Tecnologia
Nova espécie de microrganismo é identificada em vulcão ativo na Antártida por brasileiras
Pesquisadoras do Instituto Oceanográfico (IO) da Universidade de São Paulo (USP) identificaram uma nova espécie de arqueia em um vulcão ativo na Antártida.
O microrganismo unicelular da família Pyrodictiaceae foi encontrado em uma fumarola da Ilha Deception, local onde gases quentes de origem vulcânica escapam do solo em temperaturas que ultrapassam os 100°C, apesar de o ambiente ao redor ser cercado por gelo e neve.
O material genético da arqueia foi recuperado a partir de amostras coletadas em sedimentos da fumarola e, posteriormente, analisado por meio de ferramentas de sequenciamento e reconstrução genômica. A partir desse trabalho, a equipe conseguiu identificar características ligadas à sobrevivência do organismo em condições extremas.
A professora Amanda Bendia, do IO, atua na área de ecologia e evolução microbiana em ambientes marinhos extremos, com foco em oceano profundo e Antártida. Em 2014, ela participou de uma expedição científica do Programa Antártico Brasileiro a bordo do Navio Polar Almirante Maximiano, ocasião em que as amostras foram coletadas na Ilha Deception.
Na época, Bendia era doutoranda no IO e era orientada pela professora Vivian Pellizari, considerada pioneira no Brasil nos estudos de microrganismos que vivem em condições extremas. Anos depois, o material genético sequenciado voltou a ser analisado e revelou um novo gênero e espécie de arqueia da família Pyrodictiaceae. A nova espécie recebeu o nome de Pyroantarcticum pellizari, em homenagem à Pellizari.
Também participaram do estudo Ana Carolina Butarelli, doutoranda em microbiologia pelo Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da USP e pesquisadora do Laboratório de Ecologia Microbiana (Lecom) do IO, e Francielli Vilela Peres, pós-doutoranda em Oceanografia Biológica no instituto.
Reconstrução genética permitiu descoberta
- A identificação do microrganismo foi possível por meio da técnica de montagem de metagenome-assembled genome (Mags);
- O método permite reconstruir genomas a partir de dados de sequenciamento obtidos diretamente de amostras ambientais, sem necessidade de cultivo prévio em laboratório;
- Segundo as pesquisadoras, a técnica é especialmente importante para organismos hipertermófilos, capazes de sobreviver em temperaturas acima de 60°C e que frequentemente não conseguem ser cultivados em laboratório;
- “Cada organismo presente na amostra tem um genoma, e muitas vezes temos milhões de microrganismos no material. Então, imagine ter que segmentar e sequenciar o DNA para reconstruir o genoma desses seres”, explicou Butarelli ao Jornal da USP;
- O domínio Archaea reúne microrganismos unicelulares procariontes, sem núcleo celular, semelhantes morfologicamente às bactérias, mas geneticamente e bioquimicamente distintos tanto delas quanto dos eucariontes, grupo que inclui animais, plantas, fungos e algas.
A consolidação do sistema de classificação em três domínios — Bacteria, Archaea e Eukarya — ocorreu apenas na década de 1990. Por isso, as descobertas relacionadas às arqueias ainda são relativamente recentes. “A todo tempo estamos descobrindo algo novo sobre as arqueias. A Pyrodictiaceae, por exemplo, foi descoberta há cerca de dez anos”, afirmou Butarelli.
Vulcão da Ilha Deception favorece organismos hipertermófilos
Atualmente, a Antártida possui quatro vulcões ativos, sendo três no continente e um na Ilha Deception. Segundo as pesquisadoras, os vulcões localizados no continente atingem temperaturas de até 65°C, condição considerada insuficiente para selecionar arqueias hipertermófilas.
Já as fumarolas da Ilha Deception ultrapassam os 100°C, criando condições adequadas para a sobrevivência desses microrganismos.
Antes da descoberta da Pyroantarcticum pellizari, outro grupo de arqueias hipertermófilas já havia sido identificado em fumarolas antárticas por pesquisadores estrangeiros. No entanto, organismos do gênero Pyrodictium, pertencentes à família Pyrodictiaceae, eram encontrados principalmente em fontes hidrotermais do oceano profundo.
