2422: Cientistas criaram células artificiais capazes de “sentir” e responder a mudanças químicas

CIÊNCIA

Células artificiais que detectam iões de cálcio e respondem com fluorescência

Uma equipa de investigadores do Imperial College de Londres, no Reino Unido, criou células artificiais que detectam e respondem a sinais químicos externos através da activação de uma via artificial de sinalização.

As células são capazes de responder a mudanças químicas: a resposta baseia-se na criação de certas proteínas, no aumento da produção de energia ou até na autodestruição.

Os produtos químicos também são usados pelas células biológicas para se comunicarem umas com as outras e coordenarem uma resposta ou enviar um sinal, como um impulso de dor, por exemplo. Nas células naturais, estas respostas podem ser muito complexas e envolver várias etapas.

Mas James Hindley partiu do princípio de que estes sistemas podem ser desenvolvidos para uso em biotecnologia. “Poderíamos imaginar a criação de células artificiais capazes de detectar marcadores de cancro e sintetizar uma determinada droga para dentro do corpo, ou células artificiais capazes de detectar metais pesados perigosos para o meio ambiente e libertar esponjas selectivas para as limpar”, disse, citado pelo Sci-News.

E da imaginação partiu para a realidade. As células artificiais criadas por Hindley e pela sua equipa possuem células menores (“vesículas”) no interior. A borda da célula é formada por uma membrana que contém poros, que permitem a entrada de iões de cálcio. Dentro da célula, os iões activam enzimas que fazem com que as vesículas libertem partículas fluorescentes.

Quando activada pelo cálcio, uma enzima altera a membrana de uma vesícula, fazendo com que ela liberte partículas fluorescentes através do canal de proteína.

O sistema criado pela equipa de cientistas, que usa células artificias e elementos de diferentes sistemas naturais, é mais simples porque não precisa levar em conta muitas das coisas que as células precisam de usar em sistemas naturais – como subprodutos que são tóxicos para a célula.

Dentro do sistema, os poros da membrana e as enzimas activadas pelo cálcio são de sistemas biológicos existentes: a enzima é retirada do veneno da abelha, por exemplo. A verdadeira mais-valia de usar células artificiais para criar respostas químicas é o facto de elas poderem misturar mais facilmente elementos encontrados na natureza.

“O aspecto plug-and-play do nosso sistema significa que os cientistas podem recolher elementos da natureza para criar novos caminhos químicos projectados com objectivos específicos em mente”, disse o professor Oscar Ces, autor do estudo, recentemente publicado na Proceedings of the National Academy of Sciences.

Além disso, este sistema é “fácil de configurar” e pode ser usado para testar rapidamente qualquer combinação nova de elementos que os cientistas queiram explorar e desenvolver.

ZAP //

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9 Agosto, 2019

 

2148: As cidades estão a criar as suas próprias nuvens

CIÊNCIA

lorytravelforever༽♥ॐ / Flickr

As cidades estão cobertas de nuvens de forma mais persistente do que as áreas rurais graças às condições atmosféricas únicas que produzem, revelou um estudo.

Sabe-se que as cidades criam “ilhas de calor urbano” devido à energia libertada pela actividade humana, mas uma nova investigação, conduzida pela Universidade de Reading, no Reino Unido, mostrou pela primeira vez que o fenómeno cria também uma maior cobertura de nuvens durante os meses mais quentes.

A análise das cidades de Londres e Paris, cujos resultados foram esta semana publicados na revista Climate and Atmospheric Science, revelou que o calor libertado gradualmente pelos edifícios causa correntes ascendentes que levam a humidade para cima, aumentando assim a cobertura de nuvens dos aglomerados.

Os cientistas descobriram que a nebulosidade nestas metrópoles à tarde durante a Primavera e o Verão é cerca de 5 a 10% maior do que na paisagem circundante.

“Esperávamos que houvesse menos nuvens sobre as cidades, tendo em conta a relativa falta de vegetação tende a secar a atmosfera”, explicou Natalie Theeuwes, do Departamento de Meteorologia de la Universidade de Reading, em comunicado.

