dezembro 2019

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Ciência Na Frente

Do Infinitamente Pequeno ao Infinitamente Grande

Dezembro de 2019

Modificar o genoma sem introduzir muitos erros

A nova geração de instrumentos de edição de ADN apoiam-se sobre a técnica CRISPR-Cas9, mas com uma melhor precisão e com menos defeitos.

     Em 2012, Emmanuelle Charpentier, na altura na Universidade de Umeå, na Suécia, e Jennifer Doudna, da Universidade da Califórnia, em Berkeley, desencadearam uma revolução na área da genética. Com os seus colegas, desenvolveram um instrumento simples, barato e eficaz, chamado CRISPR-Cas9, capaz de «editar» uma sequência de ADN à vontade. As perspetivas para o tratamento de certas doenças com esta técnica eram muito encorajadoras. Entretanto, ainda que agora esta técnica faça parte da caixa de instrumentos dos geneticistas, ela possui alguns defeitos. David Liu, do Instituto Broad (associado do MIT e à Universidade de Harvard), nos Estado Unidos, e a sua equipa acabam de melhorar esta técnica, tornando-a mais fiável e mais polivalente.

     Para melhorar a CRISPR-Cas9, Emmanuelle Charpentier, Jennifer Doudna e os seus colegas inspiraram-se num mecanismo de defesa que encontramos nas bactérias. Este age um pouco como um sistema imunitário: reconhece o ADN de um vírus que já tentou, no passado, infetar a bactéria. Como é que isto funciona? Quando se dá um primeiro ataque viral, a bactéria recupera uma sequência de ADN do vírus e conserva-a numa região do seu próprio genoma, chamada CRISPR, agindo como uma biblioteca. Quando o mesmo vírus invade novamente a bactéria, a enzima bacteriana Cas9, guiada por dois ARN, reconhece o ADN viral e torna-o inoperante ao cortá-lo de um modo específico.

     Os geneticistas apoderaram-se deste sistema de uma forma astuciosa. Um único ARN, uma molécula fácil de sintetizar em laboratório, serve de guia à enzima Cas9. Este ARN é concebido para identificar a região do genoma que se quer modificar; a Cas9 fixa-se então ao ADN e corta as suas duas linhas no local que se pretende. Se, por exemplo, uma sequência de ADN apropriada for introduzida no mesmo local, ela insere-se nesse local onde se deu o corte. A própria célula repara as ligações cortadas.

     Contudo, esta técnica, ainda que precisa, não é perfeita. Por exemplo, ela não é capaz de substituir uma única base (os constituintes do ADN) por outra num determinado gene. Todavia,  numerosas doenças genéticas são devidas a uma mutação numa única base. Outro inconveniente desta técnica é quando a célula repara as ligações (nas duas linhas de ADN que foram cortadas), por vezes as bases inserem-se ou desaparecem de forma aleatória. Os estudos também mostraram que a enzima Cas9 confunde por vezes diferentes zonas de ADN e faz modificações não pretendidas.

     Será possível desenvolver um método mais fiável e mais polivalente do que a CRISPR-Cas9? O desenvolvimento feito pelo David Liu e os seus colegas, chamada «prime editing», apoia-se numa versão melhorada da enzima Cas9, associada a uma segunda enzima, a transcriptase inversa (igual àquela que se encontra nos retrovírus) e uma linha de ARN. Este último serve sempre de guia para reparar a zona que interessa no ADN, mas tem uma segunda função: ele transporta a sequência que vai ser inserida. Nesta técnica, a enzima Cas9 modificada faz uma incisão apenas numa linha e não nas duas como era habitual. A transcriptase inversa encarrega-se de incorporar no ADN a sequência que se pretende inserir. Com algumas etapas suplementares muito simples, obtém-se um ADN modificado de forma programada e previsível.

     A equipa de David Liu testou este método de diferentes formas em células humanas e em neurónios de ratos. Foi mostrado que com esta técnica era possível realizar todas as mutações possíveis de uma única base, inserções e supressões de sequências. A eficácia do instrumento (a taxa de modificações conseguidas numa população de células) revela-se superior à da CRISPR-Cas9 na maioria dos casos. Para além disso, a taxa de modificações involuntárias é reduzida. Uma técnica promissora, mesmo se o caminha é ainda longo, antes de uma eventual utilização terapêutica.     

                        

Fonte: Pour La Science - dezembro 2019, n.º 506, pp. 6-7  

Sean Bailly (adaptado)

     

Um gravitão maciço

Ao estudar as órbitas dos planetas, os investigadores testaram a hipótese de um gravitão maciço.

       Se tomarmos por base a teoria da relatividade geral de Einstein, o gravitão, a hipotética partícula mediadora da interação gravitacional, tem uma massa estritamente nula. Mas esta partícula poderá ter uma massa não nula nas teorias propostas para irem além da teoria de Einstein. Com o objetivo de determinar o possível valor dessa massa, Clifford Will, da Universidade da Florida em Gainesville, propôs, em 1998, utilizar os dados observacionais muito precisos, modelizá-los, e ver como uma massa não nula se traduziria nas lacunas entre os dados das observações e as previsões do modelo. 
     Seguindo esta ideia que tem vindo a ser melhorada, Léo Bernus, do observatório de Paris e os seus colegas, utilizaram as efemérides INPOP17b, que integram os dados observacionais desde 1941 a 2017 e que incluem todos os planetas (incluindo Plutão), a Lua, outros satélites naturais e 168 asteróides. Desenvolveram em seguida um modelo que tem em conta a eventual massa do gravitão. Ao calcular os movimentos destes corpos a partir do modelo, examinaram a partir de que valor da massa do gravitão o modelo não reproduz corretamente as observações. Os investigadores obtiveram um limite superior de 6,76 x 10-23 eletrovolts, um valor ínfimo (por exemplo, a massa do eletrão, partícula muito leve, é de 5,1 x 105 eletrovolts).      

