Biorritmo

Pesquisadores do Centro Nacional de Análise Genômica (CNAG, Espanha) e seus colaboradores desenvolveram u ma técnica permite que milhões de células individuais sejam analisadas sem a necessidade de sequenciá-las. Chamada de STAMP, a nova técnica em vez de isolar células em microgotas, fixa e permeabiliza células em suspensão, ancora-as em lâminas compatíveis com imagens e as organiza em monocamadas uniformes, semelhantes a cortes de tecido (foto). Isso permite a análise com plataformas avançadas de microscopia, que fornecem dados detalhados sobre tamanho, forma e heterogeneidade molecular. Pesquisadores do Centro Nacional de Análise Genômica (CNAG, Espanha) , juntamente com o St. Jude Children's Research Hospital (EUA) e a Universidade de Adelaide (Austrália) , desenvolveram uma técnica que transforma completamente a análise de células individuais. Chamada de STAMP ( Single-Cell Transcriptomics Analysis and Multimodal Profiling through Imaging ), a nova técnica permite capturar ima...

Após duas décadas utilizando um genoma humano de referência linear, baseado em um número limitado de indivíduos, os cientistas apresentaram recentemente o rascunho de uma coleção mais abrangente de sequências genômicas que representa de forma mais precisa a diversidade humana. Essa nova versão, chamada de pangenoma, reúne material genético de 47 pessoas de diferentes partes do mundo. Diferente do genoma humano de referência, que é linear, o gráfico do pangenoma tem muitas rotas possíveis que uma sequência pode seguir (indicadas com cores diferentes e seu tipo de variante). O primeiro pangenoma foi apresentado em uma série de artigos científicos, publicada na revista Nature pelo Consórcio de Referência do Pangenoma Humano (HPRC, na sigla em inglês) Após duas décadas utilizando um genoma humano de referência linear, baseado em um número limitado de indivíduos, os cientistas apresentaram recentemente o rascunho de uma coleção mais abrangente de sequências genômicas que representa de for...

Os primórdios da bioinformática se deu há mais de 50 anos, quando os computadores desktop ainda eram uma hipótese e nem se sonhava em sequenciar o DNA . O COMPROTEIN, foi o primeiro software de bioinformática, desenvolvido por Margareth Dayhoff (1925-1983) e Robert Ledley . O programa rodava num mainframe IBM 7090 e usava um cartão perfurado contendo uma linha de código FORTRAN (o idioma com o qual COMPROTEIN foi escrito). Na figura( C ) vemos o código-fonte de um programa inteiro escrito em cartões perfurados (Fonte: Gauthier et al., 2019) Estudantes e pesquisadores de hoje acreditam piamente que a bioinformática moderna surgiu recentemente para auxiliar a análise de dados de sequenciamento de última geração (mais conhecido pela sigla NGS ). No entanto, poucos sabem que os primórdios da bioinformática se deu há mais de 50 anos, quando os computadores desktop ainda eram uma hipótese e nem se sonhava em sequenciar  o DNA. Para se ter uma ideia, as bases da bioinformática foram lan...

Uma equipe internacional de pesquisadores conseguiu construir uma enorme árvore genealógica mostrando os principais acontecimentos da história da humanidade, bem como a sua cronologia e a localização geográfica. Combinando milhares de genomas antigos e modernos, eles conseguiram deduzir uma genealogia humana completa, a partir da aplicação de um novo método não paramétrico. Ao considerar todos os nossos ancestrais como uma única rede, os cientistas foram capazes de estimar características gerais de ancestrais comuns na árvore genealógica humana, como a sua idade e a sua potencial localização.  Cientistas de várias instituições científicas internacionais conseguiram construir uma enorme árvore genealógica mostrando os principais acontecimentos da história da humanidade, bem como a sua cronologia e a localização geográfica. Combinando milhares de genomas antigos e modernos, os pesquisadores conseguiram deduzir uma genealogia humana completa , a partir da aplicação de um nov...

