Notícias Destaque

4 de fevereiro de 2024

Uma Universidade pública, gratuita, socialmente democrática e aberta ao talento

Carlos Gilberto Carlotti Junior – Foto: Cecília Bastos/USP Imagens

Por: Carlos Gilberto Carlotti Junior, reitor da USP

Hoje, quando celebramos os 90 anos da nossa Universidade de São Paulo, além da alegria, do orgulho legítimo e da confiança na potência transformadora do conhecimento, somos convidados a analisar nosso passado e a pensar nosso futuro. A grandeza da USP decorre do trabalho de excelência de gerações que pesquisaram, estudaram, ensinaram e difundiram o saber para o progresso do nosso país.

A universidade é resultado do pensamento livre que existia em nosso estado no final dos anos 20 e início dos anos 30, principalmente considerando as mudanças políticas e sociais após a derrota paulista na revolução constitucionalista.

Foi na redação do jornal O Estado de S. Paulo, sob a liderança de Júlio de Mesquita Filho e de Fernando de Azevedo, que a ideia tomou corpo. O que estava em questão eram os destinos da República e da democracia. Essas importantes figuras, em consórcio com os governantes estaduais e com o grupo dos Reformadores da Educação, autores do Manifesto dos Pioneiros da Educação Nova, de 1932, mobilizaram energias poderosas.

Havia interesses de classe presentes naqueles debates primordiais? É claro que sim. Há interesses de classe em todos os movimentos de todas as partes da vida social e aquele momento não foi exceção.

O lema que confere significado ao brasão da Universidade – Vencerás pela Ciência – condensa a teia dos sentidos presentes na mente de seus fundadores. Ou seja, o conhecimento é arma duradora e resistente às conjunturas momentâneas.

E, de fato, a USP foi uma resposta inteligente ao vácuo deixado pela crise política, instituindo um modelo de universidade pública, gratuita, socialmente democrática e aberta ao talento.

A USP foi pensada como uma instituição moderna, alicerçada na relação indivisível entre ensino, pesquisa e extensão. Pulsava nela uma visão de país que se ancorava na ciência, na razão e no valor da liberdade, um modelo estruturado, norteado por princípios científicos e por uma visão integrada de vida intelectual.

A essência do que foi pensado naquela época sobreviveu e cresceu nas décadas seguintes, até se converter no que celebramos nesta data.

Para que a USP fosse possível, uma consonância entre o passado e o futuro foi tecida. A USP nasceu pela agregação de seis escolas que já existiam, a Faculdade de Direito, nossa mais antiga unidade; a Escola Politécnica; a Faculdade de Medicina; a Faculdade de Farmácia e Odontologia; a Faculdade de Medicina Veterinária; e a Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz.

Mas a Universidade também nasceu de uma visão moderna de futuro, que se traduziu na criação da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras, um centro de altos estudos, concebida para realizar ciência desinteressada, buscando a universalidade do saber, e coordenar e integrar as atividades das demais escolas.

O projeto da USP foi, assim, inovador, ambicioso, plenamente realizado em curto prazo, revelação de uma arquitetura inusitada, se pensarmos as condições do país na época.

A USP ganhou vida ao sincronizar-se ao movimento ascendente de São Paulo e tornou-se parte da intensificação das mudanças que ocorriam em todas as esferas, revelando o elo entre a instituição e a sociedade.

A criação da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – Fapesp – no final dos anos 40, formalizada em 1960 e consolidada em 1962, gestou uma parceria virtuosa entre as duas instituições, que se autoalimentaram. Daí, nascia uma relação que se fortaleceu e se constituiu em organismo central à diferenciação do sistema científico e cultural paulista.

Fora de São Paulo, no âmbito federal, deve ser salientada a contribuição fundamental do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq, criado em 1951; e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Capes, no mesmo ano, importantes agências de apoio e promoção da pesquisa e do ensino e fundamentais para o desenvolvimento da pós-graduação nas universidades brasileiras.

Projetos importantes também surgiram em São Paulo, com a criação de instituições universitárias coirmãs, como a Universidade de Campinas – Unicamp – em 1966, e a Universidade Estadual Paulista – Unesp, em 1976, produtoras de parte relevante da produção científica brasileira, que honram nosso sistema educacional.

A USP, a Unicamp e a Unesp têm merecido apoio integral dos dirigentes do estado de SP, tanto do poder executivo como do poder legislativo, cuja persistência no tempo e respeito à autonomia financeira e acadêmica garantem a expansão, o aprimoramento, o planejamento a longo prazo e a renovação institucional. As três universidades têm correspondido a esse apoio e se destacam por combinarem excelência acadêmica e de pesquisa.

Fundamental também foi a expansão da USP para outras cidades do estado. Excetuando a Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, instalada em Piracicaba e pré-existente à fundação da USP, faculdades foram erigidas em outros municípios, formando verdadeiras cidades universitárias.

A criação da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, da Escola de Engenharia de São Carlos e da Faculdade de Odontologia de Bauru, nos anos 50, e de novas unidades nos anos subsequentes, foram símbolos da expansão em direção a centros emergentes. Além disso, sinalizaram a preocupação em facilitar o acesso ao ensino superior de estudantes que teriam dificuldades em se deslocar para a capital.

Os sete campi da USP instalados em Bauru, Lorena, Piracicaba, Pirassununga, Ribeirão Preto, Santos e São Carlos são vetores de desenvolvimento regional no interior do estado. A criação da Escola de Artes, Ciências e Humanidades, a EACH, em 2005, na zona leste da capital, em uma região socialmente vulnerável, acompanhou o espírito democrático presente no ideário dos fundadores.

O mapa do desenvolvimento econômico e social do estado de São Paulo tem forte sobreposição com os campi das universidades estaduais já citadas, e das instituições federais, como a Unifesp, a UFSCar e a UFABC.

A USP tem acolhido as demandas surgidas na cena social brasileira, haja vista o desenvolvimento de políticas afirmativas e inclusivas que a situam na vanguarda das universidades brasileiras e mundiais. As medidas para facilitar o acesso de estudantes das escolas públicas e de camadas sociais populares são inovadoras, bem como na diversidade e abrangência das políticas construídas.

Nossa excelência aumentou com essas iniciativas, nossa produção acadêmica se ampliou em número e qualidade e galgamos posições inéditas de destaque em rankings nacionais e internacionais. Em 2023, fomos classificados pelo QS como a 85ª universidade no mundo e a primeira da Ibero América. Foi a primeira vez na história que o Brasil teve uma universidade entre as 100 melhores do mundo.

Estamos formando líderes e produzindo pesquisas com excelência, acrescidos da diversidade.

Durante nossa história, tivemos momentos de dificuldades. Esta Universidade enfrentou o arbítrio do regime autoritário instalado em 1964, que aposentou lideranças intelectuais e científicas notáveis. Apesar de duramente atingida, a USP teve força para resistir e conservar seus fundamentos originais.

Recentemente também enfrentamos a pandemia da covid-19, que impediu o convívio universitário por mais de dois anos, obrigando a USP a se reinventar para manter suas atividades.

Reafirmando seus ideais, a universidade precisa estar continuamente se atualizando para responder aos problemas da sociedade, buscando novas soluções.

Para isso, presentemente, a USP tem priorizado as pessoas; a qualificação de suas pesquisas e a transferência desse conhecimento para a sociedade; o aperfeiçoamento da internacionalização nos nossos campi; o desenvolvimento sustentável; e a modernização do processo ensino-aprendizagem.

Considerando as pessoas, precisamos aprimorar as políticas de permanência estudantil e fortalecer a percepção de pertencimento à universidade. O ingresso dos alunos deve ser diverso, considerando as condições econômicas e étnico-raciais de nossa sociedade.

Mas, no momento da saída da universidade, essas diferenças já devem estar superadas e todos os alunos e alunas devem estar equiparados em suas capacidades profissionais e na formação de excelência, igualando suas perspectivas futuras, e com disposição para implementar mudanças na sociedade.

As condições sociais atuais também nos impõem a preocupação com a saúde mental de nossos alunos, servidores técnicos e administrativos e de nossos professores.

No que se refere à qualificação das pesquisas e à transferência do conhecimento, a USP tem criado Centros de Pesquisas interunidades e multidisciplinares em áreas de temas relevantes, como oncologia de precisão, inteligência artificial, agricultura tropical sustentável, fixação de carbono pela agricultura, amazônia sustentável, estudo sobre as instituições brasileiras e controle dos gases responsáveis pelo efeito estufa, além de institucionalizar 11 Cepids da Fapesp, dando mais autonomia aos grupos de pesquisa.

A USP produz cerca de 20% da produção científica do Brasil e o objetivo é qualificar cada vez mais essa pesquisa para aumentar seu impacto social.

Esse conhecimento precisa ser transferido para a sociedade por meio da inovação, entendida como uma ferramenta para induzir mudanças sociais, para o aperfeiçoamento de políticas públicas, para a transferência tecnológica para o setor privado e para a inovação nas artes e na cultura.

Para esse projeto, precisamos da colaboração de vários atores além da Universidade: o governo, o setor privado, a sociedade e o meio ambiente. Estamos buscando espaços na USP para que essas interações possam ser aceleradas. No momento em que São Paulo e o Brasil discutem modelos industriais, estamos prontos para colaborar.

A internacionalização é uma tradição na Universidade e muitas atividades já foram desenvolvidas e serão mantidas. Mas, agora, essa internacionalização entra em nova fase, com a implantação de laboratórios internacionais em nossos campi.

Já temos dois laboratórios franceses, o Institut Pasteur e o CNRS, que iniciaram suas atividades, e estamos negociando com dois institutos alemães e um inglês, além da criação de um centro USP-China para abrigar cooperações com universidades e institutos de pesquisa daquele país.

Essas ações permitirão que nossa comunidade universitária possa vivenciar o ambiente acadêmico internacional em todas as suas dimensões.

Quanto ao desenvolvimento sustentável, este tema deve ser uma prioridade para toda a sociedade e acreditamos que as universidades devem ser agentes importantes na busca de soluções para a saúde do planeta.

Estamos estudando e colaborando na identificação de energias sustentáveis para realizar a transição energética, na conservação da água e dos oceanos, no destino de resíduos sólidos e em novas metodologias para a fixação de carbono. Nossos campi devem ser modelos para a sociedade.

O desenvolvimento sustentável é uma oportunidade para o Brasil ser uma liderança mundial e criar um novo modelo econômico para melhorar as condições de vida da população. Não podemos perder essa oportunidade.

O aperfeiçoamento de nosso modo de ensinar também é prioridade. Nosso modelo de ensino passa por reorganização importante. As escolas e faculdades da USP estão revendo suas matrizes curriculares e apresentando projetos para que o ensino esteja de acordo com as necessidades da sociedade.

Devemos preparar jovens para profissões que ainda não existem, que exigem cada vez mais novas habilidades, como a comunicação e o empreendedorismo, e capacidade de adaptação durante sua vida profissional. Não é uma tarefa simples, mas há um desejo grande da comunidade em implementar essas modificações.

Ao longo de seus noventa anos, a USP se desenvolveu no compasso das transformações profundas ocorridas em São Paulo, no Brasil e na cena mundial.

Na data de hoje, quando exaltamos a USP, devemos valorizar nosso caráter público. A universidade pública e gratuita nasce do esforço indistinto de todos e todas e conflui para o atendimento das aspirações das coletividades e dos direitos e necessidades de cada pessoa.

Existimos para dignificar a nossa democracia, o nosso padrão civilizatório, para honrar a razão e para contribuir para o desenvolvimento de São Paulo e do Brasil. A USP é sinônimo de generosidade e de partilha.

Que venham mais 90 anos. Viva a USP!

