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Moléculas fundamentales para la vida

El próximo jueves, 3 de diciembre, se celebrará la segunda sesión del curso de divulgación Los Avances de la química y su Impacto en la Sociedad. Será con la conferencia Moléculas fundamentales para la vida. La importancia de un OH.

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El ponente será el profesor Álvaro Martínez del Pozo, profesor de Bioquímica de la UCM, que es uno de los mejores divulgadores de la Química y Bioquímica en nuestro país. Es colaborador habitual del programa de radio A Hombros de Gigantes (RNE), con un espacio en que nos explica como la vida depende de las sutancias y reacciones químicas.

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 Bernardo Herradón

Los avances de la química en RNE

El pasado 2 de noviembre, en el programa A Hombros de Gigantes (RNE), dirigido por Manuel Seara Valero, hablamos de la V edición del curso de divulgación Los Avances de la Química y su Impacto en la Sociedad.

El programa completo se puede descargar en este enlace

El corte comentando el curso se puede escuchar en el siguiente audio.

 

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La última versión del programa del curso de divulgación se puede descargar aquí.

Los anuncios de las dos primeras conferencias se muestran a continuación.

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La química y la biología en la Semana de la Ciencia

A continuación os recomiendo dos actividades durante la Semana de la Ciencia que se celebrarán en Madrid.

El próximo jueves 7 de noviembre, en la Facultad de Ciencias Químicas de la UCM, tendrá lugar una demostración de Química a cargo del grupo Experimentalia. Ví el espectáculo en el STAS-Alicante en Mayo de 2012 y, realmente, merecen la pena. Hacen un montón de actividades divertidas, rigurosas y con las que se puede aprender química. Es una actividad organizada por la Real Sociedad Española de Química. Podéis reservar por correo electrónico. Los detalles de la actividad se indican en el cartel.

El martes 12 de noviembre, en la tienda del National Geographic (Gran Via, 74) se celebrará una sesión con  cuatro conferencias cortas (15-20 minutos) sobre temas de máxima actualidad en biotecnología, biomedicina, virología o química con guiños al cine.

El cine, como continente y contenido, es decir, desde el punto de vista de la técnica ¿en constante desarrollo- y por los temas que trata, bebe de las aguas de la ciencia. A su vez, la ciencia ve reflejada en el cine la extrapolación de sus principios y, en muchos, casos, modelos teóricos en investigación más avanzada. A lo largo de las pequeñas conferencias, los cuatro ponentes tratarán y posteriormente debatirán con el público aquellos aspectos científicos que pueden tener su reflejo en el cine, bien como apoyo a la conferencia, bien como contenido de las mismas. Los temas serán los siguientes:

José Antonio López-Guerrero (UAM). Impartirá la conferencia “Biotecnología y biomedicina de cine“.

En el límite de la ciencia-ficción, sino de la ficción directamente, temas como la clonación humana, la medicina regenerativa, la biotecnología, modificación genética de seres vivos o la reprogramación celular han sido tratados, con mayor o menor fortuna, en el celuloide ¿o cine digital en 2 ó 3D actual-. En la conferencia se comentarán las bases moleculares y celulares, aplicaciones y connotaciones éticas de la tecnología de transgénicos o de los cultivos y diferenciación de células madre. Se presentarán algunas películas que tocan o tratan sobre estos temas.

Bernardo Herradón (IQOG-CSIC). Imaprtirá la conferencia “La química: ¡una ciencia de cine!”.

Todo es química. De eso no cabe la menor duda. La química; los productos químicos y técnicas con reacciones químicas como base nos hacen, día a día, y desde lo cotidiano, la vida más fácil. Por supuesto, la química ha jugado un papel importante en el desarrollo del cine y, desde otra de las caras del mismo prisma, el cine ha tratado temas con ¿química¿ y con la química como fondo

Elena Campos  (CBMSO-CSIC-UAM). Impartirá la conferencia “De modelos, héroes y mártires: Animal Research.

El uso de animales en experimentación es un tema muchas veces debatido, altamente legislado y pobremente entendido en su profundidad y transcendencia. ¿Qué es un modelo animal y cómo funciona? ¿Realmente es una herramienta esencial para el desarrollo y evolución del conocimiento biomédico? Muchos son los detractores de este tipo de investigación por evidentes motivos éticos relativos al sufrimiento animal, pero ¿hay alternativas? ¿Qué es más ético: humanos-cobaya o ratones-humanizados? ¿Qué protección ejerce el Reglamento en cuanto al Bienestar Animal al respecto? Y, lo que es más importante: ejemplos de héroes de hoy, en versión animal; ejemplos prácticos de por qué oponerse a la investigación in vivo compromete a nuestro estado de enfermedad, y salud.

Enrique Royuela (Feelsynapsis). Impartirá la conferencia “Virus de Cine”.

Breve repaso por el mundo del cine con los virus como protagonistas. Anécdotas, errores y curiosidades sobre estos agentes infecciosos tratados (y maltratados) en el celuloide.

Sin duda, una actividad que nos acercará el mundo de la ciencia al del arte y que servirá para tratar con humor y rigor científico, aspectos que influyen en nuestras vidas. Los detalles de la actividad están en la imagen anterior.

Os esperamos. ¡Seguro que disfrutáis!

 
Bernardo Herradón
CSIC

La ciencia básica y sus aplicaciones. Parte 1.

El Premio Nobel en una de las tres disciplinas científicas es el máximo galardón al que puede aspirar un científico. Todos los años, en la primera quincena de octubre se anuncia el nombre de los galardonados, los cuales reciben la distinción el 10 de diciembre, coincidiendo con el aniversario del fallecimiento de Alfred Nobel (en la imagen).

Estas fechas son importantes por sus repercusiones científica, mediática y social. Una actividad que pasa más desapercibida es la reunión que a finales de junio y principios de julio celebran varias decenas de Premios Nobel. Son las llamadas Reuniones de Galardonados con el Nobel en Lindau, o LNLM, según las siglas del término en inglés: Lindau Nobel Laureates Meeting. Este año el LNLM se celebrará entre el 30 de junio y el 5 de julio.

 

El LNLM se celebra de manera ininterrumpida desde el año 1951, celebrando este año su 63º edición, que está especialmente dedicada a la Química, con la participación de un total de 35 Premios Nobel (24 de Química, 6 de Física, 4 de Medicina/Fisiología y 1 de la Paz) y de 625 jóvenes investigadores de 78 países, como se ha descrito en un post anterior.

