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Los químicos crean moléculas 'imposibles' que rompen la regla de unión de 100 años

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Micrografía electrónica de barrido en color de partículas de hollín (carbono) del interior de una chimenea de leña.

Las moléculas orgánicas, que contienen carbono (en la foto), adoptan ciertas formas debido a cómo están conectados sus átomos.Crédito: Microscopía Dennis Kunkel/Biblioteca de imágenes científicas

por primera vez, Farmacia Crearon una clase de moléculas que antes se pensaba que eran demasiado inestables para existir y las usaron para generar compuestos extraños.1. Estas notorias moléculas, conocidas como olefinas anti-Bridet (ABO), ofrecen una nueva ruta para fabricar candidatos a fármacos difíciles, dicen los científicos.

Este trabajo es una “contribución histórica”, afirma Craig Williams, químico de la Universidad de Queensland en Brisbane, Australia. Los resultados se publican en ciencias.

Que contienen moléculas orgánicas. CarbónPor lo general, adoptan formas específicas debido a la forma en que sus átomos están unidos. Por ejemplo, las olefinas, también llamadas alquenos, son hidrocarburos que se utilizan a menudo en reacciones. Desarrollo de fármacos – Contiene uno o más dobles enlaces entre los dos átomos de carbono, lo que hace que los átomos queden dispuestos en un solo plano.

La regla de Breedt, que data de hace 100 años y fue propuesta en 1924 por químico orgánico Julius Breedt dice que en moléculas pequeñas formadas por dos anillos que comparten átomos, como algunos tipos de alquenos, no pueden ocurrir dobles enlaces entre dos átomos de carbono donde los anillos están unidos, lo que se llama posición de cabeza de puente. Esto se debe a que los enlaces forzarán a la molécula a adoptar una forma tridimensional atormentada y tensa, haciéndola altamente reactiva e inestable, dice el coautor del estudio Neil Garg, químico de la Universidad de California en Los Ángeles. “Sin embargo, después de 100 años, la gente dirá que este tipo de estructuras están prohibidas o son muy inestables”, afirma.

Aunque esta regla ha llegado a los libros de texto de química, no ha impedido que los investigadores intenten romperla. Investigaciones anteriores han indicado que es posible crear ABO que tengan un doble enlace carbono-carbono en la posición de cabeza de puente.2. Pero los intentos de fabricarlo en su forma completa fracasaron porque las condiciones de reacción eran demasiado duras, afirma Garg.

Agentes de captura

En el último intento, Garg y sus colegas trataron un compuesto inicial con una fuente de fluoruro para iniciar una reacción de “eliminación” más suave, que elimina grupos de átomos de las moléculas. Esto resultó en una molécula que contenía el doble enlace de carbono ABO. Cuando los investigadores agregaron diferentes agentes atrapadores (sustancias químicas que capturan moléculas inestables cuando interactúan) al 3D ABO, pudieron producir muchos compuestos complejos que podrían aislarse. Esto sugiere que las interacciones ABO con diferentes agentes atrapadores pueden aprovecharse para sintetizar moléculas 3D, lo que resulta útil en el diseño de nuevos fármacos, afirma Garg.

A diferencia de los alquenos típicos, las moléculas ABO son compuestos quirales, moléculas que no coinciden exactamente con su imagen especular. Garg y sus colegas crearon y capturaron ABO que había sido enriquecido con radiación, lo que significa que produjeron un par más idéntico que el otro. Este resultado indica que los ABO se pueden utilizar como componentes básicos no convencionales para compuestos enriquecidos, que se utilizan ampliamente en productos farmacéuticos.

El enfoque podría usarse para explorar vías de fabricación innovadoras para otras moléculas desafiantes, como el medicamento de quimioterapia paclitixal (vendido como Taxol), una molécula compleja y multicíclica que es difícil de crear en el laboratorio, dice Chuang Shuang Li, químico de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur en Shenzhen, China. “Es un método valioso y fiable”, afirma Lee.

Garg y su equipo están explorando otras reacciones que involucran a los cuerpos parentales y estudiando cómo se pueden sintetizar otras moléculas con estructuras aparentemente imposibles. “Podemos pensar un poco más fuera de lo común”, afirma.