“Contudo, uma análise detalhada a Londres demonstrou-nos que o calor libertado pelos edifícios ao longo da tarde empurra a pouca humidade que está no ar para cima, onde se formam as nuvens. (…) As descobertas revelam o crescente impacto das cidades nos seus mini-ambientes”, concluiu a cientista.

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10 Junho, 2019



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2036: Cientistas criaram o som mais alto de sempre

CIÊNCIA

(CC0/PD) mtmmonline / pixabay

O som foi produzido debaixo de água ao fazer colidir minúsculos jactos de água com pulsos de raio-X. O barulho gerado é superior ao do lançamento de um foguete.

A experiência foi realizada como parte de um estudo conduzido por cientistas da Universidade de Stanford e do SLAC National Accelerator Laboratory, e publicado no mês passado na Physical Review Fluids.

As ondas de pressão formaram-se através de reflexões e “desenharam” um padrão geométrico característico que é relacionado, mas diferente, daquele causado por jactos supersónicos.

A intensidade do som gerado era alta o suficiente para potencialmente direccionar a electricidade de uma cidade inteira. O laser de raios-X do SLAC proporcionou pressões sonoras acima dos 270 decibéis. Como método de comparação, a descolagem de um avião a jacto ronda os 120 decibéis.

A experiência mostrou que quando o laser de raios-X atingiu o jacto, vaporizou a água ao redor e produziu uma enorme onda de choque. A propagação dessa onde alternava entre altas e baixas pressões e criou cópias de si mesma.

Claudiu Stan / Rutgers University Newark
Onda de choque produzida ao colidir minúsculos jactos de água com pulsos de raio-X.

O Tech Explorist explica que, ao atravessar um certo limiar, a intensidade do som subaquático fez com que a água se transformasse em pequenas bolhas cheias de vapor que imediatamente colapsam.

Ao contrário da temperatura, em que há um mínimo e um máximo absoluto até que se pode levar um objecto, o som não tem ondas de pressão a zero decibéis. Contudo, o meio pelo qual o som se propaga começa a falhar, não permitindo que o som ultrapasse um certo limite.

Isto foi o que se verificou nesta experiência. A pressão criada pelas ondas de choque estava imediatamente abaixo do limiar, sugerindo que estava no limite máximo que um som subaquático pode chegar.

Uma melhor compreensão deste fenómeno pode permitir novas investigações nas áreas da biologia e da ciência dos materiais, levando a medicamentos mais eficazes e materiais mais eficientes.

ZAP //

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23 Maio, 2019

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2020: Cientistas criaram “gelo quente” que congela a milhares de graus de temperatura

CIÊNCIA

Millot, Coppari, Kowaluk / LLNL

Uma equipa de cientistas conseguiu obter água em estado sólido a temperaturas entre os 1.650°C e os 2.750°C. Este estado pode ser o mesmo do da água dos núcleos de planetas gigantes gelados, como Úrano e Neptuno.

Uma equipa de investigadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL), em Berkeley, na Califórnia, conseguiu obter água em forma sólida a temperaturas entre os 1.650°C e os 2.750°C, de acordo com um estudo recentemente publicado na revista científica Nature.

Esta água congelada super-iónica consegue permanecer sólida a milhares de graus de temperatura. Este gelo bizarro existe graças a uma tremenda pressão e, segundo o ScienceAlert, esta descoberta pode lançar luzes sobre a estrutura interna de planetas gigantes gelados, como Úrano e Neptuno.

Na superfície da Terra, os pontos de ebulição e congelamento da água variam um pouco, mas ambas as mudanças de estado estão dependentes da pressão. No vácuo do Espaço, a água não pode existir na forma líquida, uma vez que ferve e vaporiza mesmo a -270ºC, a temperatura média do Universo.

No entanto, os cientistas desconfiavam que, em ambientes de altíssima pressão, ocorria exactamente o oposto: a água solidifica-se, mesmo em temperaturas extremamente altas. Uma equipa de cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore conseguiu provar isso mesmo.

