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Segundo notícia do dia 15 de julho (segunda-feira), os principais conteúdos de conhecidos sites científicos estrangeiros são os seguintes:

Site "Natureza" (www.nature.com)

Cientistas descobriram pela primeira vezmamutecromossomos quase completos

Cerca de 50 mil anos atrás, um mamute morreu em circunstâncias misteriosas na tundra siberiana.Em amostras de sua pele, os pesquisadores encontraram cromossomos preservados em estruturas tridimensionais (3D) imaculadas que foram encontradas em tempos antigos.ADNconsiderado impossível no estudo.

A equipe também revelou a estrutura espacial das moléculas de DNA do mamute e os genes ativos em sua pele, incluindo um gene responsável por dar ao mamute sua aparência peluda. A pesquisa foi publicada recentemente na revista Cell.

Há cerca de 40 anos, os cientistas descobriram que fragmentos de DNA poderiam sobreviver em espécimes antigos, incluindo múmias egípcias de milhares de anos atrás. Mas com o tempo, o ADN degrada-se e sofre danos químicos, tornando quase impossível reconstruir a estrutura tridimensional do genoma a partir destes fragmentos. Ninguém tentou estudar a organização cromossômica em núcleos de células antigas, devido à suposição de que a estrutura tridimensional do DNA se perderia com o tempo.

Para desafiar esta hipótese, os investigadores conduziram um estudo de nove anos à procura de amostras de ADN antigas bem preservadas, acabando por encontrar um cromossoma quase completo numa amostra de pele de mamute lanoso desenterrada do permafrost siberiano. Este mamute morreu há 52.000 anos. Os investigadores analisaram a estrutura dos cromossomas do mamute, revelando o dobramento da molécula de ADN e a sua organização espacial no núcleo da célula – duas características que são cruciais para determinar quais os genes que estão activados e durante quanto tempo.

O diretor de ciências biológicas da Colossal Biosciences, uma empresa americana de biotecnologia, disse que o método do artigo também pode ajudar os pesquisadores a montar um genoma completo de mamute. A empresa está trabalhando para ressuscitar o mamute.

Site "Science Daily" (www.sciencedaily.com)

1. Como as plantas resistentes ao frio se adaptam ao meio ambiente: As plantas poliplóides podem acumular mutações estruturais

Plantas resistentes ao frio, como a Cochlearia, adaptaram-se bem ao clima frio da Idade do Gelo. Ao alternarem entre períodos quentes e frios, desenvolveram muitas espécies do gênero Cistus, o que também levou à proliferação de genomas. Biólogos evolucionistas da Universidade de Heidelberg, na Alemanha, da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, e da Universidade de Praga, na República Checa, estudaram o impacto desta duplicação do genoma no potencial adaptativo da planta. Os resultados mostram que as plantas poliplóides – espécies com mais de dois conjuntos de cromossomos – podem acumular mutações estruturais com adaptações locais que lhes permitem ocupar continuamente nichos ecológicos.

O gênero Lithospermum da família Brassicaceae divergiu de seus parentes mediterrâneos há mais de 10 milhões de anos. Embora os seus descendentes diretos tenham se especializado em lidar com o estresse hídrico, as ervas daninhas conquistaram habitats frios e árticos no início da Idade do Gelo, há 2,5 milhões de anos. Em estudos anteriores, os investigadores investigaram como as plantas do género Cistus se adaptaram repetidamente à rápida alternância de períodos frios e quentes ao longo dos últimos 2 milhões de anos. Além disso, algumas das espécies recém-surgidas de Cistus adaptadas ao frio desenvolveram conjuntos genéticos distintos que entram em contato uns com os outros em regiões frias. A troca de genes cria uma população com múltiplos conjuntos de cromossomos. À medida que o tamanho dos seus genomas continua a diminuir, eles são capazes de ocupar continuamente nichos ecológicos em regiões mais frias.

