Cientista cria dispositivo que armazenará informações sobre o genoma humano pela eternidade

 

Há quase uma década, a equipe do professor Peter Kazansky, da Universidade de Southampton, no Reino Unido, vem aprimorando um disco óptico 5D capaz de armazenar dados "pela eternidade". Para demonstrar o estágio atual de progresso, a equipe acaba de gravar o genoma humano completo em seu cristal de memória 5D, garantindo que as informações poderão ficar armazenadas por bilhões de anos. O cristal foi armazenado no arquivo Memória da Humanidade, uma cápsula do tempo especial dentro de uma caverna de sal em Hallstatt, na Áustria. A ideia agora é que a tecnologia seja usada para criar um registro duradouro dos genomas de espécies vegetais e animais ameaçadas de extinção. "O cristal de memória 5D abre possibilidades para outros pesquisadores construírem um repositório duradouro de informações genômicas, a partir do qual organismos complexos, como plantas e animais, poderão ser restaurados, caso a ciência permita isso no futuro," disse Kazansky.

Cristal de memória eterna

O cristal é basicamente quartzo fundido, um dos materiais da Terra mais resistentes química e termicamente. Ele pode suportar os extremos, do congelamento ao fogo, resistindo a temperaturas de até 1.000 °C. Ele também é forte, suportando forças de impacto direto de até 10 toneladas por cm². E, caso algum efeito mais cataclísmico o arremesse ao espaço, ele irá resistir à radiação cósmica. A informação é gravada usando pulsos muito curtos de laser, que escrevem os dados com precisão em vazios nanoestruturados dentro da sílica - cada um desses "bits" mede cerca de 20 nanômetros. Diferentemente da marcação feita apenas na superfície de um pedaço de papel ou de uma fita magnética, esse método de codificação usa duas dimensões ópticas e três coordenadas espaciais para escrever em todo o material - daí o "5D" em seu nome. A capacidade do cristal nas dimensões fabricadas pela equipe alcança 360 terabytes de informações. Para gravar as aproximadamente 3 bilhões de letras no genoma, cada letra foi sequenciada 150 vezes para garantir que estava na posição precisa.

Chave para decifrar o cristal

Ao projetar o cristal, a equipe se preocupou em garantir a possibilidade de que uma inteligência futura - uma espécie biológica ou uma máquina - possa recuperar os dados contidos nele. De fato, se durar bilhões de anos, ele poderá ser encontrado em um futuro tão distante que não exista nenhum quadro de referência - não somente a humanidade estará extinta, mas a própria Terra poderá não existir mais como a conhecemos, tendo sido engolida pelo Sol. Para criar uma indicação visual do que está guardado no cristal de memória 5D, a equipe foi buscar inspiração nas placas da nave espacial Pioneer, que foram lançadas pela NASA em um caminho para levá-la além dos confins do Sistema Solar. "A chave visual inscrita no cristal dá ao descobridor conhecimento sobre quais dados estão armazenados nele e como eles podem ser usados," disse o Prof. Kazansky. Além do genoma humano, o cristal mostra visualmente os elementos universais (hidrogênio, oxigênio, carbono e nitrogênio); as quatro bases da molécula de DNA (adenina, citosina, guanina e timina) com sua estrutura molecular; sua colocação na estrutura de dupla hélice do DNA; e como os genes se posicionam em um cromossomo, que pode então ser inserido em uma célula.

Fonte: Revista - SPIE Photonics West Proceedings

 MEUS LIVROS

LEIA GRATUITAMENTE OU COMPRE NA AMAZON

**No Kindle e gratuito com KindleUnlimited**

CLIQUE NO LIVRO PARA ACESSAR O LINK DA AMAZON

Estudo com porcos descobre que pílula vibratória pode ajudar a tratar obesidade

 