Desta forma, a equipa criou o Ice VII, a forma cristalina de gelo 30.000 vezes acima da pressão atmosférica da Terra, ou 3 gigapascals, e depois explodiu-o com lasers. O gelo resultante tinha um fluxo condutivo de iões, em vez de electrões, e é por isso que é chamado de gelo super-iónico.

Nesta primeira experiência, os cientistas conseguiram observar as propriedades gerais deste gelo, como a energia e a temperatura. Numa segunda experiência, os especialistas conseguiram obter detalhes mais subtis da estrutura interna, através de uma experiência com pulsos de laser e difracção de raios X que revelou a estrutura cristalina do gelo.

“Queríamos determinar a estrutura atómica da água super-iónica”, disse a física do LLNL Federica Coppari. Agora, os cientistas propõem que esta nova forma seja denominada Gelo XVIII.

Os raios X mostraram uma estrutura nunca antes vista: cristais cúbicos com átomos de oxigénio em cada canto e um átomo de oxigénio no centro de cada face. “Encontrar a evidência directa da existência de uma rede cristalina de oxigénio traz a última peça que faltava para o quebra-cabeças em relação à existência de gelo de água super-iónico”, disse o físico Marius Millot, também do LLNL.

O resultado obtido revela uma pista de como os gigantes de gelo, como Neptuno e Úrano, podem ter campos magnéticos estranhos, inclinados em ângulos bizarros e com equadores que não circulam o planeta.

Anteriormente, pensava-se que estes planetas tinham um oceano fluido de água iónica e amónia em vez de um manto. Mas a pesquisa da equipa mostra que estes planetas podem ter um manto sólido, como a Terra, mas feitos de gelo super-iónico quente. Como o gelo super-iónico é altamente condutivo, essa característica pode estar a influenciar os campos magnéticos dos planetas.

“Esta compreensão pode mudar drasticamente a nossa compreensão da estrutura interna e da evolução dos planetas gigantes gelados, assim como dos seus numerosos primos extras-solares”, rematou Marius Millot.

ZAP //

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21 Maio, 2019



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1978: Investigadores construíram um dispositivo que gera electricidade a partir da frieza do Espaço

CIÊNCIA

Ivan Kodzhanikolov / Flickr

Sem o Sol, a Terra arrefeceria lentamente. Esse facto é particularmente evidente em noites claras, quando o calor do nosso planeta, desbloqueado pelas nuvens, se espalha na escuridão do espaço. 

Agora, investigadores da Universidade de Stanford desenvolveram um dispositivo que pode aproveitar esse fluxo de calor e criar electricidade. O dispositivo experimental é um pouco como um painel anti-solar, dado que possui um sistema opto-electrónico semelhante.

No entanto, em vez de usar a radiação recebida do Sol, usa radiação de saída da Terra. Conforme relatado na Applied Physics Letters, o sistema usa o efeito negativo de iluminação. O semicondutor infravermelho gera electricidade à medida que o calor sai da superfície do dispositivo.

“A vastidão do universo é um recurso termodinâmico”, disse em comunicado o co-autor do estudo, Shanhui Fan. “Em termos de física opto-electrónica, existe realmente a simetria muito bonita entre colher radiação e radiação de saída.”

Existe uma grande diferença de temperatura entre a Terra e o Espaço. Mesmo nos locais mais frios do nosso planeta, ainda há uma diferença de pelo menos 200°C. As limitações do dispositivo não estão nas condições externas, mas na tecnologia.

O dispositivo actual produz apenas uma corrente de 64 nanowatts por metro quadrado. “A quantidade de energia que podemos gerar com este dispositivo, de momento, está muito abaixo do limite teórico“, explicou o autor Masashi Ono.

O limite teórico para o dispositivo seria quatro watts por metro quadrado, cerca de um milhão de vezes mais do que o obtido nas primeiras experiências. Enquanto seria uma grande melhoria, ainda estaria muito abaixo do que um painel solar pode fazer (até 200 watts por metro quadrado), mas o suficiente para ser de interesse.