Fonte:  Pour La Science - dezembro 2019, n.º 506, p. 13

Sean Bailly (adaptado)

O que posso observar no céu de dezembro?

5 - Lua no apogeu a 404 446 Km da Terra - 04:08
11 - Vénus a 1,8ºS de Saturno - 05:00

14 - Pico da chuva de meteoros das Gemínidas
18 - Lua no perigeu a 370 265 Km da Terra - 20:25
22 - Solstício de Inverno - 04:19
23 - Lua a 4°N de Marte - 02:00
29 - Lua a 1ºS de Vénus - 03:00

Céu visível às17:30 horas do dia 1 de dezembro em Lisboa mostrando os planetas Júpiter, Saturno e Vénus.

Céu visível às 06:00 horas do dia 1 de dezembro em Lisboa mostrando o planeta Marte e Mercúrio.

Fases da Lua em dezembro

26 - às 05h 13min - nova

04 - às 06h 58min - crescente

12 - 05h 12min - cheia 

  19 - às 04h 57min - minguante

Planetas visíveis a olho nu em dezembro 

MERCÚRIO - Poderá ser visto somente próximo do horizonte, a leste, antes do nascimento do Sol ou a oeste, depois do ocaso do Sol. Será visível de manhã até ao dia 25 de dezembro. 


VÉNUS - Pode ser visto como a estrela da tarde.

MARTE - Pode ser visto na constelação de Balança onde permanecerá até ao final do ano. 

JÚPITER - Em meados de dezembro deixa de ser visível.

SATURNO - Só é visível ao anoitecer e deixará de ser visível em meados de dezembro.

Fonte: Observatório Astronómico de Lisboa 

Visibilidade da Estação Espacial Internacional

(para localizações aproximadas de 41.1756ºN, 8.5493ºW)

Data	Magnitude	Início			Ponto mais alto			Fim			Tipo da passagem
	(mag)	Hora	Alt.	Az.	Hora	Alt.	Az.	Hora	Alt.	Az.
30-11	-1,2	19:02:04	10°	NNO	19:03:03	13°	NNO	19:03:03	13°	NNO	visível
1-12	-1,5	18:13:19	10°	NO	18:15:12	14°	N	18:16:31	12°	NNE	visível
2-12	-1,2	19:02:03	10°	NNO	19:02:54	13°	NNO	19:02:54	13°	NNO	visível
3-12	-1,6	18:13:35	10°	NNO	18:15:31	14°	N	18:16:24	13°	NNE	visível
4-12	-1,5	19:01:40	10°	NO	19:02:51	17°	NNO	19:02:51	17°	NNO	visível
5-12	-2,0	18:13:18	10°	NNO	18:15:45	18°	NNE	18:16:28	17°	NNE	visível
6-12	-2,2	19:01:09	10°	NO	19:03:05	28°	NNO	19:03:05	28°	NNO	visível
7-12	-2,8	18:12:46	10°	NO	18:15:47	30°	NNE	18:16:55	24°	ENE	visível
7-12	-0,5	19:49:25	10°	ONO	19:49:50	13°	ONO	19:49:50	13°	ONO	visível
8-12	-3,5	19:00:47	10°	ONO	19:03:52	67°	O	19:03:52	67°	O	visível
9-12	-3,8	18:12:16	10°	NO	18:15:36	66°	NNE	18:18:09	16°	ESE	visível
9-12	-0,5	19:50:04	10°	O	19:51:08	13°	OSO	19:51:08	13°	OSO	visível

Como usar esta grelha:

Coluna Data - data da passagem da Estação;

Coluna Brilho/Luminosidade (magnitude) - Luminosidade da Estação (quanto mais negativo for o número maior é o brilho);

Coluna Hora - hora de início, do ponto mais alto e do fim da passagem;

Coluna Altitude - altitude medida em graus tendo o horizonte como ponto de partida 0º;
Coluna Azimute - a direção da Estação tendo o Norte geográfico como ponto de partida.

Fonte: http://www.heavens-above.com/

Vídeo do Mês

O Gravitão


(Quando necessário, para ativar as legendas automáticas proceder do seguinte modo: no canto inferior direito clicar no símbolo "roda dentada"; abrem-se as Definições; clicar aí e escolher Legendas; depois clicar em Traduzir Automaticamente; finalmente escolher Português na lista.)

Imagem do Mês

Europa

         Orbitando o sistema joviano nos finais de 1990, a nave Galileo registou imagens espantosas de Europa e descobrimos evidências de que a superfície gelada deste satélite esconde um oceano global e profundo. Os dados da Galileo foram trabalhados nesta imagem, para produzir esta fotografia que se aproxima da visão que os nossos olhos teriam se o pudéssemos observar diretamente. As enormes fraturas curvas visíveis na fotografia, indicam-nos uma sub-superfície de água em estado líquido. As enormes forças de maré que esta grande lua sofre na sua órbita elíptica à volta de Júpiter, fornece a energia suficiente para manter o oceano líquido. Mas mais espantoso é a possibilidade que, mesmo sem luz solar, todo o processo possa fornecer a energia que suporte a vida, fazendo de Europa um dos locais mais promissores para a procurar, para além da Terra. Que tipo de vida encontraremos debaixo da superfície de um oceano escuro e profundo? Podemos pensar nos camarões das profundidades extremas existentes no nosso planeta.                  
Fonte: www.nasa.gov