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Si no estuviera descrito y publicado en una buena revista de ciencia sería difícil creer que ya es posible convertir a una nutritiva planta de espinacas en algo parecido a un perro antiexplosivos. O a una planta de tabaco en una aspiradora capaz de limpiar el mercurio en un área contaminada.
Plantas nanobiónicas. En eso piensa y piensa y piensa el colombiano Juan Pablo Giraldo. La semana pasada, cuando el artículo sobre espinacas manipuladas para detectar explosivos, fue divulgado en la revista Nature materials, su nombre reapareció en un buen número de medios. Desde la BBC hasta Scientific American.
No es la primera vez que moja prensa. En 2014 participó en otra investigación que atrapó la atención pública. Junto a un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts lograron que una planta aumentara en 30 % su capacidad de capturar energía solar. Una superplanta.
-Estudiar y dar nuevas funciones a las plantas con nanomateriales. Esa es mi pasión, cuenta Giraldo desde Estados Unidos, donde dirige un laboratorio en la Universidad de California, en Riverside, dedicado a explorar una naciente área en la ciencia: la nanobiotecnología de plantas.
Sus ideas están respaldadas por una brillante carrera científica. Cuando se graduó del Colegio Mayor Celestino Mutis en Bogotá decidió estudiar física. Su familia no podía costear la matrícula en la Universidad de los Andes, pero él estaba empeñado en que estudiaría ahí. Gracias a sus méritos académicos se granjeó una de las becas que ofrecía la universidad. Su madre Yolanda Gómez hizo todo lo posible para impulsarlo.
La carrera de física no resultó ser lo que buscaba. Así que se arriesgó a empezar una segunda carrera y se matriculó también en biología. “Desde entonces he querido combinar ambas áreas”, cuenta Giraldo.
Pasó una temporada como investigador en el Instituto de Investigaciones Tropicales Smithsonian en Panamá estudiando fisiología de plantas. De allí saltó a un doctorado en la Universidad de Harvard.
Sus colegas, interesados en estudiar las moléculas y hormonas de las plantas, sufrían usando técnicas de laboratorio un tanto obsoletas. Entonces comenzó a pensar que la nanotecnología podría ser una herramienta más precisa para resolver algunos de esos tropiezos. A tan sólo dos estaciones de metro, en el Instituto Tecnológico de Massachusetts encontró a alguien interesado en sus ideas. Michael Strano, investigador del Departamento de Ingeniería Química, experimentaba con nanotubos de carbono como sensores en animales.
Los nanotubos de carbono, estructuras cilíndricas varios cientos de veces más delgadas que un cabello humano, tan diminutos que pueden penetrar hasta el interior de una célula, poseen una propiedad que los hace tremendamente útiles: pueden brillar en un rango de luz que no capta el ojo humano, pero sí una cámara infrarroja. Son como velas diminutas, que en el lugar indicado pueden encenderse y avisar que algo está ocurriendo.
En marzo de 2014 su intuición se materializó en un primer éxito. Con el grupo de trabajo al que se vinculó en el Instituto Tecnológico de Massachusetts y otros colegas del Instituto de Tecnología de California y la Universidad Dumlupinar de Turquía demostraron que era posible incrementar la capacidad de los cloroplastos para capturar energía solar usando nanotubos de carbono.
“Los nanotubos… dentro de los cloroplastos promueven una actividad fotosintética tres veces superior a la de los controles y aumentan las velocidades máximas de transporte de electrones”, escribieron en un artículo. Habían descubierto una forma de crear superplantas. Un proceso que le tomó millones de años de perfección a la naturaleza, era susceptible de potenciarse gracias a la nanotecnología.
La Universidad de California, en Riverside, le hizo una oferta laboral tentadora. Giraldo se puso al frente de su propio laboratorio. La semana pasada logró un éxito más al demostrar en colaboración con su antiguo grupo de trabajo de Massachusetts que las espinacas se pueden convertir en sensores de explosivos.
Al inyectar nanotubos en las hojas de esta planta, explica Giraldo, los nanotubos entran en el sistema vascular, “en las tuberías” y se extienden por sus tejidos. Si la planta está en contacto con algún tipo de material explosivo a través del agua o el suelo, diminutas moléculas del material explosivo terminarán entrando en su sistema a través de las raíces, serán arrastradas por esas mismas tuberías y alcanzarán las hojas. Basta una sola de esas moléculas explosivas para activar un nanotubo. Muchas moléculas activarán muchos nanotubos. Una vez activados, reducen sus emisiones de luz infrarroja. La variación puede ser capturada por cámaras. Así los científicos monitoreando desde un computador o incluso un celular sabrán si hay o no explosivos.
Puede sonar sofisticado y lejano, pero esta tecnología según Giraldo está mas cerca de lo que pensamos. Los nanotubos de carbono hoy son producidos a nivel industrial y comercializados. “El costo de infiltrar una planta pequeña con nanotubos es de centavos de dólar”, cuenta. En el trabajo con espinacas demostraron también que las cámaras de un celular se pueden modificar fácilmente para que capten el espectro de luz que emiten los nanotubos.
“Quiero seguir explorando dos caminos en nanobiotecnología vegetal. Por un lado, proveer de nuevas herramientas a los científicos que quieren trabajar en este campo. Por otro, explorar cómo las plantas pueden unirse con nanomateriales y crear organismos con nuevas capacidades”, dice Giraldo lleno de entusiasmo. Sabe que tiene frente a sí un mundo entero por descubrir.