Trem molecular

7/2/2011

Agência FAPESP – Um sistema de transporte programável em escala molecular foi desenvolvido por um grupo de cientistas das universidades de Kyoto (Japão) e Oxford (Inglaterra). A novidade foi descrita no domingo (6/2) na revista Nature Nanotechnology.
Os pesquisadores não apenas criaram o sistema como conseguiram registrar seu funcionamento em tempo real. O trabalho abre mais um caminho para o desenvolvimento de modelos avançados de transporte de medicamentos ou de outros dispositivos moleculares.
O sistema, que lembra um trem em monotrilho, tem como base as propriedades de automontagem do origami de DNA, uma dobradura do ácido desoxirribonucleico para criar formas em duas ou três dimensões em escala nanométrica.
O dispositivo consiste de um trilho de 100 nanômetros (bilionésimos de metro), motor e combustível. Por meio de microscopia de força atômica, os autores do estudo conseguiram observar em tempo real o motor se deslocando por toda a extensão do trilho em uma velocidade média de 0,1 nanômetro por segundo.
“O trilho e o motor interagem de modo a impulsionar o motor para a frente. Ao variar a distância entre os dormentes, por exemplo, podemos ajustar a velocidade”, disse Masayuki Endo, da Universidade de Kyoto, um dos autores do estudo.
Os pesquisadores estimam que os resultados da pesquisa terão implicações importantes para o desenvolvimento futuro de linhas de montagem programadas em nível molecular que poderão levar à criação de ribossomos sintéticos.

Cientistas desenvolvem monotrilho programável em escala nanométrica. Estudo é destaque naNature Nanotechnology

“As técnicas de origami de DNA permitem a construção de estruturas nanométricas com grande precisão. Podemos imaginar geometrias complexas em trilhos de distâncias maiores que incluam junções. Robôs moleculares manufatores e autônomos são uma possibilidade”, disse Hiroshi Sugiyama, outro autor da pesquisa.
O artigo Direct observation of stepwise movement of a synthetic molecular transporter (doi:10.1038/nnano.2010.284), de Endo e outros, pode ser lido por assinantes da Nature em www.nature.com/nnano. 

Fonte: Agência Fapesp

A nanotecnologia em socorro de olhos deficientes

Retinas danificadas talvez possam ver mais claro, graças a um novo plástico fotossensível, em desenvolvimento no laboratório de um especialista em nanotecnologia no Instituto Italiano de Tecnologia de Milão.

A nanotecnologia pode desempenhar um enorme papel na melhoria das condições de vida de pessoas com desvantagens visuais, pela possibilidade que ela oferece de integrar materiais artificiais funcionais no interior de tecidos nervosos. Contudo, tentativas precedentes de concepção de próteses retinianas, área de pesquisa muitíssimo delicada, não foram bem aceitas pelo corpo humano, porque o implante no olho pode embotar e mesmo danificar as células nervosas, segundo os experts.

Um estudo publicado, em 25 de janeiro, na revista Nature Communications descreve um novo tipo de material semicondutor flexível e orgânico que não afeta desfavoravelmente a saúde e a função das células nervosas, mas que pode, portanto, estimular a atividade neural do olho e produzir algo semelhante à visão humana.

Nanotecnologias e próteses retinianas.Créditos: Julien Tromeur/AFP.

São ainda necessários outros trabalhos, antes que se dê um possível lançamento do produto, contudo, os pesquisadores também explicaram que esta descoberta é promissora, não somente com vistas à elaboração de uma prótese de retina, mas também para criar um tipo de visão artificial colorida para os cegos.

Por outro lado, o primeiro implante de retina, fora do laboratório, espera sua aprovação clínica. Concebido pela empresa americana Second Sight, a prótese retiniana funciona graças a uma minúscula câmera e um transmissor, montados sobre óculos. A câmera sobre os óculos captura uma imagem, que, a seguir, envia a um transmissor, que envia o sinal por meio de um cabo para uma rede de eletrodos que criam impulsos elétricos. O minúsculo implante no olho responde a estes impulsos sinalizando para o cérebro, o que leva a uma percepção de formas luminosas e de sombras (ou motivos visuais) podendo, a seguir, ser interpretadas.

Canoe Santé (Tradução - MIA).

Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia, de título:"A hybrid bioorganic interface for neuronal photoactivation", de autoria de Diego Ghezzi, Maria Rosa Antognazza, Marco Dal Maschio, Erica Lanzarini, Fabio Benfenati e Guglielmo Lanzani, foi publicado o on-line na revista Nature Communications, janeiro 2011, DOI:10.1038/ncomms1164.