Quando você devora um jantar enorme, seu estômago se estica para acomodar cada pedaço, ativando receptores que enviam sinais ao cérebro para avisá-lo quando você está "cheio". Um grupo de engenheiros desenvolveu uma pílula vibratória que pode ajudar a desencadear essa sensação de saciedade mais cedo, o que pode um dia ajudar a tratar a obesidade. Quando a pílula ingerível foi dada a porcos 20 minutos antes de comer, eles comeram cerca de 40% menos do que porcos sem o dispositivo vibratório, de acordo com um estudo publicado no periódico Science Advances . "Para alguém que quer perder peso ou controlar seu apetite, ele pode ser tomado antes de cada refeição", disse Shriya Srinivasan , professor assistente de bioengenharia na Universidade de Harvard e autor principal do estudo, em uma declaração. "Isso pode ser realmente interessante, pois forneceria uma opção que poderia minimizar os efeitos colaterais que vemos com os outros tratamentos farmacológicos disponíveis." Estudos anteriores mostraram que a vibração pode criar a ilusão de alongamento nas fibras musculares esqueléticas. Com isso em mente, Srinivasan e seus colegas desenvolveram uma pílula para imitar esse fenômeno nos músculos do estômago "que poderia modular hormônios e padrões alimentares", disse ela. Para evitar que a pílula vibrasse antes de chegar ao seu destino, eles a revestiram com uma membrana gelatinosa que se dissolve apenas quando submersa em fluido gástrico, ou nos sucos ácidos que chapinham no estômago para quebrar os alimentos. Uma vez que a camada externa da pílula se dissolve, ela libera um pino com mola que ativa um motor vibratório, que funciona por cerca de 30 minutos. Os porcos eventualmente defecaram as pílulas.

Após desenvolver a pílula, os pesquisadores realizaram vários experimentos para testar sua segurança e eficácia em 12 porcos Yorkshire. Para seu principal teste de alimentação, os cientistas separaram os porcos em dois grupos, com um grupo recebendo a pílula vibratória e outro recebendo uma pílula placebo inerte. Nas duas semanas seguintes, os porcos receberam 108 refeições e, no geral, os animais com o dispositivo comeram significativamente menos do que o outro grupo. Além disso, os pesquisadores coletaram amostras de sangue dos porcos antes e depois de receberem o dispositivo e descobriram que os suínos que tomavam pílulas vibratórias tinham níveis mais baixos de grelina, também conhecida como "hormônio da fome", do que o grupo de controle. "A forte resposta hormonal às cápsulas vibratórias me surpreendeu. Parece que o corpo pode ser realmente enganado a pensar que acabou de consumir uma refeição satisfatória", disse Benjamin Terry , professor associado de engenharia mecânica na Brigham Young University que não estava envolvido no estudo. Após o experimento de alimentação, um endoscopista avaliou o revestimento do estômago dos porcos e descobriu que não havia abrasões, irritação ou inflamação, sugerindo que a pílula vibratória não prejudica os músculos do estômago. Agora, os pesquisadores estão planejando aumentar a produção da pílula, uma etapa necessária para iniciar os testes clínicos em humanos. Embora esses resultados sejam promissores, "ainda não se sabe se os resultados desse trabalho serão traduzidos para humanos", disse Terry. Atualmente, o dispositivo é o maior tamanho de cápsula permitido pela Food and Drug Administration, que pode ser "proibitivamente grande" se eventualmente chegar ao mercado consumidor, disse ele. E embora a pílula possa desencadear alguns dos mecanismos físicos que contribuem para a saciedade, as pessoas comem demais por muitas razões "não relacionadas à saciedade", incluindo estresse, distração, pressão social e sinais ambientais, disse Terry. "Não está claro se qualquer uma dessas pressões alimentares será diminuída pelas cápsulas vibratórias", acrescentou. No entanto, os autores dizem que esta pílula vibratória pode eventualmente oferecer uma alternativa econômica e menos invasiva a outros tratamentos para obesidade, como cirurgias ou balões intragástricos, um implante médico projetado para reduzir o volume do estômago. "Para muitas populações, algumas das terapias mais eficazes para obesidade são muito caras", disse Srinivasan. "Eu adoraria ver como isso transformaria o cuidado e a terapia para pessoas em ambientes de saúde globais que podem não ter acesso a algumas das opções mais sofisticadas ou caras que estão disponíveis hoje."

Fonte: https://www.livescience.com/

 MEUS LIVROS

LEIA GRATUITAMENTE OU COMPRE NA AMAZON

**No Kindle e gratuito com KindleUnlimited**

CLIQUE NO LIVRO PARA ACESSAR O LINK DA AMAZON

Por que as sardas aparecem no sol?

