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Dinâmica de auto-montagem de pontos quânticos de 3 nm, esferas de poliestireno de 500 nm, células bacterianas de Micrococcus luteus de 0,7 μm, células bacterianas de Escherichia coli de 1 μm x 2 μm, células de levedura Saccharomyces cerevisiae de 5 μm e células de levedura de Saccharomyces cerevisiae de 5 μm e células de glândula mamária humana de 15 μm desmoronam em uma única sigmoidal curva Crédito: Dr. Ghaith Makey, UNAM da Universidade de Bilkent e Departamento de Física.
Durante anos, os pesquisadores procuraram os princípios de funcionamento da auto-montagem que podem construir uma célula (um organismo biológico complexo) e um cristal (um material inorgânico muito mais simples) da mesma maneira.
Agora, uma equipe de cientistas na Turquia demonstrou os princípios fundamentais de um processo de auto-montagem universal atuando em uma variedade de materiais - a partir de alguns átomos - grandes pontos quânticos até quase 100 trilhões de átomos - células humanas grandes. Seu método é destacado em Nature Physics.
"Para iniciar a automontagem, você força o sistema a fornecer um resultado específico ou usa sua dinâmica interna para sua vantagem para obter resultados universais. Seguimos a segunda abordagem", diz o Dr. Serim Ilday, da Universidade de Bilkent-UNAM, que liderar o estudo.
Os pesquisadores não apenas demonstraram a automontagem de estruturas simples e complexas com mais de quatro ordens de magnitude diferentes em tamanho e massa. Todos eles se reúnem após uma função sigmóide, também conhecida como curva S. Curiosamente, eles também observaram que os desvios individuais das curvas S seguem as estatísticas da distribuição Tracy-Widom, que se manifesta em diversos sistemas sociais, econômicos e físicos.
"Serim e eu estávamos participando de um seminário de matemática, onde vimos essa distribuição específica. Serim olhou para mim e disse: 'é isso; precisamos procurá-la", e procuramos ", diz o Dr. F. Ömer Ilday, da Universidade de Bilkent-UNAM, Física e Engenharia Elétrica e Eletrônica, co-autor do artigo.O seminário foi ministrado pelo Dr. Gökhan Yıldırım, da Universidade de Bilkent-Matemática, outro co-autor, que diz: "Após o seminário, eles me abordou, a idéia era fascinante e começamos a trabalhar imediatamente. "Dr. Ghaith Makey, o primeiro autor do artigo, acrescenta:" O que nos motiva atualmente é prever e estudar novos exemplos de sistemas na universalidade de Tracy-Widom e entenda por que ele se manifesta em muitos sistemas diferentes".
A equipe demonstrou ainda como seu método poderia ser útil para aplicações práticas. "As possibilidades são infinitas. Por exemplo, uma infecção desconhecida é detectada na UTI do hospital. Em vez de esperar horas ou dias para identificar o patógeno culpado, em questão de minutos, você pode coletar uma amostra, adicionar medicamentos candidatos, ver se eles colocam um fim da infecção ". diz o Dr. E. Doruk Engin, do Instituto de Biotecnologia da Universidade de Ancara. "Era inacreditável ver com que facilidade os organismos vivos podiam ser manipulados em segundos", diz o Dr. Özgür Şahin, da Universidade de Bilkent - Biologia Molecular e Genética, e também da Universidade da Carolina do Sul. Dr. Hilmi Volkan Demir, da Universidade de Bilkent - UNAM, Física e Engenharia Elétrica e Eletrônica e também da NTU Singapore, coautora do artigo, acrescenta " esse controle instantâneo sobre a matéria quântica rápida e minúscula está, de várias maneiras, além dos recursos da tecnologia atual. Pode ter um impacto real na nanotecnologia".
Os pesquisadores enfatizam que este não é, de modo algum, o fim da história, que a pesquisa de auto-montagem tem um caminho longo e difícil pela frente para descobrir e praticar os princípios da mãe natureza. O Dr. Serim Ilday acrescenta: "Possíveis usos práticos à parte, nosso método é uma ótima ferramenta para explorar a física de como os sistemas acionados evoluem para longe do equilíbrio. Isso inclui epidemias; de fato, nossa análise preliminar dos dados do COVID-19 sugere que suas flutuações pode estar seguindo as estatísticas da Tracy-Widom, assim como nosso sistema ". O Dr. F. Ömer Ilday acrescenta: "Mais interessante, nosso modelo analítico encaixa os dados do COVID melhor do que a curva S. Vendo tudo isso, decidimos investigar a física da pandemia imediatamente".
Explorar mais
Mais informações: Makey, G., Galioglu, S., Ghaffari, R. et al. Universalidade da auto-montagem dissipativa de pontos quânticos para células humanas. Nat. Phys. (2020). https://doi.org/10.1038/s41567-020-0879-8 , https://www.nature.com/articles/s41567-020-0879-8
Informações da revista: Nature Physics
Fornecido pela Faculdade de Ciências da Universidade de Bilkent
Fonte: Phys News / pela Faculdade de Ciências da Universidade de Bilkent /19-05-2020
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Membro da Society for
Science andthePublic (SSP) e assinante de conteúdoscientíficos da NASA
(NationalAeronauticsand Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA
GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela
NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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