Componentes de blocos de construção da vida são criados no espaço?

Componentes de DNA são encontrados em meteoritos desde 1960, mas responder à questão sobre onde este material é formado tem sido um quebra cabeças para os cientistas. Agora, investigadores da NASA conseguiram identificar a origem de algumas destas moléculas que carregam as instruções genéticas da vida. Assim, a teoria de que “pacotes” de partes do bloco de DNA são criados no espaço, e transportados até a Terra por meteoritos e cometas, pode ser fundamentada. O artigo, publicado recentemente no site da Proceedings of the National Academy of Sciences dos Estados Unidos, descreve as descobertas da equipa de pesquisa do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA.

Segundo matéria publicada no site da NASA, a química dentro de cometas e asteróides é capaz de construir blocos de moléculas biológicas essenciais, os aminoácidos. Estes últimos formam desde as proteínas utilizadas em estruturas orgânicas como o cabelo, por exemplo, até enzimas que funcionam como catalisadores para aumentar ou regular a velocidade das reacções químicas no organismo vivo.

Os investigadores do Goddard analisaram amostras de 12 meteoritos de carbono recolhidos na Antárctida com um espectrómetro de massa que ajuda a determinar a estrutura química de compostos. Encontraram as bases azotadas adenina e guanina, componentes que formam as moléculas DNA e que fazem parte do código de genético responsável pela produção de proteínas nas células. Além das duas bases azotadas, os cientistas observaram a presença de hipoxantina e xantina que são usadas em outros processos biológicos, mas não fazem parte do DNA.

Em dois dos meteoritos analisados, a equipa descobriu algumas quantidades de três moléculas relacionadas com as bases azotadas: purina; 2,6-diaminopurina; e 6,8-diaminopurina. Somente a primeira é usada em biologia. Estes compostos têm os mesmos componentes das bases azotadas, mas apresentam uma(s) estrutura(s) adicional ou removida. São justamente estas duas moléculas não utilizadas na biologia que forneceram a primeira peça da evidência de que os compostos encontrados nos meteoritos são criados no espaço e não são contaminações terrestres.

A segunda peça da evidência foi encontrada numa amostra de 8kg de gelo da Antárctida retirada do mesmo local onde foram encontrados os meteoritos. Em comparação com as quantidades das duas bases azotadas, da hipoxantina e da xantina observadas nos meteoritos do estudo, as quantidades na amostra de gelo eram bem menores..

A terceira peça da evidência está na reacção completamente não biológica para produzir bases azotadas biológicas e não biológicas. Segundo o Dr. Michael Callahan, um dos investigadores da equipa de trabalho, um conjunto idêntico de bases azotadas e análogos de bases já foram criados em laboratório, em reacções químicas não biológicas contendo cianeto de hidrogénio, amónia e água. Estas criações fornecem uma hipótese plausível para a sua síntese em corpos de asteróides, além de oferecer apoio à suposição de que sejam materiais extraterrestres.

 “Na verdade, parece haver uma classe de meteoritos ‘Cachinhos Dourados’, os chamados meteoritos CM2, onde as condições são ideais para fabricar mais destas moléculas,” adiciona Callahan.