Fonte: LQES

Segurança Alimentar: Nanopartículas e nisina para combater a Listéria

Conforme os trabalhos de Robert Scharff, professor de ciência de alimentos na Universidade Estadual de Ohio (EUA), as intoxicações alimentares nos Estados Unidos são responsáveis, a cada ano, por aproximadamente 76 milhões de casos de toxinfecções, por 325.000 casos de hospitalizações e por mais de 5.000 mortes [1]. Os gastos relativos aos tratamentos dessas doenças se elevam a mais de 152 bilhões de dólares por ano. As despesas ligadas às toxinfecções, desencadeadas por Listéria, se elevam a 8,8 bilhões de dólares e ficam em terceiro lugar atrás daquelas devidas à Campylobacter (18,8 bilhões) e à Salmonela (14,6 bilhões).

Listeria monocytogenes.Créditos: Marlerblog

A Listéria é um patógeno de origem alimentar, potencialmente letal, encontrada em derivados do leite e no leite (especialmente crus), em carnes e legumes. Trabalhos recentes se voltam para a utilização das nanotecnologias para melhorar a eficácia dos compostos antimicrobianos empregados na conservação dos produtos alimentares. Uma equipe de pesquisa da Universidade de Purdue, Indiana (EUA), desenvolveu uma nanopartícula que pode conter e liberar um agente antimicrobiano, a nisina, com o objetivo de aumentar o tempo de vida dos alimentos susceptíveis de serem contaminados por Listeria monocytogenes. Os resultados dos trabalhos realizados, especialmente pelos professores Arun Bhunia e Yuan Yao, foram publicados no Journal of Controlled Release. O Departamento de Agricultura dos Estados Unidos e a National Science Foundation financiaram as pesquisas.

A nisina é uma bacteriocina, de natureza proteica, produzida por bactérias, que apresenta propriedades bactericidas ou bacteriostáticas. Enquanto aditivo alimentar, a nisina tem o código E234. É um polipeptídeo constituído de 34 aminoácidos e produzido pela bactéria Lactococcus lactis ssp. lactis. Seu espectro de ação é relativamente estreito e age essencialmente sobre as bactérias Gram-positivas. A nisina possui um duplo modo de ação antimicrobiana: ela se liga ao lipídio II, depois inibe a síntese da parede celular e forma poros em nível da membrana citoplásmica. Os lipídeos II são precursores da ancoragem da parede celular na membrana que são essenciais à biossíntese da parede bacteriana. A nisina é um composto largamente distribuído e utilizado nas indústrias há vários anos, mas apresenta o problema de ser rapidamente esgotado nos sistemas alimentares. Este fenômeno pode ser causado por difusão física, adsorção ou/e degradação química.

Os cientistas desenvolveram nanopartículas à base de fitoglicogênio (PG) proveniente do mutante su1 do milho, como transportador de nisina. O objetivo é minimizar as perdas de peptídeo durante a conservação dos produtos alimentares e, por outro lado, permitir uma liberação eficaz em presença de bactérias. Para isto, Yuan Yao conseguiu alterar a superfície do PG, submetendo-o a uma beta-amilólise. Em seguida, substituiu grupos succinato (carregados negativamente) ou octenil succinato (carregados negativamente e hidrófobos). Isto permitiu a ele obter várias formas de nanopartícula podendo absorver e estabilizar a nisina (carregada positivamente) graças à ligações de baixa energia tipo eletrostáticas e hidrófobas.

Com o objetivo de avaliar a eficácia dos derivados de PG utilizados como transportadores de nisina, os pesquisadores recorreram aos seguintes métodos: ultrafiltrações por centrifugação, medida do potencial zeta dos derivados de PG e dosagem biológica para medir a atividade inibidora da nisina contra L. monocytogenes. Todas as abordagens indicam que a concentração de nisina fixada é favorável quando de um alto grau de substituição (DS), presença de um grupo característico octenil hidrófobo e de beta-amilólise sobre as nanopartículas de PG.

Para avaliar a eficácia da nisina a longo prazo, preparações contendo nisina e derivados de PG foram carregadas em um modelo de ágar BHI (Brain Heart Infusion) imitando o esgotamento da nisina na superfície dos alimentos. As atividades inibidoras residuais das preparações contra L. monocitogenes foram, a seguir, acompanhadas durante 21 dias a uma temperatura de incubação de 4oC. Os resultados evidenciaram que todos os derivados de PG permitiram uma manutenção prolongada da atividade da nisina e uma maior retenção estava associada a fortes graus de substituição, beta-amilólise e octenil succinato.

Segundo Arun Bhunia, estas nanopartículas revelam ser vetores melhorados para liberar as propriedades antimicrobianas da nisina numa situação de um uso longo. Em vista de aplicações práticas, Yuan Yao considera que uma solução contendo as nanopartículas e nisina livre (permitindo um equilíbrio entre as duas formas de nisina) poderia ser vaporizada sobre os alimentos ou incluída nas embalagens.

A equipe de pesquisa doravante prossegue seus trabalhos com outros peptídeos antimicrobianos alimentares e nanoestruturas para Listéria e igualmente outros patógenos alimentares como E. coli O157:H7 e as salmonelas.

