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Deinococcus radiodurans, uma bactéria conhecida como "Conan, a Bactéria", por sua capacidade de sobreviver a extremos severos, pode resistir a doses de radiação 28.000 vezes maiores do que aquelas que matariam um ser humano. O segredo de seu sucesso está enraizado em um antioxidante.
Agora, os cientistas descobriram como o antioxidante funciona, abrindo a possibilidade de que ele possa ser usado para proteger a saúde dos humanos, tanto na Terra quanto naqueles que exploram além dela no futuro.
O antioxidante é formado por um simples grupo de pequenas moléculas chamadas metabólitos, incluindo manganês, fosfato e um pequeno peptídeo, ou molécula, de aminoácidos.
Juntos, essa poderosa trilogia é mais eficaz na proteção contra a radiação do que o manganês combinado com apenas um dos outros componentes, de acordo com um novo estudo publicado na segunda-feira nas Atas da Academia Nacional de Ciências.
As descobertas podem ser usadas para proteger os astronautas de altas doses de radiação cósmica em futuras missões de exploração espacial em nosso sistema solar, de acordo com os autores do estudo.
“Há muito tempo sabemos que os íons de manganês e o fosfato juntos formam um forte antioxidante, mas descobrir e entender a potência ‘mágica’ fornecida pela adição do terceiro componente é um avanço. Este estudo forneceu a chave para entender por que essa combinação é um radioprotetor tão poderoso e promissor”, disse o coautor do estudo Brian Hoffman, professor de Química e professor de biosciências moleculares na Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern University.
Pesquisas anteriores mostraram que Deinococcus, conhecido como a forma de vida mais resistente à radiação, pode sobreviver por três anos. A bactéria resistente também pode resistir ao ácido, ao frio e à desidratação.
Hoffman e Michaely Daly, professor de patologia da Uniformed Services University of the Health Sciences, também demonstraram a incrível capacidade de sobrevivência da bactéria. O relatório de outubro de 2022, que a dupla coautorou com uma equipe de pesquisadores, mostrou que se Deinococcus já existiu em Marte, os micróbios congelados poderiam ter sobrevivido.
Para o estudo anterior, a equipe mediu a quantidade de antioxidantes de manganês nas células da bactéria. Os pesquisadores descobriram que a quantidade de radiação que um microrganismo poderia sobreviver estava diretamente relacionada à quantidade de antioxidantes de manganês. Portanto, quanto mais antioxidantes de manganês presentes, maior a resistência à radiação.
Quando seco e congelado, Deinococcus radiodurans pode sobreviver a 140.000 grays, ou unidades de radiação X e gama, que é 28.000 vezes maior do que a quantidade de radiação que poderia matar uma pessoa.
Para a pesquisa mais recente, Hoffman, Daly e seus colegas usaram MDP, ou protetor derivado de melatonina, um antioxidante sintético inspirado em Deinococcus radiodurans que Daly projetou. Este antioxidante tem sido usado em vacinas polivalentes inativadas por radiação, que dependem da radiação para desativar patógenos como clamídia. Daly, que estudou Deinococcus radiodurans por anos, também faz parte do Comitê de Proteção Planetária das Academias Nacionais.
A equipe de estudo analisou como os componentes ativos do MDP, incluindo manganês, fosfato e um peptídeo chamado DP1, protegem as células e proteínas da exposição à radiação. Quando o peptídeo e o fosfato se ligam ao manganês, eles criam um complexo ternário, ou triplo, que é altamente eficaz na proteção contra a radiação. Juntos, os metabólitos no MDP criam um "molho secreto", disse Hoffman.
A Dra. Tetyana Milojevic, presidente de exobiologia na Universidade de Orléans, na França, disse que o estudo fornece novos insights sobre como escudos radioprotetores poderiam ser criados por metabólitos e potencialmente aprimorados no futuro. Tetyana não estava envolvida no estudo.
“Esse novo entendimento do MDP pode levar ao desenvolvimento de antioxidantes à base de manganês ainda mais potentes para aplicações em saúde, indústria, defesa e exploração espacial”, disse Daly.
Daly observou que os astronautas em missões de exploração espacial seriam expostos a altos níveis de radiação, principalmente de partículas energéticas que viajam pelo cosmos chamadas raios cósmicos.
“O MDP, sendo um radioprotetor simples, econômico, não tóxico e altamente eficaz, poderia ser administrado por via oral para mitigar esses riscos de radiação espacial”, disse ele.
Na Terra, o antioxidante poderia ser usado para proteção contra acidentes que liberam radiação.