En este artículo quiero centrarme en la repercusión que la investigación de los participantes este año tienen sobre el bienestar del ser humano. Es bien conocido que, frecuentemente, las investigaciones merecedoras del Premio Nobel se pueden calificar como “ciencia básica”. A mí no me gusta la distinción entre “ciencia básica” y “ciencia aplicada” y me gusta citar la frase de Pasteur que se indica a continuación.

 

Aparte de contribuir considerablemente al avance de la ciencia, la investigación de gran calidad, que los galardonados con el premio Nobel han realizado, ha influido en nuestra calidad de vida en aspectos variados como nuestra salud, los productos de consumo, fertilizantes, catalizadores para automóviles, protección medioambiental, materiales de interés tecnológico o computación cuántica.

El trabajo de muchos de los Premios Nobel tienen impacto en la mejora de nuestra salud. Por ejemplo, la investigación de Walter Gilbert (Premio Nobel en 1980) ha permitido disponer de métodos para secuenciar ácidos nucleicos, que han sido valiosos para la secuenciación de genomas de especies, incluidas el ser humano.

 

Varios de los galardonados han realizado investigaciones en áreas frontera entre la Química y la Biología. Dos de los científicos participantes en el LNLM-13, Hartmut Michel y Robert Huber, fueron galardonados en 1988 por sus investigaciones que permitieron profundizar en el conocimiento sobre la fotosíntesis, el proceso que, usando la luz del Sol, convierte el agua y el dióxido de carbono en carbohidratos y oxígeno; ambos fundamentales para nuestra existencia: los carbohidratos son la fuente primario de nuestra alimentación y el oxígeno nos permite respirar (y con ello, oxidar los alimentos para obtener energía). La energía química en las células se almacena principalmente en forma química, en la molécula de trifosfato de adenosina (adenosine triphosphate, ATP, ver imagen). La investigación de John E. Walker (Premio Nobel en 1997) ha revelado detalles de los procesos enzimáticos por los que se biosintetiza el ATP. La biosíntesis son un conjunto de reacciones químicas dentro de las células por las que se obtienen las moléculas. Estas reacciones químicas pueden ser aceleradas (es decir, se aumenta su velocidad de reacción) por la acción de otras sustancias químicas (que no se consumen en la reacción) que se denominan catalizadores. La inmensa mayoría de los catalizadores en bioquímica son proteínas que se denominan enzimas. La investigación de Edmond H. Fischer (Premio Nobel en Medicina/Fisiología en 1992) también está relacionada con procesos enzimáticos que “quitan” y “ponen” grupos fosfato en las proteínas, denominados fosforilacion y desfosforilación, respectivamente. Estos mecanismos son esenciales en los procesos fisiológicos, pues permiten enviar señales moleculares dentro de las células y entre las células de un organismo (señalizació y mensajería celulares).

 

 

Las reacciones químicas dentro de las células se producen en agua, una molécula fundamental. Dos tercios de nuestro organismo está formado por agua; continuamente estamos absorbiendo y eliminando agua; algunos de nuestros órganos, especialmente los riñones, son capaces de filtrar centenares de litros de agua diariamente. El agua es una molécula polar y, por supuesto, hidrófila (que le “gusta” interaccionar con otras moléculas de agua). Por otro lado, la membrana celular (que separa el interior de la célula del medio circundante) está formada por moléculas muy distintas al agua, son moléculas hidrófobas y apolares, es decir que repelen al agua. Entonces, ¿cómo es posible que el agua pueda cruzar las membranas celulares? Desde hace tiempo se sospechaba que este transporte se producía a través de una serie de canales específicos para el agua; pero hasta 1988 no se consiguió el primero de estos canales, una proteína de membrana, aislada y caracterizada por Peter Agree, que recibió el Premio Nobel (2003) por estas investigaciones. Con esta investigación se empezó a comprender este importante fenómeno fisiológico, que tiene implicaciones en el estudio de bacterias, plantas, animales y que para el ser humano puede servir para entender algunos procesos patológicos. La investigación de Erwin Neher (Premio Nobel de Medicina/Fisiología en 1991) está relacionada; Neher fue un pionero en el estudio de los canales iónicos (por los que se transportan iones) en las membranas celulares y su relevancia en el desarrollo de ciertas enfermedades como la diabetes, fibrosis cística y desórdenes neuronales y cardiacos.

La maquinaria celular está continuamente biosintetizando y degradando proteínas. Estos últimos procesos son catalizadas por un tipo de enzimas denominadas proteasas. El Premio Nobel de 2004 fue galardonado a investigaciones realizadas para elucidar los mecanismos por los que las proteínas son degradadas, especialmente la estructura y función del proteasoma, un conjunto de enzimas degradadoras de proteínas, especialmente el papel de la ubiquitina (en la imagen; fuente: Wikipedia), una proteína pequeña señalizadora que es capaz de dirigir las proteínas no deseadas (que están en exceso en la célula) al proteasoma. Dos de los galardonados (Avram Hershko y Aaron Ciechanover) por estas investigaciones estarán presentes en el LNLM-13.

La investigación de Martin Chalfie (Premio Nobel en 2008) también está, en cierto modo, relacionada con la señalización celular. Se conoce desde hace mucho tiempo que ciertos organismos son luminiscentes (emiten luz de manera natural). La investigación de Chalfie permitió profundizar en el mecanismo de este proceso y su base genética, identificando la conocida como proteína verde fluorescente (green fluorescente proteína, GFP). Una consecuencia de esta investigación es que el gen que codifica GFP se puede insertar en otros organismos, por lo que se pueden visualizar procesos fisiológicos usando la GFP como señalizador, tanto en organismos unicelulares como pluricelulares, como algunos de los ratones de la imagen (Fuente: Wikipedia). Esta es una herramienta muy poderosa en investigación biomédica. La investigación de Ada Yonath (Premio Nobel en 2009) ha permitido conocer algunos de los mecanismos fundamentales que operan en todos los seres vivos: la biosíntesis de proteínas (ya mencionada anteriormente). Yonath ha estudiado la estructura, a resolución atómica, del ribosoma; que es un orgánulo celular en el que se “lee” la información codificada en el ácido ribonucleico mensajero (mRNA), que a su vez, se ha codificado en el gen correspondiente, un fragmento del ácido desoxirribonucleico (DNA). Es bien conocido que la información genética transcurre en la secuencia DNA ➛ mRNA ➛ proteína (lo que constituye el dogma de la biología molecular, propuesto por Francis Crick en 1958), siendo las proteínas los productos finales del genoma. La investigación de Yonath ha permitido conocer los detalles de este importante proceso biológico y constituyen la base del desarrollo de nuevos antibióticos.