O presente estudo sequenciou o genoma diplóide de referência de uma espécie alpina do gênero Cistus e reconstruiu o chamado pangenoma.Ele une diferentes sequências do genoma, mostrando assim a herança entre indivíduos e outras espéciesMutações . A análise de mais de 350 genomas de diferentes espécies de Lithospermum com diferentes números de conjuntos de cromossomos mostrou que os poliplóides na verdade exibem variações localmente adaptativas na estrutura do genoma com mais frequência do que as espécies diplóides.

Estas mutações estruturais são mascaradas por duplicações adicionais do genoma e, portanto, estão de certa forma protegidas da pressão de seleção, uma vez que a acumulação de variantes estruturais também levaria à perda de função. Através do seu modelo, a equipa demonstrou ainda que a variação estrutural específica da poliploidia também ocorre em regiões genéticas que podem desempenhar um papel importante na futura adaptação climática.

2. A IA pode acelerar a análise de imagens de ressonância magnética cardíaca e levar a um melhor tratamento de doenças cardíacas

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de East Anglia, da Universidade de Sheffield e da Universidade de Leeds, no Reino Unido, criou um modelo de inteligência artificial (IA) que usa IA para analisar imagens do coração a partir de exames de ressonância magnética (MRI).

Os médicos podem levar 45 minutos ou mais para analisar uma imagem de ressonância magnética, mas o novo modelo de IA leva apenas alguns segundos.

Embora outros estudos tenham investigado o uso de IA na análise de imagens de ressonância magnética, este último modelo de IA foi treinado usando dados de vários hospitais e diferentes tipos de scanners, e foi realizado em um grupo diferente de pacientes de diferentes hospitais. Além disso, este modelo de IA fornece uma análise completa de todo o coração, mostrando visualizações de todos os quatro ventrículos, enquanto a maioria dos estudos anteriores se concentrava apenas nos dois ventrículos principais do coração.

“Essa inovação poderia levar a diagnósticos mais eficientes, melhores decisões de tratamento e, em última análise, melhores resultados para pacientes com doenças cardíacas”, disseram os pesquisadores.

3. Uma maneira simples de salvar vidasFagoFácil de transportar e compartilhar

Os fagos, que muitas vezes destroem naturalmente as bactérias quando os antibióticos falham, podem mudar o curso da medicina e da agricultura, especialmente à medida que a resistência aos antibióticos cresce globalmente. Cada forma de fago é especializada para atacar uma forma específica de bactéria, o que permite que o fago atinja especificamente a infecção sem afetar as bactérias benéficas.

Um grande desafio no aproveitamento do vasto potencial dos fagos é como obtê-los de forma mais fácil e rápida. Atualmente não existe um banco central de fagos estabelecido; apenas existem bancos locais de fagos dispersos em locais como laboratórios de pesquisa e clínicas privadas. Para tornar a situação mais séria, os fagos vivos devem ser suspensos em frascos de líquido e refrigerados ou congelados, o que torna o armazenamento dos fagos complicado e dificulta o transporte eficiente e o compartilhamento das coleções de fagos.

Pesquisadores da Universidade McMaster do Canadá e da Universidade Laval colaboraram para desenvolver uma nova maneira simples de armazenar, identificar e compartilhar bacteriófagos, tornando-os mais acessíveis aos pacientes que deles necessitam.

Eles desenvolveram uma plataforma de armazenamento a seco que desempenha um papel importante em seu novo sistema fácil de usar, que pode combinar rapidamente infecções específicas com fagos que podem detê-las.

No centro do novo sistema está um novo meio em forma de pílula que armazena fagos sem a necessidade de refrigeração e os combina com um meio que produz um brilho visível quando os fagos respondem a uma infecção alvo.

A nova tecnologia permite que os fagos sejam armazenados à temperatura ambiente durante meses até serem necessários e combina biobancos e laboratórios de testes numa pequena embalagem.

O trabalho da equipe de pesquisa é descrito em um artigo publicado recentemente na revista Nature Communications.

