Partículas em suspensão podem alterar propriedades dos líquidos

Um líquido não precisa de ser um grupo desordenado de partículas: uma equipa de pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Viena (TU Viena) e da Universidade de Viena, Áustria, descobriu estruturas intrigantes formadas por minúsculas partículas flutuando em líquidos. Sob tensão mecânica, aglomerados de partículas em líquidos podem formar espontaneamente filamentos e alterar drasticamente as propriedades do líquido.
O que é comum no sangue, tinta e outras substâncias? Todos são líquidos onde pequenas partículas ficam suspensas – os chamados “colóides”. Em alguns desses líquidos, as partículas formam grupos (aglomerados), com estruturas regulares, parecidas com átomos num cristal. A equipa de pesquisadores conseguiu, agora, estudar as propriedades notáveis destas substâncias parecidas com cristal em simulações de computador. Sob tensão mecânica, o padrão cristalino pode mudar a sua estrutura para outra diferente, ou pode desaparecer completamente. Os pesquisadores antecipam uma ampla gama de aplicações práticas para estes efeitos. Os resultados de seus cálculos foram publicados na revista científica Physical Review Letters recentemente.

Estruturas regulares em líquidosSe pequenas partículas se acumulam, podem formar aglomerados. Dentro de um aglomerado, as partículas podem sobrepor-se e podem misturar-se, semelhantes a um cardume densamente compactado de enguias, deslizando ao passar umas pelas outras. Incrivelmente, esses amontoados não estão situados em posições aleatórias, mas formam espontaneamente uma estrutura regular – um “aglomerado” de cristal. A distância entre dois aglomerados vizinhos é constante. “Aumentar a densidade de partículas é adicionar mais e mais partículas a cada aglomerado – mas a distância entre eles permanece o mesmo”, diz Arash Nikoubashman da TU Vienna. Este estudante de doutoramento fez os cálculos juntamente com o Professor Gerhard Kahl (Instituto de Física Teórica, TU Viena) e o Professor Christos Likos (Universidade de Viena).

Estruturas de Cristal transformam-se em filamentos“Resultados anteriores já nos tinham levado a crer que estas partículas poderiam apresentar um comportamento estranho sob determinadas condições externas”, explicam os físicos. E as suas esperanças não eram infundadas: em simulações de computador, os pesquisadores conseguiram calcular como a estrutura semelhante à do cristal se comporta sob tensão mecânica que provoca forte stress – o que significa que superfícies dentro do líquido são deslocadas entre si. Em primeiro lugar, a estrutura cristalina começa a derreter, as ligações entre os aglomerados são quebradas. A partir destes amontoados de partículas derretidas, uma nova ordem regular começa a surgir espontaneamente. Sequências longas de partículas em linhas retas são formadas, perfeitamente alinhadas em paralelo.

Fonte: Ciência Diária

Produção de energia “limpa” causadora de diversas extinções

A planta Myriocolea irrorata, que pertence ao grupo das hepáticas, integrante das briófitas, foi descoberta pelo explorador escocês Richard Spruce nas margens do rio Topo, em 1857. Depois, passou despercebida por quase 150 anos. Após anos de pesquisa, os botânicos Rob Gradstein, Noelle Noske e Lou Jost redescobriram-na em 2002, próxima do local em que Spruce a tinha visto, praticamente ao mesmo tempo em que o projeto hidroelétrico da região foi anunciado pela primeira vez.
Não se sabe muito sobre a espécie. É pequena, com cerca de 2,5 cm de diâmetro, e o seu papel na cadeia alimentar da região permanece um mistério. Mas os cientistas podem perder a chance de aprender mais sobre ela, já que o projeto hidroelétrico altera, drasticamente, o seu único habitat.
“O projeto hidroelétrico afetará cerca de 75% a 80% da população”, lamenta Jost, que viveu no Equador durante 13 anos estudando as plantas endémicas da região de Baños. O projeto vai canalizar o rio em uma série de túneis, que removerão 90% da água do seu leito, deixando apenas 10% do fluxo natural. Isso pode não ser água suficiente para a M. irrorata.
O rio Topo fornece um habitat ideal para as plantas hepáticas. Está localizado numa das áreas mais chuvosas do Equador, e a sua bacia de granito e calcário e o baixo gradiente combinam-se para criar um rio que muda de volume ao longo do ano, muitas vezes triplicando ou quadruplicando a largura ao longo de uma hora, permitindo também que a vegetação costeira cresça sem ser arrancada por correntes rápidas.
Esses fatores criam o que Jost chama de “nicho ecológico”, que têm permitido que diversas plantas evoluam para se adequar à área. A M. irrorata “aparentemente deve ser frequentemente coberta por spray d´água. Mas, ao mesmo tempo, requer um leito estável, de modo que se consiga fixar no seu arbusto hospedeiro, a Cuphea,”, explica Jost.
A espécie é bastante comum numa área bem limitada ao redor de uma região de 8 km do rio. O arbusto Cuphea tem uma densidade populacional de 30 plantas por metro quadrado, e Jost diz que cada arbusto poderia conter de 1 a 10 plantas M. irrorata, mas a população dessa briófita cai drasticamente a poucos metros da água. “Não existem plantas a 10 metros de distância do rio”, diz ele. Se o projeto hidroelétrico mudar o fluxo do rio e o spray constante de água desaparecer, a população principal de M. irrorata pode acabar.
Jost diz que os fatores que permitem que a M. irrorata prospere nessa porção minúscula de margem seriam de reprodução muito difícil, tornando o cultivo da planta fora do seu habitat quase impossível.
Embora o Equador tenha escassez de energia elétrica, os moradores da vila El Topo e o seu advogado Oscar Valenzuela passaram anos a lutar contra o projeto nos tribunais (mas perderam), e nos últimos meses várias estradas foram bloqueadas para impedir a entrada de equipamentos de construção na região. Um manifestante disse ao jornal El Comercio, em Junho, que a área de Baños é para turismo, não para eletricidade, mas o presidente da vizinha Rio Negro, Parish, afirmou ao jornal que o projeto vai criar 120 postos de trabalho locais e gerar centenas de milhares de dólares para a região nos próximos 30 anos.
Duas semanas atrás, de acordo com Jost, a polícia entrou na região e removeu à força os manifestantes, a maioria mulheres.
Jost conta que o projeto hidroelétrico vai acabar com a M. irrorata e outras espécies endémicas e fornecer um valor mínimo de energia real. “O município que inclui a vila El Topo já produz mais de 200 MW a partir de outras barragens, e uma única barragem em fase de planeamento no nordeste do Equador vai gerar 1.600 MW”.
Mas, com os manifestantes expulsos e o projeto totalmente apoiado pelo governo do Equador, Jost vê pouca esperança para a pequena planta pela qual ele tem lutado. “O projeto será construído, e a planta recém-redescoberta, provavelmente será extinta.”
Vias de acesso para o projeto hidrelétrico estão já a ser feitas, com a construção prevista para começar já em Janeiro.
E assim o rio do progresso flui...

Fonte: Scientific American

Encontrados machados de mão mais antigos

Um pedaço de solo na África Oriental revelou a mais antiga coleção de machados de pedra de mão e picaretas, exemplos de que os pesquisadores chamam a indústria Acheulian.
Estes achados Acheulian encontrados no Kokiselei, Quénia, têm mais de 1,76 milhões de anos, sendo um pouco mais velhos que os mais antigos encontrados até à data, revela o geólogo Christopher Lepre da Rutgers University e os seus colegas. Cuidadosamente esculpidos, os machados de mão de dois gumes e as picaretas estavam entre as ferramentas mais simples – lascas afiadas obtidas a partir de pedras - no Kokiselei. Os resultados foram publicados na revista Nature.
Estes achados realçam as suspeitas de que lascas de pedra utilizadas como dispositivos de corte, ferramentas primitivas conhecidas como a indústria Oldowan, não foram suplantadas pelos machados de mão, diz Lepre. Em vez disso, os dispositivos Acheulian mais complexos surgiram enquanto a implementa Oldowan - que apareceu pela primeira vez há cerca de 2,6 milhões de anos atrás, na mesma região - eram ainda populares, embora não esteja claro quanto tempo os dois tipos de ferramentas foram usadas simultaneamente em Kokiselei. Machados de mão de dois gumes e outras ferramentas tipificam a indústria Acheulian.
O Homo erectus, um possível ancestral direto dos humanos modernos, terá feito ferramentas Acheulian e talvez as Oldowan em Kokiselei, sugere a equipa de Lepre. Alternativamente, outra espécie de hominídeo pode ter elaborado os artefactos Oldowan.
"Se as ferramentas Acheulian deram uma vantagem aos hominídeos em África, então talvez grupos carentes de tecnologia fossem forçados a encontrar recursos em outros lugares, como Eurasia", diz Lepre. Em linha com essa proposta, outros pesquisadores desenterraram fósseis de H. erectus em Dmanisi, um local do Oeste Asiático, tão antigo quanto Kokiselei, juntamente com pedras simples de corte, mas não machados de mão. Permanece incerto se o H. erectus, que apareceu pela primeira vez há cerca de 2 milhões de anos, evoluiu em África ou na Ásia.
A equipa de Lepre estimou a idade das ferramentas Kokiselei fazendo medições ao solo onde foram encontrados os artefactos e aos solos vizinhos, e combinando-as com camadas previamente datadas de cinzas vulcânicas que ladeavam os objetos encontrados.
Arqueólogos familiarizados com o novo trabalho dizem que o mesmo move a origem das ferramentas Acheulian para um pouco mais perto da estreia evolutiva do H. erectus, um desenvolvimento interessante, mas não inesperado.
Escavações em Israel na Ubeidiya Formation recuperaram machados de mão e picaretas com 1,5 milhões de anos, presumivelmente feitos pelo H. erectus, que se assemelham aos de Kokiselei, observa Naama Goren-Inbar, da Universidade Hebraica de Jerusalém. Locais Acheulian na Tanzânia e na Índia também foram datados como tendo mais de 1,5 milhões de anos.
Alguns conjuntos de artefactos Oldowan e Acheulian são muito parecidos, o que implica que a mesma espécie de hominídeo poderia ter produzido os dois tipos de ferramentas, diz Goren-Inbar. Ofer Bar-Yosef da Universidade de Harvard concorda. "O Homo erectus poderia ter feito todas as ferramentas de pedra em Kokiselei", afirma.
São necessários fósseis para confirmar que o H. erectus fez esses artefactos, comenta John Shea da Stony Brook University, em Nova York. Lascas cortantes de pedras aumentaram a complexidade das ferramentas ao longo da Idade da Pedra, embora os arqueólogos muitas vezes ignoram os artefactos Oldowan em sítios de humanos modernos, refere Shea.

