Em formação

8.11: Por que é importante - Divisão Celular - Biologia

8.11: Por que é importante - Divisão Celular - Biologia



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Por que aprender sobre os vários estágios da divisão celular?

A divisão celular é a chave da vida: desde o momento em que somos concebidos, estamos continuamente mudando e crescendo. A divisão celular ocorre por um ciclo estrito, com vários estágios e pontos de verificação para garantir as coisas não dar errado.

Talvez o mais importante, sem a divisão celular, nenhuma espécie seria capaz de se reproduzir - a vida simplesmente terminaria (ou teria terminado há muito tempo). Todo ser humano, assim como todo organismo que se reproduz sexualmente, começa a vida como um óvulo fertilizado (embrião) ou zigoto. Trilhões de divisões celulares subsequentemente ocorrem de maneira controlada para produzir um ser humano complexo e multicelular. Em outras palavras, essa única célula original é o ancestral de todas as outras células do corpo. Os organismos unicelulares usam a divisão celular como método de reprodução.


Novo insight sobre o distúrbio de desenvolvimento do cérebro

IMAGEM: Durante a divisão celular, o DNA deve ser copiado e distribuído entre as células filhas. Uma estrutura celular chamada fuso mitótico separa as estruturas que contêm DNA, os cromossomos. A foto mostra a. Veja mais

Crédito: Cell Biology Utrecht University

"Os processos biológicos são determinados por moléculas em nossas células. Só podemos entender os fatores que determinam a saúde e a doença e encontrar medicamentos para controlar esses fatores, dando um zoom neste mundo molecular", explica a líder de pesquisa, Prof. Anna Akhmanova.

Os pesquisadores começaram seus estudos focalizando a proteína ASPM. “Sabíamos que a forma genética da microcefalia é na maioria das vezes causada por defeitos nessa proteína. Mas uma descoberta surpreendente foi que o ASPM parece trabalhar em estreita colaboração com outra proteína, chamada katanina”, conta Akhmanova.

Essencial para um desenvolvimento saudável

Parece que precisamente essa colaboração é importante para a divisão celular e, portanto, para o desenvolvimento normal das células cerebrais. "A interação entre o ASPM e a katanina é necessária para o equilíbrio adequado entre a divisão celular e sua especialização em células nervosas. Quando o equilíbrio oscila muito em uma direção ou outra, poucas células cerebrais são produzidas", acrescenta Akhmanova.

Para o desenvolvimento das células cerebrais, esse equilíbrio é especialmente importante, porque, uma vez que se tornam células nervosas, não podem se dividir. Se novas células se desenvolvem em células nervosas muito rapidamente, não se formam células suficientes e o cérebro permanece pequeno.

Durante a divisão celular, o DNA deve ser copiado e distribuído entre as células filhas. Uma estrutura celular chamada fuso mitótico separa as estruturas que contêm DNA, os cromossomos. A foto mostra uma imagem microscópica de DNA (azul) em um fuso. A proteína ASPM parece ter um papel fundamental neste processo, pois está localizada nos 'pólos' (amarelo) do fuso.

O estudo mostra como o ASPM faz seu trabalho em nível molecular e por que é tão importante. Em cooperação com a proteína katanin, o ASPM é responsável pela regulação da organização e posicionamento do fuso. “É esse posicionamento que ajuda a determinar como as células-filhas se desenvolvem: elas se tornarão cópias de novas células ou se desenvolverão em células nervosas”, explica Akhmanova.

O fato de que um desvio na proteína ASPM leva à microcefalia pode agora ser melhor compreendido em nível molecular. No entanto, os resultados deste estudo fornecem uma visão muito mais ampla, o que pode permitir explicar ou encontrar outras causas do transtorno.

No entanto, o fascínio de Akhmanova pelo desenvolvimento do cérebro não se limita às doenças. "Até os macacos, nossos parentes mais próximos, têm muito menos capacidade cerebral do que nós. Nosso cérebro nos torna o que somos. Isso significa que o desenvolvimento de nosso cérebro é evolutivamente muito especial."

  • Local na rede Internet Biologia Celular
  • Esta pesquisa é um exemplo de Ciência para a Vida, um tema dentro do programa de pesquisa interdisciplinar de Ciências da Vida da Universidade de Utrecht.

"Regulação da extremidade negativa do microtúbulo nos pólos do fuso por um complexo ASPM-Katanin"
Kai Jiang *, Lenka Rezabkova *, Shasha Hua *, Qingyang Liu *, Guido Capitani, A. F. Maarten Altelaar *, Albert J. R. Heck *, Richard A. Kammerer, Michel O. Steinmetz e Anna Akhmanova *
* Universidade de Utrecht
Nature Cell Biology 24 de abril de 2017, http: // dx. doi. org / 10. 1038 / ncb3511

Isenção de responsabilidade: AAAS e EurekAlert! não são responsáveis ​​pela precisão dos comunicados à imprensa postados no EurekAlert! por instituições contribuintes ou para o uso de qualquer informação por meio do sistema EurekAlert.


Crescimento e desenvolvimento de plantas - Classe 11 Perguntas importantes Tipo de resposta muito curta

Questão 1.
O que é conhecido como crescimento? Descreva resumidamente as diferentes fases de crescimento.
Responder:
De acordo com Miller, ‘o crescimento é a mudança permanente no tamanho, peso e volume da célula e órgãos do corpo’.
Fases de crescimento:
1. Fase de divisão do teto: nesta fase, uma célula se divide para formar muitas células.
2. Fase de alargamento celular: A célula recém-formada aumenta de tamanho e atinge a maturidade. Grandes vacúolos se desenvolvem dentro da célula.
3. Diferenciação celular e morfogênese: aqui as células se diferenciam em tecido e a formação de diferentes órgãos começa.

Questão 2.
O que são hormônios vegetais?
Responder:
Os hormônios vegetais são as substâncias químicas orgânicas que regulam o crescimento e outras funções fisiológicas em plantas em um local longe do seu local de produção e ativo em quantidades muito diminutas, por exemplo, Auxin, Giberelina.

Questão 3.
O que é Florigen?
Responder:
Florigen é um hormônio de floração que é produzido na presença de fotoperíodo adequado pelos fitocromos presentes na membrana plasmática das células da folha. O hormônio é então transportado para a região do botão floral, onde induz a floração.

Questão 4.
Escreva o nome do hormônio que acelera a divisão celular.
Responder:
Citocinina.

Questão 5.
O que é 2,4-D? Elabore também.
Responder:
É um hormônio de crescimento artificial. 2,4-D representa ácido 2,4-diclorofenoxiacético.

Questão 6.
Escreva o nome do aparelho usado para medir o crescimento das plantas.
Responder:
Auxanômetro.

Questão 7.
O que são hormônios inibidores de crescimento? Escreva duas funções.
Responder:
O ácido abscísico (ABA) e o etileno são os dois principais hormônios inibidores do crescimento das plantas. Para sua função

Funções do ácido abscísico:
1. Induz dormência em botões e sementes, ao contrário do ácido giberélico, que quebra a dormência.
2. Promove a senescência das folhas, aparecimento de camada de abscisão, quebra das folhas e envelhecimento que pode ser revertido de forma eficaz pela aplicação de citocininas.
3. Inibe a germinação de sementes de alface, mas também pode ser revertida pela cinetina.
4. Inibiu o crescimento induzido pela giberelina em vários testes e acredita-se que seja um poderoso antagonista da giberelina.

O hormônio etileno foi descoberto pelo cientista Burg (1962), que é um hormônio gasoso.
Principais funções do etileno:

  1. Resposta tripla: o gás etileno inibe o crescimento do caule, ajuda no inchaço do caule e destrói o geotropismo.
  2. Floração: Diminui a floração, mas no abacaxi induz a floração.
  3. Modificação do sexo: aumenta o número de flores femininas e diminui o número de flores masculinas nas plantas.
  4. Amadurecimento de frutas: É utilizado no amadurecimento de frutas, portanto hoje em dia a etefona (ácido schloroetil fosfórico que produz gás etileno) é utilizada para amadurecimento de frutas em nível industrial.

Questão 8.
Elaborar I.A.A. e descreva pelo menos uma função dela.
Responder:
I. A. A. é ácido indol acético. Ele controla o crescimento das plantas.

Questão 9.
Escreva o nome dos hormônios que iniciam o florescimento.
Responder:

Questão 10.
Nomeie o hormônio que existe no estado gasoso.
Responder:
Etileno.

Questão 11.
Por que é benéfico em algumas plantas cortar a ponta dos ramos recém-formados?
Responder:
O corte dos ramos inicia o crescimento dos botões laterais, o que resulta na formação de mais ramos novos e a planta torna-se mais densa.

Questão 12.
Cite dois hormônios vegetais artificiais.
Responder:

Crescimento e desenvolvimento de plantas Classe 11 Perguntas importantes Tipo de resposta curta

Questão 1.
O que você quer dizer com substância reguladora do crescimento? Cite quaisquer três substâncias reguladoras de crescimento.
Responder:
As substâncias químicas que regulam o crescimento e o desenvolvimento dos organismos são chamadas de substâncias reguladoras do crescimento. Na verdade, essas são as substâncias orgânicas que são produzidas naturalmente nas plantas para controlar o crescimento e outras funções fisiológicas em um local distante de seu local de produção e são ativas em quantidades extremamente diminutas e chamadas de hormônios. Três hormônios vegetais são:

Questão 2.
Dê quatro funções do hormônio citocinina.
Responder:
Funções da citocinina:

  1. Ativa a divisão celular.
  2. Ajuda na expansão das folhas verdes.
  3. Acelera a síntese de proteínas.
  4. Inibição da degradação dos pigmentos foliares e do ácido nucléico. Quimicamente, eles são derivados da adenina com o grupo furfuril na 6ª posição.

Questão 3.
Alguma planta sem folhas pode reagir com fotoperiodismo? Sim ou não? Porque? (NCERT)
Responder:
Não, porque a floração em algumas plantas não depende apenas do período de luz ou escuridão, mas depende da duração da luz. No botão apical, floral, mas se desenvolve, mas não pode apresentar fotoperiodismo. As folhas podem experimentar período claro ou escuro. Um hormônio florígeno é responsável pelo florescimento. Ele viaja da folha ao botão floral apenas quando a folha é exposta ao período necessário de luz. Os hormônios Giberelina e Antesina juntos induzem a floração.

Questão 4.
Dê quatro funções de auxina.
Responder:
Funções da auxina:

  1. Ajuda a aumentar a altura das plantas.
  2. Induz o desenvolvimento da raiz.
  3. Induz a produção de frutos partenocárpicos.
  4. Previne a desfolha das folhas e induz a floração.
  5. Erradicação de ervas daninhas.

Questão 5.
Dê importância ao ácido abscísico.
Responder:
Funções do ácido abscísico:
1. Induz dormência em botões e sementes, ao contrário do ácido giberélico, que quebra a dormência.
2. Promove a senescência das folhas, aparecimento de camada de abscisão, quebra das folhas e envelhecimento que pode ser revertido eficazmente pela aplicação de citocininas.
3. Inibe a germinação de sementes de alface, mas também pode ser revertida pela cinetina.
4. Inibiu o crescimento induzido pela giberelina em vários testes e acredita-se que seja um poderoso antagonista da giberelina.

Questão 6.
Dê quatro funções do hormônio giberelina.
Responder:
Funções da giberelina:

  1. Os frutos partenocárpicos podem ser produzidos por sua aplicação em tomate, pêra, maçã, etc.
  2. Induz o alongamento do caule, promovendo o crescimento das entranhas.
  3. Desenvolvimento de flores em alface, cevada, etc.
  4. Germinação de sementes, quebrando sua dormência.
  5. Desenvolvimento de botões.

Questão 7.
Dê quatro funções principais do hormônio etileno.
Responder:
O hormônio do etileno foi descoberto pelo cientista Burg (1962), que é um hormônio gasoso.
Principais funções do etileno:

  1. Resposta tripla: o gás etileno inibe o crescimento do caule, ajuda no inchaço do caule e destrói o geotropismo.
  2. Floração: Diminui a floração, mas no abacaxi induz a floração.
  3. Modificação do sexo: aumenta o número de flores femininas e diminui o número de flores masculinas nas plantas.
  4. Amadurecimento de frutas: É utilizado no amadurecimento de frutas, portanto hoje em dia a etefona (ácido schloroetil fosfórico que produz gás etileno) é utilizada para amadurecimento de frutas em nível industrial.

Questão 8.
Escreva uma nota curta sobre a dominância apical?
Responder:
Dominância apical: Em muitas plantas onde o botão apical cresce, o botão axilar não cresce, ou seja, o botão apical domina o crescimento do botão axilar. Na verdade, o botão apical produz um hormônio que é transportado para diferentes partes do floema e inibe o crescimento do botão axilar. O hormônio é auxina. Por outro lado, a citocinina induz o crescimento do botão axilar.

Questão 9.
O que é fitocromo? Dê sua importância nas plantas.
Responder:
Fitocromo: Está bem estabelecido que a planta de dia curto não produz flor se o período escuro for interrompido por um breve flash de luz. Foi observado que o comprimento de onda de 660 na cor vermelho alaranjado é o comprimento de onda mais eficaz para inibir o processo de floração. A luz vermelha distante, pelo contrário, não divide uma longa noite em duas curtas noites. Além disso, a radiação vermelha distante de um comprimento de onda de 740 foi encontrada para reverter o efeito da luz vermelha por Borthwick et al (1952) e Downs (1956) e é denominada como fotorreação reversível vermelha distante vermelha.

Se um breve lampejo de luz vermelha no meio da noite for seguido por um breve lampejo de radiação vermelha distante, seu efeito inibitório é neutralizado e a floração ocorre. Se a radiação vermelha distante for seguida na sequência pela luz vermelha, a floração será novamente inibida, ou seja, a radiação usada pela última vez na sequência determinará a resposta da planta. Essa descoberta acabou resultando na descoberta do pigmento que é chamado de fitocromo por Butter et al (1959), uma vez que a energia da luz não pode ser afetada a menos que seja absorvida por um pigmento.
As principais características do pigmento são:

  1. Proteína por natureza.
  2. Localizado na membrana plasmática.
  3. Encontrado em todas as plantas verdes.
  4. Existe em duas formas diferentes: (a) Formas de absorção de luz vermelha designadas como PR e
    (b) Formas de absorção de luz vermelha distante designadas como PFR .
  5. Ambas as formas são fotoquimicamente interconvertíveis.
  6. Ao absorver luz vermelha (660-665 nm) PR forma é convertida em PFR Formato.
  7. Ao absorver luz vermelha distante (730-735 nm) PFR forma é convertida em PR Formato.
  8. O PFR a forma do pigmento muda gradualmente para PR formulário no escuro.


O exame espectrofotométrico do pigmento por Briggs sugere que a maior parte do fitocromo é encontrada na forma inativa. De acordo com Hartman, a forma biologicamente ativa do fitocromo é algum derivado desconhecido do PFR. Ele sugeriu um esquema diferente de ação do fitocromo.

Questão 10.
Por que o ácido abscísico é chamado de hormônio da tensão? (NCERT)
Responder:
O ácido abscísico é chamado de hormônio da tensão devido aos seguintes motivos:

  • Impede o crescimento das plantas.
  • Induz a queda das folhas tornando as folhas fracas.
  • Impede o efeito do hormônio giberelina.
  • Impede a germinação das sementes.

Questão 11.
As plantas de dia curto e as plantas de dia longo florescem juntas em um só lugar. Explique. (NCERT)
Responder:
1. Plantas de dias curtos: precisam de um curto período de luz do dia variando entre 8-10 horas e um período escuro contínuo excedendo 12 horas (14 a 6his.), Ou seja, Xanthium, Soja, Tabaco, Gossipium, Café, etc. As características salientes de tais as plantas são fornecidas abaixo:

  • Essas plantas requerem um período relativamente longo de escuridão para a floração. Geralmente é mais longo do que um determinado comprimento crítico. Se o período escuro for menor, não haverá floração. Se este período for interrompido mesmo com uma pequena exposição, as plantas não florescem.
  • Nenhuma floração ocorre se uma fraca intensidade de luz é fornecida a essas plantas.
  • Sem floração em ciclos alternados de curto período de escuridão e luz.
  • Elas também são chamadas de plantas noturnas longas porque a duração e a continuidade da noite determinam a floração.