Segundo a revista Science, a capacidade de prever a estrutura tridimensional das proteínas usando inteligência artificial figura como a descoberta científica mais notável de 2021. Usando um algoritmo de IA (AlphaFold, da empresa britânica Deepmind), os cientistas conseguiram prever a complexa estrutura tridimensional que uma cadeia de aminoácidos adota ao se dobrar para dar origem a uma proteína funcional. O banco de dados e o sistema de inteligência artificial fornecem aos pesquisadores ferramentas poderosas para examinar a estrutura 3-D das proteínas e oferecem uma gama de dados que pode abrir caminho para descobertas futuras no campo da biologia. Segundo a revista Science , a capacidade de prever a estrutura tridimensional das proteínas usando inteligência artificial lidera este ano o ranking dos marcos científicos de 2021 . Usando um algoritmo de inteligência artificial ( AlphaFold , da empresa britânica Deepmind ), os cientistas conseguiram prever a complexa estrutura tridimensio...

Devido à sua enorme capacidade de processar dados, os computadores programados com Inteligência Artificial (I. A.)já começaram a auxiliar médicos e pesquisadores na busca por soluções imediatas para conter o avanço da Covid-19.  Além de ajudar na triagem, no diagnóstico e na gestão de recursos, como leitos de  UTI , a I.A. pode permitir aos computadores realizar buscas e determinar padrões entre dados para concluir se estes são ou não relacionados. Com a I.A. também é possível avaliar quais  medicamentos conhecidos da comunidade científica podem atuar de modo mais eficaz  na inibição de infecção viral e na resposta inflamatória provocadas pelo coronavírus. Muito alardeada nos filmes de ficção científica como uma das ferramentas essenciais da medicina do futuro, a Inteligência Artificial (A.I.) está tendo agora a oportunidade de mostrar que pode ser uma arma fundamental também no presente. A pandemia de coronavírus trouxe as máquinas para a linha de frente...

Uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu uma nova metodologia computacional que analisa o  big data  do microbioma humano (intestino e pele, por exemplo) e outros metagenomas (terra ou no mar, por exemplo). A nova ferramenta é capaz de examinar milhares de metagenomas e identificar o sinal evolutivo que pode prever a função de muitos genes microbianos. O método é baseado em um tipo especial de algoritmo de aprendizado de máquina e pode gerar "árvores de decisão", predizer centenas de funções genéticas diferentes ao mesmo tempo, encontrando ligações entre genes e ao mesmo tempo predizendo as funções que desenvolvem na célula microbiana. Uma equipe internacional liderada pelo Instituto de Pesquisa de Barcelona (IRB Barcelona) gerou um algoritmo de aprendizado automático para prever funções genéticas desconhecidas de microrganismos. O sistema examina e compara o big data existentes de metagenomas de microbiomas humanos e ambientais. Essa descobe...

O primeiro “bug” (inseto, em inglês) de computador ocorreu em 1945 numa máquina Harvard Mark II da IBM e foi provocado por um inseto de verdade. Uma mariposa entrou pela janela e entrou na máquina Mark II, na universidade de Harvard e travou todo o sistema. O fato ganhou notoriedade porque o técnico que descobriu a mariposa e a retirou da máquina, anexou o inseto ao seu relatório (foto).  Apesar de provavelmente ter espalhado o termo bug na computação, a palavra já era usada como “erro” ou “problema” desde os tempos da Revolução Industrial. Mas o bug mais famoso e caro da história da informática foi a ameaça do Bug do Milênio na virada de 1999 para o ano 2000. O primeiro “bug” (inseto, em inglês) de computador ocorreu em 1945 numa máquina Harvard Mark II da IBM (sigla para International Business Machines ) e foi provocado por um inseto de verdade. Uma mariposa entrou pela janela e entrou na máquina Mark II , na universidade de Harvard e travou todo o sistema. O inseto foi d...

Segundo um levantamento feito por pesquisadores estadunidenses, a geração de bancos de dados genômicos está crescendo mais rápido que Twitter e YouTube. Atualmente, a tecnologia unicelular de sequenciamento do genoma para a pesquisa do câncer pode resultar em mais de 7 bilhões de genomas sequenciados, um número bem superior à quantidade de habitantes do planeta Cientistas da Universidade de Illinois Urbana-Champaign e Cold Spring Harbor Laboratory , em Nova Iorque , descobriram que a geração de dados genômicos tem superado os três dos maiores domínios de dados ao redor do mundo: Astronomia, Twitter e YouTube. Segundo os pesquisadores, os dados genômicos superam outros geradores de dados porque a taxa de sequenciamento do genoma dobra a cada sete meses. Se mantiver este ritmo, até 2020, mais de um bilhão de bilhões de bases serão sequenciadas e armazenadas por ano, ou seja, 1 exabase . Em 2025, os pesquisadores estimam que a taxa será de quase 1 zettabase (um trilhão de...