Estes novos avanços na área das nanotecnologias aplicadas às ciências de alimentos fazem uma vez mais emergir a questão da segurança ligada à utilização desses compostos. Tais questões são cada vez mais discutidas na comunidade científica americana e no interior das organizações internacionais como testemunham as discussões relativas aos riscos colocados pelos nanomateriais quando da conferência Week of Nano, acontecida em outubro de 2010 na Rice University, no Texas, e as conclusões do workshop da OCDE, que teve lugar em Paris em julho.

Purdue University (Tradução - MIA)..

[1] Foodborne Illness Statistics - 30/04/2009 - U.S. Food and Drug Administration (FDA).

Nota do Scientific Editor: o artigo que deu origem a esta notícia, de título:"Designing carbohydrate nanoparticles for prolonged efficacy of antimicrobial peptide", de autoria de Lin Bi, Lei Yang, Ganesan Narsimhan, Arun K. Bhunia e Yuan Yao, foi publicado on-line na revista Journal of Controlled Release, dezembro 2010, DOI:10.1016/j.jconrel.2010.11.024.

Fonte: LQES

Nano Energy 2011 - Especialistas em nanotecnologia discutem avanços em energia alternativa

Evento internacional é aberto a alunos, pesquisadores e empresários

Especialistas dos principais institutos de pesquisa dos Estados Unidos, da Europa e de Israel em nanociência e nanotecnologia darão palestras e oficinas na Nano Energy 2011 - Conferência Internacional "Materiais e dispositivos em nanoescala para conversão de energia, armazenamento e biossensores".

O evento será realizado de 3 a 6 de abril no Pirâmide Natal Resort& Convention, em Natal (RN). Os interessados devem se inscrever até o dia 10 de fevereiro, pelo site do evento: http://www.hopv.org/nanoenergy11/info_registration.php

Fonte: Jornal da Ciência

Nanotubo de carbono controla spin de elétrons

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/01/2011

O efeito ocorre de forma geral, em nanotubos de carbono com defeitos

e impurezas - o que é muito importante quando a preocupação é caminhar

rumo a componentes realísticos.[Imagem: Jespersen et al.]

Spintrônica

Uma nova descoberta científica poderá ter implicações profundas para os componentes da nanoeletrônica, sobretudo no campo da spintrônica.

Pesquisadores da Dinamarca e Japão, trabalhando conjuntamente, mostraram como os elétrons apresentam uma interação única entre o seu movimento e seu campo magnético associado - o chamado spin - quando estão sobre um nanotubo de carbono.

A descoberta abre caminho para um controle sem precedentes sobre o spin dos elétrons e pode ter um grande impacto sobre a nanoeletrônica baseada no spin - e não baseada apenas na carga dos elétrons, o que é a base da atual eletrônica.

Giro no nanotubo

Além de uma carga, todos os elétrons têm um campo magnético associado - o chamado spin. Pode-se pensar no spin como se cada elétron carregasse consigo uma minúscula barra magnética.

Como aponta para um lado ou para o outro, o spin pode ser usado como um bit, guardando 0 ou 1.

O problema é que medir e controlar o spin é algo bastante difícil.

Nas camadas planas de grafite, ou mesmo no grafeno, o movimento dos elétrons não afeta o spin, e a pequena barra magnética aponta em direções aleatórias. Como resultado, o grafite não era um candidato óbvio para a fabricação de componentes spintrônicos.

"Entretanto, nossos resultados mostram que, se a camada de grafite for curvada em um tubo com um diâmetro de apenas alguns nanômetros, o spin dos elétrons individuais é fortemente influenciado pelo movimento dos elétrons. Quando os elétrons sobre o nanotubo são forçados a se mover em círculos ao redor do tubo, o resultado é que todos os spins passam a apontar na direção do tubo," explicam Thomas Sand Jespersen e Kasper Grove-Rasmussen, do Instituto Niels Bohr.

Componentes realísticos

Os cientistas acreditavam que este fenômeno só poderia ocorrer em casos especiais de um único elétron em um nanotubo de carbono perfeito, flutuando livremente no vácuo - uma situação que é muito difícil de criar na prática.

Agora, os resultados mostram que o alinhamento ocorre de forma geral, com quantidades arbitrárias de elétrons, em nanotubos de carbono com defeitos e impurezas - o que é muito importante quando a preocupação é caminhar rumo a componentes realísticos.

A interação entre o movimento e o spin foi medida transmitindo uma corrente através do nanotubo, onde o número de elétrons pode ser controlado individualmente.

Os pesquisadores explicam que o experimento demonstra também como se pode controlar a intensidade do efeito ou mesmo desligá-lo totalmente, apenas escolhendo o número certo de elétrons. Isso abre um leque de novas possibilidades para o controle do spin e para sua aplicação prática.