Fonte: Ciência Diária

Nova lâmpada económica

A empresa VU1 está a desenvolver um novo tipo de lâmpada que pode vir a substituir as lâmpadas fluorescentes e as lâmpadas de LED como opção para economizar energia. A tecnologia, conhecida como “catodoluminescência” ou luminescência estimulada por electrões (ESL, sigla de electron-stimulated luminescence), oferece uma economia de energia semelhante, mas com uma qualidade mais natural de luz.
Gasta-se muito a tentar encontrar opções novas lâmpadas mais económicas, mas por outro lado ninguém quer lâmpadas que tenham a qualidade de uma vela. Lâmpadas fluorescentes compactas e lâmpadas de LED economizam energia, duram mais e emitem menos calor que as lâmpadas incandescentes. No entanto, a qualidade da sua luz é inferior, e as versões anunciadas como "reguláveis" muitas vezes são limitadas, e demoram muito tempo para atingir os seu brilho total. Nenhum tipo funciona perfeitamente em todos os lugares. As LEDs são óptimas para abajures de mesa, mas os seus feixes estreitos deixam de preencher espaços maiores. Em salas pintadas com cores escuras, podem ser usadas, por exemplo, lâmpadas fluorescentes de cátodo frio, com temperaturas de baixa luminosidade.
A qualidade da cor tem a ver com a forma como essas lâmpadas trabalham. A luz branca que se vê é emitida por um revestimento de fósforo. Nalgumas lâmpadas, o fósforo pode brilhar quando iluminado por luz ultravioleta de vapor de mercúrio; Numa lâmpada LED, ele absorve a luz de um LED azul puro. (A presença do mercúrio é o motivo pelo qual não se deve deitar as lâmpadas directamente no lixo.)
Lâmpadas LED, que utilizam um tipo diferente de fósforo, apresentam um espectro melhor, mas o LED azul que acciona o fósforo cria um pico agudo no azul, uma faixa de ondas curtas do espectro, o que pode representar um "perigo da luz azul." Segundo Ignacio Provencio, da Universidade da Virgínia, um excesso de luz azul pode interferir com o nosso ciclo de sono. Além disso, há que defenda que a luz azul em demasia pode “queimar” a retina e aumentar as chances de se desenvolver degeneração macular. Foi emitido no último ano um relatório de alerta segundo o qual as crianças são o principal grupo de risco, embora a Physics World tenha citado outros especialistas que acham tais conclusões exageradas.
As novas lâmpadas ESL também usam fósforo, mas não absorvem toda a luz — em vez disso, absorvem electrões. A grosso modo, as ESLs são tubos de raios catódicos repensados como lâmpadas. O fluxo de electrões de uma placa de metal (que funciona como cátodo) é puxado por um campo eléctrico em direção a um ânodo, que é uma fina camada de metal na parte traseira do fósforo. Charles Hunt, da University of California em Davis, que ajudou a desenvolver o fósforo, explicou que as ESLs diferem dos tubos de raios catódicos usados em aparelhos de TV antigos por causa das suas baixas densidades de electrões e energias.
Por usar um fósforo diferente, as ESLs fornecem uma luz um pouco mais natural. A empresa anuncia várias outras vantagens: a lâmpada acende mais rápido, brilha por todo o ambiente em vez de emitir um feixe estreito, escurece a partir de um leque mais amplo e não contém mercúrio. A lâmpada possui 16 watts, a mesma energia que uma lâmpada fluorescente com o mesmo brilho e mais ou menos equivalente a uma incandescente de 60 watts. A principal desvantagem é que a lâmpada é muito mais pesada, com quase meio quilo.
Desde que a VU1 anunciou pela primeira vez as lâmpadas no ano passado, grupos de discussão na internet têm-se preocupado com a emissão de raios X, uma vez que a tecnologia é semelhante à de um tubo de raios X. Hunt disse que as ESLs produzem alguns raios X, mas em baixos níveis. A empresa diz que a certificação UL-x-ray inclui testes de segurança.

Fonte: Scientific American

O regresso de peixes grandes a parque marinho Mexicano

Após 14 anos de um parque nacional marinho no Golfo do México, na Califórnia, ter fechado as suas fronteiras para a pesca, a quantidade total dos seus habitantes mais do que quintuplicou, segundo um novo estudo. No mesmo período, a participação dos predadores de topo - sentinelas de um ecossistema saudável - também dispararam. Ambas as tendências superaram as de espécies em regiões desprotegidas do Golfo.

"As pessoas que se opõem a áreas marinhas protegidas, especialmente para protecção forte como acontece aqui, muitas vezes dizem que não há prova de que as mesmas funcionam”, diz Elliott Norse do Marine Conservation Biology Institute, em Bellevue, Washington, que não esteve envolvido no novo estudo. "Bem, esta é a prova."
Os 71 quilómetros quadrados do Cabo Pulmo National Marine Park ficam perto do local onde o Golfo contacta com o oceano Pacífico. Os seus recifes de coral tornam-no um destino turístico para mergulho e snorkeling. Desde 1995, 35% das águas do parque estão localizadas fora dos limites para a pesca, mas as comunidades locais informalmente ampliaram essa zona para o resto do parque, afirma Octavio Aburto-Oropeza da Scripps Institution of Oceanography em La Jolla, Califórnia. Elee os seus colegas analisaram populações de peixes do recife em 1999 e novamente em 2009. Os resultados dessa pesquisa foram publicados na revista PLoS ONE.
Os pescadores costumam primeiramente visar predadores carnudos, tais como garoupas gigantes. Ausentes desde 1999, peixe tão grandes - cerca de um metro ou mais de comprimento – voltaram a habitar Cabo Pulmo, afirma Aburto-Oropeza. Ele mesmo testemunhou a presença de atum do Pacífico para se alimentar de peixes do recife do parque.

Os tubarões continuam notáveis pela sua ausência virtual. Devido à exploração massiva para o comércio de barbatanas e às suas baixas taxas de reprodução, esta classe de predadores continua a ser rara dentro Cabo Pulmo e para fora, afirma Aburto-Oropeza.

Norse diz que não há razão para acreditar que as conclusões do novo estudo devem ser entendidas como algo exclusivo do Golfo da Califórnia. "Eu suspeito que o que eles descobriram pode ocorrer em qualquer lugar onde as pessoas que pescam exerçam o mesmo tipo de contenção admirável que as pessoas têm em Cabo Pulmo."