Agora, a equipe está curiosa para ver se esse complexo triplo por trás do antioxidante Deinococcus existe em células de outros organismos e, se sim, se eles poderiam ser responsáveis pela resistência à radiação neles, disse Hoffman..jili slot.
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Agora, os cientistas descobriram como o antioxidante funciona, abrindo a possibilidade de que ele possa ser usado para proteger a saúde dos humanos, tanto na Terra quanto naqueles que exploram além dela no futuro.
O antioxidante é formado por um simples grupo de pequenas moléculas chamadas metabólitos, incluindo manganês, fosfato e um pequeno peptídeo, ou molécula, de aminoácidos.
Juntos, essa poderosa trilogia é mais eficaz na proteção contra a radiação do que o manganês combinado com apenas um dos outros componentes, de acordo com um novo estudo publicado na segunda-feira nas Atas da Academia Nacional de Ciências.
As descobertas podem ser usadas para proteger os astronautas de altas doses de radiação cósmica em futuras missões de exploração espacial em nosso sistema solar, de acordo com os autores do estudo.
“Há muito tempo sabemos que os íons de manganês e o fosfato juntos formam um forte antioxidante, mas descobrir e entender a potência ‘mágica’ fornecida pela adição do terceiro componente é um avanço. Este estudo forneceu a chave para entender por que essa combinação é um radioprotetor tão poderoso e promissor”, disse o coautor do estudo Brian Hoffman, professor de Química e professor de biosciências moleculares na Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern University.
Pesquisas anteriores mostraram que Deinococcus, conhecido como a forma de vida mais resistente à radiação, pode sobreviver por três anos. A bactéria resistente também pode resistir ao ácido, ao frio e à desidratação.
Hoffman e Michaely Daly, professor de patologia da Uniformed Services University of the Health Sciences, também demonstraram a incrível capacidade de sobrevivência da bactéria. O relatório de outubro de 2022, que a dupla coautorou com uma equipe de pesquisadores, mostrou que se Deinococcus já existiu em Marte, os micróbios congelados poderiam ter sobrevivido.
Para o estudo anterior, a equipe mediu a quantidade de antioxidantes de manganês nas células da bactéria. Os pesquisadores descobriram que a quantidade de radiação que um microrganismo poderia sobreviver estava diretamente relacionada à quantidade de antioxidantes de manganês. Portanto, quanto mais antioxidantes de manganês presentes, maior a resistência à radiação.
Quando seco e congelado, Deinococcus radiodurans pode sobreviver a 140.000 grays, ou unidades de radiação X e gama, que é 28.000 vezes maior do que a quantidade de radiação que poderia matar uma pessoa.
Para a pesquisa mais recente, Hoffman, Daly e seus colegas usaram MDP, ou protetor derivado de melatonina, um antioxidante sintético inspirado em Deinococcus radiodurans que Daly projetou. Este antioxidante tem sido usado em vacinas polivalentes inativadas por radiação, que dependem da radiação para desativar patógenos como clamídia. Daly, que estudou Deinococcus radiodurans por anos, também faz parte do Comitê de Proteção Planetária das Academias Nacionais.
A equipe de estudo analisou como os componentes ativos do MDP, incluindo manganês, fosfato e um peptídeo chamado DP1, protegem as células e proteínas da exposição à radiação. Quando o peptídeo e o fosfato se ligam ao manganês, eles criam um complexo ternário, ou triplo, que é altamente eficaz na proteção contra a radiação. Juntos, os metabólitos no MDP criam um "molho secreto", disse Hoffman.
A Dra. Tetyana Milojevic, presidente de exobiologia na Universidade de Orléans, na França, disse que o estudo fornece novos insights sobre como escudos radioprotetores poderiam ser criados por metabólitos e potencialmente aprimorados no futuro. Tetyana não estava envolvida no estudo.
“Esse novo entendimento do MDP pode levar ao desenvolvimento de antioxidantes à base de manganês ainda mais potentes para aplicações em saúde, indústria, defesa e exploração espacial”, disse Daly.
Daly observou que os astronautas em missões de exploração espacial seriam expostos a altos níveis de radiação, principalmente de partículas energéticas que viajam pelo cosmos chamadas raios cósmicos.
“O MDP, sendo um radioprotetor simples, econômico, não tóxico e altamente eficaz, poderia ser administrado por via oral para mitigar esses riscos de radiação espacial”, disse ele.
Na Terra, o antioxidante poderia ser usado para proteção contra acidentes que liberam radiação.
Agora, a equipe está curiosa para ver se esse complexo triplo por trás do antioxidante Deinococcus existe em células de outros organismos e, se sim, se eles poderiam ser responsáveis pela resistência à radiação neles, disse Hoffman..jili slot.
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