 

As sardas que aparecem na pele de muitas pessoas são frequentemente chamadas de "beijos do sol" porque tendem a aparecer ou escurecer após a exposição ao sol.

Mas por que as sardas aparecem no sol?

Uma sarda se desenvolve como um mecanismo de proteção contra a radiação ultravioleta (UV) prejudicial, disse a Dra. Jill S. Waibel , dermatologista certificada e diretora médica do Miami Dermatology and Laser Institute. A exposição ao sol estimula a pele a produzir melanina, o pigmento que produz os muitos tons da pele humana e permite que a pele fique bronzeada. A melanina dispersa os raios UV, o que significa que ela envia os raios ricocheteando em diferentes direções; isso os impede de penetrar na pele e danificar seu DNA. No entanto, algumas manchas de pele produzem mais desse pigmento do que outras, e essas manchas ricas em melanina são chamadas de sardas, disse Waibel. Como resultado, as sardas tendem a se tornar mais visíveis durante o verão e desaparecem ou clareiam durante os meses em que a radiação UV não é tão forte.

Dito isso, nem todas as sardas respondem à exposição solar sazonal da mesma maneira, disse a Dra. Rebecca Kazin , dermatologista certificada e diretora de pesquisa clínica da Icon Dermatology and Aesthetics, uma clínica dermatológica em North Bethesda, Maryland.. Existem dois tipos principais de sardas: efélides, que são o que as pessoas normalmente pensam como sardas, e lentigos solares, também conhecidos como manchas hepáticas ou manchas da idade. Ambos os tipos são mais comuns em pessoas com pele clara e naquelas com predisposição genética para desenvolvê-los. No entanto, os lentigos solares não desaparecem no inverno como os efélides, disse Kazin. Efélides, o tipo de sarda mais comum, geralmente são pequenas e marrom-claras, e aparecem na pele que é comumente exposta ao sol: no rosto, braços e ombros, ela disse. Essas sardas tendem a escurecer e desbotar em resposta à exposição solar de curto prazo, enquanto lentigos solares são associados a danos solares acumulados na pele e não desbotam.

Lentigos solares tendem a ser maiores e mais escuros do que efélides, e são mais comuns em pessoas mais velhas, disse Kazin. Também chamadas de manchas solares, os lentigos solares aparecem quando a radiação UV danifica o DNA da pele e, portanto, altera o comportamento das células produtoras de melanina, de acordo com uma revisão de 2014 no periódico Pigment Cell & Melanoma Research . Essas mudanças na atividade genética aumentam tanto o número quanto os níveis de produção desses produtores de melanina, resultando em manchas na pele onde o pigmento da melanina se acumula e se aglomera. Lentigos solares não são cancerígenos e não requerem nenhum tratamento, mas podem parecer semelhantes a alguns cânceres de pele. Se você estiver preocupado com uma mancha ou notar que uma está passando por mudanças rápidas, entre em contato com um profissional de saúde para ser examinado, aconselha a Dra. Rebecca. As sardas são inofensivas, mas talvez sejam um bom lembrete para aqueles que têm sardas facilmente para passar protetor solar diariamente.

Fonte: https://www.livescience.com   

 MEUS LIVROS

LEIA GRATUITAMENTE OU COMPRE NA AMAZON

**No Kindle e gratuito com KindleUnlimited**

CLIQUE NO LIVRO PARA ACESSAR O LINK DA AMAZON

Cientistas coreanos criam roupa de nanotubos de boro que protegerá astronautas contra radiação espacial