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Las regulaciones fragmentadas sobre criptomonedas crean un campo de juego desigual, y la Junta de Estabilidad Financiera de Asia está expresando su preocupación

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Esta semana, la unidad asiática del Consejo de Estabilidad Financiera se reunió en Hong Kong y reunió a miembros de India, Camboya, China, Japón, Corea, Malasia, Nueva Zelanda y Pakistán, entre otros. La reunión tiene como objetivo intercambiar ideas sobre las implicaciones para la estabilidad financiera de los criptoactivos, la tokenización y la inteligencia artificial en todo el continente. Las discusiones, copresididas por Eddie Yeo, director ejecutivo de la Autoridad Monetaria de Hong Kong, y B. Nandal Weerasinghe, Gobernador del Banco Central de Sri Lanka, por su cooperación para superar estos desafíos emergentes.

Durante la reunión, los miembros del Grupo Asesor Regional de la Junta de Estabilidad Financiera para Asia (FSB-RCG) expresaron su preocupación de que el panorama regulatorio actual para las criptomonedas crea un campo de juego desigual para las entidades que operan fuera del marco regulatorio, según un informe. Comunicado oficial De la organización.

El sector de las criptomonedas, valorado actualmente en 2,32 billones de dólares (alrededor de 1.94.90.934 millones de rupias), está atravesando una reestructuración regulatoria en varias partes del mundo. el Unión Europea (Unión Europea) Es uno de los primeros en el mundo en haber emitido un libro de reglas integral para regir las industrias relacionadas con los criptoactivos volátiles y otros elementos Web3. Dubai es uno de los primeros emiratos de los Emiratos Árabes Unidos en establecer organismo de autoridad Dedicada a supervisar el sector cripto.

IndiaMientras tanto, Australia, el Reino Unido y los EE. UU. todavía están en el proceso de finalizar sus propios marcos de criptomonedas. El año pasado, India lideró G20 Trabajar en la formulación de un conjunto de lineamientos que puedan ser difundidos uniformemente en el sector de las criptomonedas a nivel internacional. Ahora, Brasil está desarrollando esta investigación como actual presidente del G20.

el Servicio Federal de Seguridadjunto con Fondo Monetario Internacional También estamos trabajando con los países del G20 para formular este marco. El calendario de lanzamiento se desconoce en este momento.

Mientras tanto, el FSB-RCG señala que el panorama regulatorio para las criptomonedas está en constante evolución, lo que ha resultado en el establecimiento de más intercambios en los últimos tiempos, pero también en la fragmentación de la liquidez entre jurisdicciones.

A pesar de estos avances regulatorios, la notoria volatilidad de las criptomonedas sigue siendo un desafío constante.

“La reciente volatilidad del mercado en la región pone de relieve las preocupaciones actuales sobre el entorno macroeconómico”, dice el comunicado del FSB-RCG.

elevar Estafas y estafas La industria de las criptomonedas también ha sido un tema de preocupación para la organización.

“Los miembros reconocieron la importancia del conjunto de herramientas de gestión de riesgos de terceros del Consejo de Estabilidad Financiera, cuyo objetivo es ayudar a las instituciones financieras a monitorear, identificar y gestionar los riesgos que surgen de los servicios de terceros. Señalaron que los riesgos operativos se ven exacerbados por el creciente número y complejidad de los servicios de terceros. casos de fraude financiero.

En los próximos meses, el Consejo de Estabilidad Financiera publicará un informe que resumirá el trabajo sobre intereses y riesgo de liquidez y el comportamiento de los depositantes, destacando el papel de la tecnología y las redes sociales en diversos aspectos de las criptomonedas.

El Consejo de Estabilidad Financiera está formado por seis grupos asesores regionales, establecidos según sus estatutos para reunir a autoridades financieras de países miembros y no miembros para debates destinados a promover la estabilidad financiera. Cada RCG suele reunirse dos veces al año. La Secretaría del FSB está ubicada en Basilea, Suiza.