Fonte: Science News

Células T preparadas para destruir tumores

Cientistas usaram pela primeira vez terapia génica com sucesso para destruir células tumorais em pacientes com doença avançada - um objectivo que levou 20 anos para alcançar.
Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia criaram células T dos próprios pacientes para reagirem contra uma molécula encontrada na superfície de células de leucemia.
As células T alteradas foram cultivadas fora do corpo e infundidas de volta em pacientes que sofriam de leucemia linfocítica crónica (LLC) em fase terminal, uma doenças que afecta a medula óssea e sangue e é a forma mais comum de leucemia.
Dois participantes do estudo de Fase I têm estado em remissão há um ano. Um terço teve uma resposta anti-tumoral forte, e o seu cancro permanece sob controlo. O grupo de pesquisa pretende tratar mais quatro pacientes com LLC antes de prosseguir para um estudo maior de Fase II.

"Nós colocamos uma chave na superfície de células T que se encaixa numa fechadura que apenas as células cancerosas possuem", diz o Dr. Michael Kalos, da Universidade de Pennsylvania e um dos investigadores do estudo.
Os resultados fornecem "um roteiro de ataque de tumor que poderá ser aproveitado para outros tipos de cancro", incluindo os do pulmão e ovários, bem como mieloma e melanoma, segundo os investigadores. As descobertas foram publicadas simultaneamente no New England Journal of Medicine e Science Translational Medicine.
Kalos diz que os esforços do passado para usar a técnica, conhecida como "transferência de célula T adoptiva", falharam tanto porque a resposta das células T foi muito fraca, ou porque provou ser muito tóxica para o tecido normal.

Nova metodologiaA técnica difere de outras terapias projectadas para aproveitar o próprio sistema imunitário do organismo para combater tumores, como vacinas terapêuticas para o cancro.
"Estamos a dizer para esquecer a estimulação de uma resposta do sistema imunitário. Vamos é fornecer uma resposta imunitária", afirma Kalos.

O tratamento parece ser seguro, mas os investigadores dizem que mais estudos são necessários. Os pacientes com leucemia na Fase I do estudo tiveram que ser tratados com uma droga estimuladora do sistema imunitário, uma vez que a molécula-alvo, CD-19, também está presente em certas células normais desse sistema.
Para efectuar a terapia génica, os pesquisadores usaram um vírus que só pode infectar as células uma vez. Foi utilizado para transportar um receptor quimérico para o antigénio CD-19 em conjunto com receptores de dois outros componentes da actividade das células T.
Cerca de duas semanas após a terapia génica, os pacientes começaram a apresentar 'síndrome de lise tumoral' - calafrios, náuseas e febre - causada pelos produtos de degradação de células de cancro que estavam a morrer.
As células T modificadas foram detectadas no sangue dos pacientes durante vários meses depois, e uma parte delas transformou-se em células T de memória, que poderão fornecer protecção contínua contra a recorrência do cancro, conforme suspeitam os investigadores.

Efeitos laterais, viabilidade ainda desconhecidaO dr Walter Urba do Providence Cancer Center, em Portland Oregon, adverte que a presença contínua de células T activadas e células de memória podem ser mais um problema em outros tipos de cancro, onde os efeitos tóxicos sobre os tecidos normais poderiam ser mais graves.
Além disso, a viabilidade a longo prazo do tratamento ainda é desconhecida.
"Uma das grandes perguntas é se as células T persistentes continuam a sua actividade de evitar que o tumor regresse", diz Urba, que não esteve envolvido no estudo.
Todos os financiamentos para o trabalho desenvolvido eram provenientes da comunidade académica, mas o trabalho é caro.
"Estamos à procura de parceiros corporativos à medida que ponderamos desenvolver os ensaios clínicos de Fase II", diz o dr. Kalos.
Um estudo mais aprofundado irá mostrar se os últimos resultados "reflectem um avanço em direcção a uma autêntica terapia clinicamente aplicável e eficaz, ou se não passam de mais um avanço promissor que encontra uma barreira que não pode ser facilmente superada", diz Urba num editorial do NEJM.

Fonte: ABC Science

Pele electrónica inteligente: a "tatuagem" do futuro?

