LA RED COMO DETONADOR DE IDEAS
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- Raúl Blanco Botella
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2 IDEAS CONVERGENTES
3 LA RED COMO DETONADOR DE IDEAS FACTIBLES Y TRASCENDENTES (QUE ROMPEN PARADIGMAS) QUE COMPITEN CON LO MEJOR DEL MUNDO PARA EMPRESAS QUE NO EXISTEN Y HAY QUE CREAR PARA QUE CIENTIFICOS SE CONVIERTAN EN EMPRESARIOS VANGUARDISTAS CONFIANZA / COLABORACION (PERO COMPETITIVA) ESPACIO CRITICO, FERTIL, ANTI-CONFORMISTA.
4 La Doble Hélice de ADN: 50 años 1953
5 Febrero de 2000 Desciframiento del Genoma Humano 3,000 Millones de Letras Precio: 2,700 Millones de Dólares
6 La Mejor Inversión de México $0.00 M.N. Genomas leidos desde 2001 Arabidopsis Aspergillus Abeja Escarabajo Gato Pollo Chimpanze Vaca Dictyostelium Perro Rana Mosca Caballo Humano Mosquito Mouse Nematodo Opossum Puerco Conejo Rata Macaco rhesus Herizo de mar Borrego Yeast (Saccharomyces) Pez zebra 15 Genomas de hongos filamentosos 483 Genomas de microorganismos unicelulares
7 COMO LEER EL ADN?
8 A C G T
9 ADN 0.36 nm
10 Timina T Adenina A 2 H+ 3 H+ Citosina C Guanina G
11 Lectura de ADN: nucleótidos ( letras ) en 4 horas! Para ver esta película, debe disponer de QuickTime y de un descompresor TIFF (Uncompressed). Fred Sanger Premio Nobel Química 1958 El genoma humano tiene 3,000 Millones de Nucleótidos!
12 Para secuenciar un genoma cortar, leer y re-armar el rompecabezas.
13 Tecnología 454 en Millones de Letras en 4 horas 2 genomas bacterianos por día El Genoma humano de 2,700 Millones de Dólares a 90 millones de dólares (30 veces mas barato) 1 mes (100 veces mas rapido)
14 Lectura de ADN Serial Masiva en Paralelo Parte del avance revolucionario se debe a una placa de fibra óptica que transmite una señal quimio-luminiscente a una camara de CCD que detecta el pulso de luz y lo alamcena. QuickTime and a TIFF (Uncompressed) decompressor are needed to see this picture. QuickTime and a TIFF (Uncompressed) decompressor are needed to see this picture.
15 Secuenciación 454
16 Limitaciones importantes: - DNA debe ser fragmentado en pedazos de 100 a 400 letras. - El total de un genoma se debe leer completamente de 10 a 20 veces para poder re-armarlo. - Consumo de grandes volúmenes de reactivos caros. - Errores de secuenciación intrínsecos. - Tecnología patentada.
17 Tendencias Actuales: 2008 SOLiD - ABI Solexa-Illumina matriz de silicio (resolución óptica; varios cientos de nanometros!) Pedazos de tan solo 35 letras 10 Gigabytes por experimento
18 Tendencias Actuales: 2008 Nano-mecánica de reacción de síntesis de hebra de ADN Se puede medir la fuerza del movimiento del desplazamiento de una proteína que fabrica ADN letra por letra RNA Polimerasa Lectura actual de 30 letras Proteína sonda de movimineto 1 Angstrom de resolución Un deficit en una letra causa un retraso en el movimiento de la Polimerasa QuickTime and a TIFF (Uncompressed) decompressor are needed to see this picture. Greenleaf et al. Science (2006) Steve Block Stanford U.
19 Tendencias 2008: La promesa de los nanoporos. Inicialmente descritas en 2004.
20 Nanoporo se utiliza para separar 2 compartimentos. Daniel Branton Si los compartimentos están rellenos de una solución iónica que crean una diferencia de potencial eléctrico entre ambos, una hebra sencilla de ADN circulará hacia el polo (+) DE MANERA LINEAL (no cabe de otra manera en el nanoporo!!) Temperatura elevada y agentes desnaturantes (sales) pueden mantener el ADN en forma lineal. Medir el flujo de electrones transversalmente a través del poro, las variaciones serán directamente proporcionales a la naturaleza de la letra (A,G,C T) 1 nm
21 PROBLEMA: El ADN pasa tan rápido por el poro, que no se puede discernir la medida correspondiente a letras individuales. ==> se alcanzan a detectar secuencias de 15 letras.
22 La solución?
23 Que tipo de instrumento se requiere para secuenciar ADN largo a partir de una estrategia novedosa? - Un nanotubo (1-2 nm de diámetro) dentro de un potencial eléctrico que permita la translocación de hebras largas de ADN (~5,000 letras) - Un detector que singularize la energía necesaria para romper los puentes de Hidrógeno (H+) que unen A/T y C/G. - Un microdispositivo que permita reconocer A de T (y C de G) con base en propiedades de difracción a alta resolución (en tiempo real). - Un microdispositivo que permita el mantenimiento lineal y la circulación constate e ininterrumpida de una hebra larga de ADN de cadena sencilla.
24 Idea piloto:
25 Secuenciación Ultra-Rápida con Tecnología Mexicana? - Grupos competitivos en: - Genómica (secuenciación) - Nanotecnología (nano materiales) Óptica Biología molecular Cómputo/Bioinformática Físico-Química Bioquímica estructural Ingenierías
26 La estrategia del retador
27 En resumen: - Existe un área de oportunidad para establecer un nuevo ambiente científico competitivo: Nano-Bio. - Existen problemas puntuales de enorme trascendencia que merecen ser abordados de manera distinta: - Imaginación; libre pensamiento - Sin perjuicios; ideas pre-establecidas - Espontaneidad en las disciplinas - Generoso intercambio de ideas. - Se requiere establecer un lenguaje común y comenzar a ejercerlo. - La Red Nano como Red de Redes
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