EDITED HUMAN BEINGS

DÉDALO, AGAIN

The Chinese geneticist: Jiankui He (University of Science and Technology of the South: SUSTech, Shenzhen, China), claims to have created the first two genetically modified twins, using the CRISPR/Cas9 technique, eliminating the CCR5 gene, making them immune to HIV, smallpox and cholera. The twins would have certain characteristics added by their parents' wishes (not necessarily those desired by the recipients). In China, the implantation of genetically modified babies, which alters their genomes and that of their descendants, creating a new line of humans, is not prohibited. It had to happen. The human being always seeks the forbidden (the hidden) and will continue to do so. There, lies the error by underestimating the risks, but also  the beauty  that such experiments entail. In the biological edition of living beings, we will discuss 3 futuristic fronts: 1) The illiterate stage of the genome edition was given from ancient times through crosses of animals and plants, until Mendel put it on an expectant scientific level. The improvement and massification of this proto-technique occured  with the appearance of genetically improved plants. With the emergence of the CRISPR/Cas9 technique, biological editing in general has become a children's game (for its simplicity), for geneticists who are now able to edit almost anything they can think of. They can create winged men, mermaids, being’s half men-half bulls or half men-half rams (fauns), although the collateral effect (butterfly effect, on the whole body), is unpredictable because to form a man like the current one (without genetic modification) costed the nature millions of years, in order that all parts -including all genes- fit perfectly. Although the Chinese geneticist says that no other gene has been affected, most likely these girls are mosaics (not all cells are the same). Some cells may be inactivated, others may not, even, some would have unexpected genetic alterations in CCR5-like genes. The effects these editions will have on subsequent generations remain to be seen, although to tell the truth, I  believe that all kinds of collateral effects can be reversed. 2) And as it happened in times of Nazi rule (eugenic experiments to achieve genetic improvements), or as in  Inca empire (confinement of disabled people in certain Cusco areas), some dominant societies will initiate a human biological editing career creating improved supermen to be used as athletes (swimmers with interdigital fins and/or fish bodies), soldiers with huge muscles and hardened skeleton conformations), super-improved human being technicians (with big  brain cortexes), at the same time that it will be initiated  isolation  or exterminations of genetically disabled individuals. An unreason too, because mutations will continue to occur in genetically edited human beings and because the sci-tech of the future will develop appropriate methods to reverse any existing disability. 3) All the above -no doubt- will create more inequalities among humans. 4) Then, we will arrive  at an age where we will try to be gods, scattering genetically modified eggs inserted in  amber habitats, in habitable planets to be discovered,  so that the environment and chance promote living beings according to the circumstances  and  not necessarily similar to us. That would be good.