2. Plantas de dia longo: Estas plantas requerem uma luz do dia mais longa (14 -16 horas) para a floração, por exemplo, Supuracea etc. Elas são caracterizadas pelo seguinte:

  • Eles requerem um fotoperíodo de mais do que um comprimento crítico. Eles requerem um pequeno período de escuridão ou nenhuma escuridão para a floração.
  • A floração é plena em luz contínua.
  • A escuridão tem um impacto inibitório nessas plantas.
  • Eles podem ser induzidos à floração por fotoperíodos curtos, mas acompanhados por um período escuro mais curto.

Questão 12.
O crescimento em plantas com flores não pode ser descrito sob um parâmetro. Porque? (NCERT)
Responder:
O crescimento a nível celular em plantas com flores é o resultado do crescimento do proto-plasma, que não pode ser medido. Assim, o crescimento das plantas é medido de algumas outras maneiras.
Algumas formas de medição são: Aumento de peso fresco, peso seco, área longitudinal, volume e número de células. Na ponta da raiz, os meristemas produzem mais de 17.500 novas células por divisão celular por hora, enquanto na melancia, no estágio de divisão celular, o crescimento é lento porque as células aumentam em número sem aumentar em volume por multiplicação, o crescimento posterior torna-se 3,50.000 vezes devido ao tempo anterior. ao alongamento celular. O aumento no comprimento do tubo polínico por unidade de tempo pode ser medido facilmente. Nas folhas dorsiventrais, o crescimento na área de superfície das folhas é medido.
Assim, a partir dos exemplos acima, é claro que o crescimento em plantas não pode ser descrito sob um parâmetro.

Crescimento e desenvolvimento de plantas Classe 11 Perguntas importantes Tipo de resposta longa

Questão 1.
O que é crescimento? Descreva vários estágios de crescimento celular.
Responder:
Crescimento: O crescimento é um processo vital no qual o organismo aumenta em tamanho, peso, volume e estrutura.
Estágios de crescimento:
1. Divisão celular: durante este estágio, as células se dividem e redividem por divisão mitótica por um período definido, dependendo do órgão da planta em que o crescimento está ocorrendo.

2. Fase de alongamento celular: durante esta fase, a célula recém-formada aumenta de tamanho devido às suas atividades metabólicas internas. Nesta fase, os materiais da parede celular e a água aumentam 5 a 10 vezes do seu valor original

3. Fase de diferenciação celular: Durante sua estrutura, ocorrem mudanças qualitativas e quantitativas e as células alcançam forma, estrutura, função e propriedades definitivas.

Questão 2.
O que são fotoperiodismo e vernalização? Dê sua importância econômica. (NCERT)
Responder:
1. Fotoperiodismo: O crescimento e desenvolvimento de um grande número de plantas depende da duração da disponibilidade de luz chamada fotoperiodismo. O crescimento reprodutivo e a floração são controlados principalmente pelo período de luz e pela temperatura.A floração requer uma certa duração do dia, ou seja, a duração relativa do dia e da noite que é chamada de fotoperíodo.

Importância econômica do fotoperiodismo:

  • O conhecimento sobre fotoperiodismo é importante para a hibridação.
  • A caracterização e a estrutura do florigênio são úteis para fins industriais.
  • É um excelente exemplo de pré-condicionamento fisiológico de plantas.
  • A indução à floração pode ser usada na horticultura.
  • Por este processo, as plantas que produzem frutos uma vez por ano, podem produzir frutos duas vezes por ano.

2. Vernalização: Observou-se que se as sementes das plantas sazonais de inverno são mantidas em temperatura de 0-5 ° C por alguns dias e depois semeadas durante a primavera, a floração ocorre nelas como em outras plantas sazonais da primavera. Este fenômeno é denominado vernalização.

Se as sementes vernalizadas forem mantidas em alta temperatura por algum tempo, o efeito da vernalização é perdido. Este processo é denominado desvernalização. Acredita-se que o estímulo seja recebido pelo meristema apical e o hormônio vernalina, que é um hormônio do tipo giberelina, é secretado, o qual é transportado para a região de crescimento.
Na Sibéria, onde o solo permanece coberto por gelo por 10 meses, o trigo é produzido por esse processo em dois meses.
Importância econômica da vernalização:

  1. Por este processo, as plantas de inverno podem ser convertidas em plantas de primavera.
  2. As colheitas podem ser protegidas dos efeitos nocivos naturais.
  3. A floração pode ser feita em plantas em curto período de tempo.
  4. As safras podem ser produzidas em um curto período de tempo por este processo.

Questão 3.
Em plantas superiores, o crescimento e a diferenciação são abertos. Explique. (NCERT)
Responder:
Em plantas superiores, o crescimento pode ser representado por uma curva sigmóide (curva em forma de S).
Existem três fases desta curva:

  1. Fase de atraso: quando a taxa de crescimento é muito lenta.
  2. Fase de log: é a fase de crescimento rápido.
  3. Fase estacionária: o crescimento desacelera neste estágio ou atinge o equilíbrio quando a divisão celular é interrompida.
    Quando a célula perde sua capacidade de divisão, ela segue em direção à diferenciação celular para produzir diferentes tecidos para desempenhar diferentes funções. O crescimento de uma célula, tecido, órgão, sistema orgânico ou organismo segue o mesmo padrão de crescimento, portanto é aberto, enquanto o desenvolvimento é flexível. Na verdade, o desenvolvimento é a soma total do crescimento e da diferenciação.

Questão 4.
Escreva uma breve nota sobre o seguinte:
(a) Crescimento aritmético (NCERT)
(b) Crescimento geométrico
(c) Taxa de crescimento sigmóide
(d) Taxa de crescimento absoluta e relativa.
Responder:
(a) Crescimento aritmético: Após a divisão da mitose, uma célula sofre crescimento aritmético por divisão celular regular, enquanto a segunda célula se diferencia e amadurece. Isso ocorre em uma taxa constante.

(b) Crescimento geométrico: No crescimento geométrico, ambas as células produzidas pela mitose sofrem divisão celular. Mas devido ao fornecimento limitado de nutrientes, a taxa de crescimento torna-se gradualmente lenta, finalmente atinge o estado estacionário.

(c) Taxa de crescimento sigmóide: Se um gráfico desenhado entre o aumento no tamanho do organismo versus o tempo, então a curva em forma de 'S' é obtida chamada de curva sigmóide. Possui três fases:

  1. Fase de atraso: quando a taxa de crescimento é lenta no estágio inicial.
  2. Fase de registro: quando a taxa de crescimento é rápida ou rápida.
  3. Fase estacionária: quando a taxa de crescimento atinge o equilíbrio porque a taxa de produção de células se torna igual à morte celular.

(d) Taxa de crescimento absoluta e relativa: A medição e comparação do desenvolvimento completo em unidade de tempo é chamada de taxa de crescimento absoluta, enquanto a medição de crescimento por unidade de tempo por qualquer outra forma é chamada de taxa de crescimento relativo.

Questão 5.
Defina Crescimento, Diferenciação, Desenvolvimento, Desdiferenciação, Rediferenciação, Meristema e taxa de crescimento. (NCERT)
Responder:

  1. Crescimento: É o aumento irreversível ou progressivo do tamanho, forma, volume e peso de um organismo.
  2. Diferenciação celular: Após a divisão celular e o alongamento celular, uma célula sofre diferenciação. A célula se diferencia, muda de forma, posição e se modifica, amadurecendo como células permanentes para desempenhar funções específicas. Este fenômeno é denominado de diferenciação.
  3. Desenvolvimento: o desenvolvimento é o crescimento gradual do corpo vivo em seu ciclo de vida.
  4. Desdiferenciação: as células diferenciadas recuperam sua capacidade de divisão celular em alguma condição específica. Este fenômeno é denominado Desdiferenciação.
  5. Rediferenciação: novas células formadas por células desdiferenciadas perdem sua capacidade de divisão celular novamente e se tornam tecido permanente por diferenciação para desempenhar funções específicas. Isso é chamado de re diferenciação.
  6. Meristemas: Grupo de células vegetais imaturas semelhantes, que podem apresentar divisão celular regular para formar novas células, são chamados de meristemas.
  7. Taxa de crescimento: O aumento no tamanho, peso seco, volume ou número de células do organismo vivo por unidade de tempo é chamado de taxa de crescimento.

Questão 6.
Se você for solicitado a fazer os seguintes trabalhos, qual hormônio vegetal pode ser usado?
(a) Para produzir raiz em um galho de planta. (NCERT)
(b) Para frutas maduras rapidamente.
(c) Para evitar a queda de folhas prematuras.
(d) Para o crescimento do botão axilar.
(e) Para promover a floração em uma rosa.
(f) Fechar logo os estômatos.
Responder:
(a) Auxin,
(b) Etileno,
(c) Giberelina,
(d) Citocinina,
(e) Giberelina,
(f) Ácido abscísico.

Questão 7.
O que acontecerá se: (NCERT)
(a) GA3 é fornecido a mudas de arroz.
(b) A divisão das células interrompe a divisão celular.
(c) Manter uma fruta podre com frutas não maduras.
(d) Se você esquecer de adicionar citocinina no meio de cultura da planta.
Responder:
(a) A planta de arroz aumentará de altura.
(b) As células quando perdem a capacidade de se dividir, diferenciam-se para formar diferentes tecidos para desempenhar funções específicas.
(c) Se uma fruta podre for mantida com frutas não maduras, então todas as frutas irão se deteriorar.
(d) Se a citocinina não for adicionada ao meio de cultura da planta, ela pode afetar a formação de clorofila nas folhas jovens, o crescimento dos ramos laterais, o crescimento dos ramos adventícios. Na ausência de citocinina, pode ocorrer a abscisão das folhas.

Questão 8.
O que são hormônios de crescimento sintéticos? Qual é a sua importância na agricultura?
Responder:
Hormônio de crescimento sintético ou regulador de crescimento:
Como o hormônio regula o crescimento nos organismos, eles são chamados de hormônio do crescimento. A seguir estão alguns exemplos de reguladores de crescimento, sua importância na agricultura são as seguintes:
1. Morpactinas: É um hormônio sintético derivado dos ácidos flúor-carboxílicos. Induz o crescimento do botão axilar ao inibir o crescimento do caule, da lâmina da folha, etc. Aumenta a produção de laranjas.

2. Hidrazida Málica (MH): É um hormônio sintético que inibe o crescimento de grama, arbustos e árvores. Inibe a germinação de batata e cebola, portanto, podem ser mantidas por um longo período de tempo.

3. Cycocel (CCC): quimicamente é cloreto de cloroetil-trimetil amônio. É usado para matar ervas daninhas.
4. Auxina Sintética (IBA e N.A.A.): Previne a desfolha de frutos e folhas.
5. Ácido alfa naftaleno acético: É um hormônio sintético usado para inibir o crescimento de botões em uma cidade de batata. Portanto, as batatas podem ser guardadas por muito tempo.
6. 2, 4 Ácido diclorodifenoxiacético: É usado para matar ervas daninhas.
7. Etafone: quimicamente é o ácido 2-cloroetil fosfórico. É utilizado para o amadurecimento de frutas como banana, uva, manga a nível industrial.

Questão 9.
O que é o hormônio da floração? Descreva vários tipos de hormônios de floração nas plantas.
Responder:
Hormonas de floração: As hormonas de floração são as hormonas que induzem a floração pelo efeito da temperatura e da luz.
Existem dois tipos de hormônios de floração:

1.Vernalina: Induz a floração regulando o processo de vernalização. Como resultado da vernalização, ou seja, quando o botão apical recebe estímulos de inverno, produz o hormônio vernalina que atua como giberelina e induz a floração.

2. Florigênio: pigmentos fitocromáticos encontrados nas folhas verdes após a absorção dos raios de luz produzem o hormônio florigênio que é transportado para a região de crescimento, onde induz o processo de floração.

Questão 10.
Descreva vários fatores que afetam o crescimento.
Responder:
Fatores que afetam o crescimento:
1. Abastecimento de alimentos: afeta a taxa de crescimento em primeiro lugar porque fornece material de crescimento para a região em crescimento e, em segundo lugar, porque fornece energia potencial para a região em crescimento.

2. Abastecimento de água: Tem relação direta com a taxa de crescimento, pois é necessária para todas as atividades metabólicas do protoplasma e para aumentar a turgidez da célula para o alargamento celular.

3. Suprimento de oxigênio: O oxigênio aumenta o crescimento, pois ajuda na respiração a converter a energia potencial em energia cinética necessária para as atividades vitais do protoplasma.

4. Temperatura: afeta o crescimento de forma que o crescimento ocorra entre 4-45 ° C, a atividade ideal ocorre a 28-33 ° C.

5. Luz: Todos os três aspectos da intensidade, qualidade e periodicidade da luz afetam o crescimento. A alta intensidade da luz induz o nanismo da planta e aumenta a perda de água. A fraca intensidade da luz reduz a taxa de crescimento geral e também a fotossíntese. A cor diferente (comprimento de onda) também afeta o crescimento das plantas. Na luz de cor azul-violeta, o crescimento intermodal é pronunciado, enquanto a luz de cor verde reduz a expansão das folhas. A cor vermelha favorece o alongamento.

O infravermelho e o ultravioleta são prejudiciais ao crescimento. Há um efeito notável da duração da luz no crescimento da estrutura vegetativa e reprodutiva.
6. Hormônios de crescimento: agora está bem estabelecido que o crescimento da planta é controlado por certos compostos orgânicos presentes em quantidades muito diminutas. Esses compostos são chamados de hormônios, fitormônios ou substâncias promotoras de crescimento.

Crescimento e desenvolvimento de plantas Classe 11 Perguntas importantes Tipo de objetivo

1. Escolha as respostas corretas:

Questão 1.
As giberelinas foram extraídas primeiro de:
(a) Gibberella fujikuroi
(b) Gelídio
(c) Gracelaria
(d) Aspergillus.
Responder:
(a) Gibberella fujikuroi

Questão 2.
A germinação da batata no armazenamento pode ser evitada por:
(a) IAA
(b) hidrazida málica
(c) Citocininas
(d) Giberelinas.
Responder:
(b) hidrazida málica

Questão 3.
O seguinte é um inibidor de crescimento de ocorrência natural:
(a) IAA
(b) ABA
(c) NAA
(d) GA3.
Responder:
(b) ABA

Questão 4.
O seguinte hormônio está relacionado principalmente com a divisão celular nas plantas:
(a) IAA
(b) Kinin (zeatina)
(c) GA3
(d) 2,4-D.
Responder:
(b) Kinin (zeatina)

Questão 5.
O ácido giberélico foi empregado com sucesso para induzir a floração:
(a) Em plantas de dias curtos sob condições de dias longos
(b) Na planta de dia longo sob condições de dia curto
(c) Para algumas plantas
(d) Nenhum destes.
Responder:
(b) Na planta de dia longo sob condições de dia curto

Questão 6.
As folhas de Mimosa pudica caem com o toque porque:
(a) A planta tem sistema nervoso
(b) As folhas são muito tenras
(c) Os tecidos da folha estão feridos
(d) O turgor da folha muda.
Responder:
(d) O turgor da folha muda.

Questão 7.
Vernalização é:
(a) Curva de crescimento em resposta à luz
(b) Recorrência de dia e noite
(c) Efeito da duração do dia no crescimento da planta
(d) Aceleração da capacidade da flor por tratamento de baixa temperatura.
Responder:
(d) Aceleração da capacidade da flor por tratamento de baixa temperatura.

Questão 8.
O efeito da duração do dia na floração é denominado:
(a) Fototropismo
(b) Fotoperiodismo
(c) Fotorrespiração
(d) Foto-oxidação.
Responder:
(b) Fotoperiodismo

Questão 9.
Nas plantas, o hormônio associado à divisão celular é:
(a) GA
(b) 2,4-D
(c) IAA
(d) Kinin.
Responder:
(d) Kinin.