Bibliografia:

Gate-dependent spin-orbit coupling in multielectron carbon nanotubes
T. S. Jespersen, K. Grove-Rasmussen, J. Paaske, K. Muraki, T. Fujisawa, J. Nygård, K. Flensberg
Nature Physics
23 January 2011
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/NPHYS1880

Fonte: Inovação Tecnológica

Criado primeiro curso de graduação em nanotecnologia do Brasil

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/09/2010

Curso de nanotecnologia

O Centro Técnico Científico da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) abriu inscrições para o vestibular no curso de Engenharia em Nanotecnologia.

Primeiro curso em nanotecnologia da América Latina, esta será uma das habilitações em engenharia e já está disponível no vestibular deste ano para ingresso no primeiro semestre de 2011. O prazo final para inscrição no vestibular se encerra em 10 de setembro.

Classificado como interdisciplinar, além da engenharia o curso reunirá áreas distintas como biologia, física, química, eletrônica, computação e ciência de materiais.

Formação em nanotecnologia

Devido à multidisciplinaridade da grade curricular, o engenheiro em nanotecnologia terá uma base de conhecimento mais ampla do que as engenharias tradicionais.

A Engenharia em Nanotecnologia será uma nova profissão que visa aplicar o conhecimento técnico e científico para inovar e aperfeiçoar materiais, estruturas, máquinas, instrumentos, sistemas e processos com propriedades e funcionalidades diferenciadas, normalmente não encontradas nos materiais naturais.

Por esta razão as nanotecnologias são consideradas disruptivas. Seu impacto no mercado profissional deverá impulsionar vários setores da economia: eletroeletrônica, energia, veículos e equipamentos de transportes, tecnologia da informação, construção civil, química e petroquímica, agronegócio, biomedicina e terapêutica, óptica, metrologia, metalurgia, produção mineral, proteção e remediação ambiental.

A Nanotecnologia também abre oportunidades para o empreendedorismo: mundialmente, a maioria das empresas de nanotecnologia nasce como spin-offs em universidades e laboratórios de pesquisa, a partir da patente de produtos inovadores.

Engenheiro em nanotecnologia

O curso será constituído de um ciclo básico - comum a todas as engenharias, onde o aluno receberá ampla formação científica - e um ciclo profissional - equilibrado em quatro áreas básicas: física, química, elétrica e de materiais.

Além disso, o Engenheiro em Nanotecnologia poderá ingressar em programas de pós-graduação e pesquisa na nanociência e nanotecnologia nas áreas de física, eletrônica, materiais, semicondutores e bionanotecnologia.

Mais informações sobre o curso podem ser obtidas nos endereços www.ctc.puc- rio.br e www.puc-rio.br/vestibular.

Correção

13/09/2010 09h10: Ao contrário do que afirma nossa reportagem, o primeiro curso de nanotecnologia no Brasil foi criado na UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro) no primeiro semestre de 2010. Para outros links atualizados, sugerimos visitar a página http://en.wikipedia.org/wiki/Nanotechnology_education#Brazil.

Fonte: Inovação Tecnológica
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UFRJ oferece primeiro curso de nanotecnologia do Brasil

CLIPPING

14 / 10 / 2009

A Escola Politécnica, juntamente ao Instituto de Física, ao Instituto de Macromoléculas Professora Eloisa Mano e ao Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, será responsável pelo novo curso de graduação em Nanotecnologia, que terá início no primeiro semestre de 2010. Inicialmente haverá a oferta de 30 vagas no Fundão e 20 vagas no pólo de Xerém.

Durante o Ciclo Básico, o estudante terá formação em Matemática, Física, Química e Biologia. Após o período de dois anos, ele poderá optar por uma das três ênfases (Física, Materiais e Bionanotecnologia), cada uma com seu próprio conjunto de disciplinas obrigatórias.

Para Rodrigo Capaz, professor do Instituto de Física da UFRJ e autor do projeto de criação do curso, a formação em Nanotecnologia é estratégica para o país:

“Em breve, os produtos e processos nanotecnológicos irão movimentar de forma importante a economia mundial e o Brasil deve inserir-se neste processo”, diz ele.

Já existem cursos similares no exterior, mas no Brasil a UFRJ é a primeira universidade a oferecer a graduação em Nanotecnologia:

“Espera-se que haja muita interação entre graduação, pós-graduação e pesquisa, de modo que este curso irá contribuir também para o aumento das atividades de pesquisa nesta área”, ressalta Capaz.

O objetivo da grade curricular proposta, com duração mínima de quatro anos, é formar profissionais voltados para as empresas que atuam nas diversas vertentes da área de nanotecnologia. Para atender a demanda de novos alunos e matérias, o Conselho Universitário já aprovou a contratação de cerca de 50 docentes para as atividades do curso, sendo 30 para o pólo de Xerém e 20 para a Cidade Universitária.