Fonte: Science News

A origem dos gigantes da Idade do Gelo

Um fóssil com 3,6 milhões de anos, descoberto no Tibete, indica que alguns mamutes gigantes, preguiças e tigres dente-de-sabre podem ter evoluído em terras altas antes da Idade do Gelo, dizem especialistas. Os paleontólogos do Museu de História Natural de Los Angeles e da Academia Chinesa de Ciências, que encontraram o crânio completo e uma mandíbula de um rinoceronte lanudo em 2007, argumentam que o mesmo se adaptou ao arrefecimento global mesmo antes de acontecer.
Num artigo a publicar na revista Science, eles afirmam que os rinocerontes evoluíram no frio e neve das terras altas tibetanas, enquanto o resto do mundo era muito mais quente. O animal desenvolveu adaptações especiais, incluindo um chifre achatado útil para afastar a neve para encontrar a vegetação, e então foi capaz de se espalhar para o norte da Ásia e da Europa à medida que a Idade do Gelo começava há 2,6 milhões de anos atrás.
"A extinção dos gigantes da Idade do Gelo, tais como mamutes e rinocerontes, preguiças gigantes, e tigres dentes-de-sabre tem sido amplamente estudada, mas muito menos se sabe sobre de onde vieram estes gigantes," dizem os pesquisadores. "O planalto tibetano pode ter sido outro berço de gigantes da Idade do Gelo".
Além do rinoceronte lanudo, a equipa também descobriu uma espécie extinta de cavalo de três dedos, Bharal Tibetano, também conhecido como ovelha azul, e cerca de 25 outros tipos de mamíferos.
"Lugares frios, como o Tibete, o Ártico e a Antártida, são onde as descobertas mais inesperadas serão feitas no futuro", diz Wang Xiaoming, do Museu de História Natural de Los Angeles County. "Estas são as fronteiras restantes que ainda estão largamente inexploradas."

Fonte: ABC Science

Utilização de carbono na “twilight zone” das profundezas do oceano

Compreender o fluxo e o processamento de carbono nos oceanos, que cobrem 70 por cento da superfície da Terra, é central para a compreensão dos ciclos do clima global, com muitas perguntas ainda sem resposta. Entre 200 e 1.000 metros abaixo da superfície do oceano existe uma "twilight zone" onde a luz solar que penetra é insuficiente para os microorganismos realizarem a fotossíntese. Apesar disso, sabe-se que os micróbios residentes nessas profundidades capturam dióxido de carbono e usam-no para formar estruturas celulares e realizar reações metabólicas necessárias para a sua sobrevivência e reprodução. Os detalhes acerca do processo estão agora a surgir, acerca de uma via metabólica microbiana que ajuda a resolver o mistério de como certas bactérias fazem isso no oceano escuro. Estes resultados da investigação, que estão a possibilitar uma melhor compreensão do que acontece com o carbono que é fixado nos oceanos a cada ano, foram publicados por uma equipa de investigadores, incluindo os do Departamento de Energia dos EUA (DOE) e do Joint Genome Institute (JGI) na revista Science.
A fixação de carbono no oceano escuro tem sido atribuída até agora principalmente às Archaea, organismos unicelulares que vivem muitas vezes em condições ambientais extremas. Nessa região do oceano, as bactérias foram-se desenvolvendo de forma a contar com compostos orgânicos como fonte de energia e de carbono. De acordo com Ramunas Stepanauskas, autor sénior do artigo, "os modelos oceanográficos anteriores sugeriam que as Archaea não explicam adequadamente a quantidade de carbono que está a ser fixada no oceano escuro. O nosso estudo descobriu outros tipos específicos de bactérias, em vez de Archaea, e as suas fontes prováveis de energia que podem ser responsáveis por esse componente importante e desconhecido do ciclo de carbono do oceano escuro. "
Para superar o desafio que tinha impedido os estudos envolvendo micróbios do oceano profundo, que ainda não foram cultivados em laboratório, os pesquisadores utilizaram uma técnica inovadora de genómica de uma única célula. Woyke co-autor do estudo, explicou: "Depois de sequenciarem o genoma de células individuais que foram isolados pelos nossos colegas da Bigelow, foi possível verificar as linhagens predominantes de bactérias capazes de capturar carbono nas águas profundas." Este estudo representa um exemplo para a utilização da sequenciação do genoma de um célula única para decifrar as capacidades metabólicas de consórcios microbianos, proporcionando um complemento poderoso para a metagenómica".
Stepanauskas atribuiu o sucesso do projeto aos esforços combinados do DOE e do JGI, o Laboratório de Bigelow, o Monterey Bay Aquarium Research Institute, da Universidade de Viena, e o MIT. "Esta é a primeira aplicação de uma abordagem genómica de uma única célula para o oceano profundo, um dos habitats maior e menos conhecido do planeta", enfatizou David Kirchman, Harrington Professor de Biociências Marinhas na Universidade de Delaware. "O estudo muda radicalmente a nossa visão sobre como os micróbios obtêm energia e sobrevivem nos oceanos."

Fonte: E! Science News

A nuvem arco-íris

O halo multicolor em torno do pico desta nuvem negra parece celestial, mas na verdade é uma nuvem iridescente píleo, também chamado de cap cloud. Estas nuvens suaves e redondas formam-se em cima de uma nuvem cumulus inchada, quando sobe para um ar mais elevado, mais frio.
A nuvem píleo é composta de gotículas de água de tamanho uniforme que a luz solar difrata, criando um arco-íris de cores. Normalmente, o efeito é ofuscado pelo brilho do sol, mas nesta foto tirada na Etiópia, a nuvem mais escura ajuda a bloquear o brilho para revelar o espectro de luz por trás.

Fonte: New Scientist

Será este o verdadeiro espelho mágico?

A descoberta, publicada revista Science, levou a uma reformulação das leis matemáticas que predizem o caminho de um raio de luz refletidos uma superfície ou que viajam de um meio para outro - por exemplo, do ar para o vidro. "Usando superfícies de designer, nós criamos os efeitos de um espelho de parque de diversões numa superfície plana", diz o co-investigador principal Federico Capasso, Professor de Física Aplicada na SEAS . "A nossa descoberta leva a óptica para um novo território e abre a porta para desenvolvimentos emocionantes na tecnologia fotónica."
Tem sido reconhecido desde os tempos antigos que a luz viaja em velocidades diferentes através de diferentes meios. A reflexão e a refração ocorrem sempre que a luz encontra um material num determinado ângulo, porque um lado do feixe é capaz de viajar à frente do outro. Como resultado, a frente de onda muda de direção. As leis convencionais, ensinados nas aulas de física no mundo todo, prevêem os ângulos de reflexão e refração baseados apenas sobre o ângulo incidente (de entrada) e as propriedades dos dois meios.
Enquanto estudava o comportamento da luz sobre superfícies modeladas com nanoestruturas metálicas, os pesquisadores perceberam que as equações atuais eram insuficientes para descrever os fenómenos bizarros observado no laboratório. As novas leis generalizadas, derivados e demonstradas experimentalmente em Harvard, têm em conta a descoberta do grupo de Capasso. em que a fronteira entre dois meios, com padrões especiais, pode-se comportar como um terceiro meio.
"Normalmente, uma superfície como a superfície de um lago é simplesmente uma fronteira geométrica entre dois meios, ar e água", explica o autor Nanfang Yu. "Mas agora, neste caso especial, a fronteira torna-se uma interface ativa que pode curvar a luz por si só."
O componente chave é um conjunto de antenas minúsculas feitas de ouro que existem na superfície do silício usado no laboratório de Capasso. A matriz é estruturada numa escala muito mais pequena do que o comprimento de onda da luz a bater. Isto significa que, ao contrário de um sistema óptico convencional, o limite de engenharia entre o ar e o silício transmite uma abrupta mudança de fase (apelidado de "descontinuidade de fase") para as cristas da onda de luz que o atravessam.
Cada antena na matriz é um ressonador minúsculo que pode aprisionar a luz, segurando a sua energia por um determinado período de tempo antes de a libertar. Um gradiente de diferentes tipos de ressonadores em nanoescala em toda a superfície do silício pode efetivamente dobrar a luz antes que ele se comece a propagar através do novo meio. O fenómeno resultante quebra as regras antigas, criando feixes de luz que refletem e refratam de forma arbitrária, dependendo do padrão de superfície.
De forma a generalizar as leis de reflexão e de refração, presentes nos livros de texto, os pesquisadores de Harvard adicionaran um novo termo para as equações, representando o gradiente de mudança de fase transmitida na fronteira. Na ausência de um gradiente de superfície, as novas leis reduzem-se às já bem conhecidas.
"Ao incorporar um gradiente de descontinuidades de fase através da interface, as leis da reflexão e da refração tornam-se leis de designer, e uma panóplia de novos fenómenos aparecem", diz Zeno Gaburro, investigador visitante no grupo Capasso e co-investigador principal deste trabalho . "O feixe refletido pode saltar para trás em vez de para a frente. Pode-se criar um índice de refração negativo. Existe um novo ângulo de reflexão interna total." Além disso, a frequência (cor), amplitude (brilho), e polarização da luz também podem ser controlados, o que significa que a saída é, em essência, um feixe de designer.
Os pesquisadores já conseguiram produzir um feixe de vórtice (corrente de luz em forma helicoidal, tipo saca-rolhas) a partir de uma superfície plana. Eles também prevêem que lentes planas poderiam focar uma imagem sem alterações na imagem.