Questão 10.
Citocinina:
(a) Um hormônio que estimula a divisão celular
(b) Um processo de divisão celular
(c) Uma forma de movimento celular & # 8216
(d) Uma substância que produz dormência.
Responder:
(a) Um hormônio que estimula a divisão celular

Questão 11.
Os três principais hormônios indutores de crescimento nas plantas são:
(a) Auxina, Giberelina e Etileno
(b) Giberelina, citocinina e ácido abscísico
(c) Etileno, ácido abscísico e citocinina
(d) Auxina, Giberelina e citocinina.
Responder:
(d) Auxina, Giberelina e citocinina.

Questão 12.
A citocinese induz:
(a) Divisão celular
(b) Alongamento celular
(c) alongamento da haste
(d) Partenocarpia.
Responder:
(d) Partenocarpia.

4. & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 .. o hormônio é usado para aumentar o comprimento de plantas geneticamente anãs.
Responder:
Giberelina

8. A doença Bakani do arroz é causada por um fungo conhecido como & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 ...
Responder:
Gibberella fuji kuroi

9. O crescimento ocorre por unidade de período de tempo nos organismos vivos é denominado como & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 ...
Responder:
Taxa de crescimento

10. Em & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 & # 8230 .. crescimento após divisão em mitose, apenas uma célula filha mostra divisão celular regular.
Responder:
Aritmética.

Coluna ‘A’ Coluna ‘B’
1. Florigen (a) IAA
2. Abscisão (b) Proteína
3. Atraso na senescência (c) Citocinina
4. Camada de Aleuron (d) ABA
5. Auxin (e) Floração.

Responder:
1. (e) Floração.
2. (d) ABA
3. (c) Citocinina
4. (b) Proteína
5. (a) IAA.

Coluna ‘A’ Coluna ‘B’
1. Dormin (a) Auxin
2. GA3 (b) ácido abscísico
3. Zeatin (c) Giberelina
4. 2,4-D (d) Citocinina
5. Término da dormência da semente (e) Giberelina.

Responder:
1. (b) Ácido abscísico
2. (c) Giberelina,
3. (d) Citocinina
4. (a) Auxin
5. (e) Giberelina.

1. Cite os tecidos responsáveis ​​pelo crescimento das plantas.
Responder:
Tecido meristemático

2. Escreva o nome das várias fases de crescimento.
Responder:
Estágio de divisão celular, estágio de alongamento celular, estágio de maturação celular

3. Elabore o termo 2,4-D. Escreva também uma função dele.
Responder:
Ácido 2, 4 di fenoxiacético, é um hormônio do crescimento e usado como weedicida

4. Elabore o termo IAA e escreva uma função dele.
Responder:
Ácido indol acético, utilizado no desenvolvimento de frutas sem sementes

5. Cite o nome do hormônio que se encontra no estado gasoso.
Responder:
Etileno

6. Cite o nome do aparelho usado para medir o crescimento das plantas.
Responder:
Auxanômetro

7. Nomeie o regulador de crescimento que ajuda a interromper a germinação da batata e da cebola.
Responder:
Hidrazida málica


Computação Avançada, Matemática e Dados Destaques da Pesquisa


Imagem de imunofluorescência de campo amplo de células epiteliais mamárias humanas usando anticorpos contra o EGFR (vermelho) e o receptor manose-6-fosfato (M6PR verde). Os núcleos das células foram contrastados com DAPI (azul). A maior parte do EGFR nessas células está localizada na superfície celular, com uma minoria localizada nas vesículas intracelulares. Os M6PR estão localizados principalmente em certos compartimentos dentro da célula.

Resultados: Na pesquisa biológica, um processo típico seria conduzir experimentos e então analisar os dados coletados para chegar a conclusões. Uma nova abordagem de análise baseada em modelo de cientistas de biologia computacional do Pacific Northwest National Laboratory demonstra que a integração de cálculos em experimentação permite que os pesquisadores obtenham informações quantitativas mais robustas sobre a cinética celular.

O processo usa um modelo computacional para gerar previsões sobre a dinâmica dos receptores celulares em diferentes compartimentos celulares. O modelo previu que as escalas de tempo da cinética de (des) ativação do receptor na superfície celular e nos compartimentos internos eram comparáveis. Este achado inicialmente parecia contrário ao que seria esperado com base na literatura existente, no entanto, experimentos de acompanhamento validaram que as previsões computacionais estavam realmente corretas.

O trabalho é destaque na capa de novembro da Molecular BioSystems.

Por que isso importa: Em células humanas, a sinalização (ou seja, dizer à célula o que fazer, como a liberação de hormônios ou a regulação de um ciclo celular) é iniciada por estímulos externos e os receptores celulares facilitam a retransmissão da informação recebida para os elementos reguladores na célula. Visto que conhecer seus padrões diferenciais de sinalização celular pode fornecer pistas sobre a eficácia potencial das respostas aos medicamentos e estratégias de tratamento, é importante determinar se os receptores de superfície e internos funcionam da mesma maneira. Os dados atuais indicam que os receptores celulares de superfície e internos podem ter respostas e cinéticas de ativação diferentes, ou seja, podem responder de forma diferente quando expostos ao mesmo estímulo. Mas, usando o novo modelo, os cientistas do PNNL previram que os receptores teriam, na verdade, cinética de desativação semelhante. Medições laboratoriais dos níveis de fosforilação do receptor & mdash que indicam o nível de sua atividade & mdash mostraram que, de fato, as taxas de desativação eram aproximadamente as mesmas para os receptores internos e de superfície.

Métodos: A equipe do PNNL desenvolveu modelos matemáticos para sinalização do receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR) para prever como os receptores ativados foram distribuídos espacialmente dentro das células. Para manter a simplicidade, o desenvolvimento do modelo e o projeto de experimentos futuros foram integrados desde o início. O modelo foi construído para prever os níveis de fosforilação do receptor em uma célula sob condições específicas para as durações de resposta imediata a curta (minuto a horas). A equipe então realizou os testes de laboratório de validação para determinar os níveis reais de fosforilação do EGFR nas células, tanto para todos os receptores celulares quanto para apenas os receptores internos. A diferença entre essas duas medidas forneceu as informações sobre os receptores de superfície.

Próximos passos: Quando os receptores recebem uma sugestão para iniciar um sinal, o sinal é transmitido "a jusante" ao longo das vias de sinalização para desencadear a próxima fase de atividade. Essa propagação de sinal ocorre por meio de interações proteína-proteína transitórias e pode envolver um grande número de proteínas associadas. A equipe do PNNL agora está investigando como diferentes maneiras de iniciar um sinal se traduzem em diferentes padrões de resposta no nível das proteínas a jusante. Além disso, eles estão observando como a sinalização diferencial, isto é, variações nos padrões de sinalização quando as condições mudam, podem estar regulando a tomada de decisão da célula, resultando assim em diferentes respostas com base nas propriedades observadas da célula.

Agradecimentos

Esta pesquisa foi financiada por uma bolsa do National Institutes of Health.

Time de pesquisa: Harish Shankaran, Yi Zhang, William B. Chrisler, Jonathan A. Ewald, H. Steven Wiley e Haluk Resat & mdashPNNL

Referência: Shankaran H., Y Zhang, WB Chrisler, JA Ewald, HS Wiley e H Resat. 2012. & quotA análise experimental integrada e baseada em modelo revela os aspectos espaciais da dinâmica de ativação de EGFR. & Quot Molecular BioSystems 8 (11): 2868-2882. DOI: 10.1039 / C2MB25190F.


