphetamine dependence increases risk of neuropsychological impairment in HIV infected persons. J Int Neuropsychol Soc 10(1):1–14, 2004.
Rawson RA, Marinelli-Casey P, Anglin MD, y cols. A multi-site comparison of psychosocial approaches for the treatment of methamphetamine dependence. Addiction 99(6):708–717, 2004.
Roll JM, Petry NM, Stitzer ML, y cols. Contingency management for the treatment of methamphetamine use disorders. Am J Psychiatry 163(11):1993–1999, 2006.