Com o renascimento da corrida espacial e com o recente recorde de pessoas no espaço - 19 estavam simultaneamente em órbita da Terra no último dia 11 de Setembro - crescem também as preocupações com a saúde dos astronautas. Embora os riscos sejam muitos e variados, Ki-Hyun Ryu e colegas do Instituto de Ciência e Tecnologia da Coreia do Sul (KIST) estavam preocupados com a radiação espacial porque, além de afetar os seres vivos, ela também afeta a saúde das naves. Ryu desenvolveu uma nova fibra composta que conseguiu efetivamente bloquear nêutrons na radiação espacial - os nêutrons afetam negativamente a biologia dos seres vivos e causam mau funcionamento dos equipamentos eletrônicos, representando uma grande ameaça para missões espaciais de longo prazo. O compósito é fruto de uma mistura de nanotubos de nitreto de boro (BNNTs) e polímeros de aramida. Assim como o carbono, o boro também pode formar folhas monoatômicas, como o grafeno - devidamente enroladas, essas folhas dão origem aos nanotubos de boro. A aramida, por sua vez, é uma classe de polímeros à qual pertence materiais muito resistentes, como o conhecido Kevlar®. Ao controlar a interação entre os dois nanomateriais unidimensionais, a equipe desenvolveu uma técnica para misturar perfeitamente os dois. Com base nessa solução mista estabilizada, eles produziram fibras leves, flexíveis e contínuas que não queimam em temperaturas de até 500 °C.

Usos terrenos

Os nanotubos de boro têm uma estrutura semelhante à dos nanotubos de carbono, mas como eles contêm muitos boro na estrutura de rede, sua capacidade de absorção de nêutrons é cerca de 200.000 vezes maior do que a dos seus primos de carbono. A ideia é que essas fibras compostas sejam transformadas em tecidos do formato e tamanho adequadas para uso em roupas e no revestimento das naves, bloqueando efetivamente a transmissão da radiação de nêutrons. Além disso, a natureza cerâmica dos nanotubos de boro os torna altamente resistentes ao calor, de modo que podem ser usados em ambientes extremos, como na defesa e combate a incêndios, e não apenas para aplicações espaciais. Além dos bombeiros, profissionais de saúde e trabalhadores de usinas de energia frequentemente ficam expostos à radiação desse tipo. Esses tecidos também poderão ser aplicados diretamente sobre componentes eletrônicos, como os processadores e demais circuitos integrados de satélites, sondas espaciais e outras naves não tripuladas. "Ao aplicar os têxteis funcionais que desenvolvemos às roupas que usamos todos os dias, podemos facilmente criar um dispositivo de segurança mínima para exposição a nêutrons," disse o professor Dae-Yoon Kim.

Fonte: https://link.springer.com/article/10.1007/s42765-024-00432-6

 MEUS LIVROS

LEIA GRATUITAMENTE OU COMPRE NA AMAZON

**No Kindle e gratuito com KindleUnlimited**

CLIQUE NO LIVRO PARA ACESSAR O LINK DA AMAZON

Chineses criam uma bateria híbrida nuclear-fotovoltaica

Uma equipe de físicos e engenheiros de várias universidades chinesas apresentou o protótipo de uma bateria nuclear que alcança uma eficiência 8.000 vezes superior à das versões conhecidas até agora. As baterias nucleares, ou baterias atômicas, estão no horizonte há décadas, com promessas que incluem uma bateria que não precisa ser recarregada ou baterias nucleares de diamante que duram milhares de anos e até mesmo uma bateria nuclear brasileira, que promete durar 200 anos. Além de durarem muito, as baterias nucleares tendem a ser muito compactas. E, apesar do temor de ter "alguma coisa nuclear" em casa ou no seu bolso não soe como algo inteiramente convidativo, os protótipos têm mostrado uma relativa segurança do conceito, não oferecendo riscos diretos à saúde - elas não explodem como algumas vezes acontece com as baterias de lítio. O conceito mais comum das baterias nucleares envolve um princípio chamado betavoltaico, utilizando diretamente o decaimento de um isótopo radioativo. O conceito apresentado agora por Kai Li e seus colegas é diferente, mesclando geração de energia nuclear e conversão fotovoltaica. Uma pequena quantidade do elemento químico radioativo amerício (Am) é incorporado em um cristal. Quando o amerício decai, ele libera sua radiação na forma de partículas alfa, que então liberam fótons, fazendo o cristal brilhar em uma cor verde intensa. O cristal é então colocado junto a uma célula fotovoltaica, ou célula solar, que converte a luz em eletricidade. Tudo foi empacotado dentro de uma célula de quartzo para evitar vazamento de radiação.