A UFRJ já possui pesquisas em Nanociência e Nanotecnologia, o que ajudou a identificar a necessidade da formação de profissionais a nível de graduação nessa área. (Fonte: JB Online)

Fonte:  Ambiental Brasil

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Vejam:
a) PUC-Rio lança primeiro curso de Engenharia em Nanotecnologia para o vestibular 2011

Nanotecnologia para transporte eficaz de medicamentos

14/10/2010

Por Fábio Reynol

Agência FAPESP – Uma nova geração de sistemas nanométricos capazes de levar medicamentos até o local do organismo no qual devem agir foi desenvolvida em um trabalho conjunto feito entre pesquisadores da Universidade de São Paulo (FFCLRP-USP) e do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT).

O trabalho gerou um depósito de patente e foi apresentado na 2nd Conference Innovation in Drug Delivery, em Aix-en-Provence, na França, na semana passada.

“Trata-se de um nanocarreador capaz de levar drogas hidrofílicas (solúveis em água), o que é inédito”, disse o professor Antonio Cláudio Tedesco, do Departamento de Química da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) da USP, à Agência FAPESP.

Ele conta que os nanocarreadores já desenvolvidos só obtiveram sucesso ao transportar substâncias hidrofóbicas, as quais não se dissolvem na água, o que limitava o campo de aplicação.

Tedesco é coordenador de um Projeto Temático FAPESP voltado ao desenvolvimento de nanocarreadores de fármacos aplicados à saúde (câncer, doenças degenerativas do sistema nervoso central, entre outros). O produto desenvolvido em parceria com o IPT surgiu do projeto de doutorado em desenvolvimento da bioquímica-farmacêutica Natália Neto Pereira Cerize, orientanda de Tedesco.

Natália tinha Bolsa de Doutorado Direto da FAPESP até o início de 2010, quando passou em um concurso para pesquisadora do Laboratório de Processos Químicos e Tecnologia de Partículas (LPP) do IPT. A pesquisa desenvolvida desde o início na USP em parceria com o instituto contou sempre com a coorientação da pesquisadora Maria Inês Ré, do LPP.

“Tivemos a preocupação de utilizar substâncias biocompatíveis, de modo que não apresentem problemas em uma futura aplicação em humanos”, afirmou Natália.

Ela também salientou a versatilidade do produto, que poderá ser empregado em diferentes partes do organismo, como pele e mucosas. “Por esse motivo, patenteamos o processo de fabricação do nanocarreador e não de um medicamento ou de uma aplicação específica”, explicou.

Diferentemente dos medicamentos convencionais, que precisam ser administrados em doses maiores a fim de que uma parte deles chegue ao local desejado, os nanocarreadores podem levar quantidades bem menores do princípio ativo.

Além de gerar economia de fármacos, essa característica reduz os efeitos colaterais causados pelas drogas. Isso ocorre porque as nanopartículas são projetadas para apresentar seletividade para um determinado alvo biológico.

Outra vantagem é que as partículas nanométricas executam uma liberação controlada do medicamento. Essa ação evita os picos de dosagem que ocorrem com os remédios convencionais. Ao serem liberados continuamente, os princípios ativos mantêm níveis constantes no organismo.

Escala industrial

O novo nanocarreador começou a ser aplicado em testes laboratoriais no tratamento de câncer de pele. A ideia é que uma solução tópica aplicada sobre a pele atinja as células tumorais. O estímulo para a ação do medicamento é dado pela exposição à luz, na chamada terapia fotodinâmica.

Ao serem expostas à luz, as substâncias utilizadas no medicamento dão início a um processo complexo que resulta na liberação de radicais livres, que funcionariam como disparadores da apoptose (morte celular programada) das células doentes.

“A célula neoplásica não dispara a apoptose. É como se ela se esquecesse de morrer e assim se reproduz indefinidamente. Ao receber um choque de radicais livres disparados por um feixe de luz, a célula reativa o sistema de apoptose”, explicou Tedesco.

Natália ressalta que outra preocupação da equipe foi produzir um nanocarreador que pudesse ser fabricado em larga escala e com os equipamentos já existentes na indústria farmacêutica. “Há muita pesquisa que gera produtos eficazes, mas que são comercialmente inviáveis, pois apresentam incompatibilidade com a tecnologia farmacêutica atual”, pontuou.

No entanto, apesar de apresentar grande potencial, a tecnologia patenteada ainda terá de percorrer um longo caminho antes de ser disponibilizada nas farmácias, ressaltam os pesquisadores.

O grupo acaba de iniciar a etapa laboratorial dos testes e ainda virão as fases in vitro, in vivo em animais e, finalmente, testes clínicos, com muitos ativos de interesse.

“Trata-se de um produto inovador e promissor, com perspectivas de aplicação, mas que ainda precisa de muitos estudos para que seja disponibilizado no mercado”, disse Natália.

