Hace más de 20 años, los investigadores comenzaron el proceso de 13 años de trabajo con cientos de máquinas de secuenciación para mapear todo el genoma humano. Hoy, se puede producir la misma cantidad de datos en cuestión de unos pocos días a unas pocas semanas, y a una fracción del costo.
"Las personas inteligentes como ustedes trabajarán en ello", dice Maggie Halloran, una técnica de secuenciación, parada frente a un grupo de estudiantes de primer año de secundaria con los ojos abiertos en los nuevos Laboratorios de Biología Analítica (LAB) del Museo Nacional de Historia Natural. centro de biotecnología molecular.
Los estudiantes son 15 de los 100 que asisten a un programa magnet selectivo de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM) en la South River High School en Edgewater, Maryland. Este mes, tuvieron una mirada detrás de escena de algunos de los museos colecciones, sus instalaciones de laboratorio y las personas que las dirigen.
El año pasado, el 28 por ciento de los estudiantes de primer año de secundaria en los Estados Unidos expresaron interés en seguir una carrera STEM. Sin embargo, más de la mitad de estos estudiantes perderán ese interés cuando sean adultos mayores, según los expertos de la industria. El equipo de Smithsonian en LAB espera que los estudiantes de Edgewater no caigan en esa trampa.
"El sombreado del trabajo aclara toda la miríada de direcciones en las que pueden ir", dice la presidenta del departamento de la escuela secundaria, Hillary Catan, que siguió al grupo. "Cuando entran, pueden tener un enfoque más estrecho o una idea de lo que pueden ser las carreras STEM, y cuando se van saben que el mundo es su ostra".
Los museos pueden ofrecer oportunidades de aprendizaje práctico en las ciencias que las escuelas no pueden, y sus curadores lo saben. El Museo Americano de Historia Natural en Nueva York alberga un programa que reúne a estudiantes de secundaria dos veces al mes durante el año escolar y durante tres semanas en el verano para estudiar ciencias. El Museo Nacional de la Segunda Guerra Mundial en Nueva Orleans patrocina viajes de campo en el sitio para estudiantes de matemáticas y ciencias de secundaria y preparatoria para darles una lección interdisciplinaria sobre cómo la física puede informar la historia. En Ohio, la Fundación del Museo de la Fuerza Aérea organiza talleres para estudiantes. Todos están reforzando la educación STEM de los jóvenes estudiantes con la esperanza de satisfacer la demanda de la fuerza laboral del futuro.
La Institución Smithsonian sigue en camino de hacer lo mismo; El presidente Obama ha pedido un aumento del presupuesto de $ 25 millones destinado a la programación relacionada con STEM. Los fondos ayudarán a crear recursos en línea para los estudiantes y permitirán a los maestros combinar el contenido del Smithsonian con el trabajo escolar. Esta asignación es parte del fondo existente de $ 180 millones de la administración de fondos federales dedicados a la programación STEM que se divide entre el Smithsonian, el Departamento de Educación de los Estados Unidos y la Fundación Nacional de Ciencias.
La gira de South River High School comenzó en el Centro de Educación Q? RIUS del Museo Nacional de Historia Natural, un espacio de 10, 000 pies cuadrados que albergará una colección de investigación de 20, 000 objetos, y luego pasó rápidamente al LAB, donde Halleran preguntó a los estudiantes sobre los pares de bases de ADN, y ellos respondieron rápidamente, gritando: “¡Guanina y citosina! ¡Adenina y timina!
La investigadora del Smithsonian, Amy Driskell, explicó cómo ella y sus colegas usan un proceso llamado reacción en cadena de la polimerasa para estudiar el ADN de las aves y los peces. "En los próximos años, tendremos una secuencia de ADN para cada pez; todos tendrán un" código de barras "", dice Driskell.
Algunos de estos peces provienen del Proyecto de Observación de Arrecifes Profundos del Smithsonian, que recolecta especímenes de arrecifes profundos del Caribe a través de un sumergible de cinco personas. "Usted estaría a 1, 000 pies de profundidad en el océano en el tiempo que le lleva llegar desde aquí de regreso al autobús", dijo Lee Weigt, director de LAB, al grupo.