DÉDALO, OTRA VEZ

El genetista chino: Jiankui He (Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur: SUSTech, Shenzhen, China), asegura haber creado las primeras dos gemelas modificadas genéticamente, mediante la técnica CRISPR/Cas9, eliminando el gen CCR5, tornándolas inmunes al VIH, la viruela y el cólera, con lo que tendrián ciertas características añadidas por voluntad de sus padres (no necesariamente las deseadas por los recipientes).  En China no se prohíbe la implantación de bebés editados genéticamente, que altera sus genomas y el de sus descendientes, creando una nueva estirpe de humanos. En China no se prohíbe la implantación de bebés editados genéticamente. Tenía que suceder. El ser humano siempre busca lo prohibido (lo oculto), y lo seguirá haciendo.  Ahí radica el error y en parte la belleza de los humanos, al subestimar los riesgos que tales empresas conllevan. En la edición biológica de seres vivos discutiremos 3 frentes futuristas:  1) La etapa analfabeta de la edición de genoma se dio desde tiempos antiguos mediante cruces de animales y vegetales, hasta que Mendel, la puso en un nivel científico expectante. El perfeccionamiento y masificación de esta técnica ocurre con la aparición de plantas genéticamente mejoradas. Con la emergencia de la técnica CRISPR/Cas9, la edición biológica en general, ha devenido en un juego de niños (por su simpleza), para los genetistas que ahora son capaces de editar casi cualquier cosa que se les ocurra. Podrán crear hombres alados, sirenas, seres mitad hombres-mitad toros o mitad hombres-mitad carneros (faunos), aunque el efecto colateral (efecto mariposa, sobre el todo corporal), sea impredecible porque formar un hombre como el actual (sin modificación genética artificial, le costó a la naturaleza millones de años, donde todas las partes (y, sus genes), encajan a la perfección. Aunque el genetista chino diga que ningún otro gen ha resultado afectado, lo más probable es que estas niñas sean mosaicos (que no todas sus células sean iguales). Puede que algunas células estén inactivadas, pero otras no, incluso que algunas tengan alteraciones genéticas inesperadas en genes parecidos al CCR5. Quedan por verse los efectos que estas ediciones tendrán en las generaciones siguientes, aunque, a decir verdad, tampoco creo que no sean imposibles de ser revertidas. 2) Y  como sucedió en épocas del dominio nazi (experimentos eugenésicos  para lograr mejoras genéticas), o del imperio inca (confinamiento  de discapacitados en ciertas áreas cusqueñas), algunas sociedades dominantes iniciaran una carrera edicionista biológica humana creando superhombres mejorados para ser usados como atletas (nadadores con aletas interdigitales y/o cuerpos de pez),  soldados con musculaturas enormes y esqueletos y conformaciones esqueléticas  endurecidas), técnicos supermejorados (con ampliaciones extensas de sus cortezas cerebrales),  al mismo  tiempo que se iniciaran  aislamientos o exterminios de individuos discapacitados genéticamente. Una sinrazón también, porque las mutaciones continuaran produciéndose en los editados genéticamente y porque la ciencia-técnica del futuro desarrollara métodos adecuados para revertir cualquier discapacidad existente. 3) Todo lo anterior -no cabe duda- creara más desigualdades entre los humanos. 4) Arribaremos así, a una edad donde intentaremos ser dioses, esparciendo huevos genéticamente modificados insertos en habitáculos de ámbar, en planetas habitables por descubrir para que el medioambiente y el azar promuevan seres vivientes de acuerdo a las circunstancias, no necesariamente semejantes a nosotros. Eso sería bueno. 

BIOLOGICAL TRANSPLANTS

From : "La Recherche"

PROSTÉTIC TRANSPLANTS

Emmanuel Martinod (thoracic and vascular surgery/Avicenne Hospital/Bobygni/France) and collaborators just transported the transplant surgery one step further, for 2 reasons: 1) they replaced the trachea and/or parts of it, affected by lesions or tumors in 13 patients, with segments of descending thoracic aorta, with diameter similar to normal tracheas and having more resistance to infections. The donated aortic segments were previously bioengineered: removal of all living biological material, conditioning with stem cells, adequacy of their mechanical properties and achievement of absence of antigenicity so that it could be rapidly colonized by cells of the respiratory tissue cultured from the recipient. 2) By chance, which seems almost always to accompany intrepid people, because once grafted, the aorta of motu proprio began to develop respiratory tissue and cartilage (without growth factors in between), facts proven by histological samples obtained by biopsy in some patients. Transformation of the aortic tissue into a well differentiated tracheal tissue, with mucociliary epithelium and generation of new tracheal cartilages, occurred 6 to 36 months after transplantation. The French group implanted the aorta, nature did the rest. By demonstrating a low mortality rate (5%) in its 13 patients, Martinod has facilitated the improvement of this technique. Obviously, much remains to be explained in relation to the full emergence of tracheal tissue. Consider that the transplanted tissue is the result of contributions from biological engineering, materials science and mechanical engineering techniques.