Parte 2: Aumentando a ameaça de doenças infecciosas

00: 00: 01.19 Oi, estou de volta da minha segunda palestra agora. Isso vai ser
00: 00: 05.04 bem diferente do primeiro que você ouviu. O primeiro foi o
00: 00: 08.18 a ciência que se passa no meu laboratório. Essa conversa é porque eu faço isso
00: 00: 12.20 ciência e por que todos nós temos que estar cientes do que está acontecendo
00: 00: 17.15 nesta aldeia global em que vivemos. Tornou-se claro
00: 00: 23.22 que a ameaça global de doenças infecciosas é real e algo que nós
00: 00: 29.00 tem que se preocupar. Hoje as doenças infecciosas são as principais
00: 00: 34.02 causa de morte em todo o mundo e a terceira principal causa de morte
00: 00: 39.02 nos Estados Unidos. Agora as doenças que predominam
00: 00: 43.11 todos nós conhecemos e ouvimos falar. Claro que eles incluem
00: 00: 46,27 HIV / AIDS. Eles incluem infecções respiratórias agudas,
00: 00: 52,05 doenças diarreicas, tuberculose, malária, mas desde 1973,
00: 00: 59.17 pelo menos 29 doenças até então desconhecidas surgiram. Agora
00: 01: 06.27 20 doenças ressurgiram em novos lugares onde nunca
00: 01: 11,24 eram antes e estão sentados em novos ecossistemas. E a pergunta
00: 01: 17.13 claro que é: "Por que isso está acontecendo?" Onde novas doenças
00: 01: 20,24 vem? Por que estamos enfrentando tal escalada?
00: 01: 25.10 E, na verdade, isso se deve às mudanças muito dramáticas no
00: 01: 31.01 na sociedade e no meio em que vivemos. Tem havido um
00: 01: 36.01 explosão do crescimento populacional, disseminação da pobreza, aquecimento global,
00: 01: 40.29 e migração urbana, e o que estamos descobrindo são novos patógenos em
00: 01: 47,29 novos lugares e velhos patógenos em novos lugares. E o que queremos dizer com,
00: 01: 54,26 "Como isso está acontecendo?" Então, se tivermos migração urbana,
00: 01: 58.25 o que significa que estamos entrando em nossas florestas, uma doença típica que
00: 02: 03.06 agora está florescendo por todo o lugar é a doença de Lyme, transmitida por um carrapato.
00: 02: 07.28 E isso foi devido ao desmatamento para dar lugar a novas moradias.
00: 02: 12.17 E isso causa uma picada de carrapato que carrega essa infecção bacteriana
00: 02: 17.09 é bastante devastador. Outro que todos nós sabemos é
00: 02: 22.00 HIV / AIDS que está crescendo e se espalhando em todas as populações urbanas.
00: 02: 28.29 Outro interessante é chamado Hantavirus. Este vírus era desconhecido.
00: 02: 33,29 É novo para nós. E aparece no extremo oeste americano em
00: 02: 39,07 Utah e Arizona. É carregado por camundongos e ratos. Isso é muito
00: 02: 44.18 vírus desagradável com uma taxa de morte de 60%. E ainda estamos tentando entender isso.
00: 02: 49.24 Outro que está saindo das florestas na África é
00: 02: 55.21 causada por um vírus, e é o Ebola. E esse é um vírus muito difícil
00: 03: 00.28 para lidar. Agora temos também os diferentes tipos de mudanças em nosso ambiente.
00: 03: 10.01 Por exemplo, a doença da vaca louca, sobre a qual todos vocês leram e
00: 03: 14.07, que não é causado por uma bactéria, não por um vírus,
00: 03: 19.12 mas por uma proteína que muda de conformação e entra em um
00: 03: 23,28 estado que causa um defeito neurológico cerebral muito grave.
00: 03: 28,23 E por que isso de alguma forma saiu da caixa? E se você lembra
00: 03: 34.05 na Inglaterra há vários anos, houve apenas um surto
00: 03: 39.10 da doença da vaca louca, e acabou sendo devido ao fato
00: 03: 43.02 que a produção dos alimentos que alimentamos todos os nossos
00: 03: 48.02 o gado era feito de forma diferente. Estávamos alimentando-os com vários tipos de
00: 03: 54.22 resíduos vegetais, minerais e animais e desta vez eles iriam
00: 04: 00.22 incluem a estrutura nervosa - o cérebro e os nervos. E isso é
00: 04: 05.24 onde esses príons estavam. E então não foi até o mandato
00: 04: 09.24 desceu para mudar a preparação da comida para o nosso gado que
00: 04: 14.20 esta epidemia foi diminuída. E isso teve que ser mudado em todo o mundo.
00: 04: 18.16 Portanto, este é outro exemplo de como tentamos sobreviver em grandes populações
00: 04: 24.09 e alimentar a todos, mudando a forma como carregamos
00: 04: 27,22 o que fazemos. A outra coisa que aconteceu é que
00: 04: 31.04 houve um ressurgimento de uma tuberculose muito resistente aos medicamentos.
00: 04: 36.27 E na África do Sul agora, existem cepas do bacilo que
00: 04: 43.11 causa tuberculose que é resistente a todos os antibióticos conhecidos
00: 04: 48.12 e é uma cepa particularmente virulenta com uma taxa de morte muito alta.
00: 04: 52.14 Então, a aglomeração, a mistura urbana de pessoas e patógenos deu
00: 05: 00.21 nós uma proliferação de bactérias que são resistentes aos antibióticos. Agora
00: 05: 08.20 também sabemos que temos viagens internacionais em todos os lugares.
00: 05: 15.02 Aumentou. Se tivermos um surto de doença em Kuala Lumpur,
00: 05: 19.09 em um dia, a pessoa que entra naquele avião com um infeccioso
00: 05: 24.21 doença pode estar em Chicago no mesmo dia. Para que sejamos
00: 05: 30.01 movendo-se rapidamente por todo o globo, e há uma propagação incrivelmente rápida
00: 05: 34.29 da doença, lembrando-nos que nenhum país é uma ilha. E nós agora
00: 05: 40.00 vivem em uma aldeia global, o que significa que todos os países do globo
00: 05: 45.00 agora tem que coordenar, colaborar e ajudar uns aos outros
00: 05: 50.08 para identificar doenças e divulgar coisas que vão ajudar
00: 05: 55.08 esmagar algum tipo de surto. Agora, uma outra coisa que
00: 06: 00.23 acontece quando esse cara pega uma doença em Kuala Lumpur e
00: 06: 05.07 termina em Chicago - agora as pessoas em Kuala Lumpur podem ter
00: 06: 08.25 vivemos com esta doença há algum tempo e desenvolveram imunidade.
00: 06: 11.28 Mas as pessoas em Chicago não têm imunidade a isso e por isso é
00: 06: 15,24 um problema maior. A parte difícil disso é que temos
00: 06: 21,25 viagens assintomáticas. Você entra em um avião e se sente bem, mas na verdade
00: 06: 27.02 você está infectado. E dos grandes problemas com uma possível gripe
00: 06: 32,23 epidemia é se você pegar o vírus da gripe - gripe - você é assintomático
00: 06: 40.08 por pelo menos dois dias. E durante esse período de tempo, você é
00: 06: 44.07 infeccioso. Então você não sabe o que está transferindo. E isso é
00: 06: 48.28 o que o leva à pandemia. Agora, outro problema, claro, é
00: 06: 54.29 a perda de controle de nossas fronteiras nacionais. E nós realmente não somos muito
00: 07: 01.08 bom em cumprir as nossas leis de quarentena. É difícil fazer isso.
00: 07: 08.04 E vamos voltar a isso mais tarde na minha palestra, porque em muitas doenças -
00: 07: 14.29 leis de quarentena eficazes são a única coisa que vamos
00: 07: 19.25 usar para nos proteger. Agora, cada um desses problemas é algo
00: 07: 25.21 que está sendo trabalhado e compreendido por muitos países
00: 07: 30.22 coordenado pela Organização Mundial da Saúde. A questão final que
00: 07: 36.25 está quase fazendo de onde moramos agora uma tempestade perfeita é que
00: 07: 41.20 enquanto aumentamos a globalização, enquanto aumentamos
00: 07: 46.10 população, enquanto aumentamos a urbanização e a migração de
00: 07: 51.04 patógenos em novos nichos ecológicos, temos o surgimento de
00: 07: 55.15 Patógenos resistentes a antibióticos. Então deixe-me dizer o que
00: 07: 59,22 antibiótico é. Um antibiótico é um pequeno composto feito
00: 08: 03.24 em um laboratório ou feito por algum ser vivo e quando
00: 08: 08.01 este composto é feito, o que ele faz é matar o patógeno.
00: 08: 15.16 Mata o patógeno bacteriano. Talvez eu deva apenas lembrar você
00: 08: 19.12 da diferença entre um patógeno bacteriano e um vírus
00: 08: 23,07 patógeno. Um vírus não é uma célula viva. Um vírus só tem uma proteína
00: 08: 29.24 casaco e o material genético fica dentro deste casaco. E isso
00:08:34, 27 não pode fazer mais de si mesmo. A única maneira de fazer mais de si mesmo
00: 08: 39,24 é se infectar uma célula hospedeira - uma de nossas células, uma das células que são
00: 08: 45.08 de um rato, ou de um macaco, ou de algum outro animal. E então entra lá
00: 08: 49.07 coopta a máquina dessa célula e faz muito mais de si mesma.
00: 08: 53,17 Isso é um vírus. Uma célula bacteriana é uma pequena célula viva que pode crescer
00: 09: 00.17 e dividir e responder ao seu ambiente e descobrir se é
00: 09: 04.22 um patógeno como entrar em uma célula hospedeira e deixá-lo muito doente.
00: 09: 09,05 Então essa é uma célula bacteriana. Os antibióticos são específicos para células bacterianas,
00: 09: 16.00 não infecções virais. E o que aconteceu é que tivemos
00: 09: 22.14 uma história de vários tipos de antibióticos, que foram descobertos pela primeira vez
00: 09: 30,11 em 1946 com penicilina. Então, logo depois disso, tivemos estreptococos e staph
00: 09: 38,23 infecções que seriam muito sensíveis à penicilina. Hoje, 80%
00: 09: 44.29 de todas as cepas de estafilococos - estafilococos - são resistentes à penicilina.
00: 09: 51.03 Isso foi um grande choque para nós. Em 1950, tínhamos mais antibióticos que
00: 10: 00.25 iria infectar vários bugs - estreptomicina, cloranfenicol,
00: 10: 06,07 tetraciclina. Então, em 1953, houve um surto de Shigella no Japão
00: 10: 12.15 e resultou no aparecimento de uma cepa de bacilo da disenteria
00: 10: 16.22 que era resistente não apenas a um antibiótico, mas a muitos. E essa
00: 10: 22.04 foi uma bandeira vermelha. E as pessoas começaram a ficar preocupadas.
00: 10: 27.07 Até 1982, quando tínhamos a última nova classe de antibióticos - as quinolonas -
00: 10: 34.22 a resistência está aumentando, realmente, de uma maneira assustadora. Cipro, para o qual
00: 10: 41.08 comíamos como doces quando houve um susto de antraz em
00: 10: 45.24 nos Estados Unidos, causou uma enorme resistência a esse medicamento em particular.
00: 10: 51.16 Em 1998, a vancomicina, que é considerada por muitos um antibiótico de
00: 10: 58.01 último recurso para infecções por estafilococos e outros tipos de patógenos,
00: 11: 01.25 agora estamos vendo o surgimento de resistência à Vancomicina também.
00: 11: 06.12 Agora o que acontece quando algo se torna resistente a um antibiótico
00: 11: 11.18 é que esses bugs são muito, muito inteligentes e o que eles
00: 11: 16.15 aprenderam a fazer é se virem uma droga chegando
00: 11: 21,28 ele, como a aritrimicina, ele descobre como cuspi-lo. Ou se o
00: 11: 29.00 antibiótico consegue entrar no inseto, a bactéria descobriu
00: 11: 34.28 uma forma de modificar quimicamente esse antibiótico para que não seja mais
00: 11: 38,23 funcionando. E eles também descobriram como mudar o alvo
00: 11: 43.16 daquele antibiótico naquela célula em particular, então ele não funciona mais.
00: 11: 47.26 Então, esses insetos são muito inteligentes e estamos em guerra com eles e
00: 11: 53.03 os bugs estão ganhando. E o que precisamos é entender como fazer
00: 11: 57.22 novos e melhores antibióticos. Se eu apenas olhar para as infecções por estafilococos no
00: 12: 03.12 Estados Unidos, em 1957 100% sensível à penicilina. 1982-- menos
00: 12: 12.04 de 10% de todos os casos de estafilococos podem ser curados com penicilina.
00: 12: 16.06 1993-- apenas a vancomicina sobreviveu como um antibiótico eficaz. E hoje, como eu
00: 12: 23.13 te falei, tem cepas que são resistentes a tudo. Então
00: 12: 27.18 uma das perguntas é: "Por que a resistência aos antibióticos está crescendo tão rapidamente?"
00: 12: 32.03 E, de fato, o que estamos vendo é que os antibióticos são colocados em animais
00: 12: 38.17 para alimentação, em aerossóis para frutas e vegetais. Dos 50 milhões
00: 12: 43,09 libras de antibióticos produzidos anualmente nos EUA, 40% vão para
00: 12: 49,23 gado. Então, como surge essa resistência? Vamos dizer você
00: 12: 55.06 têm de 10 à nona (10 ^ 9) células bacterianas, todas resistentes a um determinado antibiótico.
00: 13: 00.15 Uma dessas 10 ^ 9 células tem uma mutação que a torna resistente.
00: 13: 07.12 Todos os outros serão mortos por aquele antibiótico, mas aquele
00: 13: 12.00 felizmente crescerá e se dividirá e então você terá o florescimento de uma
00: 13: 16.18 patógeno resistente a antibióticos. Alimentando antibióticos em grandes quantidades
00: 13: 23.14 para todos os nossos rebanhos, estamos aumentando as chances desse
00: 13: 30.05 cara a desenvolver resistência a antibióticos. Outra razão que as coisas -
00: 13: 36.10 esta resistência - está crescendo tão rapidamente é que há um número crescente
00: 13: 40,28 de pessoas imunocomprometidas. E isso é em parte devido a
00: 13: 45.10 as maravilhas da medicina e também para novas doenças infecciosas.
00: 13: 48.20 Os pacientes de quimioterapia têm imunidade muito, muito baixa. Eles estão infectados
00: 13: 53.21 por muitas bactérias diferentes e elas crescem, se dividem e se desenvolvem
00: 13: 57,04 resistência. Pacientes com transplante, pacientes com AIDS, até mesmo populações em envelhecimento -
00: 14: 04.05 se você tem mais de 65 anos, seu sistema imunológico está indo para o inferno.
00: 14: 09.20 E então você tem que realmente perceber que você é particularmente sensível a
00: 14: 14,17 infecções bacterianas e novamente você se torna um reservatório para aumento
00: 14: 19.19 resistência a antibióticos. Também há o uso excessivo de antibióticos,
00: 14: 24.04 over-the-counter e, em seguida, vendas sem receita não regulamentadas. Então estes
00: 14: 29,22 são problemas muito sérios. Claro, como eu disse antes,
00: 14: 34.02 viagens internacionais nos levam a todos os lugares. E então se você conseguir
00: 14: 38.08 uma cepa multirresistente de estreptomicina na Espanha, você acabou
00: 14: 46.13 com ele na África do Sul em quatro dias, se alguém estiver viajando rapidamente.
00: 14: 50.03 Portanto, temos uma disseminação completa e rápida. Agora o que sou
00: 14: 53.26 vamos nos voltar para a história de onde vêm os novos bugs.
00: 15: 00.23 De onde vêm os novos patógenos? E a história que vou te contar
00: 15: 05.22 é um de E. coli 0157. É um patógeno novo e difundido. É uma comida
00: 15: 12.16 contaminante que agora é a principal causa de insuficiência renal
00: 15: 15,26 em crianças. Bem, a primeira vez que contei essa história foi muito
00: 15: 19,28 cenário incomum. Foi durante a administração de Bill Clinton.
00: 15: 25.27 E ele ficou muito preocupado com a engenharia genética -
00: 15: 30.20 em outras palavras, o que podemos fazer no laboratório agora na construção de novos
00: 15: 34.01 grupos de genes e talvez alterando um patógeno ou alterando algum outro
00: 15: 39,15 processo normal. E ele estava preocupado. Ele queria saber como
00: 15: 43.11 preocupados que deveríamos nos preocupar com as forças malévolas realmente criando
00: 15: 48,12 novos patógenos. E ele queria entender o que estava acontecendo.
00: 15: 53.27 E eu fazia parte de um grupo de seis pessoas que foram convidadas a falar
00: 15: 58.20 com o presidente Clinton e todo o seu gabinete. E a história eu
00: 16: 03.00 disse a eles que realmente era a engenharia genética, sim, podemos fazer
00: 16: 09.04 no laboratório, mas os insetos e os vários tipos de criaturas no
00: 16: 15.14 mundo natural são engenheiros genéticos muito melhores do que nós e
00: 16: 19.15 o exemplo é E. coli 0157. Agora, esta é a imagem de um vírus
00: 16: 27.18 e vou mostrar e dizer como isso funcionou
00: 16: 32.06 para a engenharia genética que foi realizada por E. coli 0157.
00: 16: 37.13 Então, de onde veio? E. coli 0157 foi isolada pela primeira vez
00: 16: 44.08 de uma mulher de 50 anos na Califórnia, que adoeceu com
00: 16: 49.09 desconforto gástrico grave e diarreia com sangue. Ela sobreviveu, mas
00: 16: 54.11 ela estava muito doente. Então, em 1980, 14 crianças foram admitidas em um Toronto
00: 17: 01.03 hospital com os mesmos sintomas. Destes, duas crianças morreram
00: 17: 05.24 e o resto ficou com graves danos renais. Novamente
00: 17: 10.03 o bug, a bactéria, isolada de uma dessas crianças
00: 17: 15.18 foi o mesmo encontrado naquela mulher de 50 anos e
00: 17: 20.15 após análise, o desenvolvimento muito surpreendente foi que este
00: 17: 27.01 Célula de E. coli, que é um inseto que cresce em todo o nosso sistema gástrico
00: 17: 33.12 e é bastante inofensivo, pegou um gene - um gene particular -
00: 17: 40.14 de outro inseto, um patógeno chamado Shigella que codificava para uma toxina.
00: 17: 46.13 Então agora tínhamos pegado uma célula de E. coli e colocado um gene que a fez
00: 17: 52,04 um patógeno. Isso é engenharia genética. Em 1981, em White City,
00: 17: 58.08 Califórnia, 12 pessoas comendo em uma lanchonete local tornaram-se
00: 18: 02.13 doente com os mesmos sintomas. 1982 em Michigan - novamente um hambúrguer local
00: 18: 08,03 local - E. coli 0157 foi encontrado em seus hambúrgueres de carne. 1993 - Jack-in-the-box
00: 18: 17.01 restaurantes no Noroeste - centenas ficaram doentes. Quatro crianças morreram.
00: 18: 22.14 E isso continua indefinidamente. Foi encontrado em 1996 em contaminados
00: 18: 27,24 suco de maçã e alface. E isso acabou porque a célula de E. coli
00: 18: 32.15 pegou não apenas o seu gene para a toxina, mas um gene que faz
00: 18: 35.25 é resistente ao ácido. Portanto, ele pode crescer em um ambiente ácido,
00: 18: 39.18 que a E. coli normal não faz. 1997 - houve novamente um grande
00: 18: 45.10 recall de carne de hambúrguer contaminada. E em 2007, apenas alguns
00: 18: 51.00 meses atrás, foi encontrado espinafre contaminado. E isso veio
00: 18: 56.02 do escoamento do gado, que não estava muito longe.
00: 19: 01.20 Acontece que agora existem 25 a 30 surtos por ano
00: 19: 09.00 apenas nos Estados Unidos de contaminação por E. coli 0157
00: 19: 13,18 e 5% de nossas vacas leiteiras carregam esse patógeno. Então, como isso
00: 19: 20,13 acontecer? Como achamos que isso ocorreu? Então, o que estou mostrando a você
00: 19: 25.00 aqui está um vírus bacteriano. Lembre-se de que eu disse que um vírus
00: 19: 30.08 tem uma cabeça de proteína, e isso é mostrado aqui. Essa é a cabeça.
00: 19: 34.12 Esta é a cauda, ​​e há DNA nesta cabeça. E isso aqui
00: 19: 39.10 mostra a aparência do vírus. Este over hear mostra a você um
00: 19: 43,26 diagrama deste vírus. Parece um módulo de pouso da lua, não é?
00: 19: 46.29 E o que este módulo lunar faz é pousar em uma célula bacteriana
00: 19: 51.13 e injeta o DNA, o material genético, direto no