Fonte: Science Daily

Macrófagos injetados no cérebro podem combater progressão de Alzheimer

Um grupo de pesquisadores da Charité – universidades alemãs de Berlim e de Freiburg – foi capaz de documentar pela primeira vez como o sistema imunológico pode combater a progressão da doença de Alzheimer. Como parte do seu trabalho neurocientífico, os pesquisadores mostraram que a fagocitose (ingestão celular) de certas células do sistema imunológico, chamadas de macrófagos, desempenha um papel fundamental. Também foram capazes de demonstrar como proteínas de sinalização específicas, chamadas quimiocinas, intercedem no processo de defesa. Os resultados do estudo foram publicados recentemente no Journal of Neuroscience.
Os cientistas examinaram o papel preciso de macrófagos em doenças neurodegenerativas durante dez anos. Segundo Josef Priller, diretor de neuropsiquiatria no Campus Charité Mitte e líder da equipa de investigação, os macrófagos podem reduzir os depósitos nocivos no cérebro que são a causa da doença de Alzheimer.
Em modelos animais, o grupo de pesquisa foi capaz de mostrar agora que certo subconjunto de macrófagos é responsável pela degradação dos depósitos. Isto contradiz a noção académica anterior de que a reação defensiva não poderia ser assumida pelas células imunológicas do cérebro, as micróglias, porque estas são afetadas no processo patológico da doença.
Macrófagos especializados que se originam na medula óssea são ativados e enviados em direção ao cérebro para remover depósitos tóxicos. As células transportadoras recebem o comando para se especializarem e se infiltrarem no cérebro na forma de macrófagos. Os pesquisadores foram capazes de identificar uma quimiocina específica desse processo pela primeira vez.
O resultado abre portas para novas abordagens no tratamento da doença de Alzheimer. Os pesquisadores esperam poder injetar macrófagos no cérebro para acelerar a degradação dos depósitos na doença de Alzheimer. Também estão confiantes de que encontraram o conhecimento para terapias com poucos efeitos colaterais.

Fonte: Ciência Diária

Carência de Novos Medicamentos

Esquizofrenia, depressão, compulsão e outros problemas mentais provocam sofrimento e custam biliões de dólares a cada ano em perda de produtividade. Distúrbios neurológicos e psiquiátricos são responsáveis por cerca de 13% dos encargos globais das doenças, o que se relaciona com perdas de vida pela mortalidade prematura e sobrevivência num estado não ideal de saúde, de acordo com a Organização Mundial da Saúde.
Apesar da necessidade crítica de novos e melhores medicamentos, incluindo drogas para tratamento de uma ampla faixa de doenças neurodegenerativas, incluindo Alzheimer e Parkinson, drogas para tratar essas doenças são complexas e dispendiosas para serem desenvolvidas pelas grandes empresas da indústria farmacêutica. O risco de gastar milhões em novos medicamentos para depois serem descartados é elevado. Por isso, grandes empresas farmacêuticas estão a desacelerar as suas áreas de I&D em medicamentos usados em neuropsiquiatria e noutras doenças do sistema nervoso central (SNC).
O grupo do Centro para o Estudo do Desenvolvimento de Drogas da Tufts chegou a essa conclusão depois de realizar pesquisas em empresas farmacêuticas e de biotecnologia sobre o processo de desenvolvimento de drogas. Essas pesquisas permitem gerar estimativas confiáveis do tempo, custo e risco de produzir novas drogas. As análises mostram que agentes do sistema nervoso central são mais difíceis de desenvolver que a maioria dos outros tipos.
Um dos problemas associados a essas drogas neuropsiquiátricas é o longo período necessário para desenvolvê-las. Uma droga para o SNC passa 8,1 anos a ser testada em seres humanos – dois anos mais que a média para todos os medicamentos. Elas também demoram mais tempo para terem regulamentação aprovada – 1,9 anos, em comparação com a média de 1,2 anos para os demais. Contabilizando os seis a dez anos normalmente gastos em testes e pesquisas aos pacientes, apenas 8,2% das prováveis candidatas a drogas para o SNC que começam a ser testadas em humanos chegarão ao mercado, em comparação com os 15% dos medicamentos em geral. Os fracassos também tendem a ocorrer mais tarde no processo de desenvolvimento clínico, quando os custos e a exigência de recursos atingem o limite. Não mais do que 46% das drogas candidatas para tratar o SNC são bem-sucedidas em testes de estágios posteriores (fase III), em comparação com 66% da média de todos os outros medicamentos. Como resultado, o custo de desenvolver uma droga para o SNC está entre os mais altos de qualquer outra área terapêutica.
O que torna essas drogas tão arriscadas? Avaliar se um candidato a antibiótico, por exemplo, irá ou não funcionar é relativamente directo – ou ele mata, ou não mata a bactéria –, e o curso do tratamento leva normalmente alguns dias, o que dispensa testes de segurança e eficácia de longo prazo. Os ensaios de compostos para o SNC, ao contrário, são muito mais rígidos e complexos. É difícil julgar se a redução de episódios de esquizofrenia ou de melhora cognitiva em pacientes de Alzheimer resulta de uma droga ou de uma variação aleatória do estado do paciente. Os períodos de tratamento podem ser tão longos quanto a vida toda do paciente. Não é de admirar que as taxas de sucesso sejam tão baixas.
Algumas promessas estão no horizonte. A Coalizão contra Doenças Graves, formada por agências do governo, empresas farmacêuticas e grupos de defesa de pacientes, desenvolveu uma base de dados de testes clínicos padronizados que permitirá aos pesquisadores planear estudos mais eficazes de novos tratamentos, inicialmente para as doenças de Alzheimer e Parkinson. A lei da reforma na saúde, do presidente americano Barack Obama, contém também várias disposições que podem fornecer incentivos para a inovação em áreas de necessidades médicas carentes. Uma delas é a Rede para Aceleração de Curas, que autoriza o Instituto Nacional de Saúde a apoiar pesquisadores académicos a selecionar compostos promissores. Finalmente, produzir novos medicamentos para o SNC pode depender de uma abordagem inovadora baseada em redes de computadores, em que empresas possam partilhar riscos e recompensas. É óbvio que os desafios para desenvolver novos medicamentos neuropsiquiátricos são bem grandes para qualquer empresa, instituição ou organização enfrentar sozinha.

Fonte: Scientific American

Açafrão contra o cancro?