TRASPLANTES PROSTÉTICOS

Emmanuel Martinod (cirugía torácica y vascular/Hospital Avicenne/Bobygni/Francia) y colaboradores acaban de transportar a la cirugía de trasplantes un paso adelante, por 2 razones: 1) reemplazaron la tráquea y/o partes de ella afectas por lesiones o tumores en 13 pacientes, con segmentos de aorta torácica descendente, con diámetro similar a tráqueas normales y poseer más resistencia a las infecciones. Los segmentos de aorta donadas fueron sometidas previamente a bioingeniería:  remoción de  todo material biológico vivo, acondicionamiento  con células madre, adecuación de sus  propiedades mecánicas y logro de ausencia de antigenicidad a fin de que sea rápidamente colonizada por células del tejido respiratorio cultivadas a partir del recipiente. 2) Por el azar, que parece acompañar casi siempre a intrépidos con visión de futuro, ya que una vez injertada, la aorta de motu proprio empezó a desarrollar tejido respiratorio y cartílagos (sin factores de crecimiento de por medio), hechos comprobados mediante cortes histológicos obtenidos mediante biopsia a algunos pacientes. La transformación del tejido aórtico en un tejido traqueal bien diferenciado, con epitelio mucociliar y generación de nuevos cartílagos traqueales, ocurrió 6 a 36 meses después del trasplante. El grupo francés implanto la aorta y la naturaleza hizo el resto.    Al demostrar una tasa de mortalidad baja (5%) en sus 13   pacientes, Martinod ha facilitado el perfeccionamiento de esta técnica. Obviamente, queda mucho por explicar en relación a la emergencia plena del tejido traqueal.  Tener en cuenta que el tejido trasplantado es el resultado de aportes de la ingeniería biológica, la ciencia de materiales y técnicas de ingeniería mecánica.

THE DARK SIDE OF THE MOON

From xinhua news


From la recherche


THE DARK SIDE OF THE MOON and THE ORIGIN OF THE UNIVERSE

On 03.01.2019, the Chinese lander Chang'e-4's, needed 12 minutes to alight gently on a flat area of ​​a crater on the hidden side of the moon. Since the movements of rotation and revolution of the moon last the same, the hidden face of the moon could never be mapped. A very precise descent, as you can look: 1) The module landed in a wild area full of craters, with high hills and mountains of 10 km high, a very risky landing needing  the best possible technology. 2) The module made an almost vertical descent to avoid interference with the mountains and their navigation systems. 3) The descent transmitted to the Earth was possible by the help of a Chinese relay satellite, which orbited 7 months before around the hidden face of the moon. 4) At the beginning of the descent, one of the engines was canceled to reduce the landing speed to almost zero km / s, with the module facing the moon. At 2 km altitude, the cameras took photos of the lunar surface to identify large obstacles. At 100 m, the smallest obstacles were identified, identifying the safest place. At 2 m from the surface the module stopped landing, supported by 4 padded legs to withstand the shock. 5) The rover: Yutu-2, descended and after receiving an order, extended its solar panel and mast and descended down a slope. The Yutu-2, was prepared to withstand the pressure of vacuum, intense radiation and extreme temperatures, being equipped with a panoramic camera, infrared image spectrometer, a radar to obtain images of the surface of the moon, detect the lunar structure and the characteristics of the soil. 6) The Chinese technological advancement was evidenced by the fact that previous moon landings required to be totally controlled from the ground. This time, most of the processes of the Chang'e-4's module were autonomous. 7) The Chinese recognized the support of Russia, who provided China with an engine with radioisotopes powered by electricity. 8) Now China will try to build a lunar airport scientific research station, to receive multiple international probes. After the Chinese success, astrophysicist Joseph Silk (l'Institut d'astrophysique de Paris and University of Johns-Hopkins, Baltimore), has begun to promote the construction of a radio telescope on the dark side of the moon, to study the start of the universe. According to Silk: "We know the infinitesimal fluctuations of the cosmic microwave background, a radiation emitted 380,000 years after the Big Bang, when light began to uncouple from matter. Between the emission of the cosmic microwaves and the ignition of the first stars there is a dark period of the universe. A radio telescope built on the dark side of the moon is the only way to study this era of the cosmos, a period very close to the beginning of the universe, the first moments of an extraordinary inflation that occurred shortly after the Big Bang, before stopping its acceleration because of the cold, due to the increase in the volume of the universe. " "We cannot observe the beginning of the universe, because the cosmic microwave background acts as a mist. There is a way to validate the inflation of the primordial universe: the fluctuations of the temperature of the cosmic background microwaves, which, although grossly, follow the statistical rules of a Gaussian curve. A lunar rover is needed to deploy a lunar radio-antenna." "It is necessary to look for these signs on the dark side of the moon, because there are no stars or galaxies, only clouds of H and little He. This H was able to absorb a portion of the background cosmic microwaves, at a wavelength of 21 cm. If each galaxy is formed by 1 000000 of clouds with this H, when each of these clouds will be detected, data 1,000 times greater than those collected by the Planck satellite will accumulate." "With the expansion of the universe, the wavelength of 21 cm, now is 10m (frequency: 30 MHz), a low radio frequency. However, on land, maritime radars, mobile phones and the ionosphere alter the reception of these frequencies." "A large number of connected radio antennas are equivalent to a giant radio telescope. To build a radio telescope on the moon, radio antennas similar to those used to receive television would be used, capable of detecting low frequencies. With the help of robotic devices to deploy this telescope or a moon base, the system would be completed."