(Jornal da USP – Discurso proferido pelo reitor na cerimônia de abertura das comemorações dos 90 anos da USP, em 25/01/24)

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

29 de janeiro de 2024

IFSC/USP no combate às bactérias resistentes – Na vanguarda das pesquisas utilizando foto-oxidação

(Créditos – BBC News)

Um fato que não pode ser contestado: microrganismos resistentes mataram cerca de 33 mil pessoas no ano de 2019, segundo uma notícia publicada na edição 335, de 04 de janeiro do corrente ano, pela revista Pesquisa FAPESP.

O crescimento e proliferação de bactérias resistentes a quase todos os tipos de antibióticos fez, finalmente, acender a luz vermelha nos principais orgãos mundiais de saúde, por apresentar uma séria ameaça à capacidade de debelar infecções. Segundo a citada notícia da revista Pesquisa FAPESP, da autoria de Ricardo Zorzetto, sem antibióticos eficientes fica quase impossível realizar cirurgias, transplantes e tratamentos quimioterápicos contra o câncer, em segurança.

Problemas comuns, como um corte mais profundo ou uma infecção respiratória, podem, atualmente, se tornar uma ameaça à vida, retirando os avanços verificados nas últimas décadas, onde o uso de antibióticos para tratar infecções aumentou a longevidade humana em cerca de vinte anos.

Até há algum tempo atrás, expostas à concentração adequada de antibióticos e por tempo suficiente, as bactérias facilmente morriam, segundo a revista Pesquisa FAPESP. “Se a dosagem e duração do tratamento forem inferiores ao necessário para aniquilá-las, uma parte pode sobreviver e se multiplicar, acumulando alterações no material genético que permitem escapar à ação dos fármacos”. A mesma notícia enfatiza o fato de as bactérias estarem em todos os lugares – na água, no solo, no ar e nas superfícies, inclusive no corpo humano. Com o uso intensivo de antibióticos na saúde humana e na produção de alimentos, para proteger ou tratar os animais de criação de doenças e induzir ganho de peso, as bactérias são continuamente expostas a esses fármacos e esse contato favorece a seleção das variedades resistentes.

Nos Estados Unidos, o Centro de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) já informou que estão surgindo bactérias contra as quais não há mais medicamentos eficazes. Igualmente, segundo a revista Pesquisa FAPESP, um levantamento coordenado pelo epidemiologista Ramanan Laxminarayan, da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, estimou que, a cada ano, no mundo, ocorram 136 milhões de casos de infecção hospitalar causados por esses microrganismos. Segundo os dados publicados em junho de 2023 na revista “PLOS Medicine”, a China é, de longe, a nação mais afetada, com 52 milhões de registros, sendo que o Brasil aparece em quinto lugar, com 4 milhões de casos. No mundo todo, esses microrganismos foram os responsáveis diretos por 1,27 milhão de mortes em 2019. Quando se incluem os casos em que o indivíduo tinha outra doença além da infecção, esse número sobe para 4,95 milhões, próximo ao total de óbitos registrados em três anos de pandemia de Covid-19 e bem superior à soma das mortes anuais por malária, Aids e tuberculose.

Próxima década será dramática

Prof. Vanderlei Salvador Bagnato

As bactérias têm um grande poder de modificar algumas das suas estruturas, o que permite que elas desenvolvam mecanismos que resistem à ação dos agentes externos, dos antibióticos, sendo que desde que eles foram descobertos também se descobriu a resistência a esses agentes, algo que já perdura há muito tempo. Contudo, esse problema de resistência atingiu atualmente um nível bastante grave, já que, se até há pouco tempo era possível modificar as famílias dos antibióticos, introduzindo novas estruturas que agiam nas bactérias, neste momento essas estratégias se esgotaram. O fato é que a indústria farmacêutica e o desenvolvimento técnico-científico não estão sendo capazes de apresentar novas alternativas no sentido de modificar ou mesmo introduzir elementos novos nas bactérias, já que elas se tornaram resistentes às diversas famílias de antibióticos.

Como as empresas de antibióticos já declararam que não irão conseguir resolver este problema na próxima década, significa dizer que a humanidade está sob uma verdadeira bomba-relógio. Com as bactérias aumentando a sua resistência ao longo do tempo, já é comum a utilização de mais do que um antibiótico para combater determinadas infecções, na tentativa de compensar a perda da eficácia. Hoje, existem bactérias que, em comparação com o passado, precisam milhares de vezes mais drogas para serem eliminadas.

Para entender o problema

Segundo o docente e pesquisador do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), Prof. Vanderlei Salvador Bagnato, que é simultaneamente o Coordenador do Grupo de Óptica do Instituto, e Coordenador do Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CEPOF), alocado nesta mesma Instituição, as bactérias têm diversos mecanismos que ajudam à sua resistência perante os antibióticos e um dos mais importantes é a sua membrana, que se altera, impedindo a penetração das moléculas do antibiótico que vão, de alguma maneira, modificar, inibir, ou destruir mecanismos internos de multiplicação bacteriana. “O que o antibiótico faz é inibir, atenuando a multiplicação das bactérias. Se a bactéria não pode multiplicar, ela morre. O perigo de uma infecção está na multiplicação dos microrganismos, sendo que a missão dos antibióticos é inibir a ação multiplicadora das bactérias”, pontua o pesquisador.

Embora a modificação das bactérias faça parte de um dos seus principais mecanismos, existem outros que merecem igualmente uma particular atenção, como, por exemplo, as pequenas estruturas moleculares, que são chamadas bombas de efluxo, localizadas nas suas membranas. “Essas bombas de efluxo servem para as bactérias ejetarem substâncias que são prejudiciais ao seu próprio desenvolvimento e proliferação. As bactérias  aumentam suas bombas de efluxo, ou seja, aumentam a ação de jogar fora substâncias que não interessam e uma dessas substâncias é a molécula do antibiótico. Então, as bactérias ‘aprenderam’ essa forma de defesa”, pontua o docente. Por outro lado, as bactérias apresentam um outro mecanismo que auxilia em sua sobrevivência: as enzimas, que elas próprias têm a capacidade de produzir, e que destroem especificamente as moléculas dos antibióticos. E foi desta forma que as bactérias se foram adaptando.

Princípio para o tratamento da pneumonia resistente

Foto-oxidação – IFSC/USP na liderança para tentar resolver o problema

Ao utilizar mecanismos de foto-oxidação na tentativa de destruir os mecanismos básicos que as bactérias têm para sua própria defesa, o Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) assumiu, dessa forma, a liderança nessas pesquisas e estudos baseados no fato de que perante uma oxidação nenhum ser vivo consegue desenvolver resistência. A técnica desenvolvida pelo Instituto foi recentemente divulgada em uma sequência de artigos científicos publicados em diversas revistas científicas de grande notoriedade, entre as quais se destacam a “Proceedings” – National Academy of Science – e a “Antibiotics”, dos Estados Unidos. “Foram pesquisas cujos resultados foram extraordinários, utilizando pequenos choques de foto-oxidação – os quais chamamos de Ação Fotodinâmica. Nesse processo, colocamos uma molécula que é absorvida pela bactéria, ativamos com luz e, graças à produção de radicais livres dentro da bactéria, o processo vai destruindo a resistência da membrana, ao mesmo tempo que destrói a bomba de efluxo e a capacidade de produção enzimática. Esta ação foto-oxidativa, bastante intensa, acaba por matar a bactéria, o que significa dizer que conseguimos ter um programa para controle de infecção apenas usando a foto-oxidação – a Ação Fotodinâmica -, abrindo caminho para que os antibióticos tradicionais voltem a ter efeito”, comemora o Prof. Bagnato.

Tratamento de infecções – Pneumonia é destaque

Tratamento fotodinâmico das infecções de garganta

A sequência de todo o trabalho pioneiro acima mencionado desagua igualmente nas pesquisas que estão sendo desenvolvidas no IFSC/USP para o tratamento de infecções, principalmente de faringotoncilites (infecções causadas por agentes bacterianos que acometem as regiões da faringe, laringe e amígdalas) e da pneumonia. “O que estamos propondo é, primeiramente, dar um choque fotodinâmico, principalmente nas infecções comuns, como faringotoncilites, através de  iluminação extracorpórea, ou então aquelas que atingem as vias respiratórias ou o trato intestinal, por exemplo. Ou seja, neste último caso em locais onde conseguimos ir com fibra óptica para fazer esse choque fotodinâmico. E estamos já bastante evoluídos no tratamento da pneumonia resistente aos antibióticos, que é uma das principais causas de morte em pacientes intubados em unidades de cuidado intensivo. Então, estamos conseguindo vencer todas as barreiras, inclusive com a ajuda da própria Santa Casa da Misericórdia de São Carlos, com o intuito de entender  qual é o problema principal dos componentes que estão aí nas vias respiratórias, e estamos levando esses estudos para uma colaboração internacional com os Estados Unidos – Universidade do Texas”, conclui o pesquisador.

Embora o número de óbitos causados por pneumonia seja elevado, o certo é que a atenção dos pesquisadores do IFSC/USP também está voltada para um outro fator que gera preocupação: os fungos, que não são combatidos com antibióticos, e que começaram a entrar na via respiratória (infecção fúngica dos pulmões), tendo em consideração que eles também estão resistindo aos fungicidas. E, por incrível que possa parecer, as pesquisas realizadas no IFSC/USP, utilizando a ação fotodinâmica, já provaram que  a técnica e procedimento  também consegue quebrar a resistência fúngica aos fungicidas, ou mesmo matar, igualmente através de iluminação extracorpórea.

Os Professores Vanderlei Salvador Bagnato e Kate Blanco, junto com as alunas de pós-doutorado Dras. Jennifer Machado, Claudia Patino e outros oito alunos de pós-graduação compõe a equipe que atua em um laboratório do IFSC/USP dedicado unicamente a desenvolver as pesquisas e métodos com a finalidade de quebrar a ação das bactérias resistentes.

Confira AQUI e AQUI dois dos artigos científicos publicados.

Rui Sintra – Jornalista – Assessoria de Comunicação do IFSC/USP

26 de janeiro de 2024

Rádio USP – “Momento Tecnologia”: Seleção de grãos de café por inteligência artificial

Processos físicos e “machine learning” fazem parte da patente da USP responsável por identificar tipos especiais dessa bebida

Neste episódio do “Momento Tecnologia”, Bruno Pereira de Oliveira, doutor em Física pela USP São Carlos e degustador de café, conta mais sobre a patente “Seleção de Grãos de Café a Partir da Inteligência Artificial”.

Ela envolve fluorescência, modelos matemáticos, machine learning e inteligência artificial, tudo para uma identificação dos grãos mais precisa e consistente.

Clique AQUI para conferir esta matéria divulgada na Rádio USP.

“Momento Tecnologia”
Produção: Julia Estanislau, Guilherme Castro Sousa, Alessandra Ueno
Edição de som:  Bruno Torres
Produção geral:  Cinderela Caldeira
E-mail: ouvinte@usp.br
Horário: Quinzenalmente, terças-feiras, às 8h35

O Momento Tecnologia” vai ao ar na Rádio USP, quinzenalmente, terças-feiras, às 8h35 – São Paulo 93,7 MHz e Ribeirão Preto 107,9 MHz e também nos principais agregadores de podcast.

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

 

20 de janeiro de 2024

Atualização da produção científica do IFSC/USP em dezembro de 2023

Para ter acesso às atualizações da Produção Científica cadastradas no mês de dezembro de 2023, clique AQUI, ou acesse o Repositório da Produção USP (AQUI).

As atualizações também podem ser conferidas no Totem “Conecta Biblio” em frente à biblioteca.

A figura ilustrativa foi extraída do artigo publicado recentemente, por pesquisador do IFSC, no periódico Nature Structural and Molecular Biology (AQUI).