Herança indesejável

Embora seja comum ouvir termos como "bateria eterna" ou "bateria que dura para sempre", na prática temos uma bateria realmente durável, mas não eterna. Mesmo assim, isto pode ser um problema. Embora o amerício tenha uma meia-vida de "apenas" 7.380 anos, a radiação deverá corroer os materiais usados no protótipo bem antes disso, de modo que será necessário pensar em um invólucro mais seguro para segurar essa radiação depois que os compradores já tiverem legado suas baterias nucleares para seus herdeiros. Mas, ao menos por enquanto, os pesquisadores têm outras coisas mais prementes para se preocupar, como aumentar a energia gerada por sua bateria híbrida nuclear-fotovoltaica: Apesar de ser 8.000 vezes mais eficiente do que suas equivalentes anteriores, a bateria nuclear gera muito pouca energia, cerca de 139 microwatts por curie, o que torna os nanogeradores triboelétricos uma opção muito melhor, já que não oferecem riscos.

Fonte: https://www.nature.com/

 MEUS LIVROS

LEIA GRATUITAMENTE OU COMPRE NA AMAZON

**No Kindle e gratuito com KindleUnlimited**

CLIQUE NO LIVRO PARA ACESSAR O LINK DA AMAZON

Pesquisadores dinamarqueses inventaram uma nova técnica mais eficiente para reciclar a espuma de poliuretano presente nos colchões

Pesquisadores dinamarqueses inventaram uma nova técnica melhor e mais eficiente para reciclar a espuma de poliuretano, presente principalmente em colchões, isolamentos térmicos e embalagens. Esta é uma notícia duplamente boa, para o meio ambiente e para a indústria, que se interessa por recuperar quimicamente os componentes originais do material, tornando seus produtos mais baratos. O poliuretano (PUR) é um material plástico usado em colchões, isolamento em geladeiras e edifícios, sapatos, carros, aviões, pás de turbinas eólicas, cabos e muito mais. A maioria dos produtos de PUR descartados no mundo acaba sendo incinerada ou despejada em aterros sanitários. E isso é muito problemático, uma vez que o mercado global de PUR atingiu quase 26 milhões de toneladas em 2022, e uma previsão para 2030 prevê quase 31,3 milhões de toneladas - como são espumas, muito leves, o volume disso é gigantesco. Por isso tem havido grande interesse em quebrar quimicamente - ou despolimerizar - o PUR em seus principais componentes originais, sobretudo poliol e isocianato, com o objetivo de reutilizá-los como matérias-primas em novos produtos. Para tornar tudo mais facilmente implantável na indústria, os pesquisadores basearam sua pesquisa no método de reciclagem que as empresas já usam, ou seja, a quebra da espuma de PUR com ácido (acidólise).

Processamento do poliuretano

A equipe desenvolveu uma nova combinação de acidólise e hidrólise, que se mostrou capaz de recuperar até 82% em peso do material original da espuma PUR flexível, usada em colchões, gerando duas frações separadas de diaminas e polióis. O método consiste em aquecer a espuma PUR flexível a 220 ºC em um reator com um pouco de ácido succínico e então usar um filtro que captura um dos compostos e deixa o outro passar. Ou seja, a técnica não consegue só decompor o PUR em seus dois componentes principais, ela também faz isso de uma só vez, em uma reação de uma única etapa. São os polióis que passam pelo filtro, e o material apurado tem uma qualidade comparável à do poliol virgem, tornando possível usá-lo em nova produção de poliuretano. A parte sólida da mistura do produto, que é filtrada, é transformada em um composto químico chamado diamina, que, por um processo de hidrólise simples, é usada na produção de isocianatos e, portanto, de PUR. "O método é fácil de ser ampliado," disse o professor Steffan Kristensen, da Universidade Aarhus. "Mas a perspectiva de também lidar com resíduos de PUR dos consumidores requer mais desenvolvimento", acrescentou, uma vez que a equipe só trabalhou com resíduos limpos, gerados na própria indústria. Os pesquisadores estão também testando a nova tecnologia em outros materiais de poliuretano, para ver como eles podem ser reciclados.