EL LADO OSCURO DE LA LUNA y EL ORIGEN DEL UNIVERSO

El 03.01.2019, el módulo de aterrizaje chino Chang’e-4’s, necesito 12 minutos para posarse suavemente sobre el área plana de un cráter del lado oculto de la luna.   Dado que los movimientos de rotación y revolución de la luna duran lo mismo, nunca se pudo cartografiar la cara oculta de la luna. Un descenso muy preciso, por donde se le mire: 1) El módulo aterrizo en un área   agreste llena de cráteres, con colinas elevadas y montañas de 10 km de altura, aterrizaje muy riesgoso necesitado de la mejor tecnología posible.  2) El módulo realizo un descenso casi vertical para evitar interferencias con las montañas y sus sistemas de navegación. 3) El descenso trasmitido a la Tierra fue posible por la ayuda de un satélite retrasmisor   chino, que orbitaba desde 7 meses antes alrededor de la cara oculta de la luna.  4) Al iniciarse el descenso, uno de los motores fue cancelado para disminuir la velocidad de aterrizaje a casi zero km/s, con el módulo de cara a la luna. A 2 km de altura, las cámaras tomaron fotos de la superficie lunar para identificar grandes obstáculos. A 100 m, se identificaron los obstáculos más pequeños, identificándose el lugar más seguro. A 2 m de la superficie el módulo se detuvo aterrizando apoyada por 4 piernas acolchadas para soportar el choque.  5) El rover: Yutu-2, descendió y tras recibir una orden, extendió su panel solar y mástil y descendió por una pendiente. El Yutu-2, estaba preparado para resistir la presión del vacío, la radiación intensa y temperaturas extremas, estando equipado con una cámara panorámica, espectrómetro de imágenes infrarojo, un radar para obtener imágenes de la superficie de la luna, detectar la estructura lunar y las características del suelo. 6) El avance tecnológico chino quedo evidenciado por el hecho de que los alunizajes previos requirieron ser controlados totalmente desde la tierra. Esta vez, gran parte de los procesos del módulo Chang’e-4’s, fueron autónomos. 7) Los chinos reconocieron el apoyo de Rusia, quienes proporcionaron a China un motor con radioisótopos alimentados con electricidad. 8) Ahora China intentara construir una estación de investigación científica-aeropuerto lunar, para recibir   múltiples sondas internacionales.   Tras el éxito chino, el astrofísico Joseph Silk (l'Institut d'astrophysique de Paris and University of Johns-Hopkins, Baltimore), ha empezado a promover la construcción de un radiotelescopio en el lado oscuro de la luna, para estudiar el inicio del universo.     Según Silk:” Conocemos las fluctuaciones infinitesimales de las microondas cósmicas de fondo, una radiación emitida 380,000 años después del Big Bang, cuando la luz empezó a desacoplarse de la materia. Entre la emisión de las microndas cósmicas y la ignición de las primeras estrellas hay un periodo oscuro del universo. Un radio telescopio construido en el lado oscuro de la luna es el único modo de estudiar   esta época del cosmos, un periodo muy cercano al inicio del universo, los primeros momentos de una extraordinaria inflación ocurrida poco después del Big Bang, antes de detener su aceleración a causa del frio, debido al  incremento de volumen del universo”. “No Podemos observar el inicio del universo, porque las microondas cósmicas de fondo actúan a modo de neblina.  Hay una forma de validar la inflación del universo primordial:  las fluctuaciones de la temperatura de las microndas cósmicas de fondo, que, aunque groseramente, siguen las reglas estadísticas de   una curva Gaussiana.  Se necesita un rover lunar para desplegar una radio-antena lunar”. “Es necesario   buscar estas señales en el lado oscuro de la luna, porque ahí no hay estrellas ni galaxias, solo nubes de H y escaso He. Este H pudo absorber una porción de las microndas cósmicas de fondo, a una longitud de onda de 21 cm.  Si cada galaxia está formada por 1 000000 de nubes con este H, al detectarse   cada una de estas nubes se acumularán datos   1,000 veces mayores que los acopiados por el satélite Planck.” “Con la expansión del universo, la longitud de onda de 21 cm ahora es de 10m (frecuencia:  30 MHz), una baja frecuencia de radio. No obstante, en la tierra, los radares marítimos, los fonos móviles y la ionosfera alteran   la recepción de estas frecuencias”. “Un gran número de antenas de radio conectadas equivalen a un telescopio gigante de radio.  Para construir un radio telescopio en la luna se emplearían radio antenas similares a las usadas para recibir televisión, apta para detectar bajas frequencias. Con ayuda de dispositivos robóticos para desplegar este telescopio o una base lunar, se completaría el sistema”.   