 

Finalmente, la investigación de Brian Kobilka (Premio Nobel en 2002) ha abordado la estructura y función de los receptores acoplados a proteína G (G-protein-coupled receptor, GPCR) que son unas proteínas presentes en las membranas celulares que se activan por la presencia de ciertas moléculas. Existen numerosos GRCRs, específicos de una molécula o de un grupo de moléculas, que son los responsables de comenzar la cascada de señalización celular. Estos procesos tienen una inmensa relevancia fisiológica y, cuando no funcionan adecuadamente, son responsables de algunos estados patológicos. Los GPCRs se han tratado en este post y en varios programas del espacio “La ciencia cotidiana” del programa de radio “A Hombros de Gigantes” (ver enlace más abajo).

En un próximo post explicaré la investigación de los otros participantes en el LNLM-13 y como han impactado en nuestra sociedad.

Sobre el LNLM y la relevancia que la investigación de los Premios Nobel tiene en nuestra sociedad he hablado en tres programas de radio (uno ya emitido y otros dos grabados para emitir durante el LNLM-13). Los enlaces a lo programas se pueden descargar aquí (El Nanoscopio) y aquí (A Hombros de Gigantes, a partir del 1 y 8 de julio, respectivamente).

Nota: Este post se ha publicado originalmente en el blog del LNLM-13 y ha participado en el XXVI Carnaval de Química, que aloja el excelente blog El Cuaderno de Calpurnia Tate.

 

 

Bernardo Herradón García
CSIC
b.herradon@csic.es

La química como herramienta en biomedicina

La sesión de ayer del  curso de divulgación Los avances de la química y su impacto en la sociedad tuvo por título La química como herramienta en biomedicina, y fue expuesta por Enrique Mann. La sesión contó con numerosa asistencia que, como está siendo habitual, mantuvo una interesante y animada discusión; especialmente centrada en temas relacionados con el papel que tendrá el conocimiento del genoma humano en el futuro de la humanidad.

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Éste fue sólo uno de los temas que abordó Enrique Mann (ver más abajo). Con su conferencia, Enrique demostró el papel relevante que la química tiene en el desarrollo de la biomedicina. la química proporciona sustancias que curan enfermedades, palian síntomas de enfermedades, previenen enfermedades y piezas de recambio para nuestro cuerpo. Estos temas ya han sido tratados por María Vallet-Regí y Juan José Vaquero en sus conferencias en el curso, que se pueden descargar aquí y aquí.

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En esta tercera conferencia sobre biomedicina, Enrique Mann destacó un aspecto importante de la relación entre la química y la biología. La biología necesita de moléculas y métodos de trabajo de la química para poder estudiar procesos biológicos. Cuando estos procesos tienen que ver con la salud humana, surge la interacción entre la química y la biomedicina y nace una nueva área interdisciplinar de investigación, la química biológica (o quizás más precisamente definida como biología química como traducción del término inglés Chemical Biology).

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Mann_Quimica_BiologicaLa conferencia abordó desarrollos recientes en biomedicina, tratando principalmente tres aspectos. En primer lugar se trató el papel biológico de los receptores acoplados a proteínas G (GPCRs), así como la importancia de la química en la elucidación de su mecanismo molecular de acción. Por supuesto, se recordó especialmente a Lefkowitz y  Kobilka, galardonados con el último Premio Nobel de Química y de lo que se habló en el programa A hombros de Gigantes (RNE) del día 10 de diciembre de 2012.

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Otro tema que se trató tiene que ver con un problema médico y social actual y es la necesidad de tener dispositivos implantables en el ser humano (como marcapasos, neuroestimulador, estimulador gástrico, etc.) que sean más duraderos. El problema de estos dispositivos es la batería, pues las actuales tienen duraciones de 10 años como máximo, lo que supone un problema médico, al tener que reemplazar el dispoistivo después de este tiempo (lo que supone cirugía y otros inconvenientes). Enrique Mann explicó algunos avances recientes en el desarrollo de biobaterías y nanobaterías más duraderas y con un funcionamiento que aproveche las reacciones bioquímicas del ser humano. Un tema de investigación interdisciplinar de gran actualidad y un futuro prometedor.

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Finalmente, Enrique Mann trató el siempre apasionante (y polémico) de la secuenciación del genoma. Recordó los métodos “clásicos” de secuenciación (el de Gilbert y el de Sanger; para una descripción detallada del método de Sanger se puede descargar la conferencia de Carlos Miranda en la segunda edición del curso de divulgación); e incidió en la necesidad de tener métodos rápidos de secuenciación del genoma, lo que expuso comentando diversas publicaciones recientes enfocadas a resolver este problema.

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En definitiva, una gran conferencia. La copia de las diapositivas las podéis descargar aquí.

Nota. Este post participa en la XXII Edición del Carnaval de Química que aloja el blog Roskiencia.

Bernardo Herradón García
CSIC
b.herradon@csic.es

La química como herramienta en biomedicina (conferencia)

La sesión de ayer del  curso de divulgación Los avances de la química y su impacto en la sociedad tuvo por título La química como herramienta en biomedicina, y fue expuesta por Enrique Mann. La sesión contó con numerosa asistencia que, como está siendo habitual, mantuvo una interesante y animada discusión; especialmente centrada en temas relacionados con el papel que tendrá el conocimiento del genoma humano en el futuro de la humanidad.

Un resumen más amplio de la conferencia y algunos detalles de la relación entre la química y la biomedicina se puede ver aquí.

 La copia de la conferencia se puede descargar aquí.

Bernardo Herradón García
CSIC
b.herradon@csic.es

La química y la salud. Medicamentos.