Fonte: Agência Fapesp

Nanotecnologia e religião: pequenos objetos, grandes dilemas

Marcio Antonio Campos

Mais uma dessas coincidências da vida: estou vendo a sexta temporada de Arquivo X em DVD, e em um dos episódios (chamado S.R. 819) o diretor-assistente Skinner é envenenado com o que parece ser um dispositivo nanotecnológico. E ontem, em um site da Northwestern University, nos Estados Unidos, Elizabeth Bahm publicou um artigo sobre a maneira como a religião pode enxergar a nanotecnologia.

Mais que a realidade, é o potencial da nanotecnologia
que desperta questões de ordem ética.

Resumindo bem resumido, a nanotecnologia é uma área que lida com pesquisa e produção de objetos em escalas absurdamente minúsculas, da ordem de milionésimos de milímetro. As aplicações mais visíveis (se me permitem o trocadilho) da nanotecnologia atualmente, acredito eu, estão no ramo da eletrônica, onde se consegue colocar cada vez mais componentes e mais informação em peças cada vez menores. No entanto, existem muitos outros usos, já em curso ou apenas imaginados, para a nanotecnologia, como a produção de energia e a medicina.

O artigo começa com a seguinte observação: Avanços científicos e crenças religiosas têm entrado em conflito repetidamente nos últimos anos por causa de temas como pesquisas com células-tronco e evolução. À medida que a nanotecnologia ganha espaço nas vidas dos americanos, pesquisadores se perguntam se ela não encontrará oposição semelhante. É uma constatação correta, mas um pouco incompleta.

De fato, esses dois assuntos costumam opor cientistas e religiosos (percebam que eu não escrevi "opor ciência e religião"), mas esses conflitos não são do mesmo tipo. A discussão sobre a evolução gira em torno de fatos. Ou a evolução aconteceu, ou não aconteceu, e isso independe do que acreditemos (ou não) a respeito do assunto. O que os cientistas fazem é tentar desvendar como ocorreram os processos que levaram a natureza e os seres vivos ao estado atual. Para ficarmos no exemplo dos cristãos, a Bíblia não afirma nada a esse respeito de modo claro, e há interpretações que são incompatíveis com a noção de evolução por seleção natural. Mas, se as evidências científicas apontarem para o outro lado, melhor seguir o conselho de São Roberto Bellarmino e admitir que errada está aquela interpretação da Bíblia (a interpretação, não a Bíblia em si), e não a ciência.

Já a discussão sobre células-tronco embrionárias (por que todo mundo se esquece desse detalhe?) gira em torno depráticas, e não de fatos. Os cientistas podem optar por fazer pesquisa com embrião, ou podem escolher não fazer isso. A objeção baseada em religião também é de uma natureza um pouco diferente, porque ela entra no âmbito moral, envolve ações livres do ser humano. No caso da evolução, não há ações humanas envolvidas, e sim uma discussão sobre o que o mundo é, e o que o mundo foi. No caso das células embrionárias, a discussão é sobre o que nós fazemos e o que nós deveríamos fazer.

Quaisquer objeções de ordem religiosa à nanotecnologia serão desse segundo tipo, de ordem moral, relativas aos usos dessa tecnologia. A autora do artigo identifica os dilemas morais usando palavras do professor Dietram Scheufele: Para algumas pessoas, diz ele, a nanotecnologia pode significar controvérsias como biologia sintética, melhoramento humano ou desenvolvimento de armas. Para outras, pode simplesmente representar melhores tacos de golfe ou equipamento médico avançado. O potencial da nanotecnologia levanta o que Scheufele identificou com uma questão crucial: "Fazemos tudo que é possível agora, deveríamos fazer tudo que é possível? Os conflitos entre o filosoficamente e o cientificamente possível vão surgir, porque a nanotecnologia vai estar presente em praticamente todas as áreas de nossas vidas".

Como vemos, a discussão não é se a nanotecnologia vai permitir criar microchips que serão a marca da besta do Apocalipse (acreditem, já ouvi isso por aí), e sim sobre aqueles usos que, embora cientificamente possíveis, levantam críticas do ponto de vista da moralidade. São preocupações da mesma ordem daquelas mencionadas na semana passada com o DNA sintético. Por exemplo, há quem diga que, no longo prazo, a nanotecnologia vai trazer a imortalidade, ou pelo menos um prolongamento extremo da vida (o que me lembra outro episódio da sexta temporada de Arquivo X, o do fotógrafo). Isso seria correto? Não é preciso esperar que as técnicas existam para promover este debate, pois os conceitos em torno dos quais a discussão aconteceria, como a ideia de dignidade humana, já estão aí para serem aplicados.

Fonte: Gazeta do Povo

Looking at nanotech through the lens of religion

BY ELIZABETH BAHM

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Googling the future of information

Scientific advances and religious beliefs have clashed repeatedly in recent years over issues such as stem cell research and evolution.  As nanotechnology becomes a greater part of Americans’ daily lives, researchers have asked whether it will face similar opposition. Experts say that the answer lies in finding solutions to the larger challenges of communicating between science and religion.