Cientistas da computação estão apostando na criação de um programa de computador que seja capaz de extrair informações sobre registros fósseis diretamente dos artigos científicos. Os paleontólogos esperam que o software possa construir bancos de dados sobre fósseis automaticamente a partir dos trabalhos de pesquisa. Para um campo de estudo cuja a razão de ser é o relato de um passado remoto, a paleontologia está extremamente voltada paro o futuro, quando se trata de organizar seus dados. Ao longo dos últimos  15 anos, os paleontólogos reuniram coletivamente registros de mais de um milhão de fósseis em um banco de dados on-line , permitindo-lhes rastrear tendências gerais na história da vida. Agora, eles estão buscando meios de usar programas de computador para extrair dados sobre fósseis de seus trabalhos de pesquisas automaticamente.  Segundo o paleontólogo Shanan Peters, da Universidade de Wisconsin-Madison (UW Madison), que está co-liderando um trabalho q...

Uma equipe internacional de cientistas, com a participação do biólogo espanhol Carlos Duarte, mapeou as populações de medusas nos oceanos do mundo. A nova ferramenta vai analisar o impacto da distribuição destes animais nos ecossistemas marinhos.( crédito ) Um estudo internacional envolvendo pesquisadores do Conselho Superior de Investigações Científicas da Espanha (CSIC) resultou no desenvolvimento do primeiro banco de dados globais sobre registros de águas-vivas , com o objetivo de mapear as populações desses animais nos oceanos. A nova ferramenta vai contribuir para incrementar as poucas informações disponíveis sobre a biomassa de água-viva e sua distribuição global. Esta carência de dados prejudica o debate científico e midiático sobre o comportamento da água-viva num oceano em constante processo de modificação, bem como o seu impacto ecológico. O trabalho foi publicado na revista Global Ecology e Biogeography de julho. Os pesquisadores desenvolveram a chamada...

Professor especialista em Biologia Matemática da Universidade de Oxford sugere a criação de modelos matemáticos para entender a dinâmica das células cancerosas e as suas interações com o tecido saudável como uma alternativa de combate ao câncer Quem conhece bem o blog Biorritmo sabe que a interdisciplinaridade é o meu tema predileto. É bem verdade que já faz algum tempo que eu não posto nada nesta linha.  Fuçando a internet nas últimas semanas encontrei uma matéria muito boa  para reacender o assunto. No começo do mês de julho, o professor Philip Maini , catedrático em Biologia Matemática da Universidade de Oxford, concedeu uma entrevista à agência espanhola Sinc , quando esteve em Madri por ocasião da sua participação na 10ª Conferência do Instituto Americano de Ciências Matemáticas no  ICMAT . Philip Maini lidera desde 1992 o Centro Wolfson de Biologia Matemática, onde se dedica a criar modelos matemáticos para compreender assuntos aparentemente tão dis...

O projeto OpenWorm , um fundo colaborativo aberto, pretende recriar em modelo computacional, a anatomia e os aspectos fisiológicos e comportamentais do C. elegans, um verme muito utilizado nas pesquisas biológicas de vanguarda O projeto OpenWorm pretende construir o primeiro modelo computacional abrangente do Caenorhabditis elegans ( C. elegans ), um verme microscópico muito utilizado em pesquisas biológicas. O projeto tem este nome porque foi concebido com o propósito de reunir colaboradores de diversas áreas do conhecimento para construir o primeiro organismo virtual em computador. Entre os profissionais envolvidos estão biólogos, neurocientistas e especialistas em ciência da computação do mundo todo, os quais trabalham como voluntários. Nos meados da década de 60, o Nobel da Medicina Sidney Brenner propôs a utilização do nematódeo C. elegans , para estudos de genética e desenvolvimento, dado possuir um conjunto de características que o tornavam o ideal para model...