 

 

 

 

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

18 de janeiro de 2024

Recordando a apresentação do resultado da gestão do Prof. Tito José Bonagamba como diretor do IFSC/USP (2014-2018)

Está já disponível no Youtube do IFSC/USP o vídeo de apresentação do resultado da gestão do Prof. Tito José Bonagamba como diretor do IFSC/USP (2014-2018).

Este evento ocorreu no dia 12 de abril de 2019, no “Auditório Prof. Sérgio Mascarenhas”, com a presença de autoridades da Universidade de São Paulo e de muitos convidados.

Clique na imagem abaixo para assistir o vídeo.

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

11 de janeiro de 2024

Estudo esclarece questão-chave da física de partículas – Pesquisador do IFSC/USP e colaboradores publicam na revista “Physical Review Letters”

Anel de armazenamento de múons no Fermilab (foto Reidar Hahn/Wikimedia Commons)

Momento magnético é a grandeza que quantifica a interação de uma partícula dotada de spin com um campo magnético, como o de um ímã. Assim como a massa e a carga elétrica, o momento magnético é uma das grandezas fundamentais da física. Existe uma diferença entre o valor teórico do momento magnético do múon, uma partícula que pertence à mesma classe do elétron, e os valores obtidos nos experimentos de altas energias, realizados nos aceleradores de partículas. A diferença só aparece na oitava casa decimal, mas vem intrigando os cientistas desde 1948, quando foi descoberta. E não se trata de um detalhe, pois essa diferença pode indicar que o múon interaja com partículas de matéria escura, outros bósons de Higgs ou, até mesmo, que existam forças diferentes das conhecidas envolvidas no processo.

O valor teórico do momento magnético do múon, representado pela letra “g”, obtido a partir da equação de Dirac (formulada pelo físico inglês Paulo Dirac, 1902-1984, Prêmio Nobel de Física de 1933, um dos fundadores da mecânica e da eletrodinâmica quânticas), é igual a 2. Mas sabemos, hoje, que g não é exatamente igual a 2 e, por isso, existe um grande interesse em entender “g-2”, isto é, a diferença entre o valor experimental e o valor previsto pela equação de Dirac. O melhor valor experimental disponível atualmente, obtido com precisão impressionante no Fermilab, o Fermi National Accelerator Laboratory, nos Estados Unidos, e divulgado em agosto de 2023, é 2,00116592059, mais ou menos 0,00000000022. Informações sobre o experimento realizado no Fermilab, chamado “Muon g-2”, podem ser acessadas, clicando AQUI.

“A determinação precisa do momento magnético do múon tornou-se uma questão central de física de partículas, pois a investigação desse intervalo entre os dados experimentais e as previsões da teoria pode nos proporcionar informações que levem à descoberta de algum efeito novo e espetacular”, diz à Agência FAPESP o físico Diogo Boito, professor do Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC-USP).

Ele e colaboradores acabam de publicar um estudo a respeito em Physical Review Letters.

“Nossos resultados foram apresentados em dois importantes eventos internacionais. Primeiro por mim, em um workshop em Madri, na Espanha. Depois por meu colega Maarten Golterman, da San Francisco State University, em um encontro realizado em Berna, na Suíça”, conta Boito.

Esses resultados quantificam e apontam para a origem de uma discrepância entre os dois métodos utilizados nas previsões atuais de g-2. O pesquisador detalha: “Existem atualmente dois métodos para determinar um componente fundamental de g-2. O primeiro baseia-se em dados experimentais. O segundo em simulações computacionais da cromodinâmica quântica (quantum chromodynamics, ou QCD, em inglês), a teoria que estuda as interações fortes entre os quarks. Os dois métodos levam a resultados bastante distintos e isso constitui um grande problema. Sem resolvê-lo, torna-se impossível investigar as contribuições de eventuais partículas exóticas, por exemplo, de novos bósons de Higgs ou de matéria escura, no resultado de g-2”.

O estudo conseguiu explicar tal discrepância. Mas, para entender isso, é preciso dar alguns passos para trás e recomeçar com uma descrição um pouco mais pormenorizada do múon.

O múon é uma partícula que pertence à classe dos léptons – a mesma do elétron. Porém, possui massa muito maior. E, por causa disso, não é estável, sobrevivendo apenas por intervalos de tempo curtíssimos, em contextos de altas energias. Quando interagem entre si, na presença de campos magnéticos, os múons se desconfiguram e reconfiguram, trazendo à presença um grande número de outras partículas: elétrons, pósitrons, bósons W e Z, bósons de Higgs, fótons etc. Assim, nos contextos experimentais, o múon sempre se apresenta acompanhado por miríades de partículas virtuais. São as contribuições dessas partículas que fazem com que o momento magnético efetivo, medido nos experimentos, seja maior do que o momento magnético teórico, igual a 2, calculado pela equação de Dirac.

“Para obter tal diferença [g-2], é preciso considerar todas essas contribuições. Tanto aquelas que a cromodinâmica quântica [que compõe o modelo-padrão da física de partículas] prevê, quanto outros efeitos menores, mas que aparecem em medições experimentais muito precisas. Já conhecemos muito bem várias dessas contribuições. Mas não todas”, afirma Boito.

Os efeitos decorrentes da interação forte não podem ser calculados teoricamente apenas, pois esses cálculos de cromodinâmica quântica são impraticáveis em alguns regimes de energia. Assim, existem duas possibilidades. Uma delas, que já possui um lastro histórico, é recorrer aos dados experimentais obtidos nas colisões de elétrons com pósitrons, que geram outras partículas formadas por quarks. A outra, que se tornou competitiva apenas na década de 2020, é simular, com base na teoria, o processo em supercomputadores. Trata-se da chamada “QCD na rede”.

“O problema central da previsão de g-2 hoje em dia é que o resultado que se obtém usando os dados das colisões elétron-pósitron estão em desacordo com o resultado experimental total, enquanto os resultados baseados na QCD na rede estão em bom acordo com o experimento. E ninguém sabia ao certo por que isso acontecia. Nosso estudo esclarece parte desse quebra-cabeça”, comenta Boito.

Foi exatamente para resolver esse problema que ele e colaboradores realizaram o estudo em pauta. “O artigo atual é resultado de uma série de trabalhos nossos nos quais desenvolvemos um método novo para comparar os resultados de simulação de rede com aqueles obtidos a partir dos dados experimentais. Mostramos ser possível extrair, dos dados, contribuições que são calculadas na rede com grande precisão: a contribuição dos diagramas de Feynman ditos conectados”, informa o pesquisador.

Aqui é preciso abrir um pequeno parêntese para dizer que os diagramas de Feynman, criados no final da década de 1940 pelo físico norte-americano Richard Feynman (1918-1988), Prêmio Nobel de Física de 1965, são representações gráficas utilizadas para descrever as interações entre partículas e simplificar os respectivos cálculos.

“No presente estudo, obtivemos, pela primeira vez, com grande precisão, as contribuições dos diagramas de Feynman conectados na chamada ‘janela intermediária de energia’. Hoje, temos oito resultados para essas contribuições, obtidos com simulações de QCD na rede, e todos eles em bom acordo entre si. E mostramos que os resultados vindos dos dados da interação elétron-pósitron não concordam com esses oito resultados das simulações”, afirma Boito.

Segundo o pesquisador, isso possibilita entender onde está o problema e quais seriam as possíveis soluções para ele. “Ficou claro que, se os dados experimentais para o canal de dois píons [mésons, isto é, partículas formadas por um quark e um antiquark, produzidas em colisões de alta energia] estiverem subestimados por alguma razão, esta pode ser a causa da discrepância”, resume. De fato, dados novos, ainda em processo de revisão por pares, do Experimento CMD-3, realizado na Universidade de Novosibirsk, na Rússia, parecem indicar que os dados mais antigos do canal de dois píons poderiam estar, por alguma razão, subestimados.

Todo o trabalho feito por Boito neste estudo foi realizado no contexto de seu projeto “Testes do modelo padrão: QCD de precisão e g-2 do múon”, contemplado com Auxílio à Pesquisa Jovens Pesquisadores Fase 2 pela FAPESP.

O artigo Data-driven determination of the light-quark connected component of the intermediate-window contribution to the muon g-2 pode ser acessado, clicando AQUI.

(In: Agência FAPESP –José Tadeu Arantes)

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

9 de janeiro de 2024

Lei Nº 14.769 (22/12/2023) institui oficialmente a data de 19 de maio como o “Dia Nacional do Físico”

O Congresso Nacional decretou e o Presidente da República sancionou a Lei Nº 14.769, de 22 de dezembro de 2023, que institui a data de 19 de maio como o “Dia Nacional do Físico”, com a seguinte redação:

“Art. 1º Fica instituído, no âmbito de todo o território nacional, o Dia Nacional do Físico, a ser comemorado anualmente no dia 19 de maio.

Art. 2º A data instituída por esta Lei passará a integrar o calendário oficial da República Federativa do Brasil.

Art. 3º Esta Lei entra em vigor na data de sua publicação.

Brasília, 22 de dezembro de 2023; 202º da Independência e 135º da República.

LUIZ INÁCIO LULA DA SILVA

Luciana Barbosa de Oliveira Santos”

Confira AQUI.

 

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

3 de janeiro de 2024

Recodificando a Vida – Artigo da autoria do Prof. Roberto N. Onody

Figura 1 – Nos organismos genomicamente modificados os ribossomos podem sintetizar proteínas utilizando mais de 500 aminoácidos não canônicos! Durante bilhões de anos a natureza evoluiu de maneira espetacular criando as mais diferentes formas de vida contando com apenas 22 aminoácidos

Por: Prof. Roberto N. Onody*

Durante 3,5 bilhões de anos a vida na Terra evoluiu (de maneira extraordinária) baseada num código genético que opera com apenas 22 aminoácidos. Estes aminoácidos (chamados de canônicos ou padrões) fazem parte da composição química de milhões de proteínas, presentes em todos os organismos vivos que existem ou que existiram no nosso planeta.

Mas, tudo isso está prestes a mudar com o surgimento dos organismos genomicamente recodificados. Esses organismos têm o seu código genético expandido de forma a permitir que eles codifiquem novas proteínas utilizando os mais de 500 aminoácidos não canônicos conhecidos na natureza!

A expansão do alfabeto de aminoácidos permitirá a introdução de novas proteínas terapêuticas, novas drogas para imunoterapia, novas vacinas com a utilização de vírus atenuados genomicamente recodificados etc. Para desenvolver essa nova área – a biologia sintética, várias startups estão sendo criadas como a GRO Biosciences e a Pearl Bio.

Os organismos genomicamente recodificados (Figura 1) representam uma mudança importante no paradigma evolucionário que foi adotado pela natureza durante bilhões de anos. Para compreender melhor esse aspecto, faço antes uma breve revisão de alguns elementos e mecanismos biológicos envolvidos na síntese de proteínas.

Sobre as Proteínas

As proteínas são os tijolos fundamentais na construção e na manutenção da vida como a conhecemos. Em qualquer um dos três domínios da vida – Bacteria, Archea ou Eukarya, as proteínas estão sempre presentes e são essenciais.

Figura 2 – A estrutura química de um aminoácido. Existem milhões de proteínas no mundo, mas, todas elas formadas a partir de somente 20 aminoácidos diferentes! Os aminoácidos se unem (quimicamente) através de uma reação de desidratação na qual o grupo carboxila de um dos aminoácidos se une ao grupo amino do outro, liberando uma molécula de água. Uma cadeia extensa assim formada chama-se polipeptídeo. Cadeias de polipeptídeos se unem entre si através de pontes de hidrogênio

As proteínas garantem a estrutura celular (citoesqueleto), catalisam reações metabólicas (enzimas), regulam atividades fisiológicas (hormônios) e são protagonistas na defesa do organismo (anticorpos). Proteínas malformadas ou com defeitos são responsáveis por várias doenças e podem até mesmo levar à morte do organismo.

