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Chip de cristal em 5D poderia salvar humanidade da extinção

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Cientistas da Universidade de Southampton, no Reino Unido, completaram a transferência do genoma humano completo em um cristal de memória 5D. O formato revolucionário de armazenamento de dados pode sobreviver por bilhões de anos — fornecendo um modelo para trazer a humanidade de volta da extinção no futuro.

O cristal de memória 5D foi desenvolvido pelo Centro de Pesquisa Optoeletrônica (ORC) da instituição e pode armazenar até 360 terabytes de informações sem perdas, mesmo sob altas temperaturas.

O cristal é equivalente ao quartzo fundido, um dos materiais química e termicamente mais duráveis ​​da Terra. Ele pode suportar uma força de impacto direto de até 10 toneladas por cm² e permanece inalterado pela exposição prolongada à radiação cósmica.

Chip pode armazenar até 360 terabytes de informações sem perdas (Imagem: Svisio/iStock)

Cápsula do tempo

Os dados foram inseridos usando lasers ultrarrápidos com precisão em vazios nanoestruturados orientados dentro de sílica — com tamanho de 20 nanômetros.

Diferentemente da marcação feita apenas na superfície de um pedaço de papel 2D ou fita magnética, esse método de codificação usa duas dimensões ópticas e três coordenadas espaciais para escrever em todo o material — daí o “5D” em seu nome.

Para os aproximadamente três bilhões de letras do genoma humano completo, cada letra foi sequenciada 150 vezes para garantir que estivesse naquela posição. Ao projetar o cristal, a equipe considerou se os dados contidos nele poderiam ser recuperados por uma inteligência (espécie ou máquina) em um futuro distante.

Cristal está armazenado no arquivo Memória da Humanidade (Imagem: MOM/Divulgação)

Atualmente, não é possível criar sinteticamente humanos, plantas e animais usando apenas informação genética, mas houve grandes avanços na biologia sintética nos últimos anos, notadamente a criação de uma bactéria sintética em 2010.

“O cristal de memória 5D abre possibilidades para que outros pesquisadores construam um repositório duradouro de informações genômicas a partir do qual organismos complexos, como plantas e animais, poderão ser restaurados, caso a ciência permita no futuro”, explicou o professor Peter Kazansky, que lidera o projeto.

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Pistas para o futuro

O cristal está armazenado no arquivo Memória da Humanidade, em uma caverna de sal em Hallstatt, Áustria, criado em 2012 para preservar o conhecimento e a cultura da civilização moderna para a posteridade.

Caverna de sal em Hallstatt, Áustria, guarda chip que pode salvar espécie da extinção (Imagem: MOM/Divulgação)

Acima dos dados do genoma, a legenda do cristal mostra os elementos universais (hidrogênio, oxigênio, carbono e nitrogênio); as quatro bases da molécula de DNA (adenina, citosina, guanina e timina) com suas estruturas moleculares; seu posicionamento na estrutura de dupla hélice do DNA; e como os genes se posicionam em um cromossomo, que pode então ser inserido em uma célula.

A equipe também deixou pistas sobre a espécie humana com referências às placas da nave espacial Pioneer, que foram lançadas pela NASA em uma jornada para além dos limites do sistema solar.

“Não sabemos se a tecnologia de cristais de memória algum dia acompanhará essas placas em termos de distância percorrida, mas podemos esperar, com alto grau de confiança, que cada disco exceda seu tempo de sobrevivência”, acrescenta o Prof. Kazansky.

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Cientistas colocam “gene humano da linguagem” em camundongos; veja o que aconteceu

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Recentemente, pesquisadores da Universidade Rockefeller (nos EUA) implantaram um gene humano modificado em camundongos e descobriram que ele alterou a vocalização dos roedores. Agora intitulado de “gene da linguagem humana”, os cientistas estudam como ele está associado ao surgimento da nossa comunicação oral.

O estudo sobre essa proteína, intitulada de NOVA1, explica os avanços sofridos nos ratos e foi publicado pelo periódico Nature Communications. Após a implantação dela nos roedores, os cientistas notaram uma alteração na ‘fala’ dos camundongos ao se comunicarem com suas mães e possíveis parceiras. Dentre os autores do artigo científico, destaca-se Robert B. Darnell.

Para quem tem pressa:

  • Cientistas da Universidade Rockefeller modificaram o gene humano NOVA1 e o implantaram em ratos;
  • O resultado mudou a percepção do NOVA1 e o fez ficar conhecido como “gene da linguagem humana”, já que a sua implantação nos ratos alterou a vocalização deles;
  • Conforme o estudo avança, pode elucidar dúvidas sobre a origem da comunicação oral humana e ainda auxilia os pesquisadores a acompanhar a evolução dos roedores geneticamente modificados.
Ratinho cheirando o ar (Reprodução: Nikolett Emmert/Unsplash)

Segundo Darnell, esse gene não está presente da mesma forma nas gerações anteriores de seres humanos, como nos neandertais. O IFL Science explica que a versão do NOVA1 que havia nos neandertais era mais parecida com a dos animais do que com os humanos modernos.

Este gene é parte de uma mudança evolutiva abrangente nos primeiros humanos modernos e sugere potenciais origens antigas da linguagem falada. NOVA1 pode ser um ‘gene da linguagem’ humano genuíno, embora certamente seja apenas uma das muitas mudanças genéticas específicas do homem.

— Robert B. Darnell, chefe do Laboratório de Neuro-Oncologia Molecular da Universidade Rockefeller

Os camundongos geneticamente modificados emitiram uma mudança vocal nítida enquanto se comunicavam uns com os outros. Por exemplo: foi verificado que, ao chamarem por sua mãe, os ‘grunhidos’ emitidos eram mais agudos do que os roedores que não receberam o gene humano.

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Todos os camundongos bebês fazem grunhidos ultrassônicos para suas mães, e os pesquisadores da linguagem categorizam os grunhidos variados como quatro ‘letras’ – S, D, U e M. Descobrimos que, quando “transliteramos” os grunhidos feitos por camundongos com a variante específica do gene da linguagem humana, eles eram diferentes dos camundongos do tipo selvagem. Algumas das ‘letras’ mudaram.

— Robert B. Darnell

O comportamento deles não foi analisado somente em uma fase da vida: enquanto adultos, os grunhidos desempenharam ‘chamadas de alta frequência’ ainda mais complexas, que ocorriam enquanto buscavam parceiras para copular. De acordo com Darnell, os machos geneticamente modificados ‘falaram’ de maneira diferente com as fêmeas.

O gene que desempenhou um papel considerável nessa mudança de comportamento — o NOVA1 — também está presente noutros seres vivos, como em alguns pássaros em mamíferos.

No entanto, ele apresenta diferenças no organismo humano: a variante humana produz uma única mudança de aminoácido, de isoleucina para valina, na posição 197 (I197V) na cadeia da proteína NOVA1, informou o site IFL Science. Essa mudança influenciou que nossa comunicação se tornasse tão complexa quanto é hoje.

A descoberta sobre a mudança da vocalização nos ratos não apenas é algo curioso e que pode evoluir para entendermos como a ‘linguagem’ deles vai se desenvolver, mas também ajuda os cientistas a entenderem mais sobre a própria linguagem oral humana; visto que o gene será cada vez mais estudado.

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