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Harvard y Google crean el mapa más detallado del cerebro mediante inteligencia artificial

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Un proyecto pionero de la Universidad de Harvard y Google ha elaborado el mapa más detallado de las conexiones del cerebro humano hasta la fecha. Este avance se centra en un milímetro cúbico de corteza cerebral, extraído de un paciente durante una cirugía de epilepsia en 2014. A lo largo de una década, un equipo de biólogos y expertos en aprendizaje automático ha analizado meticulosamente esta pequeña muestra de tejido, que contiene aproximadamente 57.000 células. y 150 millones de sinapsis. Su trabajo representa un avance importante en la ciencia del cerebro, ya que proporciona un nivel de detalle sin precedentes en la comprensión del cableado del cerebro.

Técnicas avanzadas de mapeo

Proceso Yo empecé Utilizando tinción de tejido cerebral con metales pesados, que se unen a las membranas grasas de las células, haciéndolas visibles bajo un microscopio electrónico. Luego, el tejido se incrustó en resina y se cortó en secciones extremadamente delgadas, cada una de sólo 34 nanómetros de espesor. Esta técnica transformó un problema 3D complejo en un problema 2D más manejable, lo que dio como resultado un conjunto de datos masivo de 1,4 petabytes. Para ensamblar estos cortes 2D en un modelo 3D coherente, el equipo utilizó algoritmos de aprendizaje automático desarrollados en colaboración con Google. Esto incluyó alinear imágenes automáticamente y segmentar diferentes tipos de células, aunque se requirieron ajustes manuales para mejorar la precisión de estas secciones.

Visiones y desafíos

El mapa resultante revela una gran cantidad de información sobre la estructura celular del cerebro. Identificó neuronas que contienen más de 50 sinapsis, un detalle que antes se había pasado por alto y que puede ser crucial para comprender el procesamiento cortical. Sin embargo, el proyecto enfrenta desafíos, como verificar manualmente una gran cantidad de datos para corregir errores de segmentación. Algunas células, como las estructuras ovaladas irreconocibles y las células enredadas, permanecen oscuras. Estas anomalías pueden proporcionar nuevos conocimientos, pero requieren más investigación.

Implicaciones para futuras investigaciones.

El mapa cerebral ahora está disponible públicamente, lo que abre nuevas vías de investigación. Son prometedores para mejorar nuestro conocimiento sobre los trastornos de salud mental, como la esquizofrenia, y pueden inspirar mejoras en la inteligencia artificial mediante la simulación de funciones cerebrales. Los proyectos futuros incluyen ampliar esta investigación para incluir cerebros completos de ratones y regiones adicionales del cerebro humano, lo que podría conducir a mayores avances en la neurociencia y campos relacionados.

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Ex científicos del MIT crean un modelo masivo para el diseño de proteínas utilizando inteligencia artificial

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Modelo molecular de la proteína fluorescente verde brillante StayGold de Cytaeis uchidae.

Modelo estructural de proteína verde fluorescente, elemento fundamental en biotecnología.Copyright: Biblioteca de imágenes científicas/Laguna Design

a inteligencia artificial (Inteligencia Artificial) modelo parlante El lenguaje de las proteínas. – Una de las mayores aplicaciones desarrolladas hasta la fecha para la biología: se ha utilizado para crear nuevas moléculas fluorescentes.

La oferta de prueba de principio fue anunciada este mes por EvolutionaryScale, con sede en la ciudad de Nueva York, junto con $142 millones en nuevos fondos para aplicar su modelo a… Desarrollo de fármacosLa empresa, fundada por científicos que anteriormente trabajaron en el gigante tecnológico Meta, se especializa en aplicar modelos de aprendizaje automático de vanguardia entrenados en lenguaje e imágenes a datos biológicos.

“Queremos crear herramientas que puedan hacer que la biología sea programable”, dice Alex Reeves, científico jefe de la compañía, quien ha sido parte del esfuerzo de Meta para aplicar inteligencia artificial a datos biológicos.