In 2008, University of Wisconsin researchers found a link between a higher incidence of religious belief and distrust of nanotechnology. They found greater acceptance of the science in Europe countries where religiosity ranked lower compared with a greater distrust among American citizens who reported that religion played a significant role in their lives.

Dietram Scheufele, a Wisconsin professor of life sciences communication and a lead author on the study, originally published in Nature Nanotechnology, said that this research and his continuing work in the field of society and nanotechnology revealed “perceptional filters” that shape how people use scientific information. He said religion can act as one such filter, serving as a lens that shapes how we see information.

“It didn’t necessarily mean that they don’t know about the scientific information, they just choose to interpret it differently than people who are maybe less religious,” said Scheufele.

Nanotechnology faces unique challenges when it comes to public opinion and perception since it is currently making the transition from an abstraction into realities and concrete applications. To some people, he said, nanotechnology might mean controversial areas such as synthetic biology, human enhancement, or weapons development. To others, it may simply represent better golf clubs and advanced medical equipment.

The possibilities of nanotech raise what Scheufele identified as an essential question:  “Do we do everything that’s now possible, should we do everything – those conflicts between the philosophical and the scientifically possible will emerge because nano will infiltrate pretty much every area of our lives.”

Such questions are a common refrain heard by Gayle Woloschak, director of Chicago’s Zygon Center for Religion and Science, and a self-identified “believing scientist” of Eastern Orthodox faith.  A professor of cell and molecular biology at Northwestern University, she said that concerns and questions over “jumping the gun” with the use of nanotech dominate the conversation when she speaks about the field with religious communities.

“They say things like cell phones come out, everybody uses them, and then after we use them we ask, ‘Are they safe?,’ and that’s sort of the fear with nanotechnology,” said Woloschak.

Philip Hefner, retired director of the Zygon Center and professor emeritus of systematic theology at the Lutheran School of Theology in Chicago, said he has observed a “lukewarm attitude towards technology” among church leaders and theologians.  He noted that while many technological advances are taken for granted, like the presence of computer technology in our lives, more cutting-edge advances such as nanotechnology are often singled out as a target of skepticism.

Hefner placed these concerns in deeply seated dualisms in Western culture and religion, which perceive a clear divide between such realms as mind-body, humans-nature or nature-technology.  Though he said that such dualisms are “deeply embedded in our culture,” he added that many theologians are also working to overcome them through dialogue with science.

“For a long time we’ve thought that those dualisms don’t make sense and that we have to look at things differently.  Science is a big factor in showing us that mind and body are not as distinct as we’d like to make them, and that human beings are part of nature, they’re not separate from nature,” he said.

Just as the religious community faces challenges in reorienting its perceptions, experts also suggested that scientists must to the same. Woloschak said that scientific language can be a barrier to understanding complex concepts, and that opportunities for dialogue between religious and scientific communities can help overcome this obstacle.

She also identified fundamentalist perspectives as an issue for the scientific community as well as the religious one. “I think a lot of scientists lump religious people together as a bunch of fundamentalists,” she said, “So it ends up being that there are misconceptions about each other and they do stem a lot from language issues.”

Scheufele said his research has found a high level of public trust in scientists’ ability to correctly and accurately conduct research, but less trust in their ability to navigate the moral implications of applying research. While scientists have often removed themselves from public debates for the sake of objectivity, he suggested this may do more harm than good to the public discourse.

“The key solution,” he said, “will be the willingness of all of us to have conversations that cover concerns that the public has, which might not be scientific in nature but can benefit greatly from input from scientists.”

Fonte: Medill Reports - Chicago, Northwestern University

Nanorrobô feito de DNA dá os primeiros passos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/05/2010

O nanorrobô, com um comportamento que pode ser controlado previamente, foi construído com uma técnica chamada origami de DNA.[Imagem: Paul Michelotti]

Robô molecular
Cientistas norte-americanos criaram um robô molecular autônomo, feito com fitas de DNA, que é capaz de se mover, parar e virar ao longo de uma pista também construída com moléculas de DNA.
A miniaturização dos robôs, fazendo-os encolher até a escala molecular, poderá oferecer aos cientistas ferramentas para atuar em nível molecular que trarão os mesmos benefícios que os robôs e a automação trouxeram para a escala macroscópica.
Embora ainda estejam longe de se tornarem práticos, os robôs moleculares poderão ser programados para avaliar o ambiente ao seu redor por meio de sensores, detectando, por exemplo, moléculas no interior das células que indiquem a presença de doenças.

Robô de DNA
Em teoria, esses nanorrobôs poderão ser capazes de tomar uma decisão - decidir se uma célula é cancerosa ou não - e agir com base nessa decisão - descarregar drogas que eliminem células cancerosas, por exemplo.
Embora o conceito seja promissor, há muitos problemas práticos a serem vencidos. O robô molecular agora demonstrado também pode ser chamado de "moléculas que se comportam como robôs". E como programar moléculas para que elas desempenhem tarefas complexas?
"Na robótica normal, o próprio robô contém as informações sobre os comandos, mas com moléculas individuais você não pode guardar essa quantidade de informações. Assim, a ideia é manter as informações sobre os comandos fora do robô," explica o Dr. Nils Walter, da Universidade de Michigan.
Walter é um dos membros da equipe que construiu o nanorrobô de DNA, que inclui ainda cientistas das universidades de Colúmbia, Arizona e Caltech.