El próximo jueves 7 de febrero, a las 18:00, tendrá lugar la conferencia “La química y la salud. Medicamentos” impartida por el profesor Juan José Vaquero (Universidad de Alcalá). Juan José Vaquero ya ha impartido charlas en las dos ediciones anteriores del curso. Cada una de las charlas impartidas por Juan José Vaquero en las ediciones anteriores ha sido distinta. Mañana también se expondrá nuevo material no explicado en las conferencias anteriores. Las copias de las conferencias anteriores se pueden descargar aquí (primera edición) y aquí (segunda edición).

Bernardo Herradón García
CSIC
b.herradon@csic.es

Curso de divulgación. Resumen de la primera sesión.

Ayer arrancó la III edición del curso de divulgación “Los avances de la química y su impacto en la sociedad” con una conferencia espectacular de la profesora María Vallet-Regí, catedrática de Química Inorgánica y Bioinorgánica de la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid, con el título ¿Puede la química contribuir a reparar el cuerpo humano?

Más adelante se resumirá la conferencia y el extenso turno de debate que tuvo lugar a continuación. A la vista del numeros público asistente, alrededor de 110 personas, una treintena de pie o sentadas en el suelo, podemos calificar que el curso arrancó con mucho éxito. A pesar de las incomodidades que algunos sufrieron, hay que destacar que prácticamente todos permanecimos en la sala (incluso de pie, como el que esto escribe) hasta que acabó el turno de preguntas, una hora y 45 minutos después de haber empezado la sesión. Agradezco profundamente a todos los asistentes por su paciencia y comprensión y pido disculpas a los que estuvieron incómodos. Quiero también agradeceder a los muchos amigos que ya habían repetido como alumnos en otras ediciones del curso y a los numerosos profesores y alumnos de enseñanza secundaria y bachillerato que asistieron y que fueron muy activos en el turno de preguntas. Espero que puedan seguir acudiendo a las próximas sesiones. También quiero agradecer a todas las personas y entidades que reenviaron la información del curso, pues han logrado una difusión muy amplia.

Aspecto de la sala durante la fase de preguntas y comentarios

El curso fue inaugurado por Pilar Tigeras, Vicepresidenta Adjunta de Cultura Científica del CSIC, que destacó el papel del CSIC como entidad implicada en la divulgación y cultura científica, de la que este curso es un buen ejemplo. También recalcó que el CSIC es una organización líder en todas las áreas de investigación, presentando un video corto (dos minutos, pero demasiado “pesado” informáticamente para poder colgarlo en esta web; quien esté interesado podrá solicitarlo a la VAOCC del CSIC). A continuación, hice una breve presentación del curso (estructura, objetivos, etc.) y agradecí a la Sección Territorial de Madrid de la Real Sociedad Española de Química (RSEQ-STM) y al CSIC su colaboración. También anuncié que las dos mesas redondas, los días 4 de febrero y 4 de marzo, podrán seguirse también a través de INTERNET.  Los detalles se anunciarán en esta web. A continuación presenté brevemente a María Vallet-Regí, destacando su papel de excelente investigadora y entusiasta divulgadora, siempre dispuesta a participar en actividades de este tipo.

Inauguración del curso. De izquierda a derecha. María Vallet-Regí, Bernardo Herradón y Pilar Tigeras.

Durante la conferencia, María Vallet-Regí presentó resultados muy interesantes y recientes, especialmente de su grupo de investigación, del uso de biomateriales para reparar el cuerpo humano. Hizo especial hincapié en aspectos como la reparación de fracturas óseas, infecciones durante el implante de prótesis, estrategias novedosas en los procesos de liberación de fármacos, y el papel de los nanomateriales en todos estos procesos. Hay que destacar que el grupo de María es una de los líderes mundiales en este área y, por lo tanto, lo que escuchamos fue una presentación de un tema científico de gran actualidad y calidad científica. También hay que mencionar que la exposición fue clara y asequible para todos los presentes, algunos con bastante formación química, pero otros sin ésta y muchos estudiantes de ESO y de bachillerato. Otros aspectos de la conferencia que merece la pena destacar son la importancia que tiene la colaboración entre investigación básica (como es el caso del grupo de María Vallet) y la aplicación clínica, lo que se comoce como investigación traslacional. Por otro lado, también es importante dejar constancia (como María hizo ayer) de que la ciencia moderna es multidisciplinar y auque se haga investigación en una parcela específica, hay que interaccionar con científicos de otras áreas para poder progresar adecuadamente y, al mismo tiempo, conocer las áreas fronteras con las que se interacciona. La investigación que desarrolla el grupo de María Vallet cumple estos objetivos sobradamente. También la conferencia y las posteriores intervenciones de los asistentes fueron un buen ejemplo para los jóvenes asistentes del espíritu con el que se debe abordar una investigación: conocimiento, entusiasmo, dedicación. La copia de la conferencia se puede descargar aquí.

Tras la conferencia se abrió un periodo de debate con numerosas intervenciones del público asistente, que duró casi 45 minutos y en la que los estudiantes preuniversitarios participaron activamente. Entre las muchas cuestiones y comentarios planteados, se habló del efecto de los citotóxicos sobre las células sanas del cuerpo, la importancia de la liberación controlada y en sitio específico de fármacos, los estímulos internos para liberar estos fármacos y sus potenciales efectos sobre el organismo, células madres reprogramables, regeneración del tejido óseo, la importancia clínica de disponer de la piel o sangre artificial, etc.

El próximo jueves tendremos la siguiente sesión, con la conferencia Los avances de la química y su impacto en la sociedad a lo largo de la historia. Aunque en un próximo post resumiré el contenido de lo que voy a hablar, anticipo que el objetivo es demostrar que la historia de la química (y la ciencia en general) es una buena herramienta para enseñar química (o cualquier ciencia).

Recuerdo que la inscripción y asistencia al curso es gratuita; se puede asistir a sesiones de manera independiente; y si los asistentes desean diploma de asistencia, tendrán que acudir al menos a ocho sesiones.

Bernardo Herradón García
CSIC
b.herradon@csic.es

¿Puede la química contribuir a reparar el cuerpo humano?

La copia de la conferencia se puede descargar en el siguiente enlace: Vallet_Conferencia. El resumen de la primera sesión del curso se puede visualizar aquí.

Para más información: Prof. María Vallet-Regí (Dpto de Química Inorgánica y Bioinorgánica, Facultad de Farmacia, UCM).