Em uma única célula do corpo humano há cerca de 3 milhões de proteínas! Estima-se que existam cerca de 700.000 proteínas diferentes em todo o corpo humano e elas são produzidas num ritmo frenético – 120.000 proteínas por minuto!

Até outubro de 2023, havia um total de 227.064 proteínas (com suas estruturas tridimensionais completamente determinadas) catalogadas no PDB (Protein Data Bank).

Do ponto de vista químico, as proteínas são macromoléculas compostas por uma ou mais cadeias interligadas de aminoácidos. Os aminoácidos têm um carbono central (chamado de alfa) ligado a um grupo carboxila (O=C-OH), um grupo amino (NH2) e uma cadeia lateral ou grupo R (Figura 2).

Ao se ligarem entre si, os aminoácidos adquirem uma estrutura tridimensional muito particular e funcional, num processo conhecido por enovelamento da proteína (“protein folding”).

A insulina foi a primeira proteína que teve sua sequência de aminoácidos corretamente estabelecida em 1951 por Frederick Sanger (Figura 3). Com os avanços da técnica de cristalografia por difração de raios-x, foi possível se determinar, não somente a sequência de aminoácidos de uma proteína, mas, também toda a sua estrutura tridimensional.

A mioglobina foi a primeira proteína que teve sua estrutura tridimensional completamente determinada (em 1958, por John Kendrew). Na Figura 4, vemos um diagrama de fitas da mioglobina. O diagrama de fitas ou diagrama de Richardson (após Jane Richardson, biofísica norte americana que o concebeu na década de 1980) permite uma visualização rápida e simples da estrutura 3D de uma proteína. A fita é uma representação esquemática da hélice formada pelos carbonos centrais dos polipeptídeos. Um programa computacional bastante utilizado para montar esses diagramas é o MolScript.

 

Figura 3 – A Insulina foi a primeira proteína que teve sua sequência de 51 aminoácidos corretamente estabelecida em 1951 por Frederick Sanger. Descoberta em 1921, a insulina é um hormônio sintetizado no pâncreas. É fundamental no metabolismo dos carboidratos, principalmente da glicose. Ela é formada por 2 cadeias de peptídeos (uma com 21 aminoácidos e a outra com 30 aminoácidos) que estão ligadas entre si por átomos de enxofre. Sua fórmula contém 788 átomos: C 257 H383 N65 O77 S6 (Crédito: domínio público)

Figura 4 – A Mioglobina é uma proteína encontrada no tecido cardíaco e nos músculos do esqueleto de quase todos os vertebrados. Ela é composta por 153 aminoácidos. A mioglobina contém ferro e tem grande afinidade com o oxigênio. Em alta concentração, permite que o organismo possa segurar a respiração por um tempo maior. Não confundir com a hemoglobina, que é uma proteína presente nas hemácias (glóbulos vermelhos) e é responsável pelo transporte de oxigênio na corrente sanguínea (Crédito: domínio público)

A menor proteína conhecida é Trp-cage, encontrada na saliva do monstro-de-gila (um lagarto peçonhento encontrado na América do Norte, principalmente no México). A maior proteína conhecida é a Titin, encontrada nos músculos estriados dos vertebrados. Um corpo humano adulto contém 500g de Titin! Veja Figura 5.

Sobre os Aminoácidos

Cada órgão do corpo humano sintetiza seu próprio conjunto de proteínas necessárias para o seu pleno funcionamento. No entanto, para sintetizar uma determinada proteína, o órgão precisa ter disponíveis todos os aminoácidos que a constituem. As plantas sintetizam todos os tipos de aminoácidos, mas os animais não.

Figura 5 – (a) A proteína Trp-cage é a menor proteína conhecida. Ela contém somente 20 aminoácidos. (b) A proteína Titin é a maior proteína conhecida. Na sua versão humana, ela contém 34.350 aminoácidos (Crédito: domínio público)

Hoje, são conhecidos mais de 500 aminoácidos. De maneira surpreendente, todas as proteínas conhecidas (de todos os seres vivos) são sintetizadas a partir de apenas e tão somente 22 aminoácidos!

Para compor as proteínas que os seres humanos precisam, são necessários 21 tipos de aminoácidos. Conseguimos sintetizar apenas 12. Para obter os 9 aminoácidos restantes (justamente, os que são considerados essenciais) temos que nos alimentar das plantas ou de animais que delas se alimentaram. O prato brasileiro principal, feijão com arroz, contém todos os 9 aminoácidos essenciais.

Foi em 1806 que químicos franceses encontraram, no aspargo, o primeiro aminoácido – a asparagina (que não é um aminoácido essencial). Hoje sabemos que, na construção de qualquer proteína, o primeiro aminoácido a ser incorporado é a metionina (Figura 6).

Até 1974, acreditava-se que os aminoácidos presentes ou necessários ao corpo humano eram somente 20. Nesse ano, a bioquímica T. Stadtman descobriu o 21º. aminoácido – a selenocisteína. O 22º. aminoácido – a pirrolisina, foi descoberto por J. Krzycki e M. Chan em 2002 (Figura 7).

Figura 6 – (a) Asparagina – o primeiro aminoácido descoberto. Cores dos átomos: em cinza escuro (claro) Carbono (Hidrogênio); lilás – Nitrogênio; vermelho – Oxigênio (b) Metionina – um aminoácido essencial que é o primeiro aminoácido a ser incorporado na síntese de qualquer proteína. Cores dos átomos: em cinza escuro (claro) Carbono (Hidrogênio); lilás – Nitrogênio; vermelho – Oxigênio; amarelo – Enxofre (Crédito: domínio público)

Figura 7 – (a) Selenocisteína – o 21º. aminoácido. É encontrado em enzimas e é bem parecida com a cisteína, com o átomo de enxofre substituído por selênio. Cores dos átomos: em cinza claro – Hidrogênio; preto – Carbono; vermelho – Oxigênio; azul – Nitrogênio; laranja – Selênio (b) Pirrolisina – o 22º. aminoácido. Não é encontrado no ser humano, mas está presente em microrganismos bactéria e archea. Cores dos átomos: em cinza escuro (claro) – Carbono (Hidrogênio); azul – Nitrogênio; vermelho – Oxigênio (Crédito: domínio público)

Sobre o código genético

Toda a informação biológica do ser humano está contida no seu DNA.  O DNA (ácido desoxirribonucleico) é uma fita dupla formada por quatro nucleotídeos. Um nucleotídeo é composto por uma pentose (açúcar), um fosfato e uma das quatro bases nitrogenadas: adenina, timina, citosina e guanina. Na fita dupla, elas comparecem em pares: a adenina está sempre ligada com a timina e a citosina com a guanina. O DNA está compactado no interior do núcleo da célula. No caso do ser humano, ele está presente e contido em 23 pares de cromossomos. Se estendido o DNA de uma única célula teria cerca de 2 metros de comprimento (Figura 8).

Outro componente fundamental na síntese de proteínas é o RNA (ácido ribonucleico). Diferentemente do DNA, o RNA tem a forma de uma fita

Figura 8 – O DNA é uma fita dupla de nucleotídeos contendo as bases nitrogenadas adenina (C5H5N5), citosina (C4H5N30), guanina (C5H5N5O) e timina (C5H6N2O2). O RNA é uma fita simples de nucleotídeos contendo as bases nitrogenadas adenina, citosina, guanina e uracila (C4H4N2O2)

simples composta por nucleotídeos que contêm uma das quatro bases nitrogenadas: adenina, citosina, guanina e uracila (que substitui a timina do DNA). O RNA está presente tanto no núcleo quanto no citoplasma das células.

A estrutura helicoidal do DNA foi revelada em 1953 por Francis Crick e James Watson quando trabalhavam no laboratório Cavendish da Universidade de Cambridge. Em 1954, o físico George Gamow propôs que a especificação de um aminoácido (necessário para compor uma determinada proteína) estava contida numa sequência de três bases nitrogenadas adjacentes – o códon. Como há quatro bases nitrogenadas no DNA, esse tripleto (trinca) permitiria a codificação de 43=64 aminoácidos. Uma vez que os aminoácidos que sintetizam as proteínas são apenas 20, vários códons devem codificar o mesmo aminoácido (veja próxima secção).

Um gene é um segmento do DNA composto por uma determinada sequência de códons. Cada códon será uma instrução para agregar um determinado aminoácido quando da síntese de uma proteína. Tudo ocorre como num código de programação, daí seu nome – código genético. Estima-se que o DNA do ser humano possua de 20.000 a 25.000 genes, com um total de cerca de 3,2 bilhões de pares de nucleotídeos.

O código genético é o código da vida e é quase universal. Ele é semelhante em praticamente todos os organismos vivos, com pequenas variações encontradas no DNA mitocondrial.

Sintetizando uma proteína:

Foi na década de 1950 que os mecanismos bioquímicos para sintetizar uma proteína começaram a ser estudados. Até os dias de hoje, essa área de pesquisa foi laureada com mais de 20 prêmios Nobel. O processo de síntese de proteína é inacreditavelmente complexo, bonito e elegante. Vale a pena conhecê-lo.

Descrevemos aqui, de maneira sucinta, a síntese de proteínas em células eucariontes (que têm núcleo). Em células procariontes (sem núcleo, como as bactérias e vírus) o processo é semelhante, mas não é igual.

O processo da síntese proteica se divide, basicamente, em duas etapas: a transcrição e a tradução.

A transcrição

Figura 9 – (a) A transcrição de um gene do DNA gera um pré-RNAm. A enzima RNA polimerase II se acopla à fita template (antisense strand) e faz uma cópia da fita codificadora (sense strand) trocando a base timina pela uracila; (b) Recomposição (splicing) do pré-RNAm. Setores que não codificam (íntrons) são eliminados do RNA e as regiões codificadoras (éxons) são emendadas resultando no RNA mensageiro maduro (Crédito: domínio público)

Na transcrição do DNA, a enzima RNA polimerase se liga à região promotora do gene (composta, em geral, por cerca de 100 a 1000 pares de bases nitrogenadas) e começa a abrir (localmente) a fita dupla do DNA (expondo seus nucleotídeos) até encontrar uma região terminadora do gene.

Uma das fitas, chamada de codificadora, contém a sequência de códons da proteína, a outra, chamada de template, contém os anticódons (Figura 9a). Sobre a template, se liga a enzima RNA polimerase II que lê os anticódons e constrói, com as bases complementares, o  precursor do RNA mensageiro – o pré-RNAm.

O pré-RNAm passa, então, por uma série de modificações que eliminam as regiões não codificadoras – os íntrons, e emendam todas as regiões que codificam – os éxons (Figura 9b). Ao final desse processo de recomposição (splicing), teremos o RNA mensageiro maduro.

Finalmente, o RNA mensageiro (RNAm) atravessa a membrana do núcleo e vai para o citoplasma onde se liga a um ribossomo.

A tradução

O ribossomo é um complexo de RNA e proteína. É uma macromolécula com duas subunidades: uma pequena – onde o RNA mensageiro (RNAm) se conecta e é decodificado e a outra grande – onde os aminoácidos específicos para uma determinada proteína são adicionados.

Para a decodificação, o ribossomo utiliza o círculo do código genético (Figura 10). O código de início (para qualquer proteína) é o códon AUG que codifica para o aminoácido metionina. Os três códigos de parada são: UGA, UAG e UAA que não codificam para nenhum aminoácido (com exceções da selenocisteína e da pirrolisina, leia legenda da Figura 10).