Mais conhecido como um tempero e corante, o açafrão também pode atrofiar o cancro do fígado em ratos, de acordo com experiências recentes. Num relatório publicado na revista Hepatology, os pesquisadores afirmam que o açafrão suprime uma série de compostos relacionados com o cancro e aumenta outros que são benéficos.
O açafrão é uma especiaria cara feita da flor da planta Crocus sativus. Estudos anteriores sugeriram que traz benefícios contra a depressão, perda de memória, inflamação e actua como um antioxidante. Estudos em animais e em células humanas chegaram a sugerir que o açafrão pode inibir certos tipos de cancros. "Mas o mecanismo exato do efeito anticancerígeno do açafrão não é claro", diz Amin Amr, um biólogo molecular da Universidade dos Emirados Árabes Unidos em Al-Ain.
Embora o tempero tenha sido usado como um remédio popular desde há séculos, somente nas últimas décadas o seu valor tem sido testado no laboratório. No novo estudo, Amin e os seus colegas alimentaram diariamente 24 ratos com açafrão, durante 24 semanas. Duas semanas após o início desse processo os investigadores injetaram nos animais dietilnitrosamina e 2-acetilaminofluoreno, uma combinação química conhecida por causar cancro do fígado. Oito outros ratos receberam uma combinação semelhante mas estavam a ser tratados com água destilada em vez de açafrão. Seis deles desenvolveram nódulos no fígado durante o estudo, enquanto que apenas quatro dos 24 ratos que receberam açafrão apresentarem esses nódulos. De entre os oito ratos que receberam a maior dose de açafrão, nenhum desenvolveu qualquer nódulo.
Amin diz que a sua equipa escolheu para estudar o cancro do fígado porque muitos dos cancros que apresentam metástases acabam muitas vezes por afetar esse órgão.
O açafrão regulou uma proteína envolvida na proliferação celular chamada Ki-67 e reduziu outros compostos ligados a danos no fígado e ao stress oxidativo. O stress oxidativo resulta de um desequilíbrio entre moléculas reactivas instáveis chamadas radicais livres e os antioxidantes que as neutralizam. Esta situação pode levar ao crescimento celular aberrante, o ponto de partida do cancro, diz Amin. Antioxidantes importantes, incluindo uma eznima chamada superóxido dismutase, foram restaurados nos ratos que receberam açafrão.
Outros testes efetuados em células humanas de cancro do fígado mostraram que o açafrão inibe a ação de proteínas-chave - NF-kappa B, interleucina-8 e receptor do fator de necrose tumoral 1 - que contribuem para a proliferação celular e inflamação. Outra evidência mostra que o açafrão ativa a morte celular programada em células cancerosas, um mecanismo de segurança que muitas vezes é inibido no cancro.
"Este é um trabalho muito grande, e a qualidade é muito boa", diz Tapas Saha, um biólogo molecular da Universidade Georgetown Lombardi Comprehensive Cancer Center. Mas Saha, que não esteve envolvido neste estudo, diz que a aplicação destes resultados como um tratamento em pessoas pode ser um desafio. O açafrão deve ser colhido à mão, observa ele, e assim o preço continua alto. "O açafrão é um material tão caro", diz ele, "que é muito difícil de entender como é que pode ser usado como uma droga."
Versões sintéticas dos componentes importantes de açafrão podem ser menos caras. Amin diz que pesquisas futuras podem ajudar a identificar esses componentes. Enquanto isso, a equipa planeia testar o tempero em pacientes com cancro do fígado.

Fonte: Science News

Esperma de pais mais velhos aumenta o risco de autismo

Um estudo recente efetuado em ratos mostra que os filhos de pais mais velhos têm alterações genéticas associadas com o autismo e outras desordens do cérebro, dizem os pesquisadores. O professor John McGrath do Queensland Brain Institute e os seus colegas publicaram os seus resultados hoje na revista Translational Psychiatry.
"Há agora evidências bastante convincentes de que os filhos de pais mais velhos têm um risco aumentado de terem uma série de distúrbios cerebrais, como o autismo e esquizofrenia, e talvez até um QI um pouco mais baixo", diz McGrath. "Em comparação aos homens nos seus 20 e poucos anos, os descendentes dos homens acima de 50 anos têm um risco duas vezes maior de desenvolver esquizofrenia ou autismo." Estas conclusões provêm de estudos epidemiológicos anteriores feitos por McGrath e outros. Agora, a equipa de McGrath usou os ratos como modelo para olhar para a genética por trás desse fenómeno.
Eles foram à procura de mutações específicas chamado CNVs, nas quais "capítulos" inteiros do material genético são suprimidos ou repetidos. Os investigadores acreditam que o DNA das células de espermatozóides de pais mais velhos é mais propenso a desenvolver CNVs do que o de pais mais jovens.
McGrath e os seus colegas examinaram o DNA de descendentes de ratos mais velhos e mais jovens do sexo masculino, que acasalaram com mães da mesma idade, e testaram-no para para a presença de CNVs que ocorreu nos descendentes. "Nós encontramos mais mutações dessas nos descendentes de pais mais velhos", diz McGrath. Ele diz que esses filhos também têm uma forma diferente do cérebro e comportamento diferentes dos filhos dos pais mais jovens.

Link para distúrbios cerebrais
McGrath diz que as CNVs descobertas já foram ligadas a distúrbios cerebrais em humanos. "Na verdade uma das mutações que encontramos foi num gene do autismo bem conhecido", diz ele. McGrath diz que o próximo passo é procurar CNVs em humanos, mas isso exigirá tecnologia de ponta com custos elevados.
"À medida que os estudos são feitos nos próximos três a cinco anos... nós prevemos que os filhos de pais mais velhos terão mais desses CNVs", diz McGrath. Ele diz que mostrando isso será possível dar uma visão mais detalhada de um fator de risco potencialmente modificável para o autismo e a esquizofrenia. "Assim como as mulheres estão agora conscientes de que há riscos envolvidos no adiamento da maternidade, poderá também haver a necessidade de no futuro alertar os homens de que há riscos envolvidos no atraso da paternidade", diz McGrath.

Fonte: ABC Science

A percepção de expressões faciais difere entre as culturas

As expressões faciais têm sido chamados de "linguagem universal da emoção", mas pessoas de diferentes culturas percebem as expressões faciais de forma única, de acordo com nova pesquisa publicada pela Associação Americana de Psicologia. "Ao realizar este estudo, esperamos mostrar que pessoas de diferentes culturas pensam e entendem as expressões faciais de forma diferente", disse a investigador principal Rachael E. Jack, PhD, da Universidade de Glasgow. "Os asiáticos e os ocidentais caucasianos diferem em termos das características que eles pensam que constituem uma cara feia ou uma cara feliz."
O estudo, que foi parte da tese de doutoramento de Jack, foi publicado no Journal APA of Experimental Psychology: General. Algumas pesquisas anteriores apoiavam a ideia de que as expressões faciais são um comportamento humano com origens evolutivas, e então as expressões faciais não diferiam entre as culturas. Mas este estudo desafiou a teoria e técnicas de tratamento estatístico de imagem utilizados para examinar como os participantes do estudo perceberam as expressões faciais através das suas próprias representações mentais.
"A representação mental de uma expressão facial é a imagem que vemos com o nosso olho da mente, o que pensamos sobre o que é uma cara com medo ou feliz" disse Jack. "As representações mentais são moldadas pelas nossas experiências passadas e ajudam-nos a saber o que esperar quando estamos a interpretar expressões faciais."
Quinze pessoas chinesas e 15 caucasianos que vivem em Glasgow participaram no estudo. Eles viam rostos com emoção neutra que foram aleatoriamente alterados no monitor de um computador e, em seguida, classificaram as expressões faciais como alegria, tristeza, surpresa, medo, nojo ou raiva. As respostas permitiram aos pesquisadores identificar os recursos expressivos faciais que os participantes associavam a cada emoção.
O estudo descobriu que os participantes chineses valorizavam mais os olhos para representar expressões faciais, enquanto os ocidentais caucasianos valorizavam as sobrancelhas e a boca. As diferenças culturais podem levar a pistas perdidas ou sinais mal interpretados sobre as emoções durante as comunicações interculturais, revelou o estudo.
"Os nossos resultados destacam a importância de compreender as diferenças culturais na comunicação, que é particularmente relevante no nosso mundo cada vez mais interligado", disse Jack. "Esperamos que nosso trabalho facilite a utilização de canais de comunicação mais clara entre as diversas culturas e ajude a promover a compreensão das diferenças culturais dentro da sociedade."

Fonte: E! Science News

Molécula relacionada com a hibernação aumenta a hipotermia terapêutica

Ratos arrefecidos podem fornecer pistas para a redução de danos de ataques cardíacos em seres humanos. A hipotermia terapêutica já é usado para proteger os pacientes que sofrem lesões que restringem o fluxo de sangue e oxigénio para os tecidos, mas o arrefecimento é lento e difícil, até porque o corpo resiste a ele.
Em testes com ratos nos quais foram induzidos ataques cardíacos, Cheng Chi Lee da Universidade do Texas, em Austin, mostrou que uma biomolécula chamada 5'-AMP, que ajuda a abrandar o metabolismo em mamíferos que hibernam, poderia ser usada para ajudar a induzir a hipotermia e reduzir os danos no tecido cardíaco.
Ratos não tratados e ratos aos quais foi administrado 5'-AMP que foram mantidos artificialmente a temperaturas normais sofreram maiores danos no coração. Ratos injetados com 5'-AMP revelaram uma queda dramática na taxa metabólica, o que significa que poderiam ser arrefecidos mais rapidamente e com mais segurança do que os ratos não tratados (American Journal of Translational Research).
"Este avanço na ideia de que o 5'-AMP pode ser útil como uma terapia adjuvante para a refrigeração do corpo já utilizada para proteger o coração de uma lesão após um ataque cardíaco ou cirurgia cardíaca", diz Jeremy Pearson, da British Heart Foundation.

