12.566 – Blindados contra Doenças Genéticas


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Pesquisadores da Icahn Escola de Medicina Monte Sinai, em Nova York, encontraram 13 indivíduos que poderão reunir em suas células o segredo da imunidade a muitas doenças
Os cientistas foram atrás de indivíduos com mutações genéticas causadoras de doenças graves, mas, que, por outro lado, não sofressem nenhuma afecção, com o objetivo de verificar se existem pessoas ultrarresistentes e qual seria o motivo.
Esse é apenas o primeiro passo previsto no Resillence Project, iniciativa que investiga novos tratamentos para doenças graves. Por isso, os pesquisadores analisaram os dados genéticos de quase 600 mil pessoas, para saber mais sobre as mutações de 874 genes relacionados a doenças graves desde a infância.
Os 13 indivíduos encontrados são imunes à fibrose cística, uma doença autoimune, entre muitas outras afecções da pele. Todavia, há um problema importante: os pesquisadores não conseguiram determinar que pessoas são essas, dadas as regras de confidencialidade que impendem o contato com os pacientes das amostras.

12.565 – Universo – Do que a matéria escura é feita?


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Galáxia NGC 2442

Mesmo tendo sido citada pela primeira vez por astrônomos há quase 100 anos, a matéria escura continua sendo um mistério.
Apesar de ela não ser observável, é possível calcular seus efeitos gravitacionais sobre os movimentos de galáxias e outros corpos celestes. Um dos grandes desafios dos pesquisadores é descobrir do que ela é constituída.
Essa matéria hipotética formaria aproximadamente 27% da massa e energia no universo observável. Atualmente os cientistas sabem mais a respeito do que a matéria escura não é do que sobre o que ela é de fato. Em primeiro lugar, como ela é escura, eles sabem que ela não consiste da mesma matéria de estrelas e planetas. Eles também sabem que ela não é feita de átomos chamados bárions, que compõem a matéria luminosa. Por último, eles têm certeza de que ela não se trata de antimatéria. Uma das principais teorias dos físicos para tentar explicar do que a substância é feita, diz respeito a partículas conhecidas como Weakly Interacting Massive Particles (Partículas Maciças de Interação Fraca, em tradução livre), as WIMPs. Elas teriam entre 1 e mil vezes a massa de um próton e fariam interações entre elas somente por meio da força fraca, que é responsável pelo decaimento radioativo.
O problema é que ainda há dúvidas a respeito da existência das WIMPs. Inúmeros experimentos estão sendo realizados para provar que ela existe estão sendo realizado ao redor do mundo, inclusive no LHC, o Grande Colisor de Hádrons. Caso não seja possível comprovar a existência das WIMPS, os cientistas terão que partir para uma nova hipótese para explicar do que a matéria escura é feita. O mistério não tem data para ser desvendado.

12.564 – Medicina – Vem aí o Genoma Individual


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Parece estar começando de fato a era da genômica individual, que abrirá caminho para o uso de informações genéticas pessoais na detecção do risco de desenvolvimento de doenças. Dois grupos internacionais de pesquisadores acabam de anunciar o sequenciamento do DNA de um africano e de um asiático, por meio de uma técnica mais rápida e mais barata do que as usadas até então.
Os dados somam-se aos genomas de dois indivíduos de ascendência européia seqüenciados anteriormente – o do geneticista J. Craig Venter e o do biólogo James Watson, ambos em 2007. Com os novos seqüenciamentos, os cientistas puderam comparar variações genéticas entre diferentes etnias.
Até recentemente, os projetos de sequenciamento genético eram limitados pelo custo e rendimento das técnicas usadas. A título de exemplo, os dados brutos para sequenciar o genoma humano, completado em 2004, foram gerados durante vários anos, a um custo de aproximadamente US$ 300 milhões. O sequenciamento do genoma individual de Craig Venter foi obtido por cerca de US$ 10 milhões e também levou bastante tempo. Já o de James Watson foi feito em dois meses, por menos de US$ 1 milhão.
O sistema usado para seqüenciar os genomas africano e asiático, criado pela empresa Illumina, reduz muito o tempo e os custos do processo (reprodução / Illumina).
A técnica usada agora pelos dois grupos – desenvolvida pela empresa Illumina – é diferente das anteriores. Ela gera centenas de milhões de fragmentos de DNA bem pequenos (entre 30 e 40 pares de base), que são montados tendo como referência o genoma humano original.
Isso reduz substancialmente o tempo necessário para decifrar o genoma (um a dois meses usando cinco seqüenciadores) e os custos do seqüenciamento (menos de US$ 500 mil). O genoma de Watson usou abordagem semelhante, mas os fragmentos gerados eram maiores (cerca de 100 pares de bases).
O sequenciamento dos novos genomas foi publicado em dois artigos na Nature desta semana. Um dos trabalhos, liderado por David Bentley, da filial da Illumina em Cambridge, Reino Unido, decifrou o genoma de um homem africano originário do grupo étnico Ioruba, da Nigéria. O outro, assinado por Jun Wang, do Instituto de Genômica de Pequim em Shenzhen (China), e colaboradores, seqüenciou o DNA de um chinês do grupo étnico Han.

