quarta-feira, 4 de janeiro de 2012

Um elefante equilibrado sobre um lápis...

por Matt Collins

Um tweet postado em setembro de 2011 dizia: "Para atravessar uma folha de grafeno com espessura de um filme plástico seria necessário um elefante equilibrado sobre um lápis". A frase, que para muitos pode parecer estranha, teve origem numa fala do professor de engenharia James Hone, da Universidade de Columbia, que em 2008 disse: "A nossa pesquisa estabelece o grafeno como o material mais forte já demonstrado, cerca de 200 vezes mais forte que uma barra de aço. Para atravessar uma folha de grafeno com espessura de um filme plástico seria necessário um elefante equilibrado sobre um lápis". O comentário levantou várias questões como "O que é o grafeno?". O corretor automático de textos não sabe – ele coloca sempre uma linha vermelha debaixo da palavra, insinuando que se tentou dizer outra coisa.
Por sorte, alguns sites que falam sobre o grafeno incluem a definição de um artigo dos físicos Andre Geim e Konstantin Novoselov, vencedores do Prémio Nobel de Física em 2010 pelo trabalho sobre a substância milagrosa: "O grafeno é uma folha planar de átomos de carbono densamente compactados numa grade de duas dimensões e é um ingrediente para materiais de grafite de outras dimensões. Pode ser montado como fulerenos 0D, enrolados como nanotubos 1D ou colocados como grafite 3D." Imagine uma rede de arame, com a diferença de que cada ponto de ligação seria um átomo de carbono. O resultado dessa metamorfose mental é grafeno (bom, grafeno virtual).
Como o professor Hone tem coisas melhores para fazer – descobrir como juntar camadas suficientes de grafeno até chegarem à espessura de um filme plástico, por exemplo – do que lidar com as minhas perguntas, deixo esta parte para si. E assim vamos em frente: o lápis está na vertical ou na horizontal? Vamos considerar que esteja na vertical (afinal, na maioria dos casos um lápis na horizontal é inútil), de tal maneira que todo o peso do elefante fique concentrado num ponto único do grafeno. De que material é feito o lápis? Você não pode esperar que um simples lápis velho aguente o peso de um elefante, certo? Assim, a resposta óbvia seria grafeno enrolado num grande nanotubo (grande para um nanotubo, normal para um lápis). Para que realmente desse para escrever, o fabricante poderia incluir um cilindro fino de grafite dentro do rolo de grafeno – o que me parece pedante.
A próxima questão é: como é que você coloca o elefante sobre o lápis? Espere um segundo, voltemos. É um elefante africano pesando, digamos, quase sete toneladas ou é um elefante asiático, mais modesto, com umas muito mais manipuláveis 4,5 toneladas? Além disso, as duas criaturas têm feitios bem distintos. Talvez você consiga efectuar essa experiência usando o elefante asiático, mas eu não tentaria colocar o elefante africano sobre um lápis, especialmente um elefante-búfalo africano. Ele pode não partir o lápis de grafeno, mas, com certeza, destruiria o laboratório ao tentar livrar-se da experiência. Nem sabemos muito sobre o elefante em questão: ele é adulto ou filhote? Um “elefante-bebé” asiático seria a opção mais viável. Ao chegar perto do grafeno os pesquisadores tocariam o Baby Elephant Walk, de Henry Mancini? Se não, por que não? Afinal, oportunidades como essa não surgem todos os dias.
Outro ponto: o peso do filhote concentrado na ponta do lápis seria suficiente para perfurar o grafeno? Se fosse necessário o peso de um elefante africano adulto, duvido que o do bebé (cerca de 100kg), perfurasse o filme. O couro do nosso adorável elefantinho, porém, não resistiria ao lápis de grafeno superforte. Aí você teria um elefante-bebé asiático sangrando sobre o seu grafeno, uma mãe-elefante tendo um chilique e um protesto do grupo “Pessoas a Favor do Tratamento Ético com os Animais”. No fim, teremos de ir com um elefante asiático crescido – ele próprio dentro de uma lâmina de proteção de grafeno – em cima de uma folha de grafeno, equilibrado sobre um lápis de grafeno. E, ao contrário deste artigo, ele não pode perder o objetivo.