Nesta fase, é apenas uma prova de conceito. Nenhum outro dispositivo opto-electrónico conseguiu gerar electricidade a partir da frieza do Espaço. A equipa está interessada em maneiras de melhorar o dispositivo para garantir que os materiais utilizados sejam os melhores para o trabalho em questão.

As aplicações para esta tecnologia não são apenas sobre o uso da frieza do universo. O dispositivo poderia ser usado para recuperar parte do calor desperdiçado pelas máquinas.

ZAP // IFL Science

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14 Maio, 2019


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1820: Cientistas criam células artificiais capazes de produzir a sua própria energia

CIÊNCIA

Polygon Medical Animation / Flickr

Cientistas desenvolveram em laboratório células artificiais capazes de produzir a sua própria energia química e sintetizar partes da sua própria construção.

Uma equipa de cientistas japoneses recorreu à fotos-sensibilização para produzir uma célula artificial capaz de produzir a sua própria energia. A investigação poderá levar ao desenvolvimento de sensores biológicos super inteligentes.

O facto de estas células conseguir produzir a sua energia faz com que elas sejam muito idênticas às células biológicas reiais. Esta semelhança permite aos cientistas entender como funcionam as células além de desempenhar um importante papel noutras áreas de pesquisa, nomeadamente na produção de órgãos artificiais e outros tecidos corporais.

Yutetsu Kuruma, do Instituto de Tecnologia de Tóquio, no Japão, tem tentado criar uma célula artificial há já vários anos, centrando as suas atenções na membrana da célula. Neste trabalho recente, as células foram envolvidas em membranas lipídicas. Estas, por sua vez, continham as proteínas ATP sintase e bacteriorodopsina, purificadas a partir de células vivas.

As proteínas foram pensadas para trabalhar em conjunto, usando a energia da luz para criar uma diferença de energia dentro da célula e, de seguida, usar essa diferença para construir mais moléculas e mais proteína.

Durante as experiências realizadas em laboratório, o processo de fotossíntese aconteceu tal e qual como os cientistas previram: as células artificiais imitaram as células reais criando RNA mensageiro (mRNA) a partir de ADN e, em seguida, produzindo proteína a partir de mRNA.

Neste processo, a característica que se destaca é a capacidade das células de produzir essa energia. Além disso, a célula artificial consegue produzir a sua própria síntese, potencialmente levando à criação de células artificiais independentes que podem ser sustentadas por conta própria.

No entanto, os cientistas têm ainda muito trabalho pela frente, uma vez que estas células ainda não foram capazes de duplicar toda a gama de proteínas que uma célula real consegue. No entanto, os investigadores acreditam que essa meta pode estar ao alcance com uma configuração actualizada.

Estas células podem ser vitais para uma série de outras áreas de investigação, representando um papel de destaque no estudo das protocélulas que, supostamente, surgiram antes das células modernas.

No que toca a protocélulas, há uma pergunta que se impõe: como é que estas protocélulas produziram energia para criar o seu próprio metabolismo? E é na resposta a esta pergunta que estas células artificiais criadas em laboratório serão fundamentais.

Se duas proteínas de membrana podem produzir energia suficiente para impulsionar a expressão genica (gerar energia), como mostra este estudo publicado recentemente na Nature Communications, então as protocélulas poderiam ter sido capazes de usar a luz solar para evoluir para o que conhecemos como células modernas.

Como a investigação continua, podemos ser capazes de observar o ponto de inflexão do desenvolvimento celular, como aconteceu na Terra primitiva.

ZAP // HypeScience

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8 Abril, 2019

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1573: Físicos criaram um exótico electrão líquido

Uma equipa de físicos da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, criou o primeiro electrão líquido à temperatura ambiente.

Durante a experiência, os físicos da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, estimularam um semicondutor ultra-fino de ditelureto de molibdénio com pulsos de luz laser, produzindo um feixe de electrões.

“Normalmente, com semicondutores como o silício, a excitação a laser cria electrões e os seus buracos carregados positivamente difundem-se e espalham-se pelo material, à semelhança de um gás”, disse Nathaniel Gabor, um dos autores do estudo publicado recentemente na Nature Photonics.