Fonte: New Scientist

Bactérias brilhantes revelam como é possível sincronizar os relógios biológicos

Para entenderem melhor os processos associados aos ritmos circadianos, biólogos e bioengenheiros na UC San Diego criaram um sistema modelo biológico constituído por bactérias E. coli brilhantes. Este sistema circadiano simples, publicado na revista Science, permitiu-lhes estudar em detalhe como é que uma população de células sincroniza os seus relógios biológicos e permitiu que os pesquisadores, pela primeira vez, descrevessem matematicamente esse processo.
"As células do nosso corpo são sincronizados pela luz e sairiam de fase se não fosse a luz solar", disse Jeff Hasty, professor de biologia e de bioengenharia na UC San Diego, que chefiou a equipa de investigação. "Mas a compreensão do fenómeno de sincronização tem sido difícil porque é difícil fazer as medições. A dinâmica do processo envolve muitos componentes e é complicado caracterizar precisamente como é que ele funciona. A biologia sintética fornece uma excelente ferramenta para reduzir a complexidade de tais sistemas, a fim de compreendê-los quantitativamente a partir do zero. É o reducionismo no seu melhor. "
Para estudar o processo de sincronização a nível genético, Hasty e a sua equipa de pesquisadores do Biocircuits Institute da UC San Diego combinaram técnicas de biologia sintética, tecnologia microfluídica e modelagem computacional para construir um chip microfluídico com uma série de câmaras que contêm as populações de bactérias E. coli. Dentro de cada bactéria, a maquinaria genética responsável pelas oscilações do relógio biológico foi ligada a uma proteína verde fluorescente, o que causou uma fluorescência periódica nas bactérias.
Para simular os ciclos de dia e de noite, os pesquisadores modificaram as bactérias de forma a estas brilharem sempre que a arabinose - uma substância química que desencadeou os mecanismos de relógio oscilatório das bactérias - era removida do chip microfluídico. Desta forma, os cientistas foram capazes de simular ciclos dia-noite periódicos durante um período de apenas alguns minutos, em vez de dias, para entenderem melhor como uma população de células sincroniza o seu relógio biológico.
Hasty disse que um sistema microfluídico semelhante, em princípio, poderia ser construído com células de mamíferos, para estudar como as células humanas se sincronizam com a luz e a escuridão. Tais sistemas genéticos teriam importantes futuras aplicações já que os cientistas descobriram que os problemas com o relógio biológico podem resultar em muitos problemas médicos comuns, que vão desde a diabetes a distúrbios do sono.
Outros membros da equipa incluiram Hasty Lev Tsimring, diretor associado do BioCircuits Institute, e os estudantes de pós-graduação em bioengenharia Octavio Mondragon, Tal Danino e Jangir Selimkhanov.

Fonte: Science Daily

Chá verde pode ser eficaz contra alguns defeitos genéticos e tumores

Um composto encontrado no chá verde é a grande promessa para o desenvolvimento de medicamentos para tratar dois tipos de tumores e uma doença mortal congénita. A descoberta é o resultado de pesquisa liderada por Thomas Smith do Centro de Ciência da Planta Donald Danforth, EUA, e realizada em conjunto com seus colegas do The Children’s Hospital of Philadelphia. O artigo do estudo, “Green Tea Polyphenols Control Dysregulated Glutamate Dehydrogenase In Transgenic Mice By Hijacking The ADP Activation Site”, foi publicado recentemente no The Journal of Biological Chemistry.

A glutamato desidrogenase (GDH) é encontrada em todos os organismos vivos e é uma enzima chave no metabolismo dos aminoácidos. Nos animais, a actividade da GDH é regulada por uma complexa rede de metabolitos – produtos ativos, ou não, do metabolismo. O porquê de apenas o reino animal necessitar desta regulação, mas outros reinos não, era desconhecido. Isto foi parcialmente respondido pelo grupo da Stanley ao descobrir que uma doença mortal congénita, Hiperinsulinismo/Hiperamonemia (HHS), é causada pela perda de alguma desta regulação. Nesta desordem, os pacientes (tipicamente crianças) respondem ao consumo de proteína secretando muito mais insulina que o normal, o que os torna severamente hipoglicémicos, podendo, muitas vezes, levar à morte.

Usando estruturas atómicas para entender as diferenças entre animais e plantas, os pesquisadores descobriram que dois compostos encontrados naturalmente no chá verde eram capazes de compensar esta desordem genética desativando a GDH. A equipa também usou cristalografia de raios-X para determinar a estrutura atómica destes compostos ligados à enzima. Com esta informação atómica, os pesquisadores esperam ser capazes de modificar esses compostos naturais para desenvolver drogas melhores.

Curiosamente, dois outros grupos de pesquisa validaram e estenderam estas conclusões ao demonstrar que o bloqueio da GDH com chá verde é muito eficaz para matar dois tipos diferentes de tumores: glioblastoma, um tipo agressivo de tumor cerebral; e transtorno complexo de esclerose tuberosa, uma doença genética que provoca o crescimento de tumores não malignos em vários órgãos.

“Enquanto estes compostos de chá verde são extremamente seguros e consumidos por milhões de pessoas todos os dias, também possuem um número de propriedades que os tornam difíceis de serem usados como verdadeiras drogas. No entanto, a nossa colaboração em curso com o laboratório Stanley mostra que são compostos naturais de plantas que podem controlar esta doença mortal e a sua estrutura atómica pode ser usada como ponto de partida para a concepção de medicação mais eficaz.”

Fonte: Ciência Diária

Bactérias ajudam ratos ansiosos

A maioria das pessoas sabe que o stress pode causar grandes problemas ao estômago. O que poucos sabem é que a relação acontece nos dois sentidos.
Bactérias intestinais benéficas, os famosos Lactobacillus, foram publicitados no passado como alívio para sintomas de stress e ansiedade, mas não ficou claro se os efeitos colaterais poderiam ter impacto sobre o cérebro. Agora, John Cryan, farmacologista da University College Cork, na Irlanda, e os seus colegas, descobriram que esses probióticos têm um impacto directo sobre os neurotransmissores de humor em ratos.
As novas descobertas sustentam a ideia de que uma maneira de curar problemas da mente pode ser através do estômago.
O grupo de Cyran alimentou 16 ratos saudáveis com uma estirpe de Lactobacillus rhamnosus – uma espécie encontrada em alguns iogurtes. A dose que eles usaram foi aproximadamente a mesma que a quantidade de culturas probióticas anunciadas numa embalagem de iogurte Actimel.
A equipa analisou os ratos, junto com 20 murganhos alimentados com uma mistura equivalente mas livre de bactérias (controlo). Num labirinto, os ratos que receberam os probióticos aventuraram-se em espaços abertos mais de duas vezes a mais que os outros, o que sugere que eram menos ansiosos.
E, quando forçados a nadar, os ratos alimentados com as bactérias foram ligeiramente mais propensos à luta – em vez de desistir – do que os irmãos alimentados pelo controlo. "Esses murganhos estavam mais relaxados", explica Cryan, acrescentando que os efeitos dos probióticos foram semelhantes aos observados em murganhos tratados por drogas antidepressivas. Cryan e os seus colegas publicaram os seus resultados no Proceedings of the National Academy of Sciences.

Confirmação químicaMurganhos tratados com probióticos também apresentaram diferenças na química do cérebro. Após o mergulho forçado, os ratos alimentados com as bactérias tinham cerca de metade de corticosterona, uma hormona do stress, no sangue em comparação com os outros ratos. A bactéria também pareceu causar redistribuição de receptores cerebrais para o neurotransmissor GABA (γ-aminobutírico) – os mesmos receptores afectados por medicamentos para combater a ansiedade, como o Valium. Quando os pesquisadores cortaram o nervo vago – que é importante no desencadeamento da coragem –, essas diferenças entre os ratos desapareceram.
"Não é apenas um comportamento e não é apenas a química do cérebro; é o pacote completo", diz Cryan.
“É muito convincente, hoje em dia a nossa microbiota está relacionada com quase tudo” diz Brett Finlay, microbiologista da University of British Columbia em Vancouver, Canadá.

Impulso mentalTrabalhos anteriores mostraram que os probióticos podem melhorar o humor de pacientes com síndrome de fadiga crónica ou síndrome do intestino irritável. E, num estudo publicado no início ano, um grupo de pesquisadores franceses mostrou que uma mistura de Lactobacillus helveticus e Bifidobacterium longum, administrada durante 30 dias, melhorou as notas de voluntários saudáveis em uma série de pesquisas destinadas a avaliar a saúde mental.
Cryan costumava consumir iogurtes probióticos, até suspendê-los pela quantidade de açúcar que contêm. Ele conta que é difícil transferir os resultados dos murganhos para as pessoas, e realça que precisam de ser feitos mais trabalhos para se determinar os efeitos precisos de diferentes estirpes bacterianas. Mas acrescenta: "Se eu fosse stressado, não me importava de tomar estas bactérias em forma de comprimido".
"Se se tomará probióticos para depressão ou não, só o tempo dirá", prevê Finla.