Bendia explicou que essas fontes hidrotermais podem atingir temperaturas superiores a 400°C e oferecem elementos químicos essenciais para a manutenção da vida microbiana. Ao mesmo tempo, a água ao redor permanece em torno de 4°C, característica típica de regiões profundas do oceano.
Segundo a pesquisadora, essas diferenças de temperatura e pressão indicam a capacidade de sobrevivência em ambientes extremos e levantam hipóteses sobre mecanismos biológicos capazes de permitir a adaptação a condições tão contrastantes.
Inicialmente, as cientistas acreditavam que o microrganismo encontrado pertencia ao mesmo gênero das arqueias conhecidas em fontes hidrotermais marinhas profundas. No entanto, a arqueia identificada vive em uma fumarola de superfície, em ambiente polar e sob condições atmosféricas diferentes.
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Genoma revelou mecanismos de adaptação do microrganismo
Para classificar um novo gênero e espécie, as pesquisadoras utilizaram protocolos que envolvem análises de filogenia, adaptações moleculares, genômica comparativa e funções biológicas desempenhadas pelos organismos.
Como os microrganismos não podem ser cultivados em laboratório, devido à dificuldade de reproduzir artificialmente as condições extremas em que vivem, a obtenção de um genoma de alta qualidade se tornou fundamental. Segundo o estudo, o material analisado apresentou menos de 10% de contaminação.
A análise genética permitiu identificar relações de parentesco entre organismos e também inferir atividades metabólicas e possíveis comportamentos.
“Quando acessamos o genoma, temos acesso a uma foto do material genético, só que não sabemos se aquele organismo está realmente transcrevendo e traduzindo aquele material para produzir uma proteína. Porém, nós podemos inferir que ele tem essa habilidade, já que aquele gene está dentro do seu genoma”, explicou Butarelli.
As pesquisadoras também identificaram proteínas relacionadas à adaptação ao calor extremo. Entre elas está a girase reversa, proteína capaz de impedir que o DNA se desnature em altas temperaturas, característica considerada comum em arqueias hipertermófilas.
A análise dos genes exclusivos do genoma revelou ainda mecanismos relacionados à ciclagem de enxofre e nitrogênio, além de estruturas como cânulas e sistemas de resistência ao estresse.
Segundo o estudo, essas características apontam para estratégias de sobrevivência associadas à disponibilidade transitória de energia, ao estresse provocado por metais e às interações entre microrganismos presentes nos sedimentos.
As cientistas destacaram que o genoma obtido oferece informações relevantes sobre o potencial da vida microbiana em ambientes extremos, tema considerado importante para pesquisas em astrobiologia, bioprospecção microbiana e estudos sobre mudanças climáticas em ecossistemas polares.
“Ao tratar de um organismo que não é muito estudado, ou no nosso caso, um gênero e uma espécie nova, ter o genoma completo implica diretamente na quantidade de informações sobre esse organismo. Então, a taxa de 97% de pureza no genoma é um caminho importante para divulgar a descoberta em todo o mundo, além de contribuir com os bancos de dados científicos”, afirmou Peres.
Desafios científicos e próximos passos
Segundo as pesquisadoras, recuperar o DNA da amostra levou aproximadamente um ano de trabalho. Além das dificuldades logísticas de pesquisa na Ilha Deception, a equipe enfrentou obstáculos relacionados à escassez de estudos disponíveis sobre esses microrganismos.
A análise laboratorial e computacional também exigiu ampla infraestrutura da universidade e conhecimento técnico especializado. “Apesar de parecer muito glamuroso, legal e incrível nosso trabalho, também existe a parte complexa de ser cientista. Estudar um organismo que ninguém conhece é um enorme desafio”, ressaltou Araújo.
A espécie Pyroantarcticum pellizari foi submetida ao registro oficial do SeqCode, sistema internacional de nomenclatura para Archaea e Bacteria baseado em informações genéticas. O nome já foi oficialmente reconhecido.
As pesquisadoras pretendem retornar futuramente à Ilha Deception para realizar novas coletas na fumarola e tentar cultivar a espécie em laboratório.