La herramienta de inteligencia artificial de EvolutionaryScale, llamada ESM3, es lo que se conoce como modelo de lenguaje de proteínas. Fue entrenado en más de 2.700 millones de secuencias y estructuras de proteínas, así como en información sobre las funciones de estas proteínas. El formulario se puede utilizar Creando proteínas Para especificaciones proporcionadas por los usuarios, similar al texto generado por chatbots como ChatGPT.

“Este será uno de los modelos de IA en biología al que todo el mundo prestará atención”, afirma Anthony Jeter, biólogo computacional de la Universidad de Wisconsin-Madison.

brillante

Reeves y sus colegas habían trabajado en iteraciones anteriores del modelo ESM en Meta, pero comenzaron a trabajar por su cuenta el año pasado, después de que Meta terminara su trabajo en esta área. Anteriormente utilizaron el modelo ESM-2 para crear el modelo ESM-2. Una base de datos de libre acceso que contiene 600 millones de estructuras proteicas predichas1Desde entonces, otros equipos han utilizado versiones de ESM-1 para diseñar anticuerpos con actividad mejorada contra patógenos, incluido el SARS-CoV-2.2 y rediseñar proteínas “anti-CRISPR” para mejorar la eficiencia de las herramientas de edición de genes3.

Este año, otra empresa especializada en IA en biología, Profluent en Berkeley, California, utilizó su modelo de lenguaje de proteínas para crear nuevas proteínas de edición de genes inspiradas en CRISPR, y puso una de estas moléculas a disposición de su uso de forma gratuita.

Para probar su último modelo, el equipo de Reeves se propuso probar otra herramienta biotecnológica: la proteína verde fluorescente (GFP), que absorbe la luz azul y brilla en verde. Los investigadores aislaron la proteína verde fluorescente en la década de 1960 a partir de medusas bioluminiscentes. Igual victoriaInvestigaciones posteriores, que recibieron el Premio Nobel con este descubrimiento, mostraron cómo la proteína verde fluorescente podía marcar otras proteínas cuando se observaban al microscopio, explicaron las bases moleculares de la fluorescencia de las proteínas y desarrollaron versiones artificiales de la proteína que brillan más intensamente y en Colores diferentes.

Desde entonces, los investigadores han identificado otras proteínas fluorescentes con una forma similar, todas las cuales comparten un núcleo de “pigmento” emisor y absorbente de luz rodeado por un andamio en forma de barril. El equipo de Reeves pidió a ESM3 que creara ejemplos de proteínas similares a proteínas fluorescentes verdes que contengan un conjunto de aminoácidos clave que se encuentran en el cromóforo de la proteína fluorescente verde.

Los investigadores sintetizaron 88 de los diseños más prometedores y midieron su capacidad de fluorescencia. La mayoría no tuvo éxito, pero un diseño, diferente de las proteínas fluorescentes conocidas, brillaba débilmente, unas 50 veces más débil que las formas naturales de GFP. Utilizando la secuencia de esta molécula como punto de partida, los investigadores encargaron al ESM3 la tarea de mejorar su trabajo. Cuando los investigadores hicieron alrededor de 100 de los diseños resultantes, muchos eran tan brillantes como la GFP natural, que sigue siendo mucho más débil que las variantes diseñadas en laboratorio.

Se prevé que una de las proteínas más brillantes diseñadas por ESM3, llamada esmGFP, tenga una estructura similar a la de las proteínas fluorescentes naturales. Sin embargo, su secuencia de aminoácidos es muy diferente y coincide con menos del 60% de las secuencias de proteínas fluorescentes más estrechamente relacionadas en su conjunto de datos de entrenamiento. Se publicó una preimpresión en el servidor bioRxiv.4Reeves y sus colegas dicen que, basándose en las tasas de mutación naturales, este nivel de variación de secuencia equivale a “más de 500 millones de años de evolución”.

Pero Jeter teme que esta comparación sea una forma inútil y quizás engañosa de describir el producto de un modelo de IA de vanguardia. “Suena aterrador cuando se piensa en la IA y en la aceleración del desarrollo”, afirma. “Siento que sobreestimar lo que hace un modelo puede ser perjudicial para el campo y potencialmente peligroso para el público”.