Fonte:https://www.rsc.org/journals-books-databases/about-journals/green-chemistry/

 MEUS LIVROS

LEIA GRATUITAMENTE OU COMPRE NA AMAZON

**No Kindle e gratuito com KindleUnlimited**

CLIQUE NO LIVRO PARA ACESSAR O LINK DA AMAZON

A inter-relação entre estresse, consumo de açúcar e depressão

 

A depressão é uma séria preocupação de saúde pública globalmente. Uma em cada dez pessoas nos Estados Unidos sofre de depressão. Em adolescentes e adultos jovens, a prevalência é mais próxima de 1 em 5, tornando-se o problema de saúde mental mais comum para esta faixa etária. A depressão pode ser um distúrbio física e emocionalmente debilitante e aumenta significativamente o risco de doenças cardiovasculares, derrame, diabetes, obesidade e suicídio. Como muitos distúrbios, a verdadeira causa da depressão é desconhecida, mas há fortes evidências de fatores de risco genéticos e ambientais. Pesquisas que investigam os fatores de estilo de vida que influenciam a depressão tem se expandido e é de particular interesse devido à potencial modificabilidade dos hábitos diários. Juntamente com o sono e o exercício adequados, a dieta foi apontada como um preditor da depressão. Vários fatores alimentares demonstraram aumentar o risco de depressão, como o consumo de alimentos processados ​​e fast food. O consumo de açúcar processado adicionado, em particular, foi identificado como um preditor de sintomas depressivos. Dado que o açúcar adicionado aos alimentos é uma das maiores fontes de calorias nos Estados Unidos. O alto consumo de açúcar pode afetar negativamente a saúde física e levar à obesidade, diabetes tipo II, doenças cardiovasculares e mortalidade. O interesse na relação entre o consumo de açúcar adicionado e a saúde mental tem crescido e, embora o campo ainda seja incipiente, vários estudos investigaram a relação entre o consumo de açúcar adicionado e a depressão.

Por exemplo, em um estudo transversal de 74 mulheres realizado na Espanha, foram encontrados uma associação positiva entre o consumo de açúcar e os sintomas depressivos. Além disso, em um estudo longitudinal de 15.546 adultos espanhóis descobriu-se que naqueles com um alto consumo de açúcar em acompanhamento de 10 anos estavam com um risco significativamente maior de ter depressão. Em estudo de 23.245 observações de pessoas, descobriu-se que homens com o maior consumo de açúcar tiveram um aumento de 25% nas chances de ter um transtorno de saúde mental comum após 5 anos de verificação. Esse efeito foi independente de outros fatores alimentares, socioeconômicos e de saúde. Décadas de pesquisa estabeleceram uma relação robusta entre estresse da vida e depressão O estresse está associado a alterações no comportamento alimentar, como o consumo mais frequente de doces e fast food e o consumo menos frequente de frutas e vegetais. Essas descobertas são, em parte, devido à alimentação de conforto, uma resposta comportamental de enfrentamento. Quando confrontados com níveis semelhantes de estresse, os comedores de conforto experimentaram redução do estresse percebido em comparação com aqueles que não se envolveram na alimentação de conforto. A relação entre estresse e alimentação é complexificada pela natureza viciante de alimentos de conforto, como aqueles com alto teor de açúcar. O estresse é um fator-chave no desenvolvimento do vício. O estresse descontrolado altera os padrões alimentares aumentando o consumo de alimentos hiperpalatáveis ​​(por exemplo, alimentos de conforto ricos em açúcar e gordura), o que pode aumentar a carga alostática e a doença metabólica ao longo do tempo. Isso ocorre porque os alimentos e alguns medicamentos exploram vias semelhantes no cérebro ao envolver o sistema dopaminérgico. Posteriormente, surge uma relação cíclica que começa com o estresse levando à alimentação de conforto, o que leva à obesidade, à doença metabólica e, finalmente, ao aumento do estress. Com base nessa compreensão da relação entre estresse e resultados de saúde, estudos atuais mostram a interação complexa entre consumo de açúcar a estresse e sintomas depressivos. Criticamente, há evidências empíricas que sugerem que o estresse crônico pode interagir com o consumo de açúcar para moldar fatores de risco biológicos para depressão.

Fonte: Adi Fish-Williamson e Jennifer Hahn-Holbrook, Departamento de Psicologia, Universidade da Califórnia, EUA

 MEUS LIVROS

LEIA GRATUITAMENTE OU COMPRE NA AMAZON

**No Kindle e gratuito com KindleUnlimited**

CLIQUE NO LIVRO PARA ACESSAR O LINK DA AMAZON