Figura 10 – O círculo do código genético. Os códons devem ser lidos do centro para fora. O aminoácido selenocisteína é incorporado à proteína se, no RNA mensageiro, o códon de parada UGA vem acompanhado do elemento de inserção SECIS ; já a pirrolisina utiliza o código de parada UAG e necessita da presença dos genes pyITSBCD. Há muitos códons codificando para o mesmo aminoácido. São códons sinônimos. Por exemplo, a serina é codificada por 6 códons: UCU, UCC, UCA, UCG, AGU e AGC (Crédito: domínio público)

O RNAm desliza ao longo do ribossomo que lê um códon de cada vez. O códon especifica (univocamente) o aminoácido que será incorporado à proteína em construção. O ribossomo convoca então, um RNA transportador (RNAt, Figura 12). Este RNAt tem o anticódon correspondente e carrega o aminoácido correto (graças à ação das enzimas aminoacil-tRNA sintetase). O RNAt se acopla ao RNAm e o aminoácido se liga à proteína.

Organismos genomicamente recodificados

Figura 11 – Todas as milhões de proteínas existentes (em qualquer organismo vivo na Terra) são elaboradas a partir de meros 22 aminoácidos mostrados nesta tabela. Eles são chamados de aminoácidos canônicos (ou padrão). O 22º. aminoácido – a pirrolisina, não está presente no ser humano. Em verde, indicamos os aminoácidos essenciais (Crédito: R. N. Onody)

Durante 3,5 bilhões de anos a vida na Terra evoluiu e gerou os mais diversos e incríveis organismos. Mais inacreditável ainda é que a evolução tenha se utilizado de meros 20 aminoácidos para elaboração todas as proteínas necessárias!  Isto está prestes a mudar pela ação do homem.

Se apenas 20 aminoácidos (22, se incluirmos a selenocisteína e a pirrolisina) bastaram para criar todos os seres vivos (em todas as épocas) imagine o que aconteceria de pudéssemos lançar mão dos 500 aminoácidos conhecidos?

Sabemos que existem cerca de 140 aminoácidos não canônicos presentes em proteínas naturais. Eles não fazem parte do código genético e se formam por modificações após a tradução da proteína. Exemplos: a carboxilação, isto é, a adição do grupo carboxila COOH ao glutamato resulta no ácido carboxiglutâmico (aminoácido presente em proteínas da cascata de coagulação); a hidroxilação, isto é, a adição do grupo hidroxila OH à prolina produz a hidroxiprolina, um aminoácido presente no colágeno.  Temos, portanto, aminoácidos não canônicos, não codificados, mas, que estão naturalmente presentes nas proteínas dos seres vivos.

Com os enormes avanços das técnicas bioquímicas é possível inserir um aminoácido não canônico em novos medicamentos e obter ótimos resultados funcionais. Um exemplo recente, é o Ozempic que foi desenvolvido pela Novo Nordisk em 2012 (aprovado pela ANVISA em 2018) e é indicado para tratamento da diabetes tipo 2. Seu princípio ativo, a semaglutida, contém um aminoácido não canônico – o ácido 2-aminoisobutírico (AIB). O AIB é sintetizado em laboratório e incorporado à semaglutida por modificação do RNAt!

Essa engenharia utilizada em medicamentos poderia ser usada em seres vivos? Poderíamos modificar o código genético (construído arduamente pela natureza ao longo de bilhões de anos) de maneira a codificar para aminoácidos não canônicos?

Experimentos realizados em organismos com alterações apenas parciais do seu genoma resultaram em proteínas malformadas ou mesmo tóxicas. Consequentemente, concluiu-se que as modificações no código deveriam ser feitas em todo o genoma. O organismo daí resultante é chamado de Organismo Genomicamente Recodificado.

É importante não confundir os Organismos Genomicamente Recodificados com os Organismos Geneticamente Modificados. Estes existem há muito mais tempo e têm seu material genético alterado pela adição ou remoção de genes que muitas vezes (principalmente nas plantas) introduzem novas características como tamanho, sabor ou resistências a herbicidas. Uma das preocupações dessa tecnologia transgênica é de biossegurança, já que ela libera formas funcionais de DNA no meio ambiente.

Nos organismos genomicamente recodificados, entretanto, o objetivo é reescrever ou expandir o código genético! Expandir o código genético é um programa de pesquisa (de uma área chamada biologia sintética) que deve contemplar os seguintes pré-requisitos:

Reatribuir um códon para que ele passe a codificar para aminoácidos não canônicos;

– Produzir um novo RNAt com o anticódon correspondente;

– Produzir uma nova enzima RNAt sintetase que carregue o novo RNAt com o aminoácido não canônico desejado.

Além disso, os biólogos sintéticos têm que garantir ainda que, durante a tradução, os processos sintéticos e endógenos (isto é, já existentes no organismo) não interfiram entre si, que sejam ortogonais! Qualquer mistura dos processos seria extremamente perigosa, com futuro imprevisível e consequências desconhecidas.

Figura 12 – A complexa e fascinante fase de tradução de uma proteína envolve o RNA mensageiro, o RNA transportador, o ribossomo e enzimas. Em eucariotos (procariotos), as proteínas crescem incorporando cerca de dois (quinze) aminoácidos por segundo. Quando a proteína está finalizada, o RNA mensageiro é degradado (Crédito: domínio público)

O primeiro organismo genomicamente recodificado foi a bactéria Escherichia Coli (E. Coli) em 2013. Identificada em 1885 por T. Escherich e presente no intestino humano, essa bactéria foi escolhida por ter um genoma relativamente pequeno (4.400 genes) que foi totalmente sequenciado em 1997.

Na E. Coli, a síntese de uma proteína termina quando, na presença e sob a ação do fator de liberação RF1 (Release Factor 1), o ribossomo encontra o códon de parada UAG. Esse códon é muito raro com somente 321 aparições no genoma da E. Coli.

Os pesquisadores converteram todos os códons UAG em UAA e deletaram os fatores RF1.  O UAG deixou de significar um códon de parada para o E. Coli e, quando ele foi reintroduzido numa posição apropriada de um gene de interesse, ele pôde ser usado como códon codificador para aminoácidos não canônicos. Para que isso acontecesse, o E. Coli recebeu um novo RNAt e um novo aminoacil-tRNA-sintetase ortogonais aos endógenos. A bactéria E. Coli genomicamente recodificada estava agora pronta para testes e validação. E o novo organismo revelou ter adquirido vantagem imunológica.

Vírus vivem às custas de seu hospedeiro. Eles sequestram a máquina celular obrigando-a a produzir as proteínas que o vírus precisa. E, sim, as bactérias também são atacadas e mortas por vírus conhecidos como bacteriófagos. Testado o E. Coli genomicamente recodificado mostrou ter adquirido imunidade e resistência contra infecção dos vírus T4 e T7!

O processo descrito acima de recodificação de genoma de indivíduos procariotos também foi estendido para organismos eucariotos como Saccharomyces cerevisiae (a levedura do pão e da cerveja) e Caenorhabditis elegans (um nematoide).

Em outra vertente da pesquisa deseja-se utilizar a técnica de recodificação de genomas para proteger plantas de doenças virais. Vírus que atacam plantas – os fitovírus, causam grandes prejuízos na agricultura e podem infectar até mesmo plantas ornamentais. Estima-se que os fitovírus causem prejuízos de 60 bilhões de dólares por ano no mundo todo.

Por último e de maneira ainda mais radical, existem estudos que pretendem incorporar aminoácidos não canônicos às proteínas através de variantes do RNAt que decodificam para um quadrupleto, isto é, um códon de tradução com 4 bases!

A biologia sintética está apenas começando, mas seus avanços recentes apontam para um futuro promissor com o desenvolvimento de novas e potentes drogas abrangendo aminoácidos não canônicos. Além disso, estaremos abrindo novos caminhos para a evolução da vida na Terra com a criação de organismos genomicamente recodificados.

*Físico, Professor Sênior do IFSC – USP

e-mail: onody@ifsc.usp.br

Para acessar todo o conteúdo do site “Notícias de Ciência e Tecnologia” dirija a câmera do celular para o QR Code abaixo

 

 

 

 

 

Se você gostou, compartilhe o artigo nas redes sociais

 

 

 

(Agradecimento: ao Sr. Rui Sintra da Assessoria de Comunicação)

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

3 de janeiro de 2024

Guerra dos semicondutores – Brasil versus China / EUA / Taiwan / Singapura / Coreia do Sul

 

(Crédito – Automotive Business)

 

Taiwan tornou-se o centro da disputa política e econômica entre China e Estados Unidos e a área da produção de semicondutores e chips apresenta-se atualmente como uma nova queda de braço. Os semicondutores são peças fundamentais para a expansão tecnológica mundial, mas ter acesso a chips é um desafio, já que Taiwan produz a maioria esmagadora dos chips mais avançados do mundo, causando um verdadeiro imbróglio entre China e Estados Unidos.

Se recuarmos um pouco no tempo, na década de 70 do século passado, Brasil, Singapura e Taiwan eram países que estavam colocados no mesmo patamar em termos de desenvolvimento tecnológico na área de semicondutores, tendo como grandes atores mundiais, nessa indústria, os Estados Unidos e a Europa, com um enclave especial protagonizado pelo então bloco da União Soviética, com a China de alguma forma estagnada, muito centrada na sua revolução cultural. Nesse período, Singapura e Taiwan começaram a cogitar que o desenvolvimento de semicondutores poderia ser o futuro, independente de a indústria de computadores estar concentrada e distribuída por grandes marcas nos Estados Unidos. Com mão de obra extremamente barata, Taiwan e Singapura não tiveram qualquer dificuldade em investir na área de processamento, tendo atraído grandes empresas ocidentais, que entretanto se estabeleceram no continente asiático.

Embora pequenos em extensão geográfica, Taiwan e Singapura não abandonaram esses investimentos, estratégias que foram seguidas de perto pela Coreia do Sul e com a China observando. Por seu turno, a ex-União Soviética foi perdendo terreno nessa área, algo que ficou agravado com a queda do “Muro de Berlim”. “A ex-União Soviética se manteve quase parada, não conseguiu competir. Por quê? Embora ela detivesse conhecimento, porque ela já tem uma tradição de gerar conhecimento, faz muito tempo, nessa parte dos semicondutores ela é praticamente nula. Porque toda essa área de novas tecnologias, de computação, é baseada em mercado, e, se você não tem mercado, não tem desenvolvimento e sem isso você não tem produto. Nesse período, empresas americanas como a Intel e Motorola, entre outras, começaram a desenvolver cada vez mais circuitos de alta performance e a ex-União Soviética não conseguiu acompanhar esse desenvolvimento, tendo estagnado na designada “velha eletrônica”.

Ascensão da China

(Crédito – Asia Times / Screengrab / New Video)

No início deste século começaram a aparecer algumas modificações na tecnologia, com o desenvolvimento de processadores de alta performance e que hoje são responsáveis pela inteligência artificial. “Como é que você faz hoje Inteligência Artificial? Você faz isso com os processadores de última geração. E são três as principais empresas que fazem isso no mundo: A TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacture Company), de Taiwan, que como citei acima nasceu na década de 80, a Intel, nos Estados Unidos, e a Samsung, na Coreia do Sul. Curioso verificar que dentro da TSM 90% dos equipamentos – talvez mais – não são de Taiwan. Ou são americanos, ou europeus. Contudo, essa companhia detém a tecnologia, ela consegue comprar todos esses equipamentos e consegue desenvolver todo o processo lá. TSMC, a Samsung e a Intel são as únicas no mundo que desenvolvem a chamada fabricação de última geração – litografia de ultravioleta profundo, que consegue fabricar chips de em até 3 nanômetros”, em escala industrial enfatiza o professor.