Los estudiantes escucharon acerca de las aplicaciones del código de barras del mundo real de Matthew Kweskin, gerente de TI de LAB. Después de que un vuelo de US Airways sufriera un "ataque de aves", lo que obligó al Capitán Chesley Sullenberger a aterrizar el avión en el río Hudson en 2009, las autoridades enviaron restos de aves encontradas en el motor del avión al Smithsonian para su análisis. Los investigadores ingresaron la secuencia de ADN extraída de las muestras en la base de datos Barcode of Life, un motor de búsqueda que analiza innumerables archivos de especies de aves secuenciadas, y confirmaron que las muestras eran de gansos de Canadá. Estos datos se utilizan para ayudar a los aeródromos a comprender el tipo de aves que causan problemas en los aeropuertos.
Luego, el recorrido salió del laboratorio y entró en los almacenes del museo, donde los estudiantes echaron un vistazo a las colecciones del departamento de zoología de invertebrados. La última parada fue dentro del departamento de botánica, donde el gerente de colecciones Gregory McKee les contó a los estudiantes sobre las colecciones de plantas de la Institución, que tiene 4.5 millones de especímenes.
McKee pasó varias plantas preservadas, explicando cómo los investigadores las recolectan y preservan. Volvió a los esfuerzos de investigación de LAB y dijo que las tecnologías de secuenciación de ADN podrían ayudar a explicar el misterio de por qué una especie de flores de bambú florece solo una vez cada 120 años.
"Me pagan un poco de dinero para salir al bosque y ensuciarme, y no tengo que usar corbata", dice McKee sobre por qué ama su trabajo. Les contó que había conocido a un hombre de 70 años en Mongolia que era tan experto en botánica que sabía exactamente qué piñas comer, y él mismo recogió los árboles para recuperarlos.
"Eso es increíble", dice Jesse McElree, un estudiante de 15 años. El nativo de Annapolis dice que mientras disfruta más de las matemáticas y espera convertirse en ingeniero, la discusión de McKee fue lo más destacado de la gira.
Jacob Mondoro, de 15 años, de Edgewater, también encontró que el departamento de botánica es la parada más convincente de la gira. Él también quiere dedicarse a la ingeniería, pero dice que sospecha que una carrera en ciencias de las plantas sería valiosa en el futuro.
"La botánica parece ser el tipo de cosa que será muy intensa más adelante debido a la situación del calentamiento global", dice Mondoro. "Sin una fuerza laboral adecuada, no habrá muchas personas que puedan sostener la Tierra y la forma en que debe ser".
El técnico de laboratorio Caitlin Baker, quien dirigió el grupo de McElree y Mondoro, dice que la gira pareció una experiencia reveladora para los estudiantes de primer año, especialmente las estudiantes, que fueron superadas en número.
"Creo que es realmente enriquecedor ver a las mujeres en la ciencia y hacer una investigación muy avanzada", dice Baker. “Espero que el hecho de que haya tantos hombres más en este grupo no les dé a las chicas la sensación de que es un campo masculino. Realmente ya no lo es.
Para Lauren Suite, una estudiante de 14 años de Edgewater, el aspecto interior fue informativo. "Me dio más información sobre lo que podría querer hacer en el futuro", dice Suite, que está considerando la investigación médica. "Estoy tratando de mantenerme actualizado con todo y espero ser parte del desarrollo de nuevas [tecnologías] en el futuro".
Halloran cree que esta velocidad de innovación dio en el blanco para los estudiantes. Sus estudios STEM son cruciales para prepararlos para trabajar y crear tecnologías del siglo XXI, a pesar de que para cuando se gradúen de la universidad en solo unos pocos años, la nueva tecnología puede haber superado las herramientas que presenciaron en LAB.
"Todos piensan que es genial ser Jacques Cousteau e ir a bucear y coleccionar", dice Halloran. “Pero realmente necesitan todo el conjunto de habilidades para poder hacer eso. Creo que cuanto antes tengan una idea del alcance de todo esto, mejor les será posible aplicar lo que ya están aprendiendo en la escuela secundaria y hacer nichos para ellos mismos ".