00: 19: 57.05 célula bacteriana que atinge. E é assim que acreditamos que isso aconteceu.
00: 20: 02.12 Ok. Neste diagrama, mostro uma célula bacteriana Shigella. O azul
00: 20: 09.03 o círculo indica o cromossomo - o único cromossomo.
00: 20: 13.10 E o pequeno módulo de pouso da lua lá em cima indica o vírus.
00: 20: 17.10 Então o vírus injeta seu DNA, e esse é aquele pequeno círculo no
00: 20: 22,13 centro da cabeça, para a célula. Uma vez que o DNA entra no
00: 20: 27.00 célula, codifica as coisas que fragmentam o cromossomo azul.
00: 20: 31.13 Você corta aquele cromossomo azul e o pedacinho
00: 20: 35.02 que contém aquele gene Shigella, então é colocado na cabeça
00: 20: 40,27 de um novo vírus. E então este novo vírus bacteriano contém
00: 20: 46.09 seu próprio DNA e um pouco daquele DNA de Shigella. E aquele pedacinho
00: 20: 51.24 contém o gene que causa uma toxina. Agora o que acontece é
00: 20: 58.14 que esse mesmo vírus atinge uma célula de E. coli. E nós acreditamos nisso
00: 21: 05.04 aconteceu durante uma epidemia de disenteria na América Central
00: 21: 10.18 quando E. coli e Shigella foram misturadas. E este vírus injetado
00: 21: 16.04 seu DNA na inofensiva E. coli. E este pedaço de DNA tem
00: 21: 21.10 incorporada no DNA desta E. coli, criando E. coli 0157.
00: 21: 29.15 Isso, pessoal, é engenharia genética. Isso acontece naturalmente.
00: 21: 34,05 Então agora deixe-me contar uma segunda história. E a segunda história
00: 21: 38.25 trata por que é tão difícil quando nos deparamos com algo pela primeira vez
00: 21: 44.20 que não vimos antes em um determinado país para decidir se isso
00: 21: 48,24 é um surto natural. É uma ação malévola? De onde está vindo
00: 21: 54,26 de? E esta é uma história interessante. Agora, o vírus do Nilo Ocidental
00: 22: 02.00 causa uma doença do tipo encefalite. Mas nunca foi encontrado
00: 22: 06,26 no hemisfério ocidental. E isso foi há vários anos.
00: 22: 12.14 E a maneira como começou foi que os pássaros no zoológico do Bronx começaram a morrer.
00: 22: 17.25 E eles tinham uma infecção do tipo encefalite. E um veterinário no zoológico do Bronx
00: 22: 24.02 enviou suas amostras de tecido para o CDC - Centro de Controle de Doenças -
00: 22: 28.21 e eles ficaram muito impressionados porque o CDC nunca
00: 22: 32.17 dinheiro suficiente para fazer tudo o que eles têm que fazer e eles meio que
00: 22: 36.16 disse: "Sim, vamos chegar a isso. Os pássaros estão morrendo." Bem ao mesmo tempo
00: 22: 40.27 havia um número crescente de pacientes humanos na cidade de Nova York,
00: 22: 44.22 que estavam exibindo e morrendo de uma doença do tipo encefalite.
00: 22: 49.22 As pessoas pensaram que era o vírus da encefalite St. Louis, nascido do mosquito.
00: 22: 55.04 Eles realmente não sabiam. Em seguida, o chefe do Gerenciamento de Emergências
00: 23: 01.07 na cidade de Nova York conseguiu cooptar todo o fornecimento de "Off".
00: 23: 07.02 "Off" é algo que mata mosquitos e insetos voadores, e ele
00: 23: 11.15 acabou de espalhar "Off" por toda a cidade e ele parou a epidemia
00: 23: 15,21 frio. Enquanto isso, a veterinária do zoológico do Bronx ainda estava tentando
00: 23: 21.08 desesperadamente para descobrir por que seus pássaros estavam morrendo. Esperando para ouvir
00: 23: 25.15 algo do CDC, e as semanas foram passando e ela
00: 23: 29.23 fui a um casamento na Costa Oeste e sentou-se
00: 23: 34.01 ao lado dela neste casamento estava um virologista. E não particularmente
00: 23: 39.15 interessados ​​em dançar, eles começaram a falar sobre essa coisa estranha
00: 23: 43.23 que estava acontecendo com seus pássaros no zoológico. E ele disse: "Olha,
00: 23: 48.01 porque você não me manda alguns de seus lenços, e eu tentarei descobrir o que
00: 23: 51.02 você conseguiu. "E foi o que aconteceu. Ele identificou muito rapidamente
00: 23: 55.17 isso como vírus do Nilo Ocidental. Agora, a reação inicial de todos foi,
00: 24: 01.26 "Não poderia ser. Não temos o vírus do Nilo Ocidental no oeste
00: 24: 04.18 hemisfério! "Mas naquela época, em Fort Collins, o CDC tinha
00: 24: 10.06 na verdade identificou isso, bem como o vírus do Nilo Ocidental. Simplesmente demorou muito.
00: 24: 18.23 E esta foi a nossa primeira experiência ao tentar identificar rapidamente
00: 24: 23.18 algo novo. Agora, curiosamente, simultaneamente, enquanto tudo isso
00: 24: 28.18 estava acontecendo, um desertor iraquiano relatou que Saddam Hussein
00: 24: 34.24 estava desenvolvendo uma cepa do vírus do Nilo Ocidental como uma guerra biológica
00: 24: 39.22 agente e estava se preparando para lançá-lo. Isso nunca foi confirmado.
00: 24: 44.12 Este foi um evento BW? Nós não sabemos. Isso veio para os Estados Unidos
00: 24: 50.08 Afirma em um 747 que um mosquito entrou por acaso? Nós não
00: 24: 55,22 sabe. Não sabemos a resposta, mas o que é importante - qual
00: 25: 00.20 tem que lembrar - é tudo o que fazemos para identificar um novo surto
00: 25: 05.28 será relevante independentemente da fonte - malévola ou natural.
00: 25: 11.10 O problema é entender o que temos e rapidamente
00: 25: 15.19 entender como podemos analisar essas coisas e identificar o
00: 25: 20,04 agentes. Agora, isso está mudando. E isso está mudando principalmente porque
00: 25: 26.08 do que encontramos com SARs. Bem, isso aconteceu recentemente.
00: 25: 30.22 SARs é Síndrome Respiratória Aguda Grave. É causado por um
00: 25: 36.14 vírus corona, que é um vírus de RNA. É semelhante aos vírus que
00: 25: 42,17 causar o resfriado comum. Tem um potencial muito alto de evolução natural
00: 25: 47,21 por isso pode mudar muito. Agora, com SARs - é uma história interessante
00: 25: 54.21 porque esta é uma infecção que começou predominantemente em
00: 25: 59.08 Hong Kong e Pequim e província de Guangdong na China. Mas
00: 26: 03.26 apareceu muito rapidamente em Toronto. E o que aconteceu ai
00: 26: 08.11 é que tínhamos um agente altamente infeccioso que exemplifica isso
00: 26: 13.08 aldeia global em que vivemos. Houve um encontro científico em Hong Kong.
00: 26: 17.02 Alguém adoeceu. Eles acabaram em Toronto e foi tudo
00: 26: 20.11 sobre o local. Mas SARs é um exemplo em que fomos muito melhores
00: 26: 24.26 na identificação do agente rapidamente por sequenciamento. Nós também éramos
00: 26: 30.26 capaz de perceber que a única coisa que seria eficaz
00: 26: 34.14 foi a quarentena. E isso é interessante porque na verdade
00: 26: 40.06 Cingapura foi muito eficaz na quarentena. Eles disseram: "Este é
00: 26: 45.24 o que temos que fazer para impedir isso. "Considerando que Hong Kong e Toronto
00: 26: 49,16 não eram. No final das contas, ele parou. Lidar com isso foi muito eficaz.
00: 26: 58.17 E, na verdade, houve muito poucas mortes, se você olhar para isso de uma forma global.
00: 27: 03.12 Mas o efeito na economia foi enorme. E então isso diz
00: 27: 08.03 nos que até mesmo um pequeno surto terá graves problemas econômicos
00: 27: 12.25 implicações globalmente. E o que ela fez foi ajudar o mundo
00: 27: 18.23 A Organização de Saúde constrói uma rede de relatórios, de compreensão, de
00: 27: 25.07 diagnosticando surtos de doenças em todo o mundo. Então
00: 27: 29.16 que saberíamos como responder e lidar rapidamente com eles.
00: 27: 33.05 Agora o que vou fazer é terminar esta palestra com uma discussão sobre algo
00: 27: 38.14 que está diante de todos nós agora. E isso é o H5N1 da gripe aviária asiática.
00: 27: 45,22 Isso causa a gripe. A gripe está conosco o tempo todo, vários
00: 27: 50.25 diferentes tipos de cepas. Este é um particularmente assustador
00: 27: 54,03 um. No entanto, não há evidências fortes ainda de
00: 27: 59,09 transmissão para humano. Agora, esta é uma doença de pássaros -
00: 28: 04.26 aves locais, aves domésticas, aves selvagens. Nossa preocupação é que o H5N1, que
00: 28: 13.01 muda rapidamente, acabará por passar de pessoa para pessoa.
00: 28: 19,16 Agora, deixe-me falar um pouco sobre esse vírus porque é relevante.
00: 28: 24.22 Cada vírus possui uma única fita de RNA contendo 8 genes.
00: 28: 31.00 Cada gene codifica uma única proteína. Esta mutagenicidade muito alta
Taxa de 00: 28: 36.20, em outras palavras, mudando o tipo de proteína que é feita
00: 28: 40.24 de cada gene, pode acontecer por meio do rearranjo dos genes
00: 28: 44,22 mutações de base única. E isso muda rapidamente. Isso é
00: 28: 48.11 porque tomamos vacinas contra a gripe todos os anos. E basicamente neste momento
00: 28: 54.14 sabemos que a transmissão do H5N1 vai de patos para
00: 29: 00.20 para pássaros selvagens ou para alguns gatos, tigres, leões, leopardos, animais domésticos
00: 29: 06.25 com uma transmissão bastante fácil. No entanto, de pássaros selvagens a humanos
00: 29: 14.10 ocorre. Não é fácil. Você precisa de um contato muito pessoal.
00: 29: 19.15 E de humanos para humanos - não há fortes evidências disso ainda.
00: 29: 25.15 Nossa preocupação é que isso possa acontecer. E então o que significa o H5N1
00: 29: 31,03 de qualquer maneira? "H" significa hemaglutinina e é uma proteína que fica
00: 29: 38.00 no topo da gaiola em que o RNA fica. A função de
00: 29: 43.05 que a hemaglutinina é para permitir que o vírus se ligue à célula hospedeira
00: 29: 48.23 e permitir a entrada do RNA para fazer suas coisas ruins. "N" significa
00: 29: 55,21 neuraminidase. Neuraminidase é outro tipo de proteína
00: 29: 59.05 que também fica na superfície da célula e permite
00: 30: 02.28 vírus recém-formados para escapar e infectar outras células. Nós temos
00: 30: 09.03 dois antivirais por aí agora. Um é chamado Tamiflu.
00h30: 12h25 O outro é Relenza. E a neuraminidase é o alvo de ambos
00: 30: 17,13 destes. E, de fato, a melhor maneira de usar algo como Tamiflu
00: 30: 23.04 é, se você ainda não foi infectado, isso lhe dará 80% de proteção
00: 30: 28,12 por um tempo. Se você foi infectado, a carga viral cairá para que
00: 30: 34.05 você não é tão contagioso. Você ainda vai ficar doente, mas não vai
00: 30: 37.09 estar tão doente. Agora, se olharmos para a história dos vírus da gripe, o mais sério
00: 30: 46.04 Uma pandemia de gripe ocorreu em 1918 e essa gripe era H1N1.
00: 30: 53.20 Matou 40 milhões de pessoas em todo o mundo e o H1N1 significa um
00: 31: 00.06 derivado da hemaglutinina e da neuraminidase. 1957
00: 31: 05.26 gripe era H2N2 - matou cerca de 2 milhões de pessoas. 1968 - H3N2 matou cerca de
00: 31: 13,19 por milhão. Eu conheço esse muito bem porque eu peguei aquele.
00: 31: 16.20 E deixe-me dizer - uma infecção de gripe real não é divertida. A corrente deles
00: 31: 22.10 A gripe aviária asiática é H5N1 como eu disse. Coisa assustadora sobre esse cara
00: 31: 27.11 é que agora ele tem uma taxa de morte de 50%, o que é enorme.
00: 31: 32.06 E os humanos não têm imunidade contra o H5, enquanto nós temos alguns
00: 31: 37.10 contra H1, H2 e H3, que já existe há algum tempo.
00: 31: 42.14 Então, o que precisa ser feito? Como vamos lidar com isso?
00: 31: 48.10 Deixe-me apenas dizer-lhe primeiro que usar algo como Tamiflu
00: 31: 56.10 é melhor feito, na minha opinião, não borrifando Tamiflu entre
00: 32: 02.21 30 milhões de pessoas no mundo, mas sim usá-lo onde há
00: 32: 07,23 um ponto quente. Agora que temos toda uma rede de relatórios
00: 32: 15.16 vindo de todo o mundo, de olho nos pontos quentes
00: 32: 20.00 de súbita erupção do H5N1, possivelmente sendo passado de humano para
00: 32: 26.02 humano, então o nosso Tamiflu tem que chegar lá imediatamente. E então
00: 32: 31.27 o que você faz, é isolar a área, colocar em quarentena, tratar com
00: 32: 36.18 Tamiflu, e iniciar as vacinas. Agora, claramente, a vacina que temos agora
00: 32: 41.26 é para o H5N1 que só vai entre pássaros e possivelmente gatos.
00: 32: 48.06 O que, em última análise, precisaremos - se isso acontecer - se houver uma mutação para
00: 32: 53.08 de humano para humano é que então temos que obter uma nova vacina
00: 32: 59.11 que será contra essa variante em particular. E muito trabalho
00: 33: 04.04 está acontecendo agora por muitas pequenas empresas e muitos
00: 33: 06.27 grandes laboratórios farmacêuticos para estarem prontos para fazer isso o mais rápido
00: 33: 11,13 possível. Agora, uma coisa que é importante perceber é que
00: 33: 18,27 vacinas são feitas em ovos. Quero dizer zilhões de ovos. Se você for a um destes
00: 33: 24.13 locais de produção de vacinas, é surpreendente. É como um campo de futebol
00: 33: 28,05 de ovos. E o vírus é injetado nesses ovos e, em seguida, um alto título
00: 33: 34.14 de mais vírus feitos que estão danificados. Você o mata. Então você faz
00: 33: 39,03 a vacina. A razão de usarmos ovos é que você obtém uma sensação muito alta
00: 33: 43,17 título. Uma coisa que não posso enfatizar muito é que na verdade
00: 33: 49.22 você não pode pegar a gripe com uma vacina contra a gripe. Está morto. Mas você certamente pode
00: 33: 56,26 obter imunidade. Mas as pessoas parecem pensar que as vacinas são um
00: 34: 03.17 panacéia absoluta. Não é verdade. As vacinas contra a gripe são 70-90% eficazes
00: 34: 10.15 em jovens saudáveis ​​e apenas 40-60% eficaz em pessoas com mais de
00: 34: 17,11 65. Para que só a gripe não nos salve. Mas há
00: 34: 23.20 muitas coisas que podemos fazer para nos ajudar. Uma das coisas
00: 34: 28.26 que temos que fazer é armazenar máscaras faciais - o tipo
00: 34: 32.19 você compra na loja de ferragens para pintores - seringas, medicamentos
00: 34: 38,23 suprimentos, comida e água. Atualmente não temos nos Estados Unidos
00: 34: 44.06 ventiladores suficientes para uma pandemia. Então é extremamente
00: 34: 48.05 importante que aprendamos como lidar com grandes quantidades de pessoas
00: 34: 54.13 ficando doente. E se tivermos uma pandemia? O que faz um
00: 34: 57,19 país fazer? E o que vou fazer é terminar com uma espécie de
00: 35: 01.27 parte econômica e isso é em tempos normais a lógica econômica
00: 35: 07.07 não dita a preparação para uma pandemia. Todos nós mantemos estoques baixos.
00: 35: 12.29 Não queremos redundância nas reservas. Temos muitos offshore
00: 35: 20.00 produção de medicamentos porque é mais barato. Não garantimos o
00: 35: 24.11 compra de drogas contra a gripe como fazemos com outros tipos de armas.
00: 35: 27.16 Na verdade, temos uma entrega just in-time, sem capacidade de pico.
00: 35: 32,24 Agora, o que isso significa se você tiver uma pandemia? O fornecimento
00: 35: 38.10 a corrente é muito fina. Cada hospital contém apenas 30 dias de medicamentos.
00: 35: 42.19 Temos, em uma pandemia, trabalhadores adoecendo. Droga (Empresa
00: 35: 49.22 trabalhadores, a produção de novas vacinas e novos medicamentos se tornará
00: 35: 53,09 a menos. E, de fato, teremos fronteiras fechadas e embargos. Elas
00: 35: 59.13 não consigo entrar. Os caminhoneiros ficam doentes. As coisas não podem ser entregues.
00: 36: 03.13 Devemos então dizer: "Tudo bem, o que precisamos fazer para lidar
00: 36: 09.05 com isso? "Precisamos aumentar a produção e o armazenamento de
00: 36: 13,27 vacinas e medicamentos antivirais, bem como antibióticos porque
00: 36: 18.18 muitas pessoas morrem de infecção por gripe por uma infecção bacteriana secundária.
00: 36: 24.02 Então, precisamos de antibióticos. Existe uma vacina pneumocócica que é
00: 36: 29.02 algo que todas as pessoas deveriam ter para ajudar. Precisamos melhor
00: 36: 32.19 vigilância e epidemiologia em escala global, muito precisa
00: 36: 37.06 relatórios de grupos de casos. Precisamos de procedimentos reais para drogas
00: 36: 42.02 entrega e o mais importante, precisamos de leis de quarentena. Não somente
00: 36: 47.09 aqui nos Estados Unidos, mas em todo o mundo. E
00: 36: 50.09 nossa população tem que entender o que essas leis populacionais,
00: 36: 55.17 quais são essas leis de quarentena antes de enfrentarmos o
00: 37: 00.22 desastre absoluto de uma pandemia. E você tem que saber o que
00: 37: 06.24 você deve fazer em uma quarentena, onde você obterá seus medicamentos,
00: 37: 10,21 quem vai te ver. E isso não pode ser feito apenas em nível nacional.
00: 37: 15.01 Tem que ser feito em cidades e vilas onde grupos de pessoas
00: 37: 19,03 podem trabalhar juntos. Essa é provavelmente a coisa mais forte. Agora
00: 37: 23.28 deixe-me terminar voltando para o que são as coisas que precisam
00: 37: 28.25 a ser feito com essas doenças infecciosas emergentes com o caminho
00: 37: 33.16 em que o nosso mundo mudou e a ciência básica que é
00: 37: 37.05 acontecendo. Portanto, temos agora uma necessidade real de aumentar a pesquisa básica
00: 37: 44.14 para entender esses patógenos virais e bacterianos. Nós temos que
00: 37: 48.21 identificam genes essenciais para a sobrevivência do patógeno. Nós temos que
00: 37: 53.09 sequenciar e comparar os genomas bacterianos e virais. Nós temos que
00: 37: 57.16 identificar fatores de virulência e genes de resistência e compreender
00: 38: 03.06 como funcionam. E como eu disse na minha palestra anterior, por entender
00: 38: 09.01 como a célula bacteriana realiza todas as suas funções para deixá-los crescer
00: 38: 14,17 e divida, identificamos novos alvos e projetamos novos
00: 38: 19,19 antibióticos. Esse é apenas um laboratório. E isso tem que acontecer em muitos
00: 38: 23,05 muitos mais. A segunda coisa que temos que fazer é projetar
00: 38: 26.12 e estocar novas estratégias de vacinas e, de fato, fazer combinações
00: 38: 31.27 antibióticos em que você tem um medicamento específico que mata o inseto
00: 38: 37.19 mas nessa mesma pílula ou injeção você tem um composto que previne
00: 38: 43.00 a resistência de ser expressa. E então, finalmente, para epidemia
00: 38: 47.21 controle, temos que desenvolver técnicas para muito rápido - horas, não
00: 38: 52,28 dias, não como o que aconteceu com o Nilo Ocidental ou mesmo a lentidão
00: 38: 57.13 de SARs, que era muito melhor - para identificar os agentes causadores.
00: 39: 02.08 Para fazer isso, temos que explorar a sequência de DNA viral e bacteriana
00: 39: 07.01 tecnologias baseadas. Precisamos, como sempre digo, de um aumento
00: 39: 11.02 rede de protocolos de vigilância e relatório e, finalmente,
00: 39: 14.19 retorno ao uso histórico da quarentena. Se todos nós trabalharmos juntos
00: 39: 20.07 e se percebermos que não somos apenas ilhas independentes
00: 39: 24.26 e em países separados, trabalhamos juntos como uma aldeia global
00: 39: 28.25 e nos ajude a combater essas coisas. Com isso, gostaria de agradecer
00: 39: 33.10 muito para você.
00:39:35.14