Segundo o Prof. Euclydes Marega Junior, a China rapidamente se desenvolveu ao pegar esse “bonde”, tendo, de uma forma extraordinária, por um lado, agregando tecnologia de fora, e, por outro, desenvolvendo, em simultâneo, a sua própria tecnologia. Ela já está no circuito espacial, no do de bens de produtos de alta tecnologia, bem como em todos os nichos que os Estados Unidos e a Europa dominavam. “Ela vai conseguir liderar essa tecnologia? Vai, sim… É só uma questão de tempo. Porque se você detém equipamentos que conseguem desenvolver cálculos sofisticados, desenvolver Inteligência Artificial, você pode dominar através do conhecimento. E os Estados Unidos estão de olho nas movimentações da China, já que a ideia é tentar fazer com que ela retarde o mais possível chegar nesse nível avançado, algo que vai ser muito difícil de conseguir”, sublinha o Prof. Marega Junior.

A situação no Brasil

Prof. Euclydes Marega Junior

A posição do Brasil, nesse período, ficou marcada pela decisão do país não ficar para trás em termos da concorrência, conforme explica o Prof. Euclydes Marega Junior. “Na década de 70 do Século XX, o Brasil, através do governo, lançou uma empresa – Telebras – na área de telecomunicações, que começou a desenvolver muitas pesquisas na parte de semicondutores. Contudo, a partir de um determinado momento, enquanto Taiwan progredia e a China dava os seus primeiros passos decisivos, o Brasil estagnava, principalmente após a década de 1970 e devido à grande crise do petróleo. Dependente do ouro negro, o Brasil esqueceu tudo o resto e investiu forte nessa área.

No Brasil, a década de 80 é chamada “década perdida” em todos os aspectos. O Brasil tentou fazer uma reserva de mercado, mas ela foi extremamente ineficaz, foi praticamente um desastre. O Brasil tentava desenvolver produtos nacionais, mas com toda uma tecnologia que era importada”, sublinha o docente. A década de 90 foi marcada pela “explosão” da Internet, pela fabricação de computadores pessoais sofisticados para essa época, algo que até aí era dedicado apenas aos meios acadêmicos, militares, segurança, governamentais, mas não para o grande público. Explodia, então, a comunicação móvel. “Essa evolução criou um ambiente muito favorável; ou seja, as indústrias começaram a produzir mais, a desenvolver e agregar novos conceitos tecnológicos. Os Estados Unidos perderam um pouco do seu papel de detentor da produção, já que o país decidiu terceirizar tudo para a Ásia, continuando, por outro lado, a manter o seu status de gerador de conhecimento. A escolha da Ásia para esse fim teve um objetivo: era muito mais barato enviar tudo para lá do que produzir nos Estados Unidos. O Brasil ainda tentou dar uns passos na década de 90 na parte de materiais avançados, mas não deu certo. O governo acabou com a Telebras e poucas empresas de semicondutores se instalaram no nosso país. Com esse cenário, era bem mais fácil o Brasil comprar chips e montar equipamentos na Zona Franca de Manaus, com algum incentivo.

Quanto ao Brasil, o pesquisador afirma que o nosso país não produz nada relativamente a essa área de interesse, sendo que todas as empresas existentes hoje, no Brasil, dedicam-se a fazer um processamento bem baixo. “São empresas que, por exemplo, vêm da Coreia do Sul e Taiwan e que se instalaram aqui para se beneficiarem de algumas leis de incentivo fiscal. Do ponto de vista de semicondutores, não existe nenhum país na América do Sul que se destaque. Todos estamos no mesma barco. Talvez no Brasil até exista um pouco mais de desenvolvimento de fábricas, mas do ponto de vista de dependência tecnológica, todos estamos no mesmo barco furado”, conclui o pesquisador.

Rui Sintra/Adão Geraldo – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

21 de dezembro de 2023

A excelência da Oficina Mecânica do IFSC/USP – Curso básico em fabricação mecânica

Alunos em plena atividade na Oficina Mecânica

Além da qualificação de seus docentes e pesquisadores, a excelência demonstrada pelo Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) ao longo de décadas nas áreas de pesquisa, a formação de alunos e de quadros superiores também se deve ao seu corpo técnico. As oficinas de óptica, o setor de informática e a biblioteca – talvez a melhor de toda a Universidade de São Paulo – são três dos vários setores que contribuem para que o IFSC/USP esteja classificado como uma das unidades mais produtivas da USP.

A importância da oficina mecânica do IFSC/USP

Hoje, nosso olhar vai direcionado para a Oficina de Mecânica de nosso Instituto, um setor que auxilia nas missões do IFSC/USP e da própria Universidade – Ensino / Pesquisa / Extensão -, conforme sublinha o docente e pesquisador de nosso Instituto, Prof. Sebastião Pratavieira. “Para que um docente possa fazer aqui uma pesquisa de excelência, começando pela mais básica, existe a necessidade de se fazerem experimentos e, com eles, precisamos de construir peças e outros elementos de bastante precisão, sendo que é a nossa oficina mecânica que nos ajuda nisso. Sem o apoio desse setor seria impossível publicarmos artigos científicos e, claro, não conseguiríamos ter avanços tecnológicos. Por outro lado, a área de ensino também é fortemente apoiada pela oficina mecânica, já que no IFSC/USP são ministrados aos nossos alunos de bacharelado diversos conceitos de física, desde aqueles que estão diretamente ligados à mecânica, passando pelos de física moderna. Todos esses conceitos são baseados em experimentos e todos eles requerem equipamentos que muitas vezes precisam de adaptações para que os alunos executem os seus experimentos de física, tanto em nível básico quanto avançado.

Os alunos do IFSC/USP – Artur Barbedo e João Vitor

Outro aspecto importante, onde a oficina de mecânica é fundamental, diz respeito à inovação, principalmente com o objetivo de levar para as empresas o que é feito na Universidade – produtos e protótipos – inclusive ao abrigo da Unidade EMBRAPII do IFSC/USP, algo que foi extremamente importante durante a pandemia de Covid-19”, pontua o docente.

Alunos adquirem conhecimentos e práticas

O famoso projeto “Canhão”

Ao longo dos últimos vinte e três anos, a oficina de mecânica do IFSC/USP, com o apoio da diretoria do Instituto e da Unidade EMBRAPII-IFSC/USP, tem promovido cursos para os alunos dos bacharelados, cujo foco é eles poderem entender e terem uma noção mais aprofundada da importância desse setor em sua formação superior: manusear materiais e ferramentas, encarar e aplicar novos softwares para a execução de desenhos mecânicos, além de conhecerem e aplicarem novas tecnologias, tudo isso – e muito mais – os estudantes do IFSC/USP conseguem absorver nesses cursos específicos ministrados pela oficina mecânica.

Recentemente, ao longo de várias semanas, um grupo de seis alunos do nosso Instituto decidiu ingressar neste curso e as experiências, segundo eles, têm sido muito enriquecedoras. “Quando trabalhamos com física, utilizamos diversos equipamentos e instrumentos, sendo que, por vezes, precisamos de alguma peça que já não existe mais para comercialização, ou que não possuímos no laboratório. Então, é nessa hora que recorremos à oficina mecânica e é aí que se resolvem as coisas. É interessante podermos ter essa noção de como é realizado todo o trabalho, até para aprendermos”, relata o aluno Artur Barbedo. No caso deste aluno, que em seu curso de física trabalha com diversos engenheiros, para ele é importante ter essa noção de, por exemplo, como funciona o torno, já que no curso de engenharia os seus colegas têm essas disciplinas mais voltadas para a fabricação mecânica. “No curso de física não temos tanta oportunidade de manusear essas ferramentas, pelo que é muito interessante adquirir essas experiências”, ressalta o jovem.

Ademir Morais

Para João Vitor, aluno do curso de bacharelado em Física Computacional do IFSC/USP, o principal motivo que o levou a realizar este curso divide-se em duas partes. A primeira, é poder entender o equipamento que foi produzido, principalmente quando ele é utilizado em pesquisa experimental. Contudo, o aluno sublinha que também é importante quando se é físico teórico, para entender as limitações de um equipamento experimental. O segundo ponto é já de característica pessoal. “Estamos cercados de equipamentos. Saber como eles são produzidos, ter a chance de repará-los, de colocar nossas habilidades em campo é algo muito legal”, finaliza o aluno.

A palavra do mestre

Ademir Morais é o chefe da Administração e Serviços no IFSC/USP, técnico em mecânica, e não esconde sua satisfação de poder disseminar seus conhecimentos aos jovens alunos, sublinhando que seu setor realiza inúmeros trabalhos voltados para a área médica, para os laser e para quase todas as pesquisas que são desenvolvidas no Instituto. “Muitas vezes não sabemos ao certo qual a pesquisa que está sendo feita, já que os projetos entram aqui e a única coisa que temos de nos preocupar é em confecionar o que está sendo pedido”, informa Ademir Morais.

A principal missão da oficina mecânica do IFSC/USP é atender o departamento de ensino, as pesquisas que são realizadas aqui, além de toda a infraestrutura. Quanto ao curso, Ademir sublinha que “Os alunos, vão ter uma noção, na prática, das operações que são executadas em tornos e fresadoras convencionais para qualquer tipo de operação. Nós utilizamos neste curso um pequeno projeto que chamamos “canhão” e que colocamos em prática com os nossos alunos. Esses pequenos “canhões” são constituídos por diversas peças concebidas para tornos e fresadoras. E, quando se trabalha com essas peças, envolvem-se todas as operações, como, faceamento, abertura de rosca, furação, fresamento, elaboração de perfis complexos, etc.. Os alunos encaram, assim, todas essas operações envolvidas nesse projeto, algo que lhes dá um conjunto muito válido de conhecimentos e práticas”, conclui Ademir Morais.

Rui Sintra/Adão Geraldo – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

19 de dezembro de 2023

No IFSC/USP – “Minicurso Microscopia Eletrônica Criogênica” – Tornando a técnica mais acessível

O IFSC/USP organiza entre os dias 07 e 20 de dezembro o minicurso intitulado “Cryogenic Electron Microscopy Cryo-EM”, com a participação do Professor Visitante, Dr. Vitor Serrão, da Universidade da Califórnia – Santa Cruz (EUA), uma atividade acadêmico-científica dedicada  tanto para alunos de pós-graduação, quanto para pessoas que já completaram seus pós-doutorados, interessadas na área de criomicroscopia eletrônica. Por outro lado, como é uma área de fronteira e está se expandindo muito no Brasil, as inscrições foram abertas também para alunos de graduação do IFSC/USP ou de outras unidades, bem como para pesquisadores interessados.

Com um inesperado número de inscrições – inclusive de pessoas oriundas fora do Estado de São Paulo – e que ultrapassou as melhores expectativas, participaram dessa disciplina perto de vinte e cinco alunos. Para o organizador do evento, o docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Otavio Henrique Thiemann, o foco sobre este tema é bastante importante no contexto acadêmico-científico. “A criomicroscopia eletrônica é uma área de fronteira na biologia, na bioquímica e na biologia molecular, sendo que no Brasil alguns microscópios estão sendo instalados através de um custo muito alto. Contudo, muitas pessoas dentro de seus laboratórios têm interesse em abrir essa área de pesquisa, no contexto de seus projetos. Então, a finalidade deste curso é de se somar a outras iniciativas anteriores e tradicionais no esforço para (editado pelos entrevistados) tornar essa técnica mais acessível a um maior número possível de projetos, para que mais pessoas possam se utilizar dela.