MORPHOGENESIS

From quantamagazine

MORPHOGENESIS: RANDOM or  NEED?

In 1952, Alan Mathison Turing designed a mathematical model of biological pattern formation (The chemical basis of morphogenesis, 1952, https://doi.org/10.1098/rstb.1952.0012), which would allow developing varieties of rays, spots and scales that would emerge from the interaction of two chemical agents, capable of explaining myriads of biological patterns: mammalian hair, bird feathers, etc. Turing hypothesized that these chemical substances (morphogens), which would react and diffuse together with each other through tissues, could explain the morphogenesis. Although such a system could initially be homogeneous it could later develop different structural patterns due to the instability of the homogeneous equilibrium induced by random disturbances. Turing discussed in his paper a possible mechanism by which the genes of a zygote could determine the anatomical structure of the resulting organism. Now Gareth Fraser (University of Florida), proposes that denticles of the skin of sharks are established in real life by mechanisms similar to that proposed by Turing. Fraser suggests that developing embryos of several   vertebrates establish such patterns in their outer layers since the first vertebrates appeared. The Turing model: reaction-diffusion mechanism, requires an activator and an inhibitor, when disseminating between tissues. The activator initiates the process, forming a spot and promoting its production, while the inhibitor would stop the 2 actions, spreading faster, preventing the formation of activation pockets. Depending on when and where they were released, and the activation pockets would manage to form spaced points and stripes. According to Turing, an initial row of points would stimulate the production of rows of points parallel to the sides of the embryo until it is covered. Rory Cooper assures that from very old the sharks had denticles (little scales), that covered its body as an armor, serving to protection, to diminish the friction or to lodge bacteria, useful in communication procedures. Fraser's colleagues constructed a model of mathematical interactions between the activator and the inhibitor, making the frequencies of diffusion, production and degradation of the 2 morphogens to produce patterns similar to shark skin. When Cooper used in situ hybridization, a technique of luminous expression of genes in tissues noticed that these were light up in both sharks and chickens, expressing highly conservative mechanisms. In Biology, if the expression of a gene is reduced and the pattern disappears, it is concluded that the suppressed gene plays an important role in the production of the pattern. Cooper used a chemical to inhibit the activator of the chicken feathers, impregnating it along the proto-denticles of the shark's embryo. On the other hand, the chemicals to inhibit the expression of the activation of the genes of a bird had identical effect in a shark, forming a dead flat area devoid of denticles, being able to correct also the production, degradation and diffusion frequencies of the activator and inhibitor. The quite conservative nature favors the biological diversity based on a strict set of principles reused again and again, evolutionarily.