O estudo, intitulado Hot life in Antarctica: a novel metabolically versatile Pyrodictiaceae genus thriving at a volcanic–cryosphere–marine interface, foi publicado na revista científica ISME Communications.
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A Anthropic anunciou, nesta terça-feira (1), que vai mudar uma controversa política de retenção de dados para clientes empresariais após receber “muitos comentários” de usuários. Em seu lugar, a empresa pretende implementar uma nova solução chamada Enterprise Frontier Safeguards.
A política de retenção existente foi apresentada em junho, junto com o lançamento do Claude Fable 5 e do Mythos 5, dois dos modelos de inteligência artificial (IA) mais avançados da companhia. Na época, a Anthropic informou que exigiria a retenção de todo o tráfego desses modelos por 30 dias como forma de ajudar a combater usos indevidos e ataques cibernéticos “complexos e novos”.
A empresa havia se comprometido a não utilizar os dados para nenhuma finalidade que não estivesse relacionada à segurança, incluindo o treinamento de modelos. Ainda assim, muitos clientes empresariais demonstraram preocupação com a medida.
Segundo Kate Jensen, chefe da Anthropic para as Américas, a companhia passou centenas de horas trabalhando com clientes para desenvolver uma alternativa.
Nova solução dá mais controle às empresas
- Com o lançamento do Enterprise Frontier Safeguards, as empresas poderão controlar como seus dados são analisados, armazenados e gerenciados. A solução também permitirá realizar monitoramento automatizado de segurança sem a necessidade de revisão humana por parte da Anthropic;
- A empresa afirmou que não cobrará pelo recurso e que os controles funcionarão tanto para clientes que acessam diretamente as tecnologias da Anthropic quanto para aqueles que utilizam os modelos por meio de provedores de nuvem;
- “Podemos fazer a análise de que realmente precisamos para ajudar todos a se sentirem confiantes, mas isso fica nos sistemas e nos dados deles, para que não precisem comprometer sua própria postura de privacidade”, disse Jensen em entrevista à CNBC;
- A política de retenção de dados anunciada em junho continuará valendo para assinantes que não são clientes empresariais e utilizam os modelos da linha Mythos.
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Empresas são fundamentais para a Anthropic
Fundada em 2021, a Anthropic obtém a maior parte de sua receita com a venda de produtos e serviços para empresas. O mercado corporativo é considerado especialmente importante para a companhia enquanto ela se prepara para uma possível oferta pública inicial de ações (IPO, na sigla em inglês).
A Anthropic também disputa espaço com concorrentes, como a OpenAI, que apresentou, no início deste mês, sua própria solução de retenção zero de dados para modelos avançados.
Na semana passada, o CEO da Anthropic, Dario Amodei, havia antecipado o Enterprise Frontier Safeguards durante uma entrevista à CNBC sobre a expansão da parceria da companhia com a Salesforce.
Amodei afirmou que a solução ajuda a garantir que os dados dos clientes da Salesforce permaneçam privados e que os modelos da Anthropic “não saiam do controle”. Segundo ele, a empresa dedicou uma “enorme quantidade de esforço” ao gerenciamento das permissões da integração entre as duas companhias.
Jensen afirmou estar “muito confiante” de que a Anthropic verá uma aceleração na adoção de seus produtos após o anúncio, especialmente em tarefas que envolvem os dados mais sensíveis dos clientes.
A empresa também anunciou nesta terça-feira seus dois novos modelos, Claude Fable 5.1 e Mythos 5.1, que, segundo a Anthropic, apresentam melhorias em programação, trabalho de conhecimento e pesquisa.
O Enterprise Frontier Safeguards será disponibilizado em fases, e a Anthropic pretende ampliar sua disponibilidade ao longo do outono no hemisfério Norte.
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Copos de papel descartáveis usados para café, chá e outras bebidas quentes podem liberar milhões de partículas de plástico. É o que aponta um estudo realizado por pesquisadores da Universidade de Queensland (UQ), na Austrália, com recipientes revestidos por polietileno (PE) ou ácido polilático (PLA).
Os dois tipos de revestimento liberaram partículas quando entraram em contato com água quente. Nos experimentos, porém, os copos com PLA, considerado biodegradável, apresentaram uma liberação de partículas aproximadamente 12 vezes maior em massa total do que aqueles revestidos com PE.