Conversando com o ministrante do curso, Dr. Vitor Hugo Balasco Serrão, o curso foi oferecido no contexto do Programa de Pós-Graduação do IFSC/USP (editado pelos entrevistados) e a ideia principal é dar uma noção geral de como funciona todo o processo. “Desde a obtenção da amostra ao seu preparo, coleta de dados, bem como ao seu processamento, esse conhecimento visa apresentar diferentes formas de o aluno poder testar as técnicas, tendo em consideração o seu projeto específico. Então, estamos mostrando que não basta um único workflow, nem uma única maneira de iniciar a coleta até o seu processamento, mas apresentando ideias de como o aluno pode permear diferentes metodologias ao obter a resposta necessária para a pergunta em questão do seu projeto.

A importância do curso

Em sinergia com outros workshops e treinamentos oferecidos no país, e a um esforço do IFSC/USP estabelecido para outras técnicas, como cristalografia e biofísica, o nosso Instituto se junta à comunidade nacional e internacional através de uma técnica que está sendo amplamente difundida no mundo e, acima de tudo, amplamente utilizada (editado pelos entrevistados). O Dr. Vitor Serrão sublinha o fato de os alunos poderem observar a aplicação de metodologias de ponta, particularidades que estão na fronteira do conhecimento e ainda algumas questões que estão sendo colocadas em termos mundiais. “Eles vão aprender uma nova técnica que será aplicada futuramente, com grande frequência. É um curso que não é tão fácil assim, atendendo a que ele tem um conteúdo muito denso, onde se tenta abranger todos os itens. Contudo, os alunos estão muito focados no aprendizado, muito atentos e participativos”, pontua o docente.

Embora ainda não se tenha decidido se haverá uma periodicidade para a realização deste curso, no futuro, o certo é que para o Prof. Vitor Serrão a temática tem uma importância extremamente grande, até porque é uma disciplina especial, em caráter especial, dentro da pós-graduação.

Rui Sintra/Adão Geraldo – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

19 de dezembro de 2023

Convênio EMBRAPII-IFSC/USP com a Santa Casa da Misericórdia de São Carlos – NAPID: novo centro atuará em pesquisa clínica

O Provedor da SCMSC, Dr. Antônio Valério Morillas Júnior, assina o convênio

Realizou-se no dia 08 do corrente mês, nas instalações da Santa Casa da Misericórdia de São Carlos (SCMSC), a assinatura de um convênio entre essa instituição e o NAPID – um novo centro de pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais -, uma startup integrada na Unidade EMBRAPII do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP). O intuito é poder desenvolver equipamentos e, principalmente, tratamentos que sejam cada vez mais eficazes e seguros para a população, através de procedimentos ao abrigo da atual legislação.

Na cerimônia de assinatura deste convênio estiveram presentes o Provedor da SCMSC, Dr. Antônio Valério Morillas Júnior, o Coordenador da Unidade EMBRAPII-IFSC/USP, Prof. Vanderlei Salvador Bagnato, o empresário industrial de tecnologia para a saúde, Luiz Antônio de Oliveira e o engenheiro e diretor industrial de tecnologia para a saúde, Anderson Luis Zanchin, ambos representando o NAPID.

Para o Dr. Morillas Júnior, este convênio vai integrar as diversas parcerias que já existem há muito tempo entre a USP e a SCMSC “(…) e que só trouxeram benefícios para São Carlos e para o resto do País (…)”, sendo que, para o Provedor, a contrapartida da SCMSC é aprofundar os seus estudos e pesquisas com este novo convênio.

Para Anderson Luis Zanchin, esta parceria ultrapassa o uso de novas tecnologias para os diversos tratamentos de doenças, sendo que este convênio também é dedicado ao treinamento dos profissionais de saúde.

Dr. Antônio Valério Morillas Júnior e o Prof. Vanderlei Salvador Bagnato

A USP, através da sua Unidade EMBRAPII-IFSC/USP, vem realizando ao longo do tempo muitas parcerias com empresas de várias naturezas e esta é uma das poucas unidades que leva o conhecimento para o desenvolvimento de produtos – inclusive ensaios clínicos – até às empresas, o que significa dizer que essa metodologia tem contribuído para que novas tecnologias cheguem efetivamente no mercado.

Segundo o Prof. Vanderlei Bagnato “(…) fazer pesquisa clínica através da parceria com a SCMSC é um caminho fácil, já que essa instituição é o centro de atendimento de referência na nossa cidade e região”. O acordo firmado propõe que o NAPID elabore pesquisas na área clínica, em estreita parceria com a SCMS, tendo como base a sua sede instalada em São Carlos, com a USP a contribuir para um ambiente favorável no sentido desses produtos poderem chegar no mercado de forma mais rápida.

“Poucos locais no Brasil possuem empresas dedicadas à natureza do NAPID, ou seja, para ensaios clínicos de produtos que serão aplicados na terapêutica de várias doenças – indo do câncer ao controle de feridas infectadas, etc..”, conclui o Prof. Bagnato.

Participaram ainda desta cerimônia, o pesquisador Antônio Eduardo de Aquino Junior, o médico infectologista e diretor técnico da SCMSC, Roberto Muniz Júnior, o assessor da provedoria da SCMSC, Prof. Danilo Carvalho Oliveira, a médica Drª Carolina Toniolo Zenatti e o vice-diretor técnico da SCMSC, Dr. Flávio Guimarães.

 

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

14 de dezembro de 2023

IFSC/USP lança livro “Compreensão e tratamento – Fibromialgia”

Da autoria dos pesquisadores Prof. Vanderlei Salvador Bagnato e Dr. Antonio Eduardo de Aquino Junior, o Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) lançou no início deste mês de dezembro o livro intitulado “Compreensão e tratamento – Fibromialgia”, uma publicação que resulta do trabalho realizado pelos pesquisadores desse Instituto, ao longo dos últimos sete anos, para a criação e desenvolvimento de novas tecnologias com metodologias de tratamentos para doenças crônicas: uma dessas doenças é a fibromialgia, que foi o grande foco das pesquisas realizadas e onde foram atendidas milhares de pessoas de todo o país, através de uma grande parceria com a Santa Casa da Misericórdia de São Carlos (SCMSC).

“Todos esses estudos, essas pesquisas, resultaram para os pesquisadores em um conhecimento muito grande. É bastante importante para a sociedade, para os pacientes e para os profissionais da área da saúde terem cada vez mais informações concretas sobre essa doença”, pontua o Dr. Antonio Eduardo de Aquino Junior.

A publicação (em versão online) contou com a colaboração de inúmeros pesquisadores, possibilitando a difusão do conhecimento e informações importantes sobre a doença, sendo que para os autores se espera, cada vez mais, que os estudos progridam com sucesso em prol da evolução do conhecimento, tendo como meta o bem estar da sociedade.

Para conferir este livro, clique AQUI.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

12 de dezembro de 2023

IFSC/USP inicia as comemorações do seu 30º aniversário – Lançamento do livro “Além das Facetas – Os passos e os feitos de Yvonne Mascarenhas”

Profª Yvonne Mascarenhas e o autor do livro Prof. Antonio Carlos Hernandes

O Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) iniciou no dia 07 de dezembro as comemorações do seu 30º aniversário, que se prolongarão até o próximo mês de dezembro do próximo ano. O evento, que marcou o início da celebração, teve como destaque o lançamento do livro “Além das Facetas – Os passos e os feitos de Yvonne Mascarenhas”, da autoria do docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Antonio Carlos Hernandes.

A cerimônia foi presidida pelo Diretor do IFSC/USP, Prof. Osvaldo Novais de Oliveira de Junior, que esteve acompanhado pela Vice-Diretora do Instituto, Profª Ana Paula Ulian de Araújo, perante um conjunto de individualidades e autoridades convidadas para o efeito.

Após as palavras de agradecimento do Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior pelo trabalho realizado ao longo de décadas pela pesquisadora do IFSC/USP, a Profª Ana Paula Ulian de Araújo teve a oportunidade de partilhar com o público a forma como foi idealizado e construído o “Projeto IFSC 30 Anos”, bem como apresentar a nova logomarca do “IFSC/USP-30 anos” válida até dezembro de 2024.

Quanto ao livro que foi lançado, ele relata a história acadêmica da Profª Yvonne Primerano Mascarenhas quando o Instituto ainda estava integrado na Escola de Engenharia de São Carlos, que então se localizava na Rua 09 de julho, sendo que para o autor da publicação ele é um testemunho importante, já que registra o início da história da Instituição, na qual a Profª Yvonne Mascarenhas é um marco dentro dela.

Vice-Diretora do IFSC/USP, Profª Ana Paula Ulian de Araújo, apresenta o “Projeto IFSC-30 Anos”

“Toda essa história é extremamente importante e relevante para a cultura geral, principalmente para os jovens aqui da USP, do Instituto de Física de São Carlos”, sublinha o Prof. Hernandes. Para o autor, foi uma feliz coincidência ter terminado o seu livro e, ao mesmo tempo, realizar-se o início das comemorações dos 30 anos do Instituto.

Nesta cerimônia, estava programada a fala de um membro da família da Profª Yvonne Mascarenhas, mas o certo é que ela própria decidiu usar da palavra. “Nada do que fiz ao longo de minha carreira foi de forma  individual. Sempre fiz integrada em equipes – alunos e colegas -, por isso só tenho que agradecer não só a todos os que me acompanharam e acompanham até aqui, como principalmente à minha família”, pontuou a pesquisadora.

Este evento contou ainda com um bonito momento cultural protagonizado pelo duo constituído pela pianista Heloisa Fernandes e o flautista Antonio Carrasqueira, ao que seguiu a distribuição de muitos exemplares da nova publicação, devidamente autografados pela Profª Yvonne Primerano Mascarenhas.

Pianista Heloisa Fernandes e o flautista Antonio Carrasqueira

 

Sessão de autógrafos

(Fotos de Adão Geraldo e Ricardo Rehder)

Rui Sintra/Adão Geraldo – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

12 de dezembro de 2023

Pesquisadores do IFSC/USP na Pontifícia Academia de Ciências do Vaticano – As ciências quânticas em prol da sociedade

Arte do encontro – A intimidade da matéria

A Pontifícia Academia de Ciências -Vaticano realizou nos dias 30 de novembro, 01 e 02 de dezembro, o início das comemorações dos 100 anos da introdução da mecânica quântica através de um encontro que reuniu setenta cientistas de todo o mundo, considerados especialistas no tema, entre os quais vários laureados com o Prêmio Nobel, e cujo objetivo foi discutir a trajetória futura das ciências quânticas, nos seus mais diversos contextos.

A cidade de São Carlos esteve representada neste encontro por   quatro cientistas, a saber: Profs. Vanderlei Salvador Bagnato, Daniel Varela Magalhães e o pós-doutorando Lucas Madeira, todos do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), e ainda o Prof. Celso Jorge Villas-Boas, do Departamento de Física da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), que apresentaram recomendações à Academia.

As ciências quânticas

As ciências quânticas surgiram através de uma teoria que nasceu na física com o intuito de explicar os átomos e moléculas e como se chega às propriedades da matéria em geral. Tratam de estabelecer princípios fundamentais para explicar a natureza de tudo que existe ao nosso redor. Hoje, esta teoria está enraizada, por exemplo, na química, na biologia e também na engenharia.

Os cientistas demoraram cerca de cem anos para chegarem  a dominar, de forma satisfatória, estes princípios, sendo que de todas teorias e leis que a ciência conseguiu estabelecer, esta é, sem dúvida, uma das mais brilhantes e que, até onde se pode   dizer, explica o universo em suas várias escalas. Mais recentemente, o entendimento sobre estes conceitos evoluiu tanto, que usando tais propriedades os cientistas são capazes de transmitir melhor – e de forma mais segura – as informações, além de poderem criar computadores mais  poderosos que os atuais. Os fenómenos quânticos estão crescendo tanto em importância, que  o mundo inteiro está se mobilizando em esforços científicos para fazer a melhor utilização das tecnologias quânticas. O tema parece promissor, ao ponto de se ter transformado numa espécie de nova guerra fria cientifica entre o ocidente e o oriente.