  • Parte 1: Dinâmica do cromossomo bacteriano

Pesquisa de coloração animal: por que é importante

Embora a pesquisa básica sobre a coloração animal seja o tema desta edição especial, aqui destacamos seu significado aplicado para a indústria, inovação e sociedade. Tanto as estruturas nanofotônicas que produzem efeitos óticos impressionantes quanto os mecanismos de percepção de cores em animais são extremamente diversos, tendo sido aprimorados ao longo de milhões de anos de evolução para muitos propósitos diferentes. Conseqüentemente, há uma abundância de oportunidades para aplicações biomiméticas e bioinspiradas da pesquisa de coloração animal, abrangendo a produção, percepção e função da cor. A pesquisa fundamental na produção e percepção da coloração animal está contribuindo para avanços no design de novos materiais (cosméticos, têxteis, tintas, revestimentos ópticos, etiquetas de segurança) e novas tecnologias (câmeras, sensores, dispositivos ópticos, robôs, implantes biomédicos). Além disso, as descobertas sobre a função da cor dos animais estão influenciando o esporte, a moda, o militarismo e a conservação. Compreender e aplicar o conhecimento da coloração animal é agora um exercício multidisciplinar.Nosso objetivo aqui é fornecer um catalisador para novas idéias e colaborações entre biólogos que estudam a coloração animal e pesquisadores em outras disciplinas.

Este artigo faz parte da edição temática ‘Coloração animal: produção, percepção, função e aplicação’.

1. Introdução

Desde sua fundação na virada do século XIX por luminares como Alfred Russel Wallace, Edward Poulton, Abade Thayer e Charles Darwin, a pesquisa da coloração animal tem contribuído para uma crescente variedade de disciplinas científicas. O uso de fenótipos de cores como marcadores genéticos para estudar os processos de desenvolvimento e a seleção natural na natureza foi fundamental para o desenvolvimento inicial da genética e da teoria da evolução. Mais tarde, o importante volume de Hugh Cott [1] sobre a coloração adaptativa dos animais mudou a maneira como pensamos sobre o significado funcional dos padrões de cores. Com o avanço das tecnologias, os biólogos voltaram sua atenção para a percepção das cores, particularmente dos comprimentos de onda ultravioleta, reconhecendo que outros animais veem o mundo de maneira muito diferente em comparação com os humanos. Mais recentemente, a descoberta de cristais fotônicos na natureza [2] levou a uma onda de pesquisas sobre coloração estrutural e suas aplicações biomiméticas. Tanto a diversidade de áreas que abrangem a pesquisa moderna de coloração animal quanto o rápido ritmo de desenvolvimento em cada uma delas tornam esse campo interdisciplinar particularmente interessante.

Este volume fornece um ponto de entrada para desenvolvimentos recentes nas principais áreas de pesquisa de coloração animal: produção de cores, percepção, função e evolução. Todos os tópicos abordados nesta edição especial abordam a natureza interdisciplinar de tais pesquisas, que agora abrangem física óptica, genética, fisiologia, psicologia, morfologia funcional, ecologia comportamental e evolução [3]. Mas a pesquisa de coloração animal não se baseia apenas em muitas disciplinas, mas também contribui para o conhecimento fundamental nessas disciplinas e gera soluções para problemas sociais. As contribuições para esta edição temática concentram-se principalmente nos avanços relacionados ao conhecimento fundamental. No entanto, muitas novas conexões entre a pesquisa básica e aplicada estão surgindo, especialmente em termos de produção, percepção e função de cores, e nós as destacamos aqui.

2. Produção de cor

A cor na natureza é notavelmente diversa e, muitas vezes, visualmente deslumbrante. É produzido tanto por pigmentos químicos, que absorvem certos comprimentos de onda da luz, quanto por estruturas físicas na escala de centenas de nanômetros, que manipulam a luz de maneiras variadas. Essa cor estrutural é de particular interesse para o desenvolvimento de materiais artificiais porque pode ser surpreendentemente vívida, produz uma gama de efeitos ópticos (iridescência, polarização, brilhos metálicos, anti-reflexo) e possui características específicas. Primeiro, a coloração estrutural é durável, durando enquanto as estruturas permanecerem intactas. Em segundo lugar, a notável gama de efeitos ópticos é produzida por poucos tipos de materiais renováveis ​​(por exemplo, quitina, queratina, guanina [4,5]). Terceiro, os materiais biológicos são auto-organizados, de modo que estruturas altamente ordenadas são produzidas nesses materiais por meio de processos celulares locais. Por último, as superfícies dos animais combinam a cor com uma gama de outras propriedades desejáveis, como resistência à abrasão e degradação bacteriana, repelência à água (hidrofobicidade) e fotoproteção. Todas essas características são frequentemente desejáveis ​​para materiais artificiais, portanto, os cientistas e engenheiros de materiais cada vez mais recorrem à variação estrutural diversa na natureza para inspirar novas tecnologias e fornecer projetos para o projeto de materiais [6-11].

Estruturas fotônicas sintéticas foram produzidas bem antes de serem descobertas na natureza [2], mas agora foram caracterizadas em várias espécies abrangendo uma ampla gama de grupos de animais (particularmente pássaros, besouros, borboletas, cefalófodos e peixes), bem como organismos unicelulares ( diatomáceas) e plantas. Estruturas fotônicas naturais já inspiraram o desenvolvimento de muitos materiais coloridos, incluindo cosméticos sem pigmento (ou seja, estruturalmente coloridos), têxteis, tintas, vários revestimentos ópticos, etiquetagem de segurança ou tecnologias anti-falsificação (por exemplo, hologramas metálicos em cartões de crédito e notas), dispositivos ópticos que focam ou polarizam a luz, vários sensores e tecnologias para melhorar a eficiência das células solares [8,11]. Talvez o mais famoso, as propriedades estruturais das asas azuis iridescentes de Morpho borboletas foram imitadas no desenvolvimento de cosméticos sem pigmento e tecido azul iridescente ‘Morphotex®’ (figura 1uma,b).

Figura 1. Exemplos de natureza (ás) e o mimetismo que inspira (parte inferior). (uma) Borboleta Morpho e (b) tecido Morphotex ® sem corante (c) olho composto da mosca doméstica e (d) a lente da câmera "olho de abelha" (e) camuflagem enigmática de um nightjar e (f) um atirador furtivo. Créditos da imagem: (uma) Wikimedia Commons (b) Donna Sgro (c) Thomas Shahan (d) John Rogers (e) Jolyon Troscianko (f) Notícias da Realtree / Caters.

Os principais parâmetros que determinam as propriedades ópticas das estruturas fotônicas são o tamanho, espaçamento e regularidade dos elementos ópticos, bem como a razão do índice de refração dos materiais componentes da estrutura (por exemplo, quitina, queratina ou guanina versus ar ou citoplasma interveniente). As propriedades ópticas também podem ser influenciadas por fatores externos como pH, temperatura, umidade e campos eletromagnéticos [11]. Muitos animais que mudam de cor o fazem em resposta a tais estímulos externos e essas mudanças podem envolver a cor estrutural [12]. Isso é importante no desenvolvimento de 'materiais inteligentes' (materiais com propriedades que mudam em resposta a estímulos externos) e vários sensores ópticos, incluindo sensores de umidade, térmicos e químicos. Por exemplo, o besouro Hercules (Dynastes hercules), que muda de cor com a variação da umidade, inspirou o desenvolvimento de sensores de umidade altamente sensíveis [13] e as matrizes de colágeno quase ordenadas na pele de peru inspiraram sensores que mudam de cor em resposta a produtos químicos alvo [14]. Estes são apenas alguns dos exemplos de rápido crescimento de tecnologia biomimética ou bioinspirada com base na cor estrutural "ajustável" [9,15,16].

Estruturas nanofotônicas produzem uma ampla gama de efeitos ópticos, além de superfícies coloridas e reflexivas. Olhos de mariposa e borboleta têm superfícies anti-reflexivas em suas córneas, que reduzem a refletividade por um fator de 10 e ajudam a visão em condições de pouca luz [6]. Da mesma forma, vários insetos têm asas transparentes e antirreflexo, que aumentam a camuflagem, e revestimentos antirreflexo foram recentemente descobertos em crustáceos de águas profundas [17]. Essas estruturas inspiraram o projeto de revestimentos para melhorar as propriedades antirreflexo de janelas e lentes, e células solares para aumentar a captura de energia e expandir o desempenho dos diodos emissores de luz [10]. O potencial biomimético de outras propriedades ópticas de estruturas naturais, incluindo escuridão e ultra-brancura estruturalmente assistidas, está agora sendo explorado [10,18,19]. Notavelmente, muitos materiais naturais combinam vários elementos ópticos em estruturas sofisticadas para produzir diversos efeitos ópticos. Por exemplo, muitas asas de borboleta combinam cristais fotônicos unidimensionais e bidimensionais, bem como um elemento de irregularidade ou desordem, que aumentam o ângulo de dispersão de modo que as cores sejam aparentes a partir de uma gama mais ampla de ângulos de visão [5,20 ]

Além das propriedades ópticas, é importante contemplar outras propriedades dos materiais, como estabilidade, durabilidade, propriedades mecânicas e térmicas. Isso requer a consideração de vários componentes do espectro solar, incluindo radiação ultravioleta (280–400 nm), luz visível (400–700 nm) e infravermelho próximo (700–2600 nm). A radiação ultravioleta causa reações químicas que danificam materiais biológicos (olhos, pele, etc.) e sintéticos, e a refletância visível e infravermelha próxima são importantes para o ganho de calor da superfície porque aproximadamente 50% da radiação solar direta cai dentro de cada uma dessas bandas de comprimento de onda. O desenvolvimento de materiais inteligentes com capacidade nanofotônica para controlar o fluxo de energia ambiental, incluindo radiação solar, está crescendo. Por exemplo, 'revestimentos frios' para telhados e edifícios podem ser usados ​​para mitigar o efeito de 'ilha de calor urbana' e reduzir o uso de energia [21]. Tais materiais refletem uma proporção maior de radiação infravermelha próxima do que revestimentos "padrão" de cores semelhantes. O potencial biomimético para manipular a refletância do visível e do infravermelho próximo é significativo (embora ainda não realizado) porque em plantas e animais, a refletância do visível e do infravermelho próximo e a relação entre eles podem variar substancialmente [22]. Os organismos vivos já resolveram os desafios de design associados à cor e ao calor de inúmeras maneiras ao longo de milhões de anos de evolução, proporcionando ricas oportunidades para o desenvolvimento de materiais biomiméticos e bioinspirados.

3. Percepção

Tal como acontece com a produção de cor biomimética, o número de aplicações inspiradas na percepção visual animal proliferou na última década.

(a) Câmeras e sensores

O estudo de diversos sistemas visuais de animais forneceu aos engenheiros novas soluções para o projeto de melhores tecnologias de imagem e sensores artificiais. A câmera digital típica, que abriga um chip fotossensível (por exemplo, um CCD ou um sensor CMOS) atrás de uma lente com uma única abertura, foi modelada no sistema visual humano [23]. Nossos olhos usam lentes para focar a luz na retina, onde bastonetes e cones convertem a imagem em impulsos elétricos, disparando uma cascata de processamento visual. As câmeras digitais convencionais podem ser aplicadas de maneira poderosa a muitas tarefas de geração de imagens, mas geralmente são pesadas, caras do ponto de vista computacional e limitadas em seu campo de visão. Por essas razões, o interesse em designs de olhos não humanos - especialmente os olhos compostos de artrópodes - explodiu [23,24].

Comparados com os olhos de vertebrados simples, os olhos compostos são compactos e leves, proporcionando um amplo campo de visão com alta resolução temporal, devido ao seu encapsulamento minúsculo [25]. Imitar essas propriedades em câmeras e sensores está dando lugar a uma nova geração de tecnologia de imagem. Recentemente, vimos a invenção de uma câmera "olho de abelha" com um campo de visão de 280 graus (figura 1c,d [26]), um olho composto artificial curvo em miniatura [25], uma câmera digital coberta com 180 omatídios artificiais, inspirada em olhos de formigas de fogo Solenopsis fugax e besouros de casca Hylastes nigrinus [27], e o desenvolvimento de sensores visuais hiperagudos baseados em micromovimentos retinais em moscas [28]. Esta nova frota de tecnologia de imagem tem consequências importantes para vigilância, endoscopia médica, roupas inteligentes, robótica e drones [24,25,29].

À medida que os esforços biomiméticos em imagem e detecção continuam, esperamos ver maior ênfase no processamento e discriminação de cores - o que exigirá conhecimento detalhado dos sistemas de visão de cores em todos os táxons animais. Considere lagartixas de capacete noturnas Tarentola chazaliae, que possuem grandes cones coloridos que são 350 vezes mais sensíveis do que os humanos no limiar da visão de cores [30], ou o camarão mantis Haptosquilla trispinosa. Apesar do camarão ter 12 tipos diferentes de fotorreceptores, eles parecem ser deficientes na discriminação de cores [31] e podem, de fato, escanear objetos para reconhecer rapidamente as cores básicas, embora essa ideia precise de mais testes. É apenas uma questão de tempo até que novos sistemas de câmeras explorem a sensibilidade de cor aumentada, como em lagartixas, e processamento rápido de cor, como em camarões louva-a-deus.

Avanços em tecnologias de visão noturna também estão no horizonte. Como tantos insetos noturnos são capazes de ver cores, identificar pontos de referência visuais, se orientar usando pistas celestiais e detectar movimentos fracos, tudo com pouca luz? Uma hipótese recente [32] é que os insetos conseguem isso por meio de um processo denominado somação neural, em que a luz recebida por grupos de omatídios vizinhos é resumida, melhorando muito a relação sinal-ruído em condições de pouca luz. Um algoritmo de visão noturna projetado para imitar a soma neural recuperou com sucesso detalhes de cor e brilho de vídeos filmados à noite [32]. Algoritmos como esse podem em breve ser incorporados à tecnologia de visão noturna, que possui extensas aplicações militares, de monitoramento e navegação. Além disso, um novo olho de peixe artificial, projetado para imitar as microestruturas cristalinas que focalizam a luz no peixe nariz de elefante Gnathonemus petersii a retina é capaz de resolver imagens com pouca luz [33].