 
Bernardo Herradón García
CSIC
b.herradon@csic.es

Los avances de la química y su impacto en la sociedad

Programa y calendario del III curso de divulgación “Los Avances de la Química y su Impacto en la Sociedad”

10 de enero de 2013. Prof. María Vallet-Regí (Facultad de Farmacia, UCM). Conferencia: ¿Puede la química contribuir a reparar el cuerpo humano?

17 de enero de 2013. Dr. Bernardo Herradón (IQOG-CSIC). Conferencia: Los avances de la química y su impacto en la sociedad a lo largo de la historia.

24 de enero de 2013. Prof. Emilio Morán (Facultad de Química, UCM). Conferencia: Materiales y energía: retos y oportunidades.

31 de enero de 2013. Dr. Bernardo Herradón (IQOG-CSIC). Conferencia: ¿Natural? ¿Sintético? ¡Todo es química!

4 de febrero de 2013.  Prof. Carlos Elías (Universidad Carlos III), Prof. José Antonio López-Güerrero (Facultad de Ciencias, UAM) y D. Manuel Seara Valero (Biólogo, Jefe del Área de Sociedad de RNE, Director del programa A Hombros de Gigantes). Mesa redonda: La ciencia y los medios de comunicación.

7 de febrero de 2013. Prof. Juan José Vaquero (Universidad de Alcalá). Conferencia: La química y la salud. Medicamentos.

14 de febrero de 2013. Dr. Enrique Mann (IQOG-CSIC). Conferencia: La química como herramienta en biomedicina.

21 de febrero de 2013. Dr. Bernardo Herradón (IQOG-CSIC). Conferencia: La química, ¿ángel o demonio?

28 de febrero de 2013. Prof. Yolanda Pérez-Cortés (Universidad Rey Juan Carlos). Conferencia: El papel de la química en el suministro de agua y alimentos.

4 de marzo de 2013. Prof. Gabriel Pinto (ETSII-UPM), Prof. Benigno Palacios (Profesor en el Colegio Santo Domingo Savio de Madrid) y D. Luis Moreno (licenciado en química y administrador del blog El cuaderno de Calpurnia Tate). Mesa redonda: Enseñanza y divulgación de las ciencias.

7 de marzo de 2013. Dra. Sénida Cueto (Directora del Departamento de Patentes de UNGRÍA patentes y marcas). Conferencia: La química y la propiedad industrial.

14 de marzo de 2013. Dr. Bernardo Herradón (IQOG-CSIC). Conferencia: El futuro: una visión desde la química.

21 de marzo de 2013. Prof. Nazario Martín (Facultad de Química, UCM). Conferencia: Química y Nanociencia.

Información sobre el III Curso de Divulgación ‘Los Avances de la Química y su Impacto en la Sociedad’

 Director: Bernardo Herradón García (IQOG-CSIC) (b.herradon@csic.es)

 Entidades participantes: Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Real Sociedad Española de Química (RSEQ), Sección Territorial de Madrid de la RSEQ.

 Lugar de celebración: Salón de actos del edifico del CSIC en la c/ Serrano, 113 (Madrid 28006).

 Fechas de celebración: Las conferencias se celebrarán los jueves 10, 17, 24 y 31 de enero, 7, 14, 21 y 28 de febrero y 7, 14 y 21 de marzo de 2013. Las mesas redondas se celebrarán los lunes 4 de febrero y 4 de marzo de 2013. Las sesiones comenzarán a las 18:00; con una duración aproximada entre 80 y 100 minutos (incluyendo el debate).

 Breve resumen y objetivos del curso

 ¿Qué es la química y para que sirve el trabajo de los químicos? ¿Cuál es la relación de la química con otras ciencias? En el curso se expondrán ejemplos que demuestran que la química proporciona la mayoría de las comodidades de nuestra vida cotidiana, con aplicaciones en salud humana, veterinaria, agricultura, protección ambiental, materiales útiles, etc. Además, la química es una ciencia madura y útil para explicar fenómenos naturales, desde la vida hasta la detección de planetas extrasolares.

Además, realizaremos actividades específicas, a través de mesas redondas y debates, relacionadas con la enseñanza y divulgación de las ciencias y sobre el tratamiento de las ciencias en los medios de comunicación.

Las charlas serán independientes entre sí, por lo que cualquiera de ellas se podrá seguir sin necesidad de haber asistido a las anteriores. Tampoco son necesarios conocimientos de química, solo interés por el tema.

El curso intenta contribuir en dos aspectos (divulgativos y didácticos), que constituyen los principales objetivos del curso: Mejorar el conocimiento de la química por parte del público en general y apoyar la labor de profesores y estudiantes de ESO y bachillerato, intentando animar a éstos a realizar una carrera científica, particularmente en química.

Las copias de las presentaciones y resúmenes de las mesas redondas se colgarán en INTERNET. La página web http://www.losavancesdelaquimica.com/ servirá como fuente de información e intercambio de opiniones sobre los temas tratados en el curso, como está ocurriendo en el tiempo que llevan funcionando dichos sitios.

 

Bernardo Herradón García
CSIC
b.herradon@csic.es
 

Curso de divulgación

El curso de divulgación Los Avances de la Química y su Impacto en la Sociedad se celebrará entre el 10 de enero y el 21 de marzo de 2013 en la sala de prensa del CSIC (Serrano, 113; Madrid).

El curso constará de 11 conferencias que se celebrarán jueves 10, 17, 24 y 31 de enero, 7, 14, 21 y 28 de febrero y 7, 14 y 21 de marzo de 2013 y 2 mesas redondas los lunes 4 de febrero y 4 de marzo de 2013. Las sesiones comenzarán a las 18:00.

En el curso se abordarán aspectos sobre cómo la química afecta a nuestras vidas; exponiendo ejemplos que demuestran que la química proporciona la mayoría de las comodidades de nuestra vida cotidiana, con aplicaciones en salud humana, veterinaria, agricultura, protección ambiental, materiales útiles, etc. Además, la química es una ciencia madura y útil para explicar fenómenos naturales, desde la vida hasta la detección de planetas extrasolares. También se abordarán temas de investigación en la frontera del conocimiento (nanociencia, biomateriales, biomedicina, etc.) en los que la química tiene mucho que aportar.