Variações entre etnias
A partir da comparação com os genomas europeus, os pesquisadores puderam detectar variações genéticas nos DNAs africano e asiático. Foram identificados nos dois genomas milhões de polimorfismos de um único nucleotídeo (SNPs, na sigla em inglês) – nos quais há a substituição de uma base por outra –, além de centenas de milhares de inserções e deleções de bases de outros tipos.
O grupo de Bentley mostrou, como esperado, que o genoma africano tem maior nível de variabilidade que o de europeus. Já a comparação do genoma asiático com os dos europeus mostra que eles compartilham 1,2 milhão de SNPs. Cada um dos três também tem SNPs únicas de seu próprio genoma (entre 30% e 33%).
IBM
Um dos nomes mais tradicionais da computação está aderindo à corrida pelo desenvolvimento de tecnologia que permita sequenciamento de genomas individuais ao custo de US$ 1 mil.
O projeto coloca a IBM em uma corrida internacional pela redução no custo do sequenciamento de genes, o que permitiria o avanço na direção da era da medicina personalizada. A esperança é que a medicina genômica personalizada venha a propiciar significativos avanços em termos de diagnóstico e tratamento.
A IBM já tem em funcionamento uma ampla gama de projetos tanto científicos quanto comerciais, em campos como o desenvolvimento de supercomputadores projetados especificamente para a modelagem de processos biológicos. Os pesquisadores e os executivos da empresa esperam que seja possível utilizar seus conhecimentos especializados na fabricação de semicondutores, projeto de computadores e pesquisa de ciência de materiais a fim de desenvolver uma máquina integrada de sequenciamento genético, que ofereceria avanços tanto em termos de precisão quanto de velocidade, e reduziria consideravelmente o custo do processo.
“A biologia está se tornando mais e mais uma disciplina anexa das ciências da informação, e é esse exatamente o negócio da IBM”, disse Ajay Royyuru, o diretor geral do centro de biologia computacional da companhia, parte do Thomas J. Watson Laboratory, localizado em Yorktown Heights, no Estado de Nova York.
O sequenciamento de ADN começou como uma tarefa para centros acadêmicos de pesquisa, nos anos 70, e o Projeto do Genoma Humano, o grande esforço original de pesquisa nesse campo, conseguiu sequenciar o primeiro genoma completo em 2001, a um custo estimado em cerca de US$ 1 bilhão.
De lá para cá, o campo de pesquisa da genômica está se acelerando consideravelmente. Nos últimos quatro ou cinco anos, o custo do sequenciamento vem, a cada ano, caindo em cerca de 10% com relação ao valor do ano precedente, de acordo com George Church, especialista em genética da Universidade Harvard.
Church diz acreditar que o setor seja capaz de manter essa tendência de redução, mesmo que em ritmo mais baixo, pelo futuro previsível.
Ao menos 17 empresas, algumas das quais iniciantes mas outras já bem estabelecidas, estão envolvidas na corrida pela redução dos custos de sequenciamento, com o desenvolvimento de tecnologias de terceira geração.
Hoje, o sequenciamento do genoma humano é um processo com custo de US$ 5 mil a US$ 50 mil, ainda Church tenha enfatizado que nenhum dos esforços realizados até agora tenha conseguido obter pleno sucesso, e que nenhum dos grupos de pesquisa envolvidos na disputa tenha até agora sequenciado todo o genoma de um indivíduos.
A abordagem da IBM se baseia naquilo que a empresa descreve como um “transistor de ADN”, que ela espera seja capaz de ler os nucleotídeos individuais em um feixe isolado de ADN que seja distendido por um orifício de proporções atômicas conhecido como “nanoporo”.
Um sistema completo consistiria de dois reservatórios de fluido separados por uma membrana de silício equipada com um conjunto de até um milhão de nanoporos, o que permitiria sequenciar imensos volumes de ADN simultaneamente.