Uma equipa de engenheiros desenvolveu um dispositivo que combina componentes electrónicos para a detecção, diagnóstico médico, comunicações e interfaces homem-máquina, tudo numa estrutura semelhante a um pedaço de pele ultrafina que é colocado diretamente sobre a pele com a facilidade, flexibilidade e conforto de uma tatuagem temporária. Liderada pelo investigador John A. Rogers, professor de engenharia na Universidade de Illinois, a equipa de investigação publicou o seu artigo na revista Science.O circuito electrónico dobra-se, enruga-se e estende-se com as propriedades mecânicas da pele. Os investigadores demonstraram o seu conceito através de uma gama diversificada de componentes electrónicos montado sobre um substrato fino e elástico, incluindo sensores, LEDs, transístores, receptores de frequência de rádio, antenas wireless, bobinas de condutores e células solares para a energia."Nós colocámos tudo do nosso saco de truques nessa plataforma, e depois acrescentou-se algumas outras ideias novas de outras pessoas, para mostrar que poderíamos fazê-lo funcionar", disse Rogers.
As peças são inicialmente montadas numa fina folha de plástico solúvel em água, que é depois laminada para a pele com água - tal como a aplicação de uma tatuagem temporária. Alternativamente, os componentes electrónicos podem ser aplicados directamente numa tatuagem temporária em si, proporcionando a ocultação da eletrónica."Nós pensamos que este poderia ser um importante avanço conceitual em electrónicos portáteis, para alcançar algo que é quase imperceptível para o usuário", disse o o professor Todd Coleman, que co-liderou a equipa multi-disciplinar. "A tecnologia pode ligá-lo ao mundo físico e ao mundo cibernético de uma forma muito natural e confortável."Dispositivos electrónicos colocados na pele têm muitas aplicações biomédicas, incluindo sensores EEG e EMG para monitorizar a actividade muscular e nervosa.Uma grande vantagem da utilização da pele como circuito é que não precisa de gel condutor, fita adesiva, a pinos de penetração da pele ou fios volumosos, o que pode ser desconfortável para o usuário e limita a eficiência de acoplamento. Eles são muito mais confortáveis ​​e menos pesados do que os eléctrodos tradicionais e dão aos usuários total liberdade de movimentos."Se queremos entender o funcionamento do cérebro nm ambiente natural, que é totalmente incompatível com os estudos de EEG nm laboratório", afirmou Coleman,"a elhor maneira de fazer isso é gravano sinais neuronais em ambientes naturais, com dispositivos que são invisíveis para o usuário."Monitorização num ambiente natural durante a actividade normal é especialmente benéfico para a monitorização contínua do estado de saúde e bem-estar, estado cognitivo ou padrões de comportamento durante o sono.Além da recolhe de dados, a pele electrónica pode fornecer novos capacidades aos seus usuários, acrescentou. Por exemplo, pacientes com doenças musculares ou neurológicas, como esclerose lateral amiotrófica, poderiam usá-la para comunicar ou para fazer a interface com computadores. Os pesquisadores descobriram que, quando aplicado na pele da garganta, os sensores poderiam distinguir os movimentos musculares para a fala simples. Os investigadores até a utilizaram para controlar um jogo de vídeo, demonstrando o potencial de interface humano-computador.O grupo de Rogers é bem conhecido pelos seus dispositivos inovadores esticáveis e flexíveis, mas dispositivos que poderiam confortavelmente contorcer-se como a pele exigiram um paradigma novo de fabricação."Os nossos anteriores dispositivos electrónicos não são bem-adaptados à mecanofisiologia da pele", disse Rogers. "Em particular, a pele é extremamente macia, mas a sua superfície pode ser áspera, com textura microscópica significativa. Estas características exigiram diferentes tipos de abordagens e princípios de design."Rogers colaborou com o professor de engenharia Yonggang Huang da Northwestern University para enfrentar a mecânica difícil e questões materiais. A equipa desenvolveu um dispositivo com uma geometria de serpentina filamentosa, em que os circuitos para os vários dispositivos são fabricados como minúsculos, fios. Quando montados em finas folhas de borracha macia, a forma ondulada semelhante a uma cobra permite dobrar, amassar, torer e estirar, mantendo a funcionalidade."A indefinição da electrónica e da biologia é realmente o ponto chave aqui", disse Huang. "Todas as formas estabelecidas de dispositivos electrónicos são duras e  rígidas. A biologia é macia, elástica. São dois mundos diferentes. Esta é uma forma de integrá-los verdadeiramente."Os investigadores usaram simples adaptações de técnicas utilizadas na indústria de semicondutores, por isso os dispositivos são facilmente manufacturados em larga escala. A empresa do dsipositivo mc10, de que Rogers é co-fundador, já está a trabalhar para comercializar certas versões desta tecnologia.Actualmente, os investigadores estão já a trabalhar para integrar os diversos dispositivos montados na plataforma de modo que eles trabalhem juntos como um sistema, em vez de individualmente, e para adicionar capacidade wi-fi."A visão é explorar estes conceitos nos sistemas que têm auto-suficiência, funcionalidade integrada, talvez em última análise, trabalhar de forma terapêutica com controle de feedback fechado, com base em sensores integrados, de forma coordenada com o próprio corpo", disse Rogers.

Fonte: E! Science News