Fonte: Scientific American

terça-feira, 3 de janeiro de 2012

Ferramentas ancestrais comuns a África e Arábia

Culturalmente falando, os antigos africanos do leste estavam a uma curta distância do sul da Arábia. Ferramentas de pedra recolhidas em vários locais ao longo de uma região em Omã, com cerca de 106.000 anos, assemelham-se a ferramentas de corte alongadas com sensivelmente a mesma idade e que foram anteriormente encontradas em locais do Leste Africano, diz o arqueólogo Jeffrey Rose, da Universidade de Birmingham, Inglaterra, e os seus colegas. As novas descobertas também incluem núcleos - ou rochas a partir das quais as ferramentas eram criadas batendo com um martelo de pedra - que correspondem a espécimes do Leste Africano, de acordo com um artigo publicado na revista PLoS ONE.
Os locais do Leste Africano, dos quais eram provenientes esses artefactos de pedra, estendem-se para o sul ao longo do rio Nilo para o Corno de África.
"Na montanha de artigos que especulam sobre a dispersão humana a partir de África, uma ligação entre o sul da Arábia e o Vale do Nilo nunca foi considerada", diz Rose.
Ou os africanos cruzaram o Mar Vermelho e caminharam para o sul da Arábia bem antes do êxodo Africano de há cerca de 60.000 anos atrás, ou o povo antigo da Arábia fazia ferramentas influenciado pelos Africanos, sugerem os cientistas.
"As descobertas em Omã são bastante espetaculares", comenta o arqueólogo Michael Petraglia, da Universidade de Oxford, Inglaterra. "Eles têm uma data que é inferior à de artefactos similares Africanos, o que poderia implicar uma migração de volta à África, ou pelo menos um fluxo entre as populações Africana e Árabe."
Embora não tenham sido descobertos fósseis humanos nesse local da Arábia ou em locais Africanos relacionados através das ferramentas, ossos de Homo sapiens comcerca de 195.000 anos foram encontrados na África Oriental.
Não está claro se os ferramenteiros antigos de Omã continuaram na direção leste para o sul da Ásia ou ficaram onde estavam. O seu estilo distinto de fazer ferramentas não aparece em locais indianos datados de cerca de 74.000 anos atrás, diz Petraglia.
Rose vê semelhanças entre as ferramentas de pedra de Omã e outras com cerca de 50.000 anos de idade e outras descobertas em torno de Israel. Ele especula que as chuvas abundantes entre 60.000 e 50.000 anos atrás tornaram a parte interna da Arábia habitável e habilitado as pessoas do sul da Arábia para se espalharem para norte influenciando as técnicas de fabricação de ferramentas.
As novas descobertas em Omã estão de acordo com evidências que revelaram que seres humanos pessoas chegaram à costa leste da Arábia há 125 mil anos atrás e a à área interior norte há 75 mil anos atrás.
Pelo menos dois grupos humanos da Idade da Pedra culturalmente distintos habitaram a Arábia, suspeita Rose: um no sul e outra no norte e leste. Curiosamente, os estudos de DNA indicam que as pessoas se cruzaram com os neandertais logo após deixarem África. Uma idade do gelo entre 75.000 e 50.000 anos atrás pode ter motivado as pessoas e os neandertais a deslocarem-se para a Arábia, que ainda tinha fontes de água, e foi lá onde o cruzamento provavelmente ocorreu, sugere Rose.
As ferramentas de pedra encontradas em Omã, e as encontradas em outros dois locais da Arábia que foram habitadas por H. sapiens, mostram algumas semelhanças, na opinião de Petraglia. "Isso deve significar que a história da migração e sobrevivência, e as dispersões para fora de Africa, são muito mais complexas do que imaginamos", diz ele.
Fonte: Science News

segunda-feira, 2 de janeiro de 2012

Design 'feng shui' feito por fungos em solos saudáveis

Fungos e outros micróbios podem reorganizar a estrutura do solo, de forma a que este seja capaz de absorver mais água e carbono, dizem os pesquisadores. O professor Iain Young, biofísico da Universidade da Nova Inglaterra, e os seus colegas, publicaram as suas descobertas no jornal Interface. "Se você simplesmente olhar para o solo sem vida, a estrutura é muito aleatória, mas a vida realmente produz ordem dentro do solo", diz Young. "As bactérias e fungos fazem um pouco de feng shui e podem reorganizar as partículas do solo."
Young descreve o solo como "o biomaterial mais complexo do planeta". "Num bocado de solo fértil há mais organismos do que o número total de seres humanos que já viveram no planeta", diz ele. "A vida no solo define o solo, a sua função e propriedades."
Os cientistas há muito sabem que os micróbios do solo secretam produtos colantes que se ligam à terra e mudam a sua estrutura.
Young e os seus colegas colocaram a hipótese de que os micróbios podem melhorar a porosidade do solo, ajudando o fluxo de água e gases, como oxigénio e dióxido de carbono. Os pesquisadores primeiro confirmaram esta hipótese com um modelo de computador do solo e biologia. Em seguida, eles testaram com uma amostra de solo agrícola.
Usando microtomografia de alta resolução, que usa raios-x para visualizar o solo em 3D, os pesquisadores compararam os poros de solo estéril com aqueles de solo ao qual tinham sido adicionados micróbios. "O que nós descobrimos foi que a biologia estava a fazer uma coisa notável.", diz Young. Os pesquisadores descobriram que o solo com micróbios tinha mais poros, que estavam mais ordenados e interligados.
Young diz que as hifas fúngicas (filamentos) também estabilizam a estrutura do solo, enquanto as bactérias secretam surfactantes que reduzem a tensão superficial, tornando mais fácil para as plantas absorverem a água do solo. "Realmente os micróbios são os arquitetos e canalizadores do solo", diz ele, acrescentando que uma maior atividade biológica também aumenta a quantidade de carbono sequestrado pelos solos.
Young diz que o novo conhecimento pode ser usado para reabilitar solos compactados e para criar “design de solos” com porosidade específica e capacidade de sequestrar carbono. "Nós temos o início de uma nova ciência que nos permite experimentar e manipular a atividade microbiana para projetar os solos para os fins que queremos", diz ele.
Young também está envolvido com o Centro de Investigação Cooperativa de Polímeros na concepção de biopolímeros sintéticos que imitam a capacidade da biologia para melhorar o arejamento e retenção de água dos solos.

