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Detectando a vida extraterrestre através de nanosensores mecânicos

Procurar por vida em outros planetas não é tão simples.  Geralmente isto é feito através do uso de detecção química, que pode estar limitada, ou até mesmo ser irrelevante à biologia alienígena.  Por outro lado, o movimento é a marca registrada de toda a vida, e pode ser usado para a identificação de micro organismos, sem qualquer necessidade de presciência química.

Os cientistas da EPFL (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne), na Suíça, desenvolveram um detector de movimento extremamente sensível, todavia simples, que pode ser construído facilmente através da adaptação da tecnologia já existente.  O sistema se provou preciso na detecção de bactérias, leveduras e até mesmo células cancerígenas, e está sendo considerado para o teste rápido de drogas e até mesmo a detecção de vida extraterrestre.  O trabalho foi publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Giovanni Dietler, Sandor Kasas e Giovanni Long, EPFL, são os desenvolvedores do detector que usa uma viga de balanço minúscula para detectar o movimento.  Uma viga de balanço é essencialmente uma viga ancorada somente numa ponta, com a outra ponta carregando a carga.  O projeto da viga de balanço é muitas vezes usado em pontes e prédios, mas aqui ela é implementada numa balança micrométrica, e aproximadamente 500 bactérias podem ser depositadas nela.

A ideia veio da tecnologia por detrás de um microscópio existente, o microscópio de força atômica. Este poderoso microscópio usa uma viga de balanço para produzir imagens dos próprios átomos numa superfície.  A viga de balanço faz uma varredura da superfície, de forma similar à uma agulha num disco de vinil e seu movimento para cima e para baixo é lido por um laser para produzir a imagem.

O sensor de movimento que Dietler e Kasas desenvolveram funciona da mesma forma, mas aqui a amostra é anexada à própria viga de balanço.  Por exemplo, uma bactéria se agarra na viga de balanço.  Se a bactéria estiver viva, ela inevitavelmente irá se mover de alguma forma.  Esse movimento também move uma viga de balanço muito menor e sensível, e isso é captado pelo laser como uma série de vibrações.  Isto é considerado como um sinal de vida.

Os cientista testaram com sucesso seu novo sistema com bactérias isoladas, leveduras, células de camundongos e humanas.  Eles até mesmo testaram o solo ao redor do campus da EPFL e a água do Rio Sorge, próximo ao local.  Em cada caso, eles foram capazes de precisamente detectar e isolar assinaturas de vibrações das células vivas.  Quando eles usaram medicamentos para matar tudo que estava vivo, os sinais de movimento cessaram.

O sistema possui o benefício de ser completamente livre de química“, diz Dietler.  “Isso significa que ele pode ser usado em qualquer lugar – em teste de medicamentos ou até mesmo para a procura por vida extraterrestre.”  Os cientistas imaginam um grande conjunto de sensores de vigas de balanço usados em futuras sondas de exploração espacial, como o jipe-sonda em Marte.  Por contar somente com o movimento, ao invés da química, o sensor de viga de balanço seria capaz de detectar formas de vida em elementos nativos a outros planetas, tal como o metano nos lagos de Titã.

Porém, as aplicações mais imediatas do sistema de viga de balanço estão no desenvolvimento de medicamentos.  Usadas em grande escala, as vigas de balanço poderiam ser cobertas por bactérias ou células de câncer e incubadas com vários compostos de medicamentos.  Se os medicamentos forem eficientes contra as células, os sinais de movimentos diminuiriam ou parariam de vez, à medida que as células morrem.  Esta abordagem seria consideravelmente mais rápida do que os sistemas atuais usados na indústria farmacêutica, quando testam novos antibióticos e medicamentos anti-câncer.

Este é realmente o próximo passo“, diz Dietler. “Mas ainda vamos telefonar para a ESA e a NASA para ver se eles estão interessados“.

Veja abaixo uma demonstração do movimento de bactérias detectado numa minúscula viga de balanço:

Video via: JacahersPaocam

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Fonte: phys.org

Colaboração: G33K

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