Fonte: Scientific American

Quer preparar biocombustíveis? Use cocó de panda…

Dois pandas gigantes no zoológico de Memphis deixaram um presente aos investigadores. Estudos com fezes de panda mostraram que os micróbios do seu intestino digerem o bambu de forma eficiente - um truque que os seres humanos poderiam aproveitar para transformar o material de plantas lenhosas em fontes alternativas de energia.
"Estamos a levar este lixo – fezes de panda e os correspondentes microorganismos presentes - e tentamos quebrar outra forma de lixo", diz Ashli Brown, um bioquímico na Mississippi State University. Brown publicou os resultados numa reunião em Denver da Sociedade Americana de Química.
Os pandas comem bambu quase que exclusivamente, mas não têm um estômago com vários compartimentos, como as vacas, para ajudar a digerir todas aquelas plantas. Basicamente, o bambu entra por uma extremidade e sai pela outra, e "qualquer coisa que lá reside tem que ser muito eficiente para quebrar o material lenhoso", diz Candace Williams, uma estudante graduada da equipa de Brown.
Williams começou por estudar como é que os pandas extraem os nutrientes do bambu, e diz que foi natural pensar em outras coisas para fazer com as fezes que obteve de YaYa e LeLe no zoológico. Assim, durante 14 meses, ela encontrou nas fezes membros de oito grupos comuns de bactérias, tais como Clostridium. Williams descobriu 12 espécies de bactérias digestoras de resíduos, incluindo pelo menos uma nunca antes visto em pandas.
Os cientistas estão agora a tentar extrair as enzimas que essas bactérias usam para digerir plantas. O trabalho preliminar sugere que essas bactérias são pelo menos tão eficientes na digestão como as similares encontradas no intestino das térmitas, diz Brown.
Uma vez isoladas, as enzimas poderiam ser produzidas no laboratório e, possivelmente, utilizadas para acelerar o processo complicado de converter o material vegetal dura e fibroso, como a celulose, em biocombustível.
"O objetivo será estabelecer biorreatores nas quais a celulose será convertida em hidrogénio e/ou metano", diz José Rodriguez, um químico no estado de Mississippi, que não está envolvido na pesquisa. Mas manter os micróbios vivos nos reatores pode ser um desafio, adverte.
Por enquanto, a equipa de Brown está a avançar com os estudos das fezes. Como os bambus ingeridos são excretados com uma aparência de feno, as fezes de panda "são provavelmente o material fecal mais agradável para trabalhar", diz Brown. "Candace e eu temos trabalhado com outras fezes, e podemos assegurar que estas têm um cheiro bastante agradável."

Fonte: Science News

Scan ao cérebro não encontra o gosto azedo

Os cientistas apontaram hotspots do paladar no cérebro de ratos que respondem a cada um dos sentidos de sabor conhecido, com exceção de um – o azedo. A pesquisa, liderada pelo professor Charles Zuker e pelo Dr. Xiaoke Chen, da Universidade Columbia, nos Estados Unidos, sugere que há um mapa para o paladar no cérebro, assim como existem mapas similares para a visão e audição. O trabalho foi publicado na revista Science.

Apesar de nós ingerirmos alimentos com uma grande variedade de sabores, são apenas cinco os sabores detectados por células na língua: doce, salgado, amargo, azedo e umami. A sensação de sabor tem importantes implicações de sobrevivência, dizem os pesquisadores. O receptor de sabor umami, que responde a glutamato monossódico e outros aminoácidos, provavelmente existe para detectar alimentos ricos em proteínas. O gosto amargo adverte contra venenos ingeridos.

"Nos últimos 10 a 15 anos temos identificado receptores para doce, salgado, amargo e azedo", diz o Dr. Nicholas Ryba do Instituto Nacional de Saúde em Bethesda, EUA, um membro da equipa. Ele explica que até agora todas as suas descobertas se encaixam num paradigma “gosto de uma célula única”. Por exemplo, uma célula da língua pode detectar substâncias amargas, enquanto a sua vizinha detecta o salgado.

Neste estudo, os cientistas queriam saber se os gostos são representados separadamente no cérebro também. O córtex gustativo, que regista o gosto, é pequeno e está escondido numa parte do cérebro chamada ínsula. Foram examinadas as ínsulas de ratos anestesiados utilizando uma técnica conhecida como imagem de dois fotões de cálcio. "É um tipo relativamente novo de microscopia que utiliza um efeito quântico", diz Ryba, "que permite obter uma imagem mais profunda de um tecido". Neste caso, "mais profunda" significa 0,2 milímetros para o córtex.

"Quando uma célula nervosa é ativada, há uma onda de cálcio na célula", diz Ryba. A equipe aplicou às células do cérebro um corante fluorescente sensível ao cálcio. Por isso, quando uma célula nervosa foi ativada, podia ser observada como uma explosão de fluorescência. Usando esta técnica eles foram capazes de olhar para centenas de neurónios ao mesmo tempo e ver se eles estavam a responder.

Mais do que uma sensação de gosto

Colocando diferentes substâncias de sabor na língua dos murganhos, e observando as respostas nas células do cérebro, eles mapearam "quatro pontos que são completamente distintos", contendo células que respondem aos gostos doce, amargo, umami e salgado.

"É um pouco misterioso porque não encontramos azedo", diz Ryba. "Talvez esteja separada nalgum lugar afastado de onde estávamos à procura." "O azedo tem componentes que provavelmente não são de gosto", acrescenta, e destaca que as substâncias ácidas podem estimular os receptores de dor. "Pense na dor, por exemplo, que sente quando deita sumo de limão no seu olho".

John Patterson, professor na Swinburne University of Technology, em Melbourne observa que o trabalho tem exigido "experiências rigorosas e elegantes". Ele diz que seria "surpreendido" se os mesmos hotspots não fossem encontrados na ínsula de humanos, mas adverte sobre a percepção da generalização de ratos para humanos. "Estamos a testar ratos com algo que tem gosto amargo para os seres humanos. É também amargo para ratos? É um grande salto dizer que o gosto que sentimos é o mesmo que eles sentem." Patterson diz que as experiências são muito invasivas para serem realizadas em humanos e que as atuais técnicas de imagem médica não têm a resolução suficiente para detectar os hotspots.

"Dentro de 10 a 15 anos podemos começar a obter uma resolução muito elevada que nos permitirá ver essas áreas da mesma forma em humanos."

Fonte: ABC Science

A resistência a antibiótico é um processo antigo

Os cientistas ficaram surpreendidos com a rapidez com que as bactérias desenvolveram resistência aos medicamentos antibióticos milagrosos quando eles foram desenvolvidos há menos de um século atrás. Agora, cientistas da McMaster University descobriram que a resistência tem existido há pelo menos 30.000 anos. Os resultados da pesquisa, publicada na revista Nature, mostram que a resistência a antibióticos é um fenómeno natural que antecede o uso clínico moderno do antibiótico. Os investigadores principais do estudo são Gerry Wright, diretor científico do Michael G. DeGroote Institute for Infectious Disease Research e Hendrik Poinar, geneticista evolutivo da McMaster University. "A resistência aos antibióticos é vista como um problema atual e o facto de que os antibióticos estão a tornar-se menos eficazes devido à resistência que se tem espalhado em hospitais é algo conhecido", disse Wright. "A grande questão é de onde vem essa resistência?"
Depois de anos de estudo do DNA de bactérias extraídos do solo congelado permafrost dos Territórios Yukon, com 30 mil anos de idade, os pesquisadores foram capazes de desenvolver métodos para isolar corretamente o DNA antigo. Usando técnicas de biologia molecular, os métodos foram desenvolvidos para permitir a análise de pequenas porções do DNA antigo.
Os investigadores encontraram genes associados à resistência a antibióticos, além de genes relacionados com a vida antiga, tais como de mamutes, de cavalos, bisontes e plantas encontradas somente naquela localidade durante o último período interglacial no Pleistoceno, há pelo menos 30.000 anos atrás. Os investigadores concentraram-se numa área específica da resistência aos antibióticos, nomeadamente à vancomicina, uma vez que tal é um problema clínico importante que surgiu em 1980 e continua a ser associado a surtos de infeções hospitalares em todo o mundo.
"Identificamos que estes genes estavam presentes no permafrost, em profundidades de acordo com a idade dos DNAs de outros animais, tais como o mamute. Brian Golding do Departamento de Biologia de McMaster mostrou que estes não eram contemporâneos, mas faziam parte da mesma árvore genealógica. Então, nós criámos o produto do gene em laboratório, e a proteína resultante purificada mostrou que tinha a mesma atividade e estrutura, que a proteína atual. "
Esta é apenas a segunda vez que uma proteína antiga foi "ressuscitada" em laboratório. Wright disse que a descoberta terá impacto importante na compreensão da resistência aos antibióticos: "Os antibióticos são parte da ecologia natural do planeta por isso, quando pensamos que desenvolvemos alguma droga que não será suscetível à resistência ou alguma coisa nova para usar na medicina, estamos completamente enganados. Essas coisas fazem parte do nosso mundo natural e, portanto, precisamos ser extremamente cuidadosos na maneira de usá-los. É provável que os microorganismos tenham descoberto uma maneira de como contorná-los bem antes mesmo de nós descobrirmos como usá-los. "
Poinar diz que esta descoberta tem aberto portas para investigação sobre a resistência aos antibióticos antigos. "Podemos voltar um milhão de anos atrás no permafrost, que é a nossa próxima meta."

Fonte: E! Science News

Computadores quânticos: o futuro passa por aqui

Utilizadores de computadores quânticos podem em breve ter de enfrentar a sua própria versão da pergunta "PC ou Mac?". Um projeto baseado em circuitos elétricos supercondutores já realizou duas façanhas de referência, sugerindo que os computadores quânticos poderão ser um sério concorrente para os computadores convencionais. "O número de corredores nesta corrida passou a ser três", diz Andrew White, da Universidade de Queensland, na Austrália, que constrói os computadores quânticos baseados em fotões e não esteve envolvido no novo resultado.
A característica definidora de um computador quântico é que ele usa bits quânticos, ou qubits. Ao contrário dos bits normais, estes podem existir em vários estados ao mesmo tempo, um processo conhecido como uma superposição. Eles também podem estar emaranhados uns com os outros, e assim ter os seus estados quânticos ligados, permitindo-lhes estar numa espécie de superposição "super" de estados quânticos. Isto significa que os computadores quânticos poderiam realizar vários cálculos ao mesmo tempo, tornando-os muito mais rápidos do que os computadores comuns em algumas tarefas.
Anteriormente, setups utilizando fotões ou iões aprisionados como qubits fizeram bons progressos nos cálculos iniciais. Agora Matteo Mariantoni da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara, e os seus colegas têm impulsionado o poder de computação de um projeto rival, demonstrado pela primeira vez em 2003, que usa minúsculos fios supercondutores.