Origami de DNA

A trilha diz ao robô molecular por onde andar, onde parar, virar para a esquerda ou para a direita ou parar. [Imagem: Lund et al./Nature]





O nanorrobô, com um comportamento que pode ser controlado previamente, foi construído com uma técnica chamada origami de DNA.

O origami de DNA é uma espécie de estrutura feita com fitas de DNA que se encaixam autonomamente para formar virtualmente qualquer formato ou padrão.

Usando as propriedades de reconhecimento de sequências dos pares de bases, os origamis de DNA são criados a partir de uma longa fita de DNA e uma mistura de diversos tipos de fitas curtas de DNA que se ligam à fita longa no formato desejado por meio de uma espécie de "grampo".

Os cientistas usaram essa técnica para construir uma pista para o seu nanorrobô na forma de um quadrado com apenas 100 nanômetros de lado e uma espessura de 2 nanômetros.

Trilha de miolo de pão

Mas era necessário ainda dizer ao robô por onde ele deve andar. A trilha, que os cientistas chamam de "trilha de miolo de pão", é formada por oligonucleotídeos - moléculas de DNA com uma única fita - que são conectados aos "grampos" que unem o origami original.

É esta trilha que diz ao robô molecular por onde andar, onde parar, virar para a esquerda ou para a direita ou parar. Os "miolos de pão" representam, assim, os comandos que dizem ao robô o que ele deve fazer.

O robô molecular propriamente dito, medindo 4 nanômetros de diâmetro, foi construído a partir de uma proteína chamada estreptavidina, que possui quatro subunidades idênticas, nas quais podem ser construídas as pernas do robô. Cada perna é também uma pequena fita de DNA ligada à proteína por meio de um composto químico chamado biotina.

"É uma aranha molecular de quatro patas," brinca Milan Stojanovic, que foi o inventor desse robô molecular. Até agora, porém, ele não havia sido capaz de fazer suas aranhas moleculares andarem de forma controlada.

Primeiros passos

Os cientistas usaram moléculas de DNA para construir uma pista para o seu nanorrobô na forma de um quadrado com apenas 100 nanômetros de lado e uma espessura de 2 nanômetros. [Imagem: Lund et al./Nature]


Três das pernas do nanorrobô são feitas de DNA enzimático, uma molécula que se liga e corta uma sequência particular de DNA. A quarta perna é uma espécie de "tiro de partida", que mantém o robô conectado à pista até que ele seja liberado para andar.

Depois que é liberado, o robô segue a trilha ligando-se e cortando as fitas de DNA. "Quando ele corta, o produto se dissocia, e a perna começa a procurar pelo próximo substrato," explica Hao Yan, outro membro da equipe. "O robô pára quando ele encontra uma fita de DNA à qual ele se liga mas não consegue cortar."

Teoricamente, o nanorrobô é capaz de dar milhares de passos. Neste primeiro experimento, contudo, ele deu cerca de 50 passos - um grande progresso em relação às tentativas anteriores, que não passaram dos três passos.

O próximo objetivo dos pesquisadores é adicionar um segundo nanorrobô à mesma pista, fazendo com que os dois comuniquem-se um com o outro e com o ambiente. "A chave é aprender como programar comportamentos de alto nível por meio de interações de baixo nível," diz Stojanovic.

Medos dos nanorrobôs

Manter o controle fora do nanorrobô parece ser uma "vacina" segura contra o maior temor levantado contra robôs capazes de manipular a matéria na escala atômica.

Embora pareça ser muito interessante construir objetos úteis manipulando átomos e moléculas, há sempre o risco de que os robôs saiam de controle e comecem a mexer em átomos e moléculas que não deveriam, estragando o que já estava construído.

Hipóteses ficcionais levantam até mesmo a possibilidade, bastante irreal, de que os nanorrobôs poderiam fabricar outros iguais a eles e, no limite, destruir o planeta inteiro.

Vários outros experimentos já demonstraram dispositivos teoricamente úteis utilizando fitas de DNA - ainda que essa utilidade possa estar décadas à frente.

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Bibliografia:

Molecular robots guided by prescriptive landscapes
Kyle Lund, Anthony J. Manzo, Nadine Dabby, Nicole Michelotti, Alexander Johnson-Buck, Jeanette Nangreave, Steven Taylor, Renjun Pei, Milan N. Stojanovic, Nils G. Walter, Erik Winfree
Nature
13 May 2010
Vol.: 465, 206-210
DOI: 10.1038/nature09012

Fonte: Inovação Tecnológica