Es un curso de divulgación científica dirigido al público en general, y especialmente dedicado a alumnos y profesores de ESO y bachillerato.

Se realizarán actividades específicas, a través de mesas redondas y debates, relacionadas con la enseñanza y divulgación de las ciencias y sobre el tratamiento de las ciencias en los medios de comunicación.

Las copias de las presentaciones y resúmenes de las mesas redondas se colgarán en INTERNET. La página web http://www.losavancesdelaquimica.com/ y los blogs http://www.madrimasd.org/blogs/quimicaysociedad/ y http://educacionquimica.wordpress.com/ servirán como fuente de información e intercambio de opiniones sobre los temas tratados en el curso.

Conferencias del curso

La inauguración (10 de enero de 2013) correrá a cargo de la Profesora María Vallet-Regí (Catedrática de Química Inorgánica de la Universidad Complutense de Madrid, Premio Nacional de Investigación, Académica de la Real Academia de Farmacia y de la Academia de Ingeniería, Medalla de Oro de la RSEQ) que impartirá una conferencia sobre ¿Puede la química reparar el cuerpo humano?

La clausura (21 de marzo) correrá a cargo del Profesor Nazario Martín León (Catedrático de Química Orgánica de la Universidad Complutense de Madrid, Premio Jaime I, Premio DuPont, expresidente de la RSEQ, Medalla de Oro de la RSEQ) que impartirá una conferencia sobre Química y nanociencia.

Habrá otras nueve conferencias, cuyos temas serán:

Los avances de la química y su impacto en la sociedad a lo largo de la historia (Dr. Bernardo Herradón)

El papel de la química en el suministro de agua y alimentos (Prof. Yolanda Pérez, Universidad Rey Juan Carlos)

La química y la propiedad industrial (Dra. Sénida Cueto, directora del departamento de patentes de UNGRÍA patentes y marcas)

La química y la salud. Medicamentos (Prof. Juan José Vaquero, Catedrático de Química Orgánica de la Universidad de Alcalá y Presidente de la Sección Territorial de Madrid de la RSEQ)

La química como herramienta en biomedicina (Dr. Enrique Mann, IQOG-CSIC).

¿Natural? ¿Sintético? ¡Todo es química! (Dr. Herradón)

La química, ¿ángel o demonio? (Dr. Herradón)

La química en el deporte (Dr. Herradón)

La química y la energía (Prof. Emilio Morán, Catedrático de Química Inorgánica de la Universidad Complutense de Madrid).

Las fechas exactas de cada conferencia se anunciarán en la página web http://bit.ly/RcmZEI.

Mesas redondas

Se celebrarán los lunes 4 de febrero y 4 de marzo de 2013, con los siguientes temas y ponentes, respectivamente:

La ciencia y los medios de comunicación. Los ponentes serán Carlos Elías (Químico y periodista, Catedrático de Periodismo en la Universidad Carlos III), José Antonio López-Güerrero (Profesor Titular de Microbiología de la Universidad Autónoma de Madrid y Divulgador Científico) y Manuel Seara Valero (Biólogo y periodista, Jefe del área de Sociedad de RNE, Director del programa A Hombros de Gigantes).

Enseñanza y divulgación de las ciencias. Los ponentes serán Luis Moreno (licenciado en química y administrador del blog El cuaderno de Calpurnia Tate), Benigno Palacios (Profesor en el Colegio Santo Domingo Savio de Madrid), Gabriel Pinto (Catedrático de Química en la ETSII de la Universidad Politécnica de Madrid).

Asistencia e inscripción

Las charlas serán independientes entre sí, por lo que cualquiera de ellas se podrá seguir sin necesidad de haber asistido a las anteriores. Tampoco son necesarios conocimientos de química, solo interés por el tema. Los alumnos que soliciten el diploma de asistencia al curso deberán asistir al menos a 8 sesiones. Las personas interesadas en asistir, deben enviar un mensaje de correo electrónico a b.herradon@csic.es

Para más información contactar con Bernardo Herradón (CSIC y RSEQ, b.herradon@csic.es).

Bernardo Herradón García
CSIC
b.herradon@csic.es

GPCRs y el Premio Nobel de Química 2012

La Real Academia Sueca de Ciencias ha anunciado esta mañana la concesión del Premio Nobel de Química a Robert J. Lefkowitz (Duke University) y Brian K. Kobilka (Stanford Univeristy) por sus estudios de los receptores acoplados a proteínas G (G-protein coupled receptors, GPCRs). Los dos investigadores trabajan en áreas frontera entre la química y la biomedicina. Lefkowitz fue el ganador del Premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA en 2009.

Robert J. Lefkowitz

Brian K. Kobilka

Los receptores acoplados a proteínas G (GPCRs) son ubícuos en nuestro organismo. Nuestro genoma codifica alrededor de 800 GPCRs. Estos receptores de membrana están implicados en múltiples procesos fisiológicos e inmunes y reconocen múltiples y variados estímulos químicos (agonistas). Son proteínas de membrana, que están formados por siete hélice que atraviesan la membrana celular (hélices transmembrana). Un esquema de su estructura y situación celular se muestra en la siguiente imagen (fuente: Wikipedia, activando la imagen se puede visualizar en mayor tamaño).

Los GPCRs están implicados en procesos de transducción de señales, que son los mecanismos por los que las células de un organismo responden a un estímulo externo (por ejemplo, un fármaco) y también sirven para que las células se se comunican entre sí. La transducción de señales en el organismo se realiza por diversas rutas . Un esquema se represenata en la siguiente imagen (fuente: Wikipedia, activando la imagen se puede visualizar en mayor tamaño).

La activación de los GPCRs está implicada en los procesos de estímulos sensoriales (la visión, el olfato, por el que Axel y Buck recibieron el Premio Nobel de Medicina en 2004), procesos neuroquímicos (interacción con neurotransmisores),  hormonas, feromonas, agentes inmunoestimulantes e inmunodepresores, etc.

Debido a su ubicuidad y su importancia biológica, no es extraño que el malfuncionamiento de los GPCRs esté asociado a diversas enfermedades; lo que hace que sean objetivos farmacológicos. Se estima que alrededor del 30% de los fármacos actuales interaccionan, directa o indirectamente, con un GPCR. Por lo tanto, el conocimiento de su activación, mecanismo de acción y dinámica es esencial en el diseño de medicamentos eficaces.