Loops de fio
A equipa de Mariantoni usou um chip embutido com loops micrométricos de fio feito de uma mistura de alumínio e rénio. Quando estes fios foram arrefecidos até ao zero absoluto, eles tornaram-se supercondutores, ou seja, os seus eletrões emparelharam-se em estruturas chamadas "pares de Cooper".
Os pares em cada fio foram feitos ressoar como um conjunto. Porque cada combinação poderia existir como uma superposição de vários diferentes estados de ressonância, eles funcionaram como qubits.
A equipa de investigação emaranhou esses fios qubit usando um segundo tipo de fio, conhecido como um bus, que serpenteava em todo o chip. Primeiro eles sintonizaram o bus para que captasse algumas das informações quânticas em um dos qubits. Depois, eles transferiram essa informação para mais fios qubit, portanto, enredaram os qubits.

Testes de benchmark
O produto final fez progressos na resolução de cálculos, muitas vezes usados como benchmarks para testar as capacidades dos computadores quânticos. Foi corrido um cálculo conhecido como a transformação quântica de Fourier, que é um componente central do algoritmo quântico mais famoso, conhecido como Shor. Se os Shor forem executados num sistema com qubits suficientes, isso permitiria que um número enorme fosse fatorizado rapidamente. Tal ainda não aconteceu, mas se acontecesse causaria a decifração de muitos sistemas de criptografia atual, já que eles se baseiam no facto de que os computadores comuns não podem fazer isso.
Os pesquisadores também usaram qubits entrelaçados para criar um sistema conhecido como "Toffoli OR phase gate", que é um passo crítico para a construção de códigos que fazem a correção de erros quânticos. Isso exigiu enredar três qubits - a primeira vez em circuitos quânticos supercondutores. "Colocar três qubits a funcionar em conjunto é difícil", diz White.

Chips comunsOs avanços podem parecer pequenos passos, uma vez que ambos o algoritmo de Shor e o “Toffoli OR gate phase” foram realizado com um número relativamente baixo de fotões e iões aprisionados. Mas o novo resultado é emocionante porque poderia ser difícil de aumentar a escala desses sistemas, que tendem a ser delicado e requerem equipamento especializado, enquanto o sistema supercondutor usa chips como um computador comum. "A coisa bonita sobre um circuito sólido é que é algo que se pode escrever usando a tecnologia litográfica", diz White. "Parece muito mais fácil do que dizer armadilhas de iões ou abordagens fotónicas".
Mas os computadores quânticos podem não se intrometer nas escolhas futuras entre um Mac e um PC. Em vez disso, e fiéis à sua natureza quântica, eles podem ser "superposições" de projetos diferentes. "Eu acho que ninguém sabe qual será a melhor arquitetura", diz White. "Provavelmente vamos acabar por utilizar híbridos de várias abordagens."

Fonte: New Scientist

Encontrado par de buracos negros supermassivos próximos um do outro

Os buracos negros estão localizados perto do centro da galáxia espiral NGC 3393. Separados por “apenas” 490 anos luz, os buracos negros são provavelmente o remanescente de uma fusão de duas galáxias de massa desigual há mais de um bilião de anos atrás.
"Se esta galáxia não estivesse tão perto, não teríamos nenhuma hipótese de distinguir os dois buracos negros da maneira que temos", disse Pepi Fabbiano do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA), em Cambridge, Massachusetts, que liderou o estudo que será publicado na revista Nature. "Uma vez que esta galáxia se encontra bem debaixo dos nossos narizes em termos cósmicos, faz-nos pensar em quantos desses pares de buracos negros nós não observamos."
Observações anteriores em raios-X e em outros comprimentos de onda indicavam que existia apenas um buraco negro no centro da NGC 3393. No entanto, as observações recentes permitiram detectar e separar a dupla de buracos negros. Ambos os buracos negros estão a crescer ativamente e a emitir raios-X à medida que o gás cai em direção a eles e se torna mais quente.
Quando duas galáxias espirais de tamanho igual se juntam, os astrónomos acham que deve resultar na formação de um par de buracos negros e uma galáxia com uma aparência perturbada e intensa formação de estrelas. Um exemplo bem conhecido é o par de buracos negros supermassivos em NGC 6240, que está localizado a cerca de 330 milhões de anos luz da Terra.
No entanto, a NGC 3393 é uma galáxia espiral bem organizada, e a sua região central é dominada por velhas estrelas. Estas são propriedades incomuns para uma galáxia que contém um par de buracos negros. Em vez disso, a NGC 3393 pode ser o primeiro exemplo conhecido onde a fusão de uma grande galáxia e uma muito menor, apelidado pelos cientistas de "fusão menor", resultou na formação de um par de buracos negros supermassivos. Na verdade, algumas teorias dizem que as “fusões menor” devem ser a forma mais comum para a formação de pares de buracos negros, mas bons candidatos têm sido difíceis de encontrar.
"As duas galáxias fundiram-se sem deixar vestígios da colisão anterior, além dos dois buracos negros", disse o co-autor Junfeng Wang, também da CfA. "Se houve uma incompatibilidade de tamanho entre as duas galáxias não seria uma surpresa que a maior sobrevivesse ilesa."
Se esta foi uma fusão menor, o buraco negro na galáxia menor deveria ter uma menor massa do que o buraco negro antes das galáxias começarem a colidir. Estimativas concretas das massas dos dois buracos negros ainda não estão disponíveis para testar essa ideia, embora as observações mostrem que ambos os buracos negros são mais massivos do que cerca de um milhão de sóis. Assumindo que uma fusão menor ocorreu, os buracos negros devem-se eventualmente fundir após cerca de um bilião de anos.
Ambos os buracos negros supermassivos estão fortemente obscurecidos por poeira e gás, o que os torna difíceis de observar em luz óptica. Porque os raios X são mais energéticos, eles podem penetrar esse material que os está a obscurecer. Espectros de raios-X mostram assinaturas claras de um par de buracos negros supermassivos.
A descoberta na NGC 3393 tem algumas semelhanças com um possível par de buracos negros supermassivos recém-descobertos por Julia Comerford, da Universidade do Texas em Austin. Duas fontes de raios-X, que podem ser originárias de buracos negros supermassivos de uma galáxia a cerca de dois biliões de anos luz da Terra, estão separados por cerca de 6.500 anos-luz. Como na NGC 3393, a galáxia hospedeira não mostra sinais de perturbação ou quantidades extremas de formação de estrelas. No entanto, nenhuma estrutura de qualquer tipo, incluindo recursos em espiral, é visto na galáxia.
"As colisões e fusões são uma das maneiras mais importantes para as galáxias e os buracos negros crescerem", disse o co-autor Guido Risaliti de CfA e do Instituto Nacional de Astrofísica, em Florença, Itália. "Encontrar um par de buracos negros em uma galáxia espiral é uma pista importante na nossa busca para aprender como isso acontece."
Marshall da NASA Space Flight Center em Huntsville, Alabama, dirige o programa Chandra para Missões Científicas da NASA em Washington. O Smithsonian Astrophysical Observatory controla a ciência da Chandra e as operações de vôo a partir de Cambridge, Massachusetts.
Para mais informações sobre a missão Chandra e estes resultados, incluindo imagens e outros produtos multimédia, visite: http://chandra.harvard.edu/ e http://www.nasa.gov/chandra.

Fonte: Science Daily

Nova estratégia repara glóbulos brancos defeituosos em pacientes com Lúpus

O Lúpus Eritematoso Sistémico é uma patologia de origem auto-imune e para a qual ainda não há cura. Medicamentos imunossupressores utilizados para controlar os seus sintomas têm muitos efeitos secundários que afetam a qualidade de vida dos pacientes.
Agora, uma equipa de cientistas liderada por Ana C. Carrera conseguiu reverter os defeitos em linfócitos T, que causam o Lúpus, ao inibir farmacologicamente a enzima PI3K delta. O resultado sugere que uma droga bloqueadora desta enzima poderia ser um possível tratamento para a doença, uma vez que a sua inibição não afeta a resposta imunológica do organismo contra agentes patogénicos.
Carrera passou 27 anos a estudar os linfócitos – as células do sistema imunológico que causam o Lúpus – no Centro Nacional de Biotecnologia do CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas), Espanha. Estes tipos de glóbulos brancos do sangue protegem o corpo contra microrganismos, mas ocasionalmente podem identificar as próprias proteínas do indivíduo como estranhas e, consequentemente, atacá-las. Algo como acontece em doenças como Diabetes do tipo 1, Artrite Reumatoide ou Lúpus.
Ao estudar o comportamento dos glóbulos brancos em amostras de sangue obtidas de voluntários, Carrera e os seus colaboradores constataram que os portadores de Lúpus possuíam uma quantidade maior de linfócitos que atacam proteínas do próprio corpo, comparativamente com pessoas saudáveis.
O mais interessante dos seus resultados é que as células T de pessoas com Lúpus tinham a atividade aumentada de uma enzima que ajuda as células a continuar a viver, conhecida por PI3K delta. Esta enzima está, normalmente, associada ao cancro e alguns medicamentos já estão a ser testados para tratar vários tipos de tumores. Por esta razão, os pesquisadores decidiram testar em culturas de laboratório se o bloqueio da PI3K poderia ser uma nova estratégia para o tratamento de Lúpus Eritematoso Sistémico.
O artigo “Enhanced phosphoinositide 3-kinase delta activity is a frequent event in systemic lupus erythematosus that confers resistance to activation-induced T cell death” publicado recentemente na revista The Journal of Immunology, mostra que ao diminuir farmacologicamente a atividade desta enzima no laboratório, a equipa foi capaz de reparar o defeito dos linfócitos T em pacientes com Lúpus sem prejudicar a resposta imunológica deste tipo de glóbulos brancos. Segundo Carrera, o resultado é bastante promissor, pois indica que um fármaco contra esta enzima poderia ser um possível tratamento para o Lúpus Eritematoso Sistémico.