A empresa informou que o objetivo de sua pesquisa era o de construir uma máquina que teria a capacidade de sequenciar um genoma individual com até três bilhões de bases, ou nucleotídeos, “em um prazo de algumas horas”. Um sistema dotado dessa potência e com essa velocidade operacional é considerado um desdobramento essencial para que seja possível realizar os avanços que conduziriam à medicina personalizada, disseram os pesquisadores da IBM.
O cerne do sistema desenvolvido pela IBM é um mecanismo inovador, de certa forma semelhante a um conjunto de pinças funcionando em escala nanométrica. O mecanismo propicia sucessivas interrupções no momento de um feixe de ADN, que por natureza tem carga elétrica negativa, ao longo de um campo elétrico que o propele por um nanoporo, um orifício de apenas três nanômetros de diâmetro.
Um nanômetro, ou seja, o equivalente a um bilionésimo de metro, é uma medida 80 mil vezes inferior à da espessura de um fio de cabelo humano.
Os pesquisadores da IBM afirmam que conseguiram utilizar com sucesso um microscópio de transmissão eletrônica para perfurar um orifício em um aparelho semicondutor, com o objetivo de “puxar” o feixe de ADN pela abertura e depois interromper seu movimento por um prazo de talvez um milissegundo, com o objetivo de determinar o ordenamento das quatro bases do nucleotídeo – adenina, guanina, citosina e timina – que formam uma molécula de ADN.
A equipe da IBM, que iniciou o projeto em 2007, anunciou que já é capaz de movimentar confiavelmente os feixes de ADN pelos nanoporos, mas que a tecnologia de sensores necessária a controlar o ritmo de movimento e para ler bases específicas ainda não havia sido demonstrada.
A despeito do otimismo dos pesquisadores da IBM, uma cientista independente apontou que diversas abordagens de sequenciamento com o uso de nanoporos já vêm sendo tentadas há anos, e que o sucesso dessa técnica até o momento foi bastante limitado.
“Os feixes de ADN parecem se comportar de maneira muito voluntariosa”, disse Elaine Mardis, co-diretora do centro de genômica da Universidade Washington, em St. Louis, apontando que o ADN muitas vezes assume número diferente de formações, em lugar de se comportar como um eixo ordenado, ao passar pelo nanoporo.
Mardis também informou que os esforços anteriores para criar sensores uniformes de nanoporos produzidos com base no silício haviam obtido resultados decepcionantes.
Uma das vantagens cruciais necessárias para melhorar a qualidade da análise de ADN é a capacidade de ler sequências mais longas. A atual tecnologia em geral permite a leitura de entre 30 e 800 nucleotídeos, enquanto o objetivo é desenvolver a capacidade de ler sequências com até um milhão de bases de comprimento, de acordo com Church, que falou em julho em um fórum patrocinado pela Edge.org, uma organização sem fins lucrativos que mantém um site de discussões sobre ciência.
Outras abordagens para obter sequenciamento mais rápido e mais barato incluem uma abordagem biológica para os nanoporos, em desenvolvimento pela Oxford Nanopore Technologies, uma empresa iniciante sediada na Inglaterra, e um sistema baseado em um microscópio de elétrons, que está em desenvolvimento pela Halcyon Molecular, uma discreta empresa iniciante do Vale do Silício que desenvolveu uma técnica para distender feixes isolados de ADN sobre uma fina película de carbono.
A empresa talvez consiga obter imagens de feixes com até um milhão de pares-base de extensão, de acordo com Church, que serve como consultor para a Halcyon e diversas outras companhias. “Para que possamos introduzir a era da medicina personalizada, não basta conhecer o ADN de uma pessoa média”, diz Gustavo Stolovitzky, biofísico da IBM que é um dos pesquisadores responsáveis pelo projeto da empresa.