Site do Scitech Daily (https://scitechdaily.com)

1. Um experimento biológico de um século revela os segredos genéticos da cevada

Um estudo de longo prazo realizado desde 1929 revelou informações importantes sobre a evolução da cevada, mostrando a sua adaptação a diferentes ambientes e a influência significativa da seleção natural. Este estudo destaca as limitações do melhoramento evolutivo e destaca a necessidade de maior exploração para melhorar o rendimento das culturas.

A sobrevivência de plantas cultivadas após dispersão em diferentes ambientes é um exemplo clássico de rápida evolução adaptativa. Por exemplo, a cevada, uma importante cultura neolítica, espalhou-se amplamente após ter sido domesticada há mais de 10.000 anos e tornou-se uma importante fonte de nutrição para humanos e gado na Europa, Ásia e Norte de África durante milhares de gerações. Esta rápida expansão e cultivo sujeitou a cevada a uma forte pressão selectiva, incluindo selecção artificial para características desejadas e selecção natural que a forçou a adaptar-se a vários novos ambientes.

Embora estudos anteriores de variedades precoces de cevada tenham identificado algumas das suas histórias genéticas populacionais e mapeados os loci genéticos que contribuíram para a sua propagação, a velocidade e a dinâmica global destes processos têm sido difíceis de determinar sem observação direta. Usando a Hibridização Composta de Cevada II (CCII), um dos experimentos evolutivos mais antigos e mais duradouros do mundo, os pesquisadores observaram o processo de adaptação local da cevada ao longo de quase um século.

Embora a cevada tivesse milhares de genótipos quando as experiências começaram, o estudo mostrou que a selecção natural reduziu drasticamente esta diversidade, eliminando quase todos os genótipos fundadores, resultando na dominância de linhagens monoclonais que formaram a maioria das populações. Essa transformação ocorre rapidamente, com clones estabelecidos a partir da 50ª geração. De acordo com as descobertas, esta linhagem de sucesso é composta principalmente por alelos originários de um ambiente semelhante ao Mediterrâneo. Além disso, estudos demonstraram que os genes alvo da seleção desempenham um papel importante na adaptação climática, incluindo uma forte seleção no momento reprodutivo.

2. O segredo por trás do excelente desempenho do novo semicondutor orgânico NFA

A energia solar desempenha um papel vital na transição para um futuro de energia limpa. Os atuais painéis solares à base de silício têm suas limitações – são caros e difíceis de instalar em superfícies curvas. Os pesquisadores desenvolveram materiais alternativos para resolver essas deficiências do silício, sendo os mais promissores os chamados semicondutores "orgânicos". É um semicondutor à base de carbono, e o carbono é abundante na Terra, barato e ecológico.

Uma desvantagem das células solares orgânicas é a sua baixa eficiência de conversão fotoelétrica, que é de cerca de 12%, em comparação com 25% das células solares de silício monocristalino. Mas o recente desenvolvimento de uma nova classe de semicondutores orgânicos, os aceitadores de não fulereno (NFAs), mudou este paradigma. Células solares orgânicas feitas com NFA podem ter eficiências próximas de 20%.

Apesar do seu excelente desempenho, a razão pela qual o NFA é significativamente superior a outros semicondutores orgânicos ainda não está clara para a comunidade científica. Num estudo inovador publicado na revista Advanced Materials, os investigadores descobriram um mecanismo microscópico que explica parcialmente o desempenho superior do NFA.

A chave para a descoberta foram as medições que os pesquisadores fizeram usando uma técnica experimental chamada “espectroscopia de fotoemissão de dois fótons resolvida no tempo” ou “TR-TPPE”. Este método permitiu à equipe rastrear a energia dos elétrons excitados com resolução de tempo subpicossegundo (1 picossegundo é um trilionésimo de segundo, ou 10^-12 segundos).

Os pesquisadores acreditam que esse processo incomum pode ocorrer em escala microscópica devido ao comportamento quântico dos elétrons, que permite que um elétron excitado esteja presente em várias moléculas ao mesmo tempo. Essa estranheza quântica coincide com a segunda lei da termodinâmica, resultando em um processo incomum de ganho de energia. (Liu Chun)