Cartoon en la página web de Kobilka, ilustrando su investigación con las 7 hélices transmembranas de las GPCRs

 
Bernardo Herradón García
CSIC
b.herradon@csic.es

 

Linus Pauling: uno de los tres grandes de la historia de la química. Tendiendo puentes entre la química, la biología y la física.

A veces me han preguntado cuales son los químicos más importantes de todos los tiempos. Siempre es difícil elegir entre tanto científico ilustre. Pero me lanzo a la piscina y digo “si tengo que elegir a uno, es Mendeleev; si son dos, añado a Pauling; y si hay que elegir un tercero, propongo a Lavoisier”

¿Por qué esa elección? ¿Tienen algo en común estos tres químicos de épocas tan distantes y que usaron técnicas y teorías tan diferentes?

Cronológicamente, el primero fue Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794), con el que la química empezó a ser una ciencia moderna basada en el método científico. A partir de sus investigaciones, se pudieron obtener numerosos datos experimentales sobre los elementos, compuestos químicos y sus transformaciones.

Dimitri Mendeleev (1834-1907) fue fundamental en sistematizar el enorme caudal de resultados experimentales obtenidos en las décadas precedentes, identificando similitudes y diferencias entre los elementos químicos; y, lo que es más importante, predecir nuevos resultados. La culminación de sus investigaciones lo constituye la identificación de la periodicidad de las propiedades químicas, que dieron lugar a  la Tabla periódica de los elementos químicos. Esta es uno de los iconos de la ciencia y posiblemente la mayor aportación de la química a la historia de la cultura universal (entendiendo como cultura, también la científica; por supuesto). Crear la tabla periódica en una época en la que no se conocía la estructura íntima de la materia constituye un hito heurístico.

El tercero de los grandes es Linus Pauling, del que hoy se conmemora el 111º aniversario de su nacimiento y que, en cierto modo, expandió el trabajo de Mendeleev; haciendo contribuciones que permitieron entender como los elementos químicos (a través de los átomos, ya aceptados por toda la comunidad científica) se combinan entre sí a través de enlaces químicos.

Pauling estaba convencido de que entender la estructura es la clave para descifrar algunos de los misterios del universo. Para llegar a este conocimiento, Pauling usó las herramientas de la física, ilustrada por la mecánica cuántica, siendo un pionero del uso de la mecánica cuántica en química y, de hecho, uno de los fundadores de la química cuántica.

Pauling nació en Oregon el 28 de febrero de 1901. Quedó huérfano de padre siendo muy joven. Por problemas económicos familiares, se le recomendó que estudiase una carrera práctica que le permitiese encontrar trabajo pronto. Por eso eligió estudiar ingeniería química en la Oregon State University (OSU), graduándose en 1922.

Desde muy joven, pensaba que la física era fundamental para entender el comportamiento químico y decidió realizar la tesis doctoral en química física. Solicito realizar la tesis en el grupo de Arthur Noyes, en el Instituto Tecnológico de California (Caltech), uno de los químicos físicos más prestigiosos de la época. Parece ser que Noyes dudó en su contratación porque Pauling era  un ingeniero químico que no había asistido a cursos de química física avanzada. Sin embargo, convenció a Noyes y éste le admitió en su grupo; donde terminó la tesis en 1925.

Becado por la Fundación Guggenheim (en la época en la que ser becario era un honor y no era una palabra denigrada como actualmente) realizó estancias postdoctorales entre 1926 y 1927. Reconociendo el papel que la ciencia europea estaba realizando para entender la estructura de la materia, trabajó en Copenhage con Niels Bohr (Premio Nobel de Física en 1922), en Münich con Arnold Sommerfeld (no recibió el Premio Nobel, pero lo mereció varias veces), en Londres con William H. Bragg (Premio Nobel de Física en 1915) y en Göttingen con Max Born (Premio Nobel de Física en 1954). Sin duda, recibió una excelente formación teórica y experimental en mecánica cuántica y en cristalografía; en definitiva, en las estructuras de sustancias químicas, ya sean átomos, sales o moléculas.

De vuelta a Estados Unidos, fue contratado como profesor en Caltech donde permaneció hasta su jubilación en 1973. Tras esta fecha y hasta su muerte, el 19 de agosto de 1994, Pauling trabajó como profesor emérito en la Stanford University, donde se creó el Linus Pauling Institute (LPI). Pauling investigó de manera continuada durante 72 años, siendo un testigo privilegiado y protagonista del mayor desarrollo de la historia de la química. Posteriormente, su legado fue trasladado desde el LPI a su Alma Mater, la OSU.

Pauling fue un excelente docente y divulgador de la ciencia. En esta última faceta era frecuente su participación en medios diversos explicando ciencia. Un ejemplo se puede encontrar en el vídeo http://www.youtube.com/watch?v=KDDQMTfMZxE.

En su faceta docente, parece que era un profesor espectacular al que le gustaba ilustrar sus explicaciones teóricas con demostraciones prácticas en clase. Hay una característica que le iguala con Mendeleev. Cuando éste tuvo que explicar Química general a sus alumnos de primer curso de la Universidad de San Petersburgo, no encontró ningún libro de texto que le satisficiera; por lo que decidió escribir su libro Principios de química, cuya redacción le inspiró para crear la tabla periódica. Lo mismo le pasó a Pauling. Cuando tuvo que explicar Química general a alumnos de primer curso de Caltech, se dio cuenta que lo mejor era escribir su propio libro de texto. Así nació su libro General Chemistry, cuya primera edición se publicó en 1947, constituyendo un clásico de la enseñanza de la química desde entonces.

Realizó aportaciones fundamentales en las bases teóricas de la química, usando la mecánica cuántica para explicar la estructura molecular y el enlace químico. Introdujo conceptos fundamentales como la resonancia y la hibridación. De estos estudios surgió el libro Introduction to Quantum Mechanics with Applications to Chemistry (escrito en colaboración con E. Bright Wilson) en 1935; un clásico en química cuántica.