O papel esconde uma camada plástica
Para entender a liberação de partículas, os pesquisadores analisaram dois tipos de copos descartáveis: aqueles revestidos internamente com polietileno (PE) e os que usam ácido polilático (PLA), uma alternativa biodegradável ao plástico convencional.
Embora sejam chamados de copos de papel, esses recipientes normalmente recebem uma fina camada de material plástico na parte interna. O objetivo é evitar que a bebida atravesse o papel e, ao mesmo tempo, ajudar o copo a manter sua estrutura quando entra em contato com líquidos.
É justamente essa camada que entrou no foco do estudo. Quando os copos foram expostos à água quente, tanto o PE quanto o PLA liberaram partículas plásticas. A diferença apareceu na quantidade liberada por cada material.
Um copo feito principalmente de papel não significa que o copo seja livre de plástico, porque muitos contêm um fino revestimento plástico que proporciona resistência à água e integridade estrutural.
Dr. Elvis Okoffo, pesquisador da Queensland Alliance for Environmental Health Sciences (QAEHS), da Universidade de Queensland, em nota.
PLA liberou mais partículas
A diferença entre os materiais apareceu nas medições. Os pesquisadores encontraram aproximadamente 4,3 milhões de nanopartículas por mililitro nos copos com PLA. Nos recipientes revestidos com PE, foram cerca de 2,7 milhões de partículas por mililitro.
As nanopartículas são extremamente pequenas: têm espessura equivalente a cerca de um milésimo da de um fio de cabelo humano.
Os principais resultados do experimento foram:
- Os revestimentos de PE liberaram partículas plásticas na presença de água quente.
- O mesmo ocorreu com os copos revestidos de PLA.
- A massa total de partículas liberada pelo PLA foi aproximadamente 12 vezes maior.
- Copos de PLA apresentaram cerca de 4,3 milhões de nanopartículas por mililitro.
- Nos copos de PE, foram registradas aproximadamente 2,7 milhões de partículas por mililitro.
O impacto na saúde ainda é incerto
Os pesquisadores não afirmam que o consumo de bebidas em copos descartáveis cause problemas de saúde. O que acontece com essas partículas depois que chegam ao organismo ainda não está claro.
“Isso não significa necessariamente que as pessoas devam parar de usar copos de papel, ou que o PLA seja inerentemente inseguro”, disse Okoffo.
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Para o pesquisador, os materiais usados em produtos que entram em contato com alimentos precisam ser avaliados também pela quantidade de partículas que podem liberar durante o uso cotidiano.
A equipe defende que consumidores recebam informações sobre os materiais presentes nos revestimentos e que órgãos reguladores considerem testes de liberação de micro e nanoplásticos na avaliação de segurança de produtos destinados a bebidas quentes.
“Os formuladores de políticas e reguladores poderiam considerar se os testes de liberação de micro e nanoplásticos deveriam fazer parte da avaliação de segurança dos materiais que entram em contato com alimentos, especialmente produtos desenvolvidos para bebidas quentes”, afirmou.
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A NASA lança, neste domingo (30), às 8h26 (horário de Brasília), o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, observatório de nova geração que terá campo de visão pelo menos 100 vezes maior que o do Hubble.
Durante sua missão primária, prevista para durar cinco anos, o equipamento deverá observar mais de um bilhão de galáxias e ajudar cientistas a investigar a energia escura, exoplanetas, supernovas e outros fenômenos do Universo.
O Brasil terá participação estratégica em uma das etapas mais importantes da missão: o processamento do enorme volume de dados produzido pelo telescópio.
O Laboratório de Computação e Inteligência Artificial (LAB-IA), do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), desenvolve o Arandu, um broker de alertas astronômicos preparado para processar, filtrar e classificar os eventos identificados pelo Roman. O nome Arandu significa “sabedoria” em tupi-guarani.
A tecnologia será utilizada para ajudar pesquisadores a encontrar os fenômenos mais relevantes em meio ao grande fluxo de informações produzido pelo observatório, permitindo que cientistas identifiquem rapidamente eventos que merecem acompanhamento.