MORFOGÉNESIS: ¿AZAR O NECESIDAD?

En 1952, Alan Mathison Turing diseño un modelo matemático de formación de patrones biológicos  (The chemical basis of morphogenesis, 1952, https://doi.org/10.1098/rstb.1952.0012), que permitirían desarrollar variedades de rayas, manchas y escamas que emergerían de la interacción de dos agentes químicos, capaces de explicar miríadas de patrones biológicos: pelo de mamíferos, plumas de aves, etc. Turing hipotetizo que estas sustancias químicas (morfogenos), que reaccionarían y difundirían en juntos entre si a través de los tejidos, podrían explicar la morfogénesis. Aunque tal sistema podría ser inicialmente homogéneo podría desarrollar más tarde patrones estructurales diferentes debido a la inestabilidad del equilibrio homogéneo inducido por disturbios al azar. Turing discutió en su artículo un posible mecanismo por el cual los genes de un zigote podían determinar la estructura anatómica del organismo resultante.  Ahora Gareth Fraser (U Florida), propone que los dentículos de la piel de los tiburones son establecidos en la vida real por mecanismos semejantes al propuesto por Turing.  Fraser, sugiere que embriones en desarrollo de diversos vertebrados establecen tales patrones en sus capas externas desde que aparecieron los primeros vertebrados.  El modelo de Turing: mecanismo de reaccion-difusion, requiere de un activador y un inhibidor, al diseminarse entre los tejidos. El activador inicia el proceso, formando una mancha y promoviendo su producción, en tanto que el   inhibidor detendría las 2 acciones, diseminándose más rápido, impidiendo la formación de bolsillos de activación. Dependiendo de cuando y donde fuesen liberados, los bolsillos de activación se las arreglarían para formar puntos y rayas espaciadas. Según Turing, una fila de puntos inicial estimularía la producción de filas de puntos paralelas a los lados del embrión hasta cubrirla. Rory Cooper, asegura que desde muy antiguo   los tiburones tenían dentículos (escamas), que cubrían su cuerpo a modo de una armadura, sirviendo como protección, para disminuir la fricción o, para albergar bacterias, útiles en la comunicación. Los colegas de Fraser construyeron un modelo de interacciones matemáticas entre el activador y el inhibidor, logrando que las frecuencias de difusión, producción y degradación de los 2 morfogenos   produjeran s patrones semejantes a la piel del tiburón.  Cuando Cooper empleo hibridación in situ, una técnica de expresión luminosa de genes en tejidos noto que estos se encendían tanto en tiburones como en pollos, expresando mecanismos altamente conservadores.  En Biología, si se reduce la expresión de un gene y el patrón desaparece, se concluye que el gene suprimido juega un rol importante en la producción del patrón. Cooper empleo un químico para inhibir al activador de las plumas del pollo, impregnándolo a lo largo de los proto-dentículos   del embrión del tiburón. De otro lado, los químicos para inhibir la expresión de la activación de los genes de un ave tenían efecto idéntico en un tiburón, formando una zona plana muerta desprovista de dentículos, lográndose corregir además la producción, degradación y frecuencias de difusión del activador e inhibidor.  La naturaleza bastante conservadora, favorece la diversidad biológica basándose en un set estricto de principios reusados una y otra vez, evolutivamente.