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Técnica permite observar vírus em três dimensões

Terra

14 Jan 2009 - 22:30

Pela primeira vez pesquisadores em um laboratório da IBM captaram a imagem tridimensional de um vírus. A técnica usada por cientistas da IBM tem algumas semelhanças com as imagens por ressonância magnética, hoje usada rotineiramente por médicos para observar o interior do corpo humano.

Mas os resultados com a nova técnica, a microscopia de força de ressonância magnética, são 100 milhões de vezes melhores em termos de resolução.

A equipe de pesquisadores, integrada ao centro de pesquisa Almaden da sede da companhia em San Jose, Califórnia, relata na última edição da revista The Proceedings of the National Academy of Sciences que capturou uma imagem 3D de um vírus do mosaico do tabaco com uma resolução espacial de até quatro nanômetros.

Técnicas de microscopia como a de força atômica e a de corrente de tunelamento já fornecem imagens de átomos individuais. (Um átomo tem um décimo de nanômetro de diâmetro). Mas essas técnicas são mais destrutivas para as amostras biológicas, porque enviam uma corrente de elétrons ao alvo para conseguir a imagem. E tais microscópios são incapazes de observar por baixo da superfície de estruturas liliputianas.

Os pesquisadores disseram que muitas de suas idéias evoluíram de trabalhos anteriores sobre microscópios de força atômica. "O que sempre me intrigou era se poderíamos pegar a mesma idéia e aplicá-la em três dimensões," disse Daniel Rugar, físico da IBM que ajudou a projetar o primeiro microscópio de ressonância magnética em 1993. "Queríamos ser capazes de tirar fotos de estruturas atômicas como moléculas. Foi a nossa motivação."

O desenvolvimento desse microscópio para a obtenção de um de três dimensões começou em 1991 com a publicação de um artigo de um físico teórico, John A. Slides, que na época buscava novos instrumentos que pudessem ajudar a projetar drogas para o combate ao vírus da aids.

Após ler a pesquisa da IBM sobre o microscópio de força atômica, Slides, professor de ortopedia da Escola de Medicina da Universidade de Washington, contatou Rugar e propôs um mecanismo relacionado que medisse campos magnéticos minúsculos para construir imagens de estruturas biológicas.

"Ele percebeu que muitas das doenças estudadas eram de base molecular," disse Rugar. Durante pesquisas em 2004, Rugar e outros conseguiram formar a imagem de um único elétron com a nova técnica. O novo avanço é a dimensionalidade da imagem.

A microscopia de ressonância magnética emprega um braço de suporte ultra-pequeno como plataforma para os espécimes, que então são aproximados e afastados de um minúsculo imã. A temperaturas extremamente baixas, os pesquisadores são capazes de medir o efeito de um campo magnético sobre os prótons nos átomos de hidrogênio encontrados no vírus.

Invertendo repetidamente o campo magnético, os pesquisadores conseguem causar uma pequenina vibração no braço de suporte, que pode ser medida por um raio laser. Movimentando o vírus através do campo magnético, é possível construir uma imagem 3D a partir de diversas amostras bidimensionais.

Os pesquisadores acreditam que o mecanismo possa interessar a biólogos estruturais que tentam desvendar a estrutura e as interações das proteínas.

A técnica seria particularmente útil para amostras biológicas que não podem ser cristalizadas por análises de raio-X. Segundo Rugar, embora a estrutura de moléculas de DNA já tenha sido caracterizada por outros meios, seria possível usar o sistema tanto para observar as proteínas que constituem a estrutura básica do DNA quanto para criar imagens das interações entre as biomoléculas.

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