Como o Arandu vai ajudar os pesquisadores
- Os brokers de alertas astronômicos são sistemas computacionais que recebem notificações geradas a partir das observações dos telescópios, cruzam essas informações com catálogos e registros anteriores, classificam os eventos e entregam aos astrônomos dados relacionados aos objetos que eles desejam estudar;
- Esse processo será fundamental para transformar a enorme quantidade de informações produzida pelo Roman em descobertas científicas;
- Desenvolvido com participação do LAB-IA no Brasil, o Arandu será especializado na análise de fenômenos que mudam com o tempo, conhecidos como eventos transitórios ou variáveis;
- Entre eles estão explosões estelares, mudanças no brilho de estrelas e outros acontecimentos que exigem identificação rápida para que possam ser acompanhados por pesquisadores e por outros observatórios.
“O Roman produzirá um volume de dados que torna inviável examinar cada detecção manualmente. O Arandu usará inteligência artificial [IA] para organizar e classificar esse fluxo, ajudando os cientistas a encontrar os eventos mais relevantes para suas pesquisas”, afirma Clécio Roque De Bom, cientista e coordenador científico do CBPF e do LAB-IA.
Segundo ele, a participação brasileira coloca o país em etapa importante da astronomia contemporânea. “Essa solução desenvolvida e operada localmente insere a ciência brasileira em etapa decisiva da astronomia contemporânea: a transformação de grandes volumes de dados em conhecimento científico”, acrescenta.
Um “Hubble” com visão muito mais ampla
O Roman terá um espelho principal de 2,4 metros de diâmetro, o mesmo tamanho do espelho do Hubble. Com isso, suas imagens terão sensibilidade e resolução comparáveis às do telescópio espacial lançado em 1990.
A principal diferença estará na área do céu observada de uma só vez. O campo de visão do Roman será pelo menos 100 vezes maior que o do Hubble, permitindo que o novo observatório registre regiões extensas do céu com elevado nível de detalhe.
Durante os cinco anos previstos para sua missão primária, o telescópio poderá medir a luz de mais de um bilhão de galáxias.
Um de seus principais levantamentos deverá cobrir mais de cinco mil graus quadrados, aproximadamente 12% de todo o céu. O estudo combinará imagens e espectroscopia para investigar como o Universo se formou e evoluiu.
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Telescópio poderá revelar mais de 100 mil mundos
O Roman também realizará observações repetidas de regiões próximas ao centro da Via Láctea. Essa estratégia permitirá detectar mudanças no céu em intervalos curtos e produzir um levantamento estatístico dos sistemas planetários da nossa galáxia.
A expectativa da NASA é que a missão revele mais de 100 mil mundos, incluindo exoplanetas e corpos que vagam pelo espaço sem orbitar uma estrela.
O telescópio também observará fenômenos muito mais distantes da Via Láctea. A previsão é que o Roman identifique milhares de supernovas do tipo Ia. Essas explosões estelares podem ser utilizadas como referências para medir distâncias cósmicas.
Os dados obtidos permitirão aos pesquisadores estudar como a expansão do Universo mudou ao longo do tempo e investigar melhor a natureza da energia escura, fenômeno associado à aceleração dessa expansão.
“O diferencial do Roman não está apenas na quantidade de objetos que poderá observar, mas na possibilidade de acompanhar um Universo em transformação”, explica De Bom. “Sistemas, como o Arandu, serão fundamentais para reconhecer essas mudanças no meio de um fluxo contínuo de dados e permitir que a comunidade científica reaja a elas”, acrescenta.
Lançamento será feito por foguete da SpaceX
O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman será lançado a bordo de um foguete Falcon Heavy, da SpaceX, a partir do Complexo de Lançamento 39A do Centro Espacial Kennedy, na Flórida (EUA).
A NASA prevê a decolagem para não antes das 8h26 deste domingo (30), no horário de Brasília. O lançamento, porém, está sujeito às condições técnicas e meteorológicas.
Depois do lançamento, o observatório seguirá para uma região localizada a cerca de 1,5 milhão de quilômetros da Terra, nas proximidades do ponto de Lagrange L2, também utilizado pelo Telescópio Espacial James Webb.
Antes de começar as observações científicas, o Roman passará pelas etapas de viagem, posicionamento e comissionamento.
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