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