Fonte: Ciência Diária

Prefere insectos salgados ou doces?

Sabia que cerca de 80% dos seres humanos comem insectos? Além disso, existe uma enorme variedade de artigos que explicam todas as vantagens de consumir insectos. Várias pessoas na Europa, nos Estados Unidos e no Brasil estão a tentar reverter a profunda aversão à entomofagia (ingestão de insectos). Os seus argumentos são bastante sensatos, vão desde o respeito pelo ambiente (os gafanhotos são 5 vezes mais eficientes na conversão alimentar de proteína do que as vacas), até ao facto de que 80% da população come insectos.
Na China comem tudo do camarão (cabeças, cascas, pernas, antenas e olhos). Mas o cheiro dos bichos-de-seda fritos dos vendedores de rua não ajuda...
É aqui que os entomofagistas devem ficar atentos. Todos já ouviram falar de pornografia de alimentos? Estou a falar sobre fotos sedutoras de alimentos que aparecem nas páginas das revistas e nos canais da televisão. Algumas até podem fazer uma pessoa salivar sobre coisas que nunca sonhou... Torta de courgete? Parece óptimo. Brownies de feijão? Com toda a certeza!
Há algumas fotos de insectos como alimentos que podem mudar o rumo da alimentação para sempre! Existe uma foto de um muffin com um gafanhoto segurando uma suculenta framboesa… será que isso pode atrair novos adeptos a esse tipo de alimentação?
Essa é a confiança dos japoneses para fazerem larvas parecerem apetitosas. Eles sabem que o poder da propaganda é gigantesco. Se os ambientalistas e os fãs da entomofagia querem que o resto do mundo entre nessa “onda”, precisam de aproveitar o poder da fotografia e propaganda de uma “boa comida”.

Fonte: Scientific American

Vespas interesseiras

Actos de altruísmo aparente em vespas europeias podem ser explicados pelo bom e velho auto-interesse, segundo um novo estudo.
Fêmeas de Polistes dominulus podem estabelecer os seus próprios ninhos para se reproduzirem ou juntar outras fêmeas para cuidarem em conjunto do ninho. Nesses ninhos conjuntos, porém, uma fêmea prossegue o seu caminho até ao topo da hierarquia e deposita a maior parte dos ovos, enquanto as outros fazem a maioria do trabalho pesado em cuidar da vespa líder.
Quando um subordinado ajuda a sua irmã, isso não é difícil de explicar: o subalterno não pode acabar com a sua própria prole, mas o seu sucesso reprodutivo inclui uma participação indirecta na ninhada da sua irmã, porque os parentes partilham genes. Renunciar à sua própria descendência directa era vista como uma espécie de altruísmo, em que um indivíduo ajuda parentes directos para benefício indirecto. De qualquer maneira, o auto-interesse da vespa é servido.
Mas cerca de 15-35% das servidoras da rainha não estão intimamente relacionadas com a mesma, por isso os biólogos têm-se intrigado sobre o porquê de as fêmeas estranhamente não saírem para criar os seus próprios ninhos.
Elas fazem isso porque ao juntarem-se a um ninho de uma rainha não relacionada permite-lhes a oportunidade de conquistar o trono, diz Ellouise Leadbeater da Sociedade Zoológica de Londres. Ela e os seus colegas seguiram o destino de 1.113 fundadoras em 228 ninhos no sul da Espanha.
Nesta análise de população, as fêmeas que começaram como subordinadas num ninho de uma fêmea não relacionada ocasionalmente assumiram o ninho todo e colocaram os seus próprios ovos. Os seus triunfos foram raros, mas dramáticos o suficiente para que, em geral, a estratégia funcione melhor do que ser uma mãe solteira: poucas fundadoras de ninhos sozinhas conseguiram produzir qualquer prole, relataram os investigadores na revista Science.
"O que é interessante e importante sobre este estudo é que ele demonstra muito claramente que a herança das colónias pode explicar por que ocorrem subordinados em ninhos que não são da mesma família que a rainha ", diz Joan Strassmann, da Universidade Washington em St. Louis. Em 2000, ela e os seus colegas tinham descrito pela primeira vez o comportamento intrigante de fêmeas vespa que optavam por ajudar em ninhos estranhos, em vez de fundarem o seu próprio.
"As pessoas concluem muito rapidamente que só porque os animais se ajudam uns aos outros, se estão a comportar de forma altruísta", diz Raghavendra Gadagkar do Instituto Indiano de Ciência em Bangalore. O novo estudo, diz ele, pode levar a uma revisão dessa ideia.

Fonte: Science News

Radicais livres podem ajudar na aplicação de implantes

Um revestimento de radicais livres nos joelhos artificiais poderiam fazer os dispositivos parecem menos estranhos ao organismo e reduzir a probabilidade de rejeição do implante. A pesquisa aplicada pela professor Marcela Bilek, da Universidade de Sydney, e colegas, foi publicada na revista Proceedings of the National Academy of Sciences."Isso colocaria uma capa ao redor da superfície desagradável do implante ", afirma Bilek, sobre o novo revestimento.

Implantes de joelho, stents e outros implantes biomédicos geralmente requerem a interacção entre moléculas biológicas e superfícies de metal ou plásticas. Mas quando as proteínas no corpo interagem com a superfície do implante artificial podem perder o seu enrolamento que necessitam para o seu bom funcionamento.
O corpo tenta eliminar as proteínas desnaturadas, mas quando isso não funciona tenta isolar os implantes com uma enorme parede de tecido cicatricial. Para reduzir o risco de rejeição de implantes, inflamação e desenvolvimento de tecido cicatricial, Bilek e colegas desenvolveram uma nova forma de revestimento de bio-implantes para que eles apresentem uma face mais amigável para o enrolamento das proteínas e evitar uma reacção negativa do organismo.

Processo de revestimentoO revestimento é desenvolvido pela inserção da superfície a ser tratada num vaso de plasma.
Forças electrostáticas fazem com que iões energéticos do plasma batam e penetrem na superfície do material, o que leva à produção de radicais livres, que têm electrões desemparelhados.
Uma vez retirado do plasma, os radicais livres migram para o topo da superfície onde reagem com o oxigénio do ar.
Isso faz com que a superfície se torne hidrofílica para que seja compatível com a estrutura das proteínas, que normalmente apresentam um enrolamento que torna a sua superfície exterior compatível com um ambiente aquoso.
Com o tempo, mais radicais livres se deslocam para a superfície, onde podem fixar as proteínas no lugar com ligações covalentes.
Como parte integrante do revestimento especial, esses radicais livres ficariam ligado às proteínas e seriam bloqueados antes de causar estragos no organismo, diz Bilek.
Além de desenvolverem superfícies do implante que pareçam menos estranhas ao organismo, os investigadores também estão envolvidos no desenvolvimento de proteínas que podem ser utilizadas no revestimento do material, de forma a incentivar a integração do tecido com a superfície artificial de uma forma controlada.

Outras aplicaçõesBilek diz que o novo revestimento também pode ser usado em biossensores que detectam a presença de agentes patogénicos e outras moléculas.
Nesta aplicação, os radicais livres manteriam as moléculas biológicas que são a parte 'sensitiva' do dispositivo na orientação certa para a detecção.
O revestimento também pode ser usado em microarrays, que facilitam o tratamento precoce de doenças através da detecção de um padrão de proteínas produzidas pelo corpo, afirma Bilek.
E o revestimento pode ainda ser usado para acelerar o processamento de alimentos, na indústria têxtil e na criação de biocombustíveis.
Bilek e os seus colegas estão a trabalhar com a Cochlear (fabricante de implantes cocleares do ouvido), bem como com empresas envolvidas na produção de matrizes de diagnóstico e discos de substituição da coluna vertebral.
Bilek prevê que o revestimento pode ser usado em biossensores e matrizes de diagnóstico dentro de dois anos, mas que a sua utilização em bio-implantes levará muito mais tempo.
Bilek afirma que o revestimento não irá adicionar custos substanciais para os dispositivos, sendo até mais barato que os métodos alternativos de ligar covalentemente proteínas a superfícies não-biológicas.
Essas alternativas, diz Bilek, são mais complexas, exigindo ligandos especialmente sintetizados em vez de moléculas de radicais livres.

Fonte: ABC Science