No entanto, desta vez, os cientistas detectaram evidências de condensação equivalentes a um líquido. Este líquido, segundo os investigadores, tem propriedades muito parecidas aos líquidos comuns do nosso dia a dia, como a água. Contudo, tem uma única excepção: o líquido é composto não por moléculas, mas por electrões e buracos dentro do semicondutor.

Na prática, segundo a Europa Press, os cientistas verificaram que, se o pulso de laser for suficientemente intenso, o gás resultante pode ser tão denso que alguns electrões e buracos se condensam em gotas líquidas.

Por outro lado, se essa luz for criada por uma fonte muito intensa, como um laser pulsado ultra-rápido (como foi o caso), pode gerar tantos electrões e buracos que alguns deles são condensados num líquido. Este processo é muito semelhante à formação de gotas de água de ar húmido.

Neste caso, o estado líquido é muito raro, acontecendo apenas a alguns graus acima do zero absoluto. No entanto, esta pesquisa prova que as foto-células ultra-finas do semicondutor usado por ocorrer à temperatura ambiente.

Esta investigação abre a possibilidade de os componentes electrónicos fazerem uso das propriedades incomuns destes líquidos. Desta forma, novos dispositivos poderão ser usados em aplicações muito diversas como comunicações no Espaço ou até mesmo a detecção do cancro.

As propriedades electrónicas destas gotículas podiam permitir o desenvolvimento de dispositivos opto-electrónicos que operam com eficiência na região terahertz do espectro, explicou Gabor. Os comprimentos de onda do terahertz são maiores do que os do infravermelho, mas menores que os do micro-ondas, existindo uma “lacuna terahertz” na tecnologia para a utilização de tais ondas.

Segundo o Science Daily, as ondas de terahertz poderiam ser usadas para detetar cancros de pele e cavidades dentárias devido à sua penetração limitada e capacidade de resolver diferenças de densidade. Da mesma forma, as ondas poderiam ser usadas para detectar defeitos em produtos como comprimidos e descobrir armas escondidas debaixo a roupa.

ZAP //

Por ZAP
10 Fevereiro, 2019

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1280: Cientistas criam líquido que armazena energia solar durante 18 anos

CIÊNCIA

SDO / NASA

Não interessa se é abundante ou renovável. O grande calcanhar de Aquiles da energia solar é o facto de ainda não haver armazenamento barato e eficiente a longo prazo para a energia que gera. Mas cientistas suecos acreditam ter encontrado uma solução.

A energia solar é um tipo de energia “verde” que ainda será muito explorada pela humanidade no futuro. Ainda assim, a verdade é que, para já, armazená-la de maneira eficiente e a longo prazo é algo bastante caro – ou seja, um grande impedimento para a sua adopção em grande escala.

Agora, uma equipa de cientistas suecos acredita ter uma possível solução. Os cientistas acabam de desenvolver um fluido especial, chamado de “combustível solar térmico”, que é capaz de armazenar energia solar durante 18 anos.

“Um combustível térmico solar é como uma bateria recarregável, mas, em vez de electricidade, a luz solar aquece e é accionada sob demanda”, explica Jeffrey Grossman, engenheiro do MIT.

Este fluido é, na verdade, uma molécula na sua forma líquida na qual os cientistas da Chalmers University of Technology, na Suécia, têm vindo a analisar e a trabalhar para a aprimorar há mais de um ano.

Esta molécula é composta de carbono, hidrogénio e nitrogénio. quando é atingida pela luz do Sol, as ligações entre os seus átomos são rearranjadas, transformando-se numa nova versão energizada de isómero. Desta forma, a energia do Sol é então capturada pelas ligações químicas do isómero, permanecendo ali mesmo após o resfriamento da molécula à temperatura ambiente, explica o CanalTech.

Desta forma, para gerar energia eléctrica para um aquecedor doméstico, por exemplo, o fluido é extraído de um catalisador que retorna a molécula à sua forma original, processo no qual existe libertação de energia na forma de calor.