Reeves sostiene que la generación de nuevas proteínas mediante la duplicación de diferentes secuencias por parte de ESM3 es similar a la evolución. “Creemos que es interesante la perspectiva que necesitaría la naturaleza para poder generar algo como esto”, añade.

Umbral de riesgo

El ESM-3 se encuentra entre los primeros modelos de IA biológica que utiliza suficiente potencia informática durante su entrenamiento para obligar a los desarrolladores a notificar e informar al gobierno de EE. UU. Medidas de mitigación de riesgosSegún una orden ejecutiva presidencial emitida en 2023, EvolutionaryScale dice que ya ha estado en contacto con la Oficina de Política Científica y Tecnológica de EE. UU.

La versión de ESM3 que supera este umbral, que consta de alrededor de 100 mil millones de parámetros o variables que el modelo utiliza para representar relaciones entre secuencias, no está disponible públicamente. Para una versión más pequeña y de código abierto, se excluyeron del entrenamiento ciertas secuencias, como las que pertenecen a virus y la lista de patógenos y toxinas preocupantes del gobierno de EE. UU. ESM3-open, que los científicos pueden descargar y ejecutar de forma independiente en cualquier lugar, tampoco puede generar tales proteínas.

Martin Pachisa, biólogo estructural del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana, está entusiasmado de empezar a trabajar con ESM3. Señala que es uno de los primeros modelos biológicos que permite a los investigadores especificar diseños utilizando descripciones en lenguaje natural de sus propiedades y funciones, y está interesado en ver cómo funcionan experimentalmente estas y otras características.

A Basisa le impresionó que EvolutionaryScale lanzara una versión de código abierto de ESM3 y una descripción clara de cómo entrenar la versión más grande. Pero un modelo más grande requeriría vastos recursos informáticos para desarrollarse de forma independiente, afirmó. “Ningún laboratorio académico podrá replicarlo”.

Reeves espera aplicar ESM-3 a otros diseños. Será interesante ver cómo resulta ESM-3, dice Pachesa, quien formó parte del equipo que utilizó un paradigma de lenguaje de proteínas diferente para crear nuevas proteínas CRISPR. Reeves imagina aplicaciones en sostenibilidad (un vídeo en su sitio web muestra el diseño de enzimas que comen plástico) y en el desarrollo de anticuerpos y otros medicamentos basados ​​en proteínas. “Es realmente un modelo a la vanguardia”, afirma.

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Manifestantes pro palestinos en Cal State Los Ángeles crean una barricada en un edificio del campus

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Un grupo de 50 a 100 manifestantes pro palestinos en la Universidad Estatal de California, Los Ángeles, bloquearon las entradas y salidas del Edificio de Servicios Estudiantiles y, según se informa, detuvieron a un grupo de empleados de la universidad dentro del edificio el miércoles por la noche.

Imágenes aéreas de la manifestación capturadas por Sky5 mostraron a los manifestantes, algunos con mascarillas y keffiyehs, formando una barricada de carritos de golf caídos y mesas de picnic con sombrillas alrededor del perímetro del edificio ese mismo día.

Frente a una de las entradas del edificio, varios manifestantes estaban sentados en sillas atadas a columnas de cemento.

Se vio a otra persona rociando un extintor de incendios en el edificio sobre lo que parecía ser pintura roja en el suelo.

Los manifestantes acamparon en otra parte del campus de la universidad, donde permanecieron durante 40 días, informa Los Angeles Times.

El portavoz de la universidad, Eric Frost Hollins, dijo al Times que recibieron un correo electrónico del grupo CSU LA Ghana Solidarity Encampment informándoles que estaban planeando una sentada en el Edificio de Servicios Estudiantiles a pesar de que la escuela había hecho todo lo posible para proporcionar un área para manifestaciones pacíficas.

“Desafortunadamente, este procedimiento se desarrolló de manera diferente hoy”, dijo la universidad. veces.

A las 10 p.m., los agentes del Departamento de Policía de Los Ángeles junto con la policía del campus eran visibles en el campus desde Sky5, aunque no está claro cuánto tiempo la policía mantuvo su presencia.

Esta manifestación se produce tras los recientes campamentos propalestinos en Universidad de California Y Universidad del Sur de California.

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