Neurocientista brasileiro desenvolve uma nova ferramenta que permite analisar ondas cerebrais de diferentes frequências procurando por acoplamentos (interações) entre elas. Ele também enfatiza a importância do conhecimento matemático nas investigações biológicas. O neurocientista Adriano Tort , do Instituto do Cérebro na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) , estudou medicina, física e matemática até que se descobriu neurocientista. Hoje ele usa muita coisa de tudo que estudou para entender o que acontece num cérebro. "Há bastante tempo, os cientistas sabem que os neurônios disparam impulsos nervosos. Quando colocamos eletrodos no cérebro das cobaias, vemos que há uma atividade organizada que chamamos de oscilações corticais ou, em termos leigos, ondas cerebrais. Já sabemos que quando registramos essa atividade elétrica, observamos um espectro com diferentes frequências, isto é, as ondas não trabalham isoladamente. Eu até as posso isolar, mas tenho e...

Pesquisadores criam um sistema "inteligente" de controle da rede de semáforos inspirada no movimentos de bandos de aves em migração  Pesquisadores de informática da Universidade de Málaga (Espanha) em colaboração com a Universidad Nacional del Sur (Argentina) criaram um sistema "inteligente" que permite controlar a rede de semáforos em uma cidade. Enquanto os demais estudos se concentram no controle de determinados semáforos localizados em áreas e horários específicos, o sistema criado pelos dos pesquisadores malaguenhos,  é o primeiro a controlar toda as luzes da rede de tráfego de uma cidade. Publicado na revista IEEE Transactions on Evolutionary Computation , o estudo traz uma inovação metodólogica: a técnica usada pelos pesquisadores , chamada de Particle Swarm Optimization (PSO) , foi inspirada nos movimentos de bandos de aves durante as suas migrações. Esses padrões de movimentos são transferidos para um modelo computacional poderoso, o qual ...

Torre com 18 metros de altura e câmera digital são instaladas em Itirapina, no cerrado paulista, para estudos de fenologia remota. Este projeto inovador, batizado de e-fenologia, está sendo financiado pela Fapesp e Microsoft Research Institute Um dos ramos mais antigos das ciências naturais , a fenologia consiste no estudo dos eventos cíclicos de plantas e animais e sua relação com o clima. “É um trabalho artesanal que começa com a marcação de árvores no campo e depois todos os meses a observação do aparecimento de folhas, botões, flores e frutos”, diz a professora Patrícia Morellato , coordenadora do Laboratório de Fenologia do Instituto de Biociências da Universidade Estadual Paulista (Unesp) de Rio Claro . Na fenologia tradicional, os dados coletados são relacionados com a dispersão de sementes por animais frugívoros ou insetos polinizadores que usam recursos florais. Para ir mais além e analisar a influência do clima nas plantas, é preciso um estudo sistemático de cam...

Pessoas sem treinamento acadêmico formal têm ajudado no desenvolvimento de diversas áreas da ciência. Transformar enigmas científicos em jogos eletrônicos é uma estratégia que tem permitido aos ‘gamers’ (foto) contribuir de modo significativo para o avanço da ciência. Nem só de cientistas depende a ciência . Em muitos episódios de sua história, pessoas sem treinamento acadêmico formal desempenharam um importante papel na produção de resultados que contribuíram de modo significativo para mudar certos paradigmas . Os colecionadores têm um destaque especial. Tendo desenvolvido uma afinidade com certos objetos, muitas vezes são eles que fornecem a ordem necessária para o desenvolvimento de hipóteses e modelos gerais. Esse foi o caso de Mary Anning (1799-1847), a chamada princesa da paleontologia , cujas descobertas de fósseis na região da cidade litorânea de Lyme Regis , na Inglaterra , foram fundamentais para sedimentar o pensamento evolucionista que já fermentava na época e que culmi...

Em 1988 o governo americano lançou o primeiro banco de dados público contendo sequências de DNA dos mais diversos organismos. Este repositório de seqüências recebeu o nome de Centro Nacional para Informação em Biotecnologia (NCBI-National Center for Biotechnology Information) . Hoje, este centro tem várias ramificações no mundo inteiro e, além do banco de dados propriamente dito, o NCBI proporciona um grande número de ferramantas de informática e recursos para auxiliar o cientista na pesquisa genética. A utilização cada vez maior da informática no estudo da pesquisa biólogica e ainda mais específicamente no estudo dos genes, deu origem à disciplina conhecida como bioinformática . A bioinformática é ainda considerada uma recente subdivisão da biotecnologia e representa o “casamento” da biotecnologia com a informática. De modo simples, bioinformática consiste no depósito e análise de sequências genéticas em bancos de dados e consequente manipulação e análise destas sequências com a utili...