(b) Visores de cristal líquido e dispositivos ópticos

A transformação da polarização, ou o ato de converter luz polarizada linear em luz polarizada circular e vice-versa, é essencial para o design e operação de monitores LCD, armazenamento óptico (CDs, DVDs e discos Blu-ray) e até mesmo tecnologia de filme tridimensional. Normalmente, a transformação de polarização é realizada por um dispositivo óptico denominado placa de onda. A descoberta de que uma classe especial de fotorreceptores no camarão mantis pavão Odontodactylus scyllarus pode converter luz polarizada de forma eficiente tem implicações importantes para a indústria de dispositivos ópticos. Esses fotorreceptores, chamados de células R8, detectam a luz polarizada e então mudam o plano de polarização, transformando a luz polarizada circular em luz polarizada linear. A mudança ocorre porque as células R8 contêm matrizes de pequenas dobras chamadas microvilosidades, cujas membranas são birrefringentes (por exemplo, seu índice de refração depende da direção da polarização da luz). O arranjo e a estrutura das microvilosidades fazem com que a célula R8 atue como uma placa de onda acromática em uma ampla faixa de comprimentos de onda [34]. Inspirado nas células R8, uma equipe usou filmes finos para fabricar uma estrutura multicamadas birrefringente que funciona como uma placa de onda acromática em um amplo espectro [35]. O resultado, uma placa de onda artificial com propriedades ópticas altamente desejáveis, poderia transformar a indústria de dispositivos ópticos. A placa de onda artificial é um avanço porque, ao contrário da maioria das placas de onda sintéticas, seu desempenho não depende do comprimento de onda.

(c) Visão computacional e robótica

Os princípios da visão animal - especialmente a visão humana - têm sido uma força motriz por trás da visão computacional e do aprendizado de máquina. As sinergias profundas entre a visão biológica e computacional foram revisadas recentemente [36,37]. Aqui, destacamos brevemente dois desenvolvimentos no campo ativo da visão computacional bioinspirada. Em primeiro lugar, um objetivo central da visão computacional é extrair características salientes de uma cena historicamente, os algoritmos têm usado apenas descritores baseados em intensidade (acromáticos). No entanto, a cor está agora sendo incorporada em muitos modelos de visão por computador [38,39], com foco em aspectos fundamentais da visão humana das cores, incluindo a oponência das cores [40] e a constância das cores [41].

Além disso, parece haver uma mudança constante em direção ao estudo de sistemas visuais não humanos no contexto da visão computacional, em grande parte motivada pelo desejo de construir robôs que possam navegar de maneiras e em ambientes que os humanos não podem. As abelhas, por exemplo, tornaram-se um sistema modelo para o estudo do voo visualmente guiado [42]. Quando uma abelha voa por uma passagem estreita, ela equilibra a velocidade do movimento da imagem detectado pelos dois olhos, evitando que a abelha colida com qualquer um dos lados da passagem. Novos algoritmos semelhantes estão sendo usados ​​para programar veículos terrestres e aéreos autônomos [42]. Formigas do deserto Cataglyphis spp. também influenciaram novas soluções de navegação. Capazes de encontrar o caminho de volta aos ninhos depois de forragear centenas de metros no deserto, essas formigas dependem da luz polarizada para voltar para casa. Recentemente, uma equipe de pesquisa projetou um robô que efetivamente navega usando um sensor de polarização semelhante a uma formiga [43]. Finalmente, novos sensores infravermelhos, inspirados por estruturas de detecção de infravermelho especializadas em amantes do fogo Melanófila besouros, foram desenvolvidos [44] e podem ser usados ​​em robôs treinados para pesquisar zonas de fogo perigosas. Esses avanços ressaltam a importância contínua de estudar diversos sistemas visuais (e, no caso de infravermelho, termomecânicos) no contexto da navegação robótica.

(d) Biomedicina

Um dos avanços mais empolgantes na visão de cores aplicada envolve dispositivos biônicos, que são projetados para restaurar alguma percepção visual de pacientes cegos. Baseado na retina do olho humano, o Sistema de Prótese Retinal Argus® II (Second Sight, Sylmar, CA) é um implante que estimula eletricamente a retina, induzindo a percepção visual. O dispositivo consiste em uma "retina" de 60 eletrodos, que é implantada cirurgicamente, além de uma câmera usada em óculos e uma pequena unidade de processamento de vídeo (VPU). A câmera captura o campo visual e envia as informações para a VPU, que traduz a cena em uma série de pulsos elétricos no arranjo de 'retina' 6 × 10. Notavelmente, os pacientes cegos equipados com o Argus II mostraram uma melhora considerável nas tarefas espaço-motoras [45] e uma pequena melhora na percepção das cores [46].

4. Considerações funcionais

Como esta edição temática irá mostrar, a coloração tem múltiplas consequências para humanos e não humanos, e os últimos se estendem a atividades recreativas, aspectos da cultura, o reino da defesa e até mesmo a conservação da biodiversidade.

(a) Esportes competitivos

Áreas paralelas de pesquisa envolvem a questão da coloração externa em esportes competitivos. Primeiro, em um punhado de primatas não humanos, o vermelho sinaliza status social, como na gelada masculina Theropithecus gelada [47], brocas Mandrillus leocophaeus [48] ​​e mandril Esfinge Mandrillus [49]. Em segundo lugar, em humanos, a vermelhidão facial está associada à raiva em algumas populações (deixando de lado o rubor [50]). Além disso, os seres humanos percebem-se como sendo mais dominantes ou agressivos quando optam por usar roupas vermelhas [51] e a frequência cardíaca de quem veste roupas vermelhas é elevada no contexto de combate físico [52]. Curiosamente, os homens, mas não as mulheres, percebem os assuntos vermelhos como mais dominantes [53].

Essas questões provavelmente têm consequências para o sucesso nos esportes e, de fato, um corpo de trabalho relacionado mostra que as roupas vermelhas têm um impacto positivo incremental no resultado da competição em esportes um-a-um em que os oponentes são equilibrados. Esses esportes incluem boxe, tae kwon do, luta greco-romana e luta livre [54]. Além disso, na lucrativa arena do futebol profissional, em jogos em casa, o time que veste camisetas vermelhas tem mais chances de vencer [55]. Enquanto alguns desses efeitos podem ser devido ao tratamento diferenciado dos competidores vestidos de vermelho pelos árbitros [56], a descoberta de que os goleiros vermelhos salvam mais penalidades sugere que as próprias percepções dos jogadores estão envolvidas [57].

Parece haver uma variedade de respostas às roupas vermelhas, incluindo aversão [58], redução na velocidade de abordagem [59] e maior excitação [60], mas os mecanismos subjacentes são opacos: o vermelho pode sinalizar saúde, oxigenação ou fluxo sanguíneo, dieta , ou capacidade de mobilizar testosterona. Certamente o vermelho parece sinalizar dominância em vários grupos de vertebrados e é evitado inatamente em alguns taxa [61]. Este é um campo de investigação que precisa ser estendido a outras cores e a outros esportes coletivos que incorporem o preconceito do árbitro. A influência da cor da roupa no esporte é um grande negócio: há enormes implicações financeiras devido às receitas de apostas e publicidade.

(b) Moda

A cor é parte integrante da roupa e dos cosméticos. Por exemplo, alguns estudos demonstraram que homens caucasianos consideram as mulheres que usam vermelho são mais atraentes do que as que usam azul, e mostram uma maior disposição para namorar e gastar dinheiro com elas [62] outros mostraram que as mulheres brancas estão cientes de que o vermelho faz eles parecem mais atraentes porque alteram as expressões faciais [63] e são mais propensos a usar vermelho ao procurar sexo casual [64]. Ainda outros estudos mostraram que as mulheres percebem outras mulheres em vermelho como sendo de má reputação [65]. Até agora, a pesquisa tem se concentrado principalmente na coloração vermelha com pouca atenção acadêmica dada a outras cores [66], embora as diferenças entre os indivíduos na percepção de um vestido azul tenham atraído muita atenção nas redes sociais [67].

As roupas envolvem o uso de produtos de origem animal, desde peles usadas por humanos arcaicos até seda produzida por bichos-da-seda e chapéus femininos feitos de penas, mas recentemente tem havido um surto de interesse na biofabricação. Por exemplo, um vestido foi construído com fibras estruturais semelhantes às asas de um Morpho, e micróbios estão sendo aproveitados para produzir roupas feitas de celulose. As empresas incluem Bolt Threads, BioLoom, Modern Meadow, Biocouture, Pembient e BioFur. Deixando de lado os exemplos práticos, as modas de roupas ainda precisam ser seriamente examinadas usando princípios biológicos. Certamente, a moda muda muito rapidamente, sugerindo um processo de fuga Fisheriana, mas esta pode ser apenas uma comparação superficial e faz pouco para explicar como a cor das roupas está relacionada à iluminação (por exemplo, roupas mais brilhantes nos trópicos), temperatura (por exemplo, roupas mais brancas em menos latitudes), ou uma variedade de variáveis ​​culturais, como práticas de casamento.

Além das roupas, os cosméticos são outro método de mudar a aparência externa e envolvem principalmente quatro componentes: colorir os lábios para talvez destacar a comunicação verbal e beijar as bochechas decoradas para fazê-las parecer mais vermelhas, imitando a coloração associada à saúde e oxigenação do sangue e acentuando o tamanho e a forma de olhos. A maquiagem das sobrancelhas e pálpebras pode aumentar a distância aparente ao olho e tornar a sobrancelha mais visível, imitando um flash de sobrancelha [68]. Mulheres que usam cosméticos são atraentes para alguns homens [69] e podem influenciar o comportamento das pessoas, incluindo dar gorjetas. Mudar a coloração epidérmica não se limita ao rosto, entretanto, como visto no bronzeamento em algumas sociedades ocidentais [70] e na aplicação de tinturas e solos coloridos em cerimônias em sociedades não ocidentais anteriores e atuais. As informações sobre a alteração da cor da pele são razoavelmente bem documentadas em caucasianos, mas a compreensão comparativa geográfica e historicamente entre as sociedades precisa de muito mais atenção [71].

(c) Militar

As táticas militares exigem engano (por exemplo, coloração deslumbrante e árvores de posto de observação), camuflagem (por exemplo, roupas e equipamentos de cobertura de rede), movimento oculto (por exemplo, à noite e características envolventes da paisagem) e iscas (por exemplo, construção de veículos e edifícios falsos) que têm muitos paralelos nas aparências externas e no comportamento dos animais (figura 1e, f [72]). Essas analogias não foram perdidas pelos militares e, no século passado, os comandantes recorreram relutantemente a biólogos para informar algumas de suas técnicas operacionais de campo. Notoriamente, Abbott Thayer desenvolveu contra-sombreamento para submarinos e navios, Norman Wilkinson e John Graham Kerr estabeleceram a coloração deslumbrante para navios e Hugh Cott construiu iscas no deserto do Norte da África. No entanto, uma inspeção cuidadosa de suas realizações e de outros revela que eles realmente usaram seus conhecimentos biológicos na forma de intuição ao invés de derivar táticas militares dos primeiros princípios da biologia [73], embora eles usassem o método científico para investigar formas de camuflagem e decepção.

Um grande problema para os militares é que o pessoal e o transporte muitas vezes precisam ser movidos e, portanto, encontrarão diferentes origens, diferentes climas e diferentes condições de iluminação, de modo que muitas vezes não há uma solução única para permanecer escondido. Forma, sombra, textura, cor e movimento devem ser levados em consideração ao considerar transporte, equipamento estacionário e pessoas (por exemplo, [74]). Hoje em dia, exércitos modernos, marinhas e forças aéreas estão mais abertos para trabalhar com cientistas que trazem novos métodos para descrever padrões de camuflagem e coloração [75] e rastreamento visual [76] para a mesa.

As rápidas mudanças contemporâneas em armamentos envolvendo detecção de calor, visão noturna, novos explosivos e bombardeios suicidas estão conduzindo a busca por novas defesas, incluindo invisibilidade, revelando assinaturas explosivas em nível molecular e usando o plano de fundo para modular as cores do pessoal e dos veículos. Até que ponto os princípios da coloração animal, como o disfarce, podem estar ligados ao engano militar, coloração perturbadora e combinação de fundo para uniformes e coloração deslumbrante para transportar são questões abertas, interessantes e importantes.

(d) Gestão e conservação da vida selvagem

Os legisladores, engenheiros e cientistas envolvidos na pesquisa de cores estão colaborando em soluções para reduzir o conflito entre animais selvagens e humanos. Aqui mencionamos dois estudos de caso. Em primeiro lugar, apenas nos EUA, as colisões de pássaros - muitas das quais com edifícios - podem ser responsáveis ​​por quase um bilhão de mortes de pássaros por ano [77]. No entanto, o uso de vidro padronizado com componentes que refletem os raios ultravioleta (visíveis para os pássaros, mas não para os humanos) pode reduzir as colisões em 60%, e essas características de design estão chegando à construção [78]. Seguindo em frente, o vidro refletor de UV deve levar em conta a variação na percepção de UV das aves [79]. Em segundo lugar, a conservação com base sensorial também pode ajudar a resolver o problema da "poluição luminosa polarizada" (PLP) [80]. O PLP é criado quando a luz do sol é refletida em superfícies escuras e lisas feitas pelo homem (como edifícios, estradas de asfalto, painéis de vidro) e torna-se linearmente polarizado. Esses produtos humanos lembram a superfície das águas escuras, que são os polarizadores naturais mais comuns. Como muitos animais têm visão de polarização refinada, o aumento da PLP antropogênica afetará o comportamento e a ecologia de muitos táxons. Isso já está acontecendo: libélulas machos estabelecem territórios em carros e fêmeas colocam seus ovos lá, pássaros aquáticos pousam em estacionamentos de asfalto (embora a influência do PLP seja contenciosa aqui) e insetos aquáticos como cadáveres pousam em estruturas de vidro, apenas para serem capturados por pássaros oportunistas [81]. A introdução de materiais que reduzem a polarização da superfície (por exemplo, asfalto mais áspero e brilhante) pode reduzir drasticamente os impactos negativos do PLP nos animais no ambiente urbano.

Como as aparências externas são parte integrante da coloração e sinalização de proteção, as mudanças na iluminação, no ambiente de fundo ou no meio pelo qual os sinais de cor são transmitidos provavelmente levarão a mudanças populacionais nas aparências externas [82], que podem ser usadas como bioindicadores de poluição. O exemplo histórico mais famoso é o melanismo na mariposa salpicada Bison betularia [83] um exemplo mais contemporâneo é que o melanismo em vários taxa pode aumentar à medida que os incêndios induzidos pelo aquecimento global aumentam (como em gafanhotos pigmeus, Tetrix subulata [84]). Muitas outras mudanças ambientais estão ocorrendo. Por exemplo, à medida que a área do mangue diminui com o aumento do nível do mar, mudanças nas frequências de cor podem ser esperadas em lagartos planadores de Bornéu. Draco cornutus que combinam com as cores das folhas recém-caídas nos manguezais ou na floresta tropical [85] e conforme a cobertura de neve diminui com o aquecimento global, as populações de lagópodes alpinos Lagopus muta e lebres com raquetes de neve Lepus americanus irá diminuir [86,87]. Em ambientes aquáticos, onde o material particulado na água absorve comprimentos de onda curtos, causando uma mudança para o laranja e o vermelho, podem ser esperadas mudanças evolutivas de cor semelhantes. Por exemplo, a turbidez impulsionada pela eutrofização interfere na escolha do companheiro em ciclídeos com base em sua coloração e promove a hibridização de espécies [88], enquanto a turbidez provocada por florações de fitoplâncton reduz a coloração nupcial em esganamas. Gasterosteus aculeatus afetando tanto a coloração da escala quanto a sinalização honesta [89]. As mudanças de cor são marcadores conspícuos de mudanças antropogênicas sutis.