“Quando extraímos energia para a usar, conseguimos um aumento de calor que é maior do que ousamos esperar”, disse Kasper Moth-Poulse, cientista que participou no estudo, recentemente publicado na revista Energy & Environmental Science.

(dr) Chalmers University of Technology

Durante a experiência, a equipa de investigadores colocou um protótipo deste sistema no telhado do prédio da universidade sueca, um aparelho que é composto por um reflector côncavo com um tubo no meio, que procura o Sol como se fosse uma antena parabólica com vida.

Quando é aquecido pela luz solar, o fluido, que fica em tubos transparentes, transforma a molécula no seu isómero, aprisionando o calor.

Os resultados são muito promissores e até já chamaram a atenção, tanto pela sua eficiência como também pelo facto de este processo ser livre de emissões prejudiciais ao meio ambiente.

O objectivo é adoptar esta tecnologia em sistemas domésticos de aquecimento, ainda que a equipa acredite, no entanto, que este sistema pode também ser disponibilizado, no futuro, para uso comercial.

ZAP //

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13 Novembro, 2018

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1251: Portugal e China criam laboratório tecnológico para estudar Espaço e oceanos

CIÊNCIA

Marine Explorer / Flickr

Portugal e China vão criar em 2019 um laboratório tecnológico direccionado para a construção de micro-satélites e observação dos oceanos, um investimento público-privado de 50 milhões de euros a cinco anos.

O ministro da Ciência, Tecnologia e do Ensino Superior, Manuel Heitor, disse à agência Lusa que o “STARlab”, que estará a funcionar em pleno em Março, terá dois pólos, um em Matosinhos e outro em Peniche.

Trata-se de um investimento global de 50 milhões de euros a cinco anos, repartido em partes iguais entre Portugal e a China, sendo que o financiamento português, de 25 milhões de euros, será público e privado.

Manuel Heitor adiantou que o investimento será canalizado sobretudo para o emprego qualificado, designadamente de engenheiros, e para a produção de micro-satélites, sector no qual a China, assinalou, tem crescido.

O ministro exemplificou que o laboratório irá “desenvolver micro-satélites em interligação com sensores em terra e no mar” que possam medir “as condições atmosféricas e a humidade do solo”, essenciais para a agricultura, e fazer observações oceânicas.

A criação do “STARLab” será formalizada com assinatura de um protocolo entre os dois países durante a visita oficial do Presidente chinês, Xi Jinping, a Portugal, prevista para o próximo mês de Dezembro.

O laboratório resulta de uma colaboração entre a Fundação para a Ciência e Tecnologia, a empresa aeroespacial Tekever e o Centro de Engenharia e Desenvolvimento de Produto, que tem projectos na área da vigilância marítima e exploração do mar profundo, e a Academia de Ciências Chinesa, através dos institutos de micro-satélites e de oceanografia.

De acordo com um comunicado do Ministério da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior, o “STARlab” deverá incentivar a abertura de centros científicos e tecnológicos em Portugal e na China, neste caso em Xangai.

ZAP // Lusa

Por Lusa
6 Novembro, 2018

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1231: Cientistas “ressuscitam” um dos mais antigos “ancestrais” dos humanos

CIÊNCIA

(dr) SCRIPPS RESEARCH

Cientistas da China e dos Estados Unidos criaram uma bactéria sintética cujas características se parecem com as dos ancestrais das mitocôndrias, as “centrais de energia” das células.

Os eucariotas são todos os seres vivos – humanos, animais, fungos e plantas – com células eucarióticas que têm um núcleo complexo rodeado por vários organelos, diferenciando-se dos organismos unicelulares procariontes. Os cientistas acreditam que os eucariotas apareceram quando os seus ancestrais “assimilaram” várias bactérias e arqueias.

As mitocôndrias são uma boa ilustração deste processo, isto porque possuem uma membrana dupla que as separa do resto da célula e o seu próprio ADN e sistema de síntese de proteínas.

Actualmente, acredita-se que a “assimilação” de mitocôndrias foi um passo-chave na evolução dos “nossos ancestrais” unicelulares e teve lugar nas primeiras etapas deste processo.