Desde a sua introdução, os conceitos quânticos ficaram sujeitos a criticas e desconfianças, mas o certo é que a intensa interação entre os cientistas e sua persistência em provar conceitos básicos levaram a descobertas fantásticas. A resiliência e determinação dos cientistas contra todas as oposições tornou possível a evolução daquilo que viria a ser a maior descoberta da mente humana. O investimento no intelecto e a confiança  de que o crescimento da ciência básica pode levar a grandes desenvolvimentos é uma das grandes lições  da história do estabelecimento dos conceitos quânticos. Eles proporcionaram um enorme avanço na produção de novos componentes eletrônicos, novos fármacos e o entendimento de propriedades importantes de materiais naturais.

Para o Prof. Vanderlei Bagnato “O avanço da atual tecnologia permitiu a proposta de que as propriedades quânticas podem ser utilizadas para armazenar e promover operações lógicas com precisão e rapidez impressionantes. Estes fatos deram início aos estudos que procuram chegar ao computador quântico. Enquanto alguns parecem utilizar essas propriedades para demonstrar os princípios, outros proclamam as formas de escalonar tais operações e processadores para chegarem a um computador de porte. Tudo indica – e os especialistas concordam – que está tendo início a segunda revolução quântica, sendo que, perante as oportunidades, os investidores estão apostando em empresas que queiram se dedicar ao tema e usar o conhecimento para transformação e geração de melhores tecnologias”, pontua o cientista..

O futuro em prol da sociedade

Foto do grupo de cientistas que se reuniram no Vaticano

O entusiasmo entre os jovens pesquisadores é muito grande e o desejo de que as barreiras técnicas existentes sejam vencidas, permitindo a escalabilidade daquilo que tem sido feito através de  demonstrações em pequena escala, tem movimentado um grande volume de recursos e promovendo um avanço na área de computação quântica, permitindo, assim, desenhar um futuro. Há diversos obstáculos que deverão ser ultrapassados até se chegar aos processadores quânticos, sendo que talvez o mais importante seja a capacidade de se corrigirem os erros naturais de processamento. Contudo, o avanço registrado permite observar que o esforço tem reflexos diversos que permitem observar um futuro com diversos desdobramentos. “Certamente que nos próximos anos estaremos enfrentando uma de duas realidades. Ou serão demonstrados, de forma consolidada, que os computadores quânticos serão uma realidade e terão a capacidade de vencer qualquer barreira, ou o ritmo deverá diminuir, transformando-os em uma mera ferramenta técnica para resolver problemas pontuais”, sublinha o Prof. Bagnato.

A comunicação quântica feita com fotons devidamente preparados em estados emaranhados cria segurança na transmissão de dados através da criptografia quântica, aumentando, assim, a segurança digital e criando dificuldades de violação. Apesar de já ser uma realidade, ainda deverá ter uma abordagem mais tecnológica e económica. Os sensores quânticos, tanto para medidas de campos magnéticos, como para medidas de campos gravitacionais, já estão chegando ao ponto de se tornarem realidade, podendo  ajudar na exploração dos recursos naturais, bem como no controle de pragas na lavoura, no monitoramento de poluição, dentre outras possibilidades, como, por exemplo, na deteção de doenças quando ainda em fases iniciais, difíceis de serem detectadas com os métodos convencionais. “Gravimetros* de alta precisão deverão ser sensíveis para deteção de catástrofes naturais como terremotos e enchentes. Os sensores também poderão  valorizar a agricultura que, conjugados com a inteligência artificial, poderão aumentar a produção de alimentos de forma otimizada e  sem danos ao meio ambiente. Se vingar, a computação quântica poderá ajudar  no monitoramento da situação climática e, quem sabe, com a adição de inteligência artificial, promover melhorias que até o momento não vem acontecendo”, concluiu o cientista.

Segundo os cientistas que participaram  neste encontro realizado na Pontifícia Academia de Ciências – Vaticano, talvez seja possível um mundo diferente se todos acreditarem e colaborarem com esta ciência.

*Gravímetros são instrumentos com os quais se mede a aceleração da gravidade. Dependendo das grandezas físicas envolvidas no processo de medição, os gravímetros são classificados em gravímetros absolutos e gravímetros relativos. Nos gravímetros absolutos são medidas duas grandezas fundamentais tempo e distância –, enquanto que nos gravímetros relativos é medida uma grandeza fundamental distância – e obtida uma grandeza derivada aceleração –. Isto significa que os gravímetros relativos fornecem a diferença de aceleração entre os pontos medidos. Assim, para se determinar a aceleração nesses pontos é necessário iniciar a medição num ponto onde se conheça o valor absoluto da aceleração da gravidade, denominado base gravimétrica.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

11 de dezembro de 2023

Atualização da produção científica do IFSC/USP em novembro de 2023

Para ter acesso às atualizações da Produção Científica cadastradas no mês de novembro de 2023, clique AQUI,  ou acesse o Repositório da Produção USP (AQUI).

As atualizações também podem ser conferidas no Totem “Conecta Biblio” em frente à biblioteca.

A figura ilustrativa foi extraída do artigo publicado recentemente, por pesquisador do IFSC, no periódico “Biomaterials Advances” (AQUI).

 

 

 

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

7 de dezembro de 2023

IFSC/USP inicia as comemorações do seu 30º aniversário

O Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) inicia no próximo dia 07 de dezembro as comemorações do seu 30º aniversário com um evento que integrará o lançamento do livro intitulado “Além das Facetas – os passos e os feitos de Yvonne Mascarenhas”, da autoria do Prof. Antonio Carlos Hernandes, marcado para as 16h30 desse dia, no Auditório “Prof. Sérgio Mascarenhas”.

Fará ainda parte do  evento a apresentação do novo logotipo do IFSC/USP, que assinala a efeméride, um momento cultural com as participações da pianista Heloisa Fernandes e do flautista Antonio Carrasqueira, seguindo-se uma sessão de autógrafos com a presença da Profª Yvonne Mascarenhas.

As comemorações do 30º aniversário do IFSC/USP irão se prolongar até dezembro de 2024.

 

 

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

7 de dezembro de 2023

No IFSC/USP – Entra em atividade o novo laboratório do CEPOF – 2D K

Profª Patricia C. M. Castilho no novo espaço

Um novo laboratório do Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CEPOF), alocado no IFSC/USP, acaba de ser inaugurado esta semana e tem como objetivo estudar as propriedades superfluidas de gases atômicos bidimensionais.

“Além do interesse de caráter mais fundamental acerca do estado superfluido e da transição de fase que ocorre nestes sistemas, gases atômicos bidimensionais são excelentes plataformas experimentais para o desenvolvimento de simuladores quânticos. Neste novo laboratório, abordaremos essas duas linhas.” conta Patricia C. M. Castilho, docente do IFSC/USP responsável pelo laboratório.

O novo laboratório está inserido no contexto do CEPOF, mas conta também com o auxílio de um Projeto Inicial (PI) e um projeto temático em “Tecnologias quânticas de segunda geração”, ambos da FAPESP.

Para saber mais, clique AQUI.

 

 

 

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

7 de dezembro de 2023

Como se preparar para concursos públicos da carreira docente – Pesquisador do IFSC/USP dá dicas de como conquistar essa meta

 

(Crédito – School of Education)

 

Já com o doutorado concluído, são muitos os jovens pesquisadores – principalmente pós-docs – que, embora continuem a desenvolver as suas atividades científicas nas mais variadas instituições de ensino superior do país, sonham em poder fazer um concurso público para ingressarem como docentes em uma universidade.

Para qualquer candidato, passar em um concurso público para docente de uma universidade pública é algo extremamente importante não só para sua vida profissional, como, também, para sua vida pessoal, já que é um degrau que num futuro mais ou menos rápido será um diferencial importante em todos os sentidos.

Ansiedades diversas, nervosismo e por vezes fortes angústias costumam assolar quem pretende seguir essa carreira de docência no ensino superior, sendo que quase sempre o concurso público é considerado uma espécie de meta intransponível, o que não é verdade.

E, foi pensando nesses jovens que pretendem conquistar um lugar na docência superior, que o pesquisador do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), Prof. Valtencir Zucolotto, decidiu preparar um minicurso para que esses(as) candidatos(as) se preparem da melhor forma para os concursos de admissão para essa carreira.

Através de um tema inédito e com a disponibilização gratuita de um conjunto de materiais exclusivamente elaborados para o efeito, o Prof. Valtencir Zucolotto auxilia os pesquisadores a conquistarem esse patamar de suas carreiras e a entenderem quais são os tópicos mais importantes e como é a dinâmica de um concurso público.

Confira, clicando na imagem, tudo o que precisa saber sobre esse assunto e as dicas dadas pelo Prof. Valtencir Zucolotto.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

5 de dezembro de 2023

Em dezembro – Prêmios Nobel dissertam sobre “Física Quântica com Átomos e Íons” no IFSC/USP

O Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) recebe nos próximos dias 05 e 06 de dezembro dois fantásticos eventos acadêmico-científicos abordando a “Física Quântica com Átomos e Íons”, em um momento em que se dá a largada para as comemorações do centenário da “Mecânica Quântica”, cujo marco será o ano de 2025. Estes eventos, que ocorrerão em ambos os dias no Auditório “Prof. Sérgio Mascarenhas” (IFSC/USP, a partir das 14h00, terão como palestrantes dois Prêmios Nobel da Física: os cientistas norte-americanos David Wineland (Nobel – 2012) e William Philipps (Nobel -1997).

No evento do dia 05/12, David Wineland destacará o tema “Ìons aprisionados: da metrologia à computação quântica”, enquanto que no dia 06 o destaque vai para a apresentação que William Philippe fará sobre o tema “Física quântica com átomos frios”.

Quem são os Prêmios Nobel convidados

David Jeffrey Wineland (24/02/1944) concluiu o seu bacharelado em física na Universidade da Califórnia Berkeley  (1965) e o seu doutorado na Universidade de Harvard em 1970 e fez Pós-doutorado na Universidade de Whashington. Em 1975, juntou-se ao National Bureau of Standards (NIST) onde iniciou o grupo de armazenamento de íons. Atualmente, o cientista é docente na Universidade do Colorado (EUA), em Boulder. David Wineland compartilhou o Prêmio Nobel- 2012 de Física com o francês Serge Haroche.

William Daniel Philipps (05/11/1948) concluiu seu bacharelado em 1970, no Juniata College, tendo terminado seu doutorado no Massachusetts Institute of Technology (MIT) e ingressado no National Institute of Standards and Technology (NIST) em 1978. Em 1997, Philipps ganhou o Prêmio Nobel de Física juntamente com o cientista  francês Claude Cohen-Tannoudji e o seu compatriota Steven Chu. William Phillips leciona no Colégio de Computação, Matemática e Ciências Naturais da Universidade de Maryland (EUA).

Este evento, gratuito e aberto a todos os interessados, com destaque para um público-alvo constituído por alunos de graduação, pós-graduação e pesquisadores de qualquer instituição de ensino superior, é promovido pelo Centro de Pesquisa de Óptica e Fotônica (CEPOF), contando com o patrocínio da FAPESP e com os apoios da USP, IFSC/USP e do INCT – Óptica Básica e Aplicada às Ciências da Vida.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Fale conosco
Instituto de Física de São Carlos - IFSC Universidade de São Paulo - USP
Obrigado pela mensagem! Assim que possível entraremos em contato..