12.563 -Células Tronco – Cientistas criam algoritmo que pode ajudar na regeneração de membros e órgãos humanos


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A regeneração de órgãos e membros parece ser uma realidade muito próxima, de acordo com um grupo internacional de pesquisadores, que desenvolveu um novo algoritmo que pode, em breve, ajudar a reprogramar células-tronco para regenerar qualquer tipo de tecido e célula no corpo humano.
O modelo do código, criado em computador, é chamado de Mogrify, e foi projetado com a finalidade de tornar o processo de criação de células-tronco pluripotentes muito mais rápido e fácil do que nunca.
Uma célula-tronco pluripotente tem o potencial de se tornar qualquer tipo de célula especializada no corpo, como por exemplo, tecido do olho, célula neural ou até mesmo células para construir um coração. Em teoria, o processo abriria a possibilidade para os médicos reconstruírem órgãos e regenerarem qualquer parte do corpo humano, algo que atualmente é impossível.
A descoberta surgiu a partir da ideia do pesquisador japonês Shinya Yamanaka, que foi o primeiro “reprogramador” de células, por assim dizer. O trabalho de Yamanaka, que lhe rendeu um Prêmio Nobel, ocorreu em 2007 e envolveu diversas tentativas de acertos e erros em testes de laboratório. O procedimento que ele criou, segundo os cientistas, não foi muito fácil de reproduzir.
No entanto, o Mogrify visa computar o maior número possível de tipos de células existentes no corpo humano e calcular o conjunto de células que são necessárias para reconstruir um órgão. Segundo um dos membros da equipe, Owen Rackhan, da Faculdade de Medicina Duke- NUS, em Cingapura: “O Mogrify age como uma espécie de ‘atlas mundial’ para as células, e nos permite mapear novos territórios e convertê-los nas células regenerativas necessárias”, disse ele a ScienceAlert. “Uma das primeiras aplicações clínicas que esperamos alcançar com esta abordagem inovadora seria de reprogramar células defeituosas de pacientes, em células saudáveis, sem as células-tronco pluripotentes sendo induzidas por meios intermediários”, ele se refere ao modelo manual anterior criado por Yamanaka.
O programa Mogrify, hoje, possui um banco de dados de mais de 300 tipos de células e tecidos humanos, com isso ele é capaz de prever qual o melhor conjunto necessário para a conversão de uma célula regenerativa.
Os testes realizados até agora foram eficazes, e estão expandindo rapidamente o conhecimento dos cientistas a respeito de células-tronco pluripotentes. Além disso, o código do programa foi disponibilizado para outros pesquisadores, e deve se tornar mais preciso à medida que mais dados serão adicionados a ele. O trabalho desses cientistas foi publicado pela revista científica Nature Genetics.

12.562 – Bluetooth 5 terá quatro vezes mais velocidade e duas vezes mais alcance


Segundo o diretor executivo da Bluetooth Special Interest Group, Mark Powell.
A expectativa é de que o novo Bluetooth receba um upgrade significativo em relação a versão atual do padrão sem fio. Ele deve oferecer uma velocidade quatro vezes maior, além de ter o dobro de alcance.
A Bluetooth SIG também pretende oferecer mais suporte para serviços sem conexão. Essa mudança é importante para a Internet das Coisas, uma vez que os dispositivos usam a tecnologia para se conectar entre si.

12.561 – Química- Cientistas transformam CO2 em pedra para conter gases do efeito estufa


Pesquisadores relataram um experimento na Islândia em que injetaram gás carbônico e água no interior de rochas vulcânicas. Reações com os minerais nas camadas profundas de basalto converteram o dióxido de carbono em um sólido estável, com consistência de giz.
Outro resultado animador, como descreveu o grupo em artigo na revista “Science”, foi a velocidade do processo: questão de meses. “De 220 toneladas de gás carbônico injetado, 95% foi convertido em pedra calcária em menos de dois anos”, afirma o coordenador da pesquisa, Juerg Matter, da Universidade de Southampton, no Reino Unido.
“Foi uma grande surpresa para todos os cientistas envolvidos no projeto, e pensamos: ‘Uau, isso é realmente rápido!”, lembrou Matter em entrevista ao programa de rádio Science In Action (Ciência em Ação), da BBC.
Com o aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera, e o consequente aquecimento do planeta, pesquisadores estão ansiosos para investigar as chamadas soluções de sequestro e conservação de carbono.
Experimentos anteriores injetaram gás carbônico puro em arenito, ou aquíferos profundos de água salgada. As locações escolhidas –que incluíram poços desativados de petróleo e gás– se valiam de camadas impermeáveis de rochas resistentes para conter o dióxido de carbono. Mas o temor era que o gás sempre encontraria um jeito de voltar à atmosfera.
O chamado Projeto Carbfix na Islândia, por outro lado, busca solidificar o carbono indesejado. Trabalhando com a usina geotérmica de Hellisheidi, no entorno de Reykjavik, a iniciativa combinou gás carbônico e água para produzir um líquido levemente ácido, injetado centenas de metros até as rochas basálticas que compõem grande parte dessa ilha do Norte do Atlântico.
A água de baixo pH (3.2) serviu para dissolver os íons de cálcio e magnésio nas camadas de basalto, que reagiram com o dióxido de carbono para gerar os carbonatos de cálcio e magnésio. Tubos inseridos no local dos testes coletaram pedras com os característicos carbonatos brancos ocupando os poros das rochas.
Os pesquisadores também “marcaram” o CO2 com carbono-14, uma forma radioativa do elemento. Desta maneira puderam verificar se parte do CO2 injetado estava voltando à superfície ou escoando por algum curso d’água. Nenhum vazamento foi detectado.
A usina geotérmica de Hellisheidi agora já avançou para além do experimento descrito na revista “Science”, e está injetando CO2 rotineiramente no subsolo, e em grandes volumes. A companhia também está enterrado sulfeto de hidrogênio – outro subproduto da usina. Isso ajuda moradores que tiveram que conviver com o eventual cheiro de ovo podre invadindo suas propriedades.