Fonte: ABC Science

domingo, 1 de janeiro de 2012

Células estaminais pluripotentes de porco podem ser mais seguras do que se pensava

Uma investigação com células estaminais de porco, realizada por dois cientistas na Universidade da Geórgia, revela a melhor maneira de determinar a segurança de terapias com células estaminais, melhor do que utilizando modelos de roedores. Estudos com roedores são muitas vezes inadequados para testar muitas terapias humanas - incluindo produtos farmacêuticos - uma vez que 50% de todos os produtos químicos testados dão resultados positivos como carcinogénicos em roedores, independentemente da sua origem ou identidade, de acordo com Thomas Hartung, um professor no Colégio Bloomsburg de Saúde Pública da Johns Hopkins University. Ele sugere que estes estudos com roedores, pode não ser melhores do que um simples sorteio. Por exemplo, alguns componentes do café parecem ser cancerígenos em roedores, mas em humanos o consumo moderado de café pode reduzir o risco de cancro.
Em 2010, Steve Stice e Franklin West, da Universidade da Geórgia, utilizaram 13 leitões que aparecem com uma promessa para desbloquear o caminho para novas terapias. Os porcos produziram recentemente um outro resultado positivo: as suas células estaminais não provocam tumores em suínos.
"As células estaminais pluripotentes têm potencial significativo para as terapias com células estaminais", disse West, um pesquisador de ciência animal e professor assistente na Faculdade de Ciências Agrárias e Ambientais. "No entanto, testes em murganhos, muitas vezes resultam na formação de tumores que frequentemente levam à morte."
A formação de tumores tem levantado preocupações sobre a segurança das células estaminais pluripotentes induzidas, ou iPSCs, e as células derivadas dessas células estaminais. Até agora, todos os estudos de segurança das iPSC foram realizados em modelos de roedores.
"Para atender a essa preocupação, a nossa equipa de investigação estudou a formação de tumores induzidos pelas iPSCs de porco, em modelos de porcos", disse West. "Cérebro, pele, fígado, pâncreas, estômago, intestino, pulmão, coração, rim, músculo, baço e gónadas de todos os 11 suínos testados não mostraram nenhuma evidência de tumores."
A ausência de formação de tumores nos suínos sugere que as iPSCs podem incorporar tecidos sem induzir a formação de tumores.
"Ser capaz de usar com segurança as iPSCs sem o potencial de causar tumores é essencial para a tao promissora terapia de células estaminais se tornar uma opção de tratamento viável", disse Stice, uma Georgia Research Alliance Eminent Scholar da Faculdade de Ciências Agrárias e Ambientais. "Agora temos alunos de graduação a trabalhar no desenvolvimento de células neuronais a partir de células estaminais humanas e de porcos.
As células estaminais humanas foram eficazes num modelo de roedores para o estudo de AVC, mas os estudos com roedores não são rigorosos o suficiente para começar com os ensaios clínicos humanos. "
West concorda. "Mais de 700 tratamentos com drogas para AVC avançaram para ensaios clínicos humanos com base nas descobertas em roedores mas acabaram por não ser viáveis em humanos", disse ele. "Os porcos são muito mais parecidos com os humanos, e vão ser um modelo muito melhor para estudar os acidentes vasculares cerebrais."
West está a desenvolver um projeto cooperativo entre o Centro de Biociência Regenerativa da Universidade de Geórgia e a Georgia Health Sciences University. "Este projeto vai melhorar a velocidade e a eficiência do desenvolvimento de tratamento para o AVC e muitas outras condições patológicas e, potencialmente, reduzir o número de primatas não-humanos utilizados em pesquisas", disse ele.
Além disso, Stice e West já fizeram criação dos porcos produzidos a partir de iPSCs e provaram que as células estaminais foram transmitidas à descendência. Esta descoberta abre a porta para a utilização de tecidos de outras origens animais na medicina regenerativa humana, tais como células das ilhotas produtoras de insulina para pacientes diabéticos.
Usando a tecnologia das iPSC, o Centro de Biociência Regenerativa está a trabalhar com pesquisadores da Universidade Emory para desenvolver porcos cujas células do pâncreas apresentem uma rejeição diminuída em tratamentos humanos.
"O próximo passo seria colocar essas células de porcos produtoras de insulina em outros animais, potencialmente cães ou gatos que sofrem de diabetes - e ver se elas vão produzir insulina para os hospedeiros sem serem rejeitadas", disse Stice. "Então, é seguir em frente. Nunca tão rápido quanto nós gostamos, mas o trabalho está em movimento."

Fonte: E! Science News