Peter Schultz, um dos autores do estudo publicado recentemente na Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), e a sua equipa criaram o primeiro “instrumento” que permite verificar esta teoria e entender se que forma as bactérias conseguiram penetrar e sobreviver dentro das células dos nossos ancestrais. Para isso, os cientistas transformaram radicalmente o ADN de uma bactéria bacilar.

Posteriormente, os especialistas inseriram estas bactérias em células de leveduras com mitocôndrias danificadas por um processo semelhante. Como mostrou a experiência, o aparecimento de micróbios dentro das células de leveduras fez com que as últimas ressuscitassem e permitiu iniciar um ciclo de multiplicação, levando consigo parte das novas “mitocôndrias”.

“Estes organismos sintéticos permitirão verificar duas teorias-chave sobre as etapas mais importantes da evolução de vida – a transição do ARN (ácido ribonucleico) para o ADN e a transição das células procariontes para eucariotas com mitocôndrias”, comentou o Peter Schultz.

No futuro, os cientistas planeiam mudar o genoma da bactéria bacilar para que seja ainda mais parecido com mitocôndrias reais. Novos experiência, acredita Schultz e a sua equipa, ajudarão a entender quando e como os ancestrais das bactérias começaram a usar esta simbiose.

ZAP // Sputnik News

Por SN
2 Novembro, 2018

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1116: Cientistas criaram vida artificial quântica

(CC0/PD) geralt / pixabay

Poderá a vida ser explicada através da mecânica quântica? Graças a uma nova investigação, realizada com um supercomputador da IBM, estamos mais perto de conseguir responder a essa questão.

Um algoritmo quântico recém-criado foi usado para mostrar que os computadores quânticos podem mesmo imitar alguns dos padrões da biologia do mundo real. É ainda um protótipo inicial do conceito, mas este algoritmo abre a porta à aventura de mergulhar mais fundo na relação entre a mecânica quântica e as origens da vida.

Os cientistas traçam um paralelismo entre estas duas realidades, afirmando que os mesmo princípios que governam a física quântica podem também ter tido um papel de destaque na formação do nosso código genético.

Apesar de a vida artificial dentro de computadores ter sido o alvo de várias investigações e experiências anteriores, o software actual adopta uma abordagem clássica e newtoniana na produção destes modelos: isto é, passo a passo e com progressões lógicas.

O mundo real é imprevisível, e os cientistas quiseram adicionar essa imprevisibilidade às simulações computacionais. Apesar de as simulações estarem limitadas aos bits (1s e 0s), elas podem produzir também um pouco de aleatoriedade, típica da vida quotidiana.

“O objectivo do modelo proposto é reproduzir os processos característicos da evolução darwiniana, adaptados à linguagem dos algoritmos quânticos e à computação quântica”, escrevem os cientistas, da Universidade do País Basco, Espanha.

Usando o computador quântico IBM QX4, os investigadores codificaram unidades de vida quântica compostas de dois qubits (os blocos básicos da física quântica): um para representar o genótipo (o código genético transmitido entre gerações) e outro para representar o fenótipo (a manifestação externa desse código ou do “corpo”).

Ambas as unidades foram depois programadas para reproduzir, sofrer mutações, evoluir e até morrer, usando o entrelaçamento. Foram também introduzidas mudanças aleatórias através de rotações de estado quântico para simular a mutação, por exemplo.

A verdade é que os cientistas estão ainda muito longe de responder às questões mais profundas da vida, do Universo e de tudo. No entanto, produzir vida artificial dentro de um computador quântico mostra que essa resposta pode mesmo vir a ser possível. As conclusões do estudo foram publicadas recentemente nos Scientific Reports.

“Deixamos em aberto a questão se a origem da vida é genuinamente mecânica quântica”, explicam os investigadores. “Com esta experiência, provamos sim que sistemas quânticos microscópicos podem codificar eficientemente características quânticas e comportamentos biológicos, geralmente associados a sistemas vivos e de selecção natural.”

Por ZAP
9 Outubro, 2018

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