Uma questão separada é que o apoio dos doadores para a conservação e o interesse político geralmente dependem das espécies emblemáticas. Muitas dessas espécies são visivelmente coloridas, como o sapo dourado Incilius periglenes. Uma vez que as espécies de cores vivas são impressionantes e memoráveis, esses fatores aparentemente insignificantes podem inclinar a balança para angariar a vontade política necessária para estabelecer áreas protegidas, como o Parque Nacional do Lago Nakuru para flamingos Phoenicopterus roseus e P. menor no Quênia, a borboleta monarca El Rosario Danaus Plexippus santuário no México e a Reserva Natural Nacional de Wolong para pandas gigantes Ailuropoda melanoleuca na China. A coloração é um fator não reconhecido na definição da política de conservação.

5. Conclusão

Ao destacar inúmeras aplicações da pesquisa de coloração animal, esperamos ressaltar sua importância e impacto mais amplos. Explorar o potencial da coloração animal para aplicações biomiméticas e bioinspiradas envolve muitos componentes. Estes incluem a caracterização das estruturas complexas produzindo várias cores e modelando seus efeitos ópticos, caracterizando a neurofisiologia da visão de cores, desenvolvendo métodos para reproduzir estruturas e sistemas biológicos (por exemplo, construção de cima para baixo, automontagem, cultura de células) e desenvolver maneiras de produzir tecnologias em massa de forma eficiente e econômica. Este é um exercício verdadeiramente multidisciplinar, que requer colaboração entre biólogos, físicos, cientistas de materiais, químicos e engenheiros. Compreender a função e a evolução da coloração animal também tem implicações para uma ampla gama de questões sociais, desde esporte e moda até camuflagem militar e manejo da vida selvagem, exigindo conversas entre biólogos e cientistas sociais e políticos. Para os biólogos, o objetivo é desvendar a biologia fundamental subjacente à produção, percepção, função e evolução da cor, qualquer que seja sua aplicação. É em torno desses temas que se organiza esta edição especial.

Interesses competitivos

Os autores não têm interesses conflitantes.

Financiamento

Nenhum financiamento foi recebido para este artigo.


Como a gordura da barriga difere da gordura da coxa - e por que isso é importante

Os pesquisadores descobriram que os genes ativos na gordura da barriga de uma pessoa são significativamente diferentes daqueles na gordura da coxa, uma descoberta que pode mudar a forma como abordamos a gordura indesejada da barriga - de bani-la a realocá-la

Sanford-Burnham Prebys Medical Discovery Institute

IMAGEM: Steven Smith, M.D., dirige o Hospital da Flórida - Instituto de Pesquisa Translacional Sanford-Burnham para Metabolismo e Diabetes. Veja mais

Crédito: Sanford-Burnham Medical Research Institute

ORLANDO, Flórida, 11 de janeiro de 2013 - Os homens tendem a armazenar gordura na região abdominal, mas geralmente não têm muito na forma de quadris ou coxas. As mulheres, por outro lado, são mais freqüentemente em forma de pêra - armazenando mais gordura nos quadris e coxas do que na barriga. Por que mulheres e homens têm formas diferentes? A resposta ainda não está clara, mas é uma questão que vale a pena investigar, diz Steven R. Smith, M.D., diretor do Hospital da Flórida - Instituto de Pesquisa Translacional Sanford-Burnham para Metabolismo e Diabetes. Isso porque a gordura da barriga está associada a maiores riscos de doenças cardíacas e diabetes. Por outro lado, a gordura do quadril e da coxa não parece desempenhar um papel especial nessas condições.

Em um estudo publicado no Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism, Smith e colegas ajudam a explicar essa discrepância determinando como a gordura da barriga e da coxa diferem geneticamente. Esta pesquisa pode mudar o pensamento comum sobre a gordura - em vez de focar em como eliminar a gordura da barriga, talvez precisemos inclinar a balança a favor de uma gordura amiga do coração na parte inferior do corpo. Nesse caso, o estudo também dá um primeiro passo para direcionar tratamentos em regiões específicas do corpo, especialmente aquelas que mais contribuem para as complicações da obesidade.

Genes da gordura da barriga vs. genes da gordura da coxa

Smith e seus colegas primeiro colheram amostras de gordura de homens e mulheres. Em seguida, eles compararam os genes mais ativos na gordura da barriga com os mais ativos na gordura da coxa.

Aqui está o que eles descobriram: os genes que operam na gordura da coxa de uma pessoa são muito diferentes daqueles na gordura da barriga. Para os homens, 125 genes são expressos de forma diferente na barriga e nas coxas. Para as mulheres, são 218 genes (a maioria é exclusiva para mulheres, mas 59 genes são os mesmos que variam na gordura masculina).

Os genes mais notáveis ​​que diferem são conhecidos como genes homeobox. Esses genes são conhecidos por seu papel em ajudar a moldar um embrião em desenvolvimento - determinando quais células e órgãos vão para onde. Muitos genes homeobox são influenciados por hormônios como o estrogênio.

Por que esses genes homeobox são importantes para a gordura? "Acreditamos que esses genes realmente programam essas células de gordura para responder de forma diferente a diferentes hormônios e outros sinais", diz Smith.

As células-tronco mostram que a gordura é pré-programada para sua localização

No decorrer de seu trabalho, Smith e sua equipe também isolaram células-tronco da gordura da barriga e da coxa e as cultivaram em pratos de laboratório. Este foi um bom controle porque as células de gordura em um prato não são influenciadas por nervos, hormônios ou outros sinais externos.

No entanto, os pesquisadores ainda viram as mesmas diferenças específicas de localização na atividade do gene na gordura que se desenvolveu a partir dessas células-tronco. Esse resultado disse a eles que as células são pré-programadas. Em outras palavras, a gordura da barriga e da coxa são geneticamente destinadas à sua localização final durante o desenvolvimento. Não é uma diferença adquirida com o tempo, como resultado da dieta ou exposição ambiental.

Uma nova maneira de pensar sobre a gordura

Do ponto de vista médico, diz Smith, é importante entender essas diferenças e como elas surgem. "Embora muitas mulheres detestem ter quadris e coxas grandes, o formato de pêra reduz o risco de doenças cardíacas e diabetes. Na verdade, as mulheres que têm ataques cardíacos tendem a ter mais gordura na barriga do que nas coxas."

Esta pesquisa marca uma nova forma de pensar. "A maioria das pessoas quer parar a gordura da barriga. Mas o problema não é apenas a gordura - é a localização. A gordura da barriga é apenas um marcador do problema. O verdadeiro problema é a incapacidade de armazenar essa gordura nos quadris e coxas." ele continua.

Smith espera que estudos futuros com o objetivo de compreender as diferenças fundamentais nesses depósitos de gordura possam levar a tratamentos específicos voltados para as regiões que mais contribuem para as complicações da obesidade.

Esta pesquisa foi financiada pelos Institutos Nacionais de Saúde dos EUA (Instituto Nacional de Diabetes e Doenças Digestivas e Renais concede DK072476, R24DK087669 e P30DK46200), a Rede de Estudos Interdisciplinares sobre Diferenças de Sexo (ISIS) sobre Metabolismo da Sociedade de Pesquisa em Saúde da Mulher, os Evans Centro de Pesquisa Biomédica Interdisciplinar Pesquisa de Afinidade Colaborativa em Diferenças Sexuais no Tecido Adiposo da Escola de Medicina da Universidade de Boston, o Centro de Genômica do Centro de Pesquisa Biomédica Pennington e o Centro Clínico de Educação de Pesquisa Geriátrica, Centro Médico de Veteranos de Baltimore.

O estudo foi co-autoria de Kalypso Karastergiou, Universidade de Boston Susan K. Fried, Universidade de Boston Hui Xie, Instituto de Pesquisa Médica Sanford-Burnham e Instituto de Pesquisa Translacional para Metabolismo e Diabetes Mi-Jeong Lee, Universidade de Boston Adeline Divoux, Sanford-Burnham Medical Research Institute e Translational Research Institute for Metabolism and Diabetes Marcus A. Rosencrantz, University of California, San Diego R. Jeffrey Chang, University of California, San Diego e Steven R. Smith, Sanford-Burnham Medical Research Institute e Translational Research Instituto de Metabolismo e Diabetes.

Sobre o Sanford-Burnham Medical Research Institute

O Sanford-Burnham Medical Research Institute dedica-se a descobrir as causas moleculares fundamentais das doenças e a conceber as terapias inovadoras do futuro. O Instituto está consistentemente classificado entre as cinco principais organizações em todo o mundo por seu impacto científico nas áreas de biologia e bioquímica (definido por citações por publicação) e atualmente ocupa o terceiro lugar no país em financiamento NIH entre todos os institutos de pesquisa em laboratório. A Sanford-Burnham utiliza uma abordagem única e colaborativa para a pesquisa médica e estabeleceu importantes programas de pesquisa em câncer, neurodegeneração, diabetes e doenças infecciosas, inflamatórias e infantis. O Instituto é especialmente conhecido por suas capacidades de classe mundial em pesquisas com células-tronco e tecnologias de descoberta de medicamentos. Sanford-Burnham é uma empresa de benefício público sem fins lucrativos com sede nos Estados Unidos, com operações em San Diego (La Jolla), Califórnia e Orlando (Lake Nona), Flórida. Para obter mais informações, notícias e eventos, visite-nos em sanfordburnham.org.

Isenção de responsabilidade: AAAS e EurekAlert! não são responsáveis ​​pela precisão dos comunicados à imprensa postados no EurekAlert! por instituições contribuintes ou para o uso de qualquer informação por meio do sistema EurekAlert.


Por que o DNA precisa se replicar?

O DNA se replica para fazer cópias de si mesmo. Este é um processo indispensável que permite que as células se dividam para que um organismo vivo cresça ou se reproduza. Cada nova célula precisa de uma cópia do DNA, que serve como instruções sobre como funcionar como uma célula.

O DNA se replica antes de uma célula se dividir. O processo de replicação é semiconservador, o que significa que, quando o DNA cria uma cópia, metade da fita antiga é retida na nova para reduzir o número de erros de cópia. O DNA contém o código para construir um organismo e garantir que ele funcione adequadamente. Por esse motivo, o DNA é freqüentemente chamado de projeto de vida. Sua função é comparável à de um construtor que usa um projeto para fazer uma casa. O projeto contém todos os planos e instruções necessárias para o organismo. Traz as informações para a produção de proteínas celulares, responsáveis ​​por implementar as funções de um organismo e determinar as características do organismo. Após a reprodução, a célula passa essa informação crucial para as células filhas.A replicação do DNA ocorre no núcleo dos eucariotos e no citoplasma dos procariotos. O processo de replicação é o mesmo, independentemente de onde ocorrer. Vários tipos de células replicam seu DNA em taxas diferentes. Algumas passam por várias rodadas de divisão celular, como as do coração e do cérebro de um ser humano, enquanto outras células se dividem constantemente, como as das unhas e do cabelo.


Os ratos de laboratório estão com muito frio? Por que é importante para a ciência

Um laboratório típico de camundongos é mantido entre 20 e 26 graus C, mas se os camundongos fizessem do seu jeito, seria uma temperatura morna de 30 graus C. Embora os ratos ainda sejam considerados saudáveis ​​em temperaturas mais frias, eles gastam mais energia para manter seu núcleo temperatura, e há evidências crescentes de que mesmo o estresse crônico moderado pelo frio está distorcendo os resultados em estudos de câncer, inflamação e muito mais. Os pesquisadores revisam as evidências em 19 de abril em Tendências em câncer.

"A maioria das pessoas só olha os resultados de experimentos em temperaturas padrão de laboratório", diz Bonnie Hylander, imunologista do Roswell Park Cancer Institute. "Eles não estão necessariamente cientes de que, se você repetir os experimentos com ratos em uma temperatura diferente, poderá obter um resultado diferente."

Existem várias razões para manter um laboratório de ratos frio. Os pesquisadores vestem batas, luvas e máscaras para trabalhar com os animais, o que torna a temperatura mais baixa mais confortável e também diminui o cheiro. O Conselho Nacional de Pesquisa, que publica diretrizes para o alojamento de camundongos, dá a faixa de 20-26 graus C e recomenda que os animais tenham material de nidificação. Mas quando os ratos estão constantemente tentando gerar calor suficiente para se manterem aquecidos, o frio faz com que seus batimentos cardíacos e metabolismo mudem, e eles comem mais comida para compor a energia.

Há alguns anos, Hylander e Elizabeth Repasky, imunologista do Roswell Park Cancer Institute, junto com seus colegas, começaram a investigar os efeitos do estresse pelo frio na capacidade do sistema imunológico de ratos de combater tumores. Como a equipe revelou em 2013, os ratos de laboratório fazem um trabalho melhor no combate ao câncer naturalmente quando estão bem aquecidos. Os tumores cresceram mais devagar e eram menos propensos a metástase em comparação com ratos mantidos em temperaturas de laboratório padrão. Os ratos mais quentes também responderam melhor às quimioterapias.

Preocupados com as implicações para a pesquisa e seleção de medicamentos, Hylander e Repasky começaram a se aprofundar em um crescente corpo de pesquisas sobre a temperatura do alojamento de camundongos em outros campos. Agora, eles estão soando o alarme.

Estudos em campos que vão desde a pesquisa da obesidade à neurobiologia mostraram que a temperatura do alojamento pode alterar os resultados do estudo em ratos. "Embora os fisiologistas animais tenham reconhecido o potencial desse problema há algum tempo, ficamos surpresos que essencialmente nenhum trabalho foi feito em modelos de câncer. Achamos que era muito importante destacar quantas outras áreas da pesquisa biomédica, algumas relacionadas ao câncer, são influenciada pelas temperaturas padrão da carcaça ", diz Repasky. "Estamos preocupados que muitas publicações nos quais os resultados diferem, seja entre laboratórios em vários países ou dentro do mesmo laboratório, podem ser devido às condições ambientais."

Mas a resposta não é necessariamente apenas aumentar os termostatos. "Trabalhar em uma temperatura termoneutra para ratos não é muito agradável para as pessoas", diz Hylander. "Está quente e é difícil para as pessoas trabalharem por muito tempo quando estão superaquecidas."

Como um primeiro passo, Hylander e Repasky recomendam que os pesquisadores relatem a temperatura ambiente usada em suas colônias e simplesmente fiquem cientes de que as posições da gaiola, o número de ratos por gaiola e o tipo de doença que está sendo modelada podem influenciar o grau de estresse pelo frio.

Para uma abordagem mais direta, Hylander sugere que os pesquisadores tentem experimentos-piloto em temperaturas mais quentes para ver como a diferença afeta os resultados experimentais. Isso pode ser conseguido mantendo os ratos em incubadoras ou dando aos animais mais material de nidificação (na natureza, os ratos evitam o frio construindo ninhos).

"Não estamos dizendo que uma temperatura de habitação é melhor do que outra", enfatiza Repasky. "As diferentes temperaturas estão simplesmente resultando em diferenças nos resultados experimentais, o que pode ser importante. Acho que muito mais pesquisas são necessárias para otimizar o uso de ratos para testar terapias que serão úteis em pessoas."

Tendências em câncer, Hylander and Repasky: "Thermoneutrality, Mice and Cancer: A Heated Opinion" http://www.cell.com/trends/cancer/fulltext/S2405-8033(16)00054-6

Tendências em câncer (@trendscancer), publicado pela Cell Press, é um jornal de revisão mensal que apresenta e debate as últimas oportunidades, impasses e impactos potenciais das ciências básicas, translacionais e clínicas, mas também discute questões emergentes relevantes em P&D, tecnologia e inovação em farma oncologia , ética e sociedade, e políticas atuais de câncer e modelos de financiamento. Saiba mais: http: // www. célula. com / tendências / câncer / casa. Para receber alertas de mídia da Cell Press, entre em contato com [email protected]

Isenção de responsabilidade: AAAS e EurekAlert! não são responsáveis ​​pela precisão dos comunicados à imprensa postados no EurekAlert! por instituições contribuintes ou para o uso de qualquer informação por meio do sistema EurekAlert.


Assista o vídeo: HKDSE Biology - Cell Cycle and Division Part 1 (Agosto 2022).