Pauling fue un pionero en el uso de la cristalografía en química, siendo el primer tema que desarrolló a su vuelta a Caltech en 1927. El uso de la difracción de rayos X y de la difracción de electrones le permitió profundizar en la estructura de compuestos inorgánicos (principalmente) y orgánicos y empezar a entender la naturaleza del enlace químico. De estas investigaciones surgieron las reglas de Pauling para predecir la estructura cristalina de compuestos iónicos y la escala de electronegatividad que desarrolló, que permitió determinar el carácter iónico/covalente (parcial) de los enlaces químicos.

Con estas investigaciones, Pauling se convirtió en la máxima autoridad en química estructural de la historia. Su amplio conocimiento lo plasmó en el libro The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals; publicado por primera vez en 1939, convirtiéndose en uno de los libros científicos clásicos.

A mediados de la década de los años 1930s, Pauling empezó a interesarse en moléculas de interés biológico, especialmente proteínas. Pensaba que la función podría entenderse a partir de su estructura y que ésta podría determinarse por los métodos que él estaba usando para moléculas pequeñas, especialmente métodos de difracción.

Ya en 1934, en conexión con sus investigaciones sobre magnetismo de sustancias químicas, determinó las propiedades magnéticas de la hemoglobina. Ésta es la proteína transportadora de oxígeno en los glóbulos rojos de la sangre en los mamíferos y su estructura y funcionamiento son vitales para entender el mecanismo molecular del transporte de oxígeno y las consecuencias sobre la salud que puede tener su malfuncionamiento.

En 1940 hizo la propuesta novedosa de que la especificidad de las interacciones biológicas se debe a la complementariedad molecular, lo que permite explicar las interacciones entre los antígenos y anticuerpos (con implicaciones en inmunología) y la catálisis enzimática. En esta última área, propone que el aumento de la velocidad de una reacción enzimática se debe a la estabilización del estado de transición por interacción con la enzima. Esta hipótesis explica muchos resultados experimentales y sirve para el diseño de fármacos por inhibición enzimática.

Basándose en la complementariedad molecular, Pauling propuso en 1946 que un gen podría consistir en dos hebras mutuamente complementarias, un concepto que anticipó la propuesta de Watson y Crick para la estructura del DNA.

En los años 1940s, Pauling creó el área de la medicina molecular al proponer que la anemia falciforme estaba causada por la mutación de un único aminoácido de los 457 que forman la cadena monomérica de hemoglobina.

En 1948 propuso las estructuras secundarias de las cadenas peptídicas: la hélice alfa y la lámina beta. Su propuesta fue teórica basada en el empleo de modelos moleculares y su profundo conocimiento de la estructura molecular e interacciones no covalente. Poco después se encontró experimentalmente (por difracción de rayos X) que estas propuestas eran motivos estructurales frecuentes en la estructura de péptidos y proteínas.

Con sus propuestas y resultados experimentales sobre la estructura de proteínas, mecanismos de reacciones enzimáticas, complementariedad de proteínas y ácidos nucleicos, y en medicina molecular; se puede considerar a Pauling uno de los fundadores de la biología molecular y su moderna ramificación, la biomedicina.

En la época del Macarthismo en Estados Unidos, estuvo castigado sin pasaporte, lo que le impidió viajar a Inglaterra a para ver las fotografías de la difracción de rayos X tomadas por Rosalind Franklin. Si hubiese visto las fotografías, seguramente hubiese propuesto la estructura de doble hélice del DNA antes que Watson y Crick y la historia de la ciencia hubiese cambiado. Pero esto se ciencia ficción.

Ya en esa época había recibido el Premio Nobel de Química por sus aportaciones a la química estructural, Pacifista convencido y activo (de ahñi los problemas en su país), defendió el desarme nuclear. Por estas acciones, recibió el Premio Nobel de la Paz de 1962 (entregado en 1963). Ha sido la única persona que ha recibido dos Premios Nobel de manera individual: Química (1954) y Paz (1962).

En definitiva, un gigante de la ciencia y de la historia de la humanidad.

Nota: Este post participa en la XII Edición del Carnaval de Química, que aloja el  blog Historias con mucha química (como todas) que administra María Docavo y en la X Edición del Carnaval de Biología, que aloja el blog Scientia que administra José Manuel López Nicolás.

Bernardo Herradón García
CSIC
b.herradon@csic.es

El futuro: una visión desde la Química

Charla en la Universidad de Girona el día 21 de julio de 2011. Se debatió el papel actual de la química, su relación con otras ciencias y su importancia futura en aspectos como la producción de energía, la conservación medioambiental, alimentos, salud, materiales tecnológicos y aspectos sociales.

Las conclusiones son:

1) No sabemos como será el futuro.

2) No sabemos comos seré el futuro de la química.

3) Lo que si sabemos es que no hay futuro sin la química.

Copia de la presentación en PDF.

futuro_vision-desde-la-quimicaBernardo Herradón-G.

CSIC

herradon@iqog.csic.es

Actividades de la Semana de la Ciencia: SEBBM

La Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular (SEBBM), en colaboración el Instituto Cervantes, está organizando el ciclo de conferencias divulgativas “Ciencia con Ñ”, en las que dos científicos españoles de reconocido prestigio ofrecerán visiones complementarias sobre temas de investigación de vanguardia, con una clara aplicación en la medicina. A continuación se abrirá un debate con el público asistente.

La primera conferencia tendrá lugar el miércoles 10 de noviembre y se titulará “Nuevos nanomateriales: David vence a Goliat”. Contará con la participación de los Drs. María Vallet Regí y Enrique Gómez Barrena; moderará la conferencia Miguel Ángel de la Rosa, Presidente de la SEBBM.

La segunda tendrá lugar el martes 16 de noviembre, tratará sobre “Genética molecular y medicina personalizada” y contará con la participación de los Drs. Carmen Ayuso y Francesc Palau. Moderará la conferencia Manuel Seara, director y presentador del programa “A hombros de gigantes” de RNE.

Ciclo “Ciencia con Ñ”:

Nuevos nanomateriales: David vence a Goliat

Miércoles, 10 de noviembre de 2010, a las 19:30 h.

Instituto Cervantes (entrada por C/ Barquillo, 4. Metro Banco de España)

Genética Molecular y Medicina Personalizada

Martes, 16 de noviembre de 2010, a las 19:30 h.

Instituto Cervantes (entrada por C/ Barquillo, 4. Metro Banco de España)

Más información: Programa de Divulgación de la SEBBM (http://www.sebbm.es/ES/divulgacion-ciencia-para-todos_10)