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Como os primeiros humanos usaram o fogo para mudar permanentemente a paisagem milênios atrás

Campos de solo cor de ferrugem, mandioca espigada, pequenas fazendas e aldeias pontuam a paisagem. Poeira e fumaça borram as montanhas visíveis além do enorme Lago Malawi. Aqui na África tropical, você não pode escapar dos sinais da presença humana.

Quanto tempo você precisaria voltar no tempo para descobrir um ambiente totalmente natural?

Nosso trabalho mostrou que demoraria muito: pelo menos 85.000 anos, 8 vezes antes das primeiras transformações do solo via agricultura.

Somos parte de uma colaboração interdisciplinar entre arqueólogos que estudam o comportamento humano anterior, geocronólogos que estudam o momento da mudança da paisagem e cientistas paleoambientais que estudam ambientes antigos. Ao combinar as evidências dessas especialidades de pesquisa, identificamos um caso, no passado muito distante, dos primeiros seres humanos dobrando os ambientes para atender às suas necessidades. Ao fazer isso, eles transformaram a paisagem ao seu redor de maneiras ainda visíveis hoje.

Procurando por pistas comportamentais e ambientais
A estação seca é a melhor época para fazer pesquisas de campo arqueológicas aqui, e encontrar locais é fácil. Na maioria dos lugares que cavamos nesses solos vermelhos, encontramos artefatos de pedra. Eles são a evidência de que alguém se sentou e quebrou pedras com habilidade para criar arestas tão afiadas que ainda podem tirar sangue. Muitas dessas ferramentas de pedra podem ser encaixadas novamente, reconstruindo uma única ação por uma única pessoa, de dezenas de milhares de anos atrás.

Até agora, recuperamos mais de 45.000 artefatos de pedra aqui, enterrados muitos pés (1 a 7 metros) abaixo da superfície do solo. Os locais que estamos escavando datam de uma época que varia de cerca de 315.000 a 30.000 anos atrás, conhecida como Idade da Pedra Média. Este também foi um período na África em que as inovações no comportamento humano e na criatividade surgem com frequência, e mais cedo do que em qualquer outro lugar do mundo.

Como esses artefatos foram enterrados? Por que existem tantos deles? E o que esses antigos caçadores-coletores estavam fazendo enquanto os criavam? Para responder a essas perguntas, precisávamos descobrir mais sobre o que estava acontecendo neste lugar durante o tempo deles.

Para uma imagem mais clara dos ambientes onde esses primeiros humanos viveram, nos voltamos para o registro fóssil preservado em camadas de lama no fundo do Lago Malawi. Ao longo de milênios, o pólen foi lançado na água e minúsculos organismos que vivem no lago ficaram presos em camadas de sujeira no fundo do lago. Membros de nossa equipe colaborativa extraíram um núcleo de lama de 1.250 pés (380 metros) de lama de uma barcaça modificada e, em seguida, registraram meticulosamente os fósseis microscópicos que ele continha, camada por camada. Eles então os usaram para reconstruir ambientes antigos em toda a bacia.

Hoje, esta região é caracterizada por bosques abertos, com arbustos tolerantes ao fogo, que não desenvolvem uma copa fechada e espessa. As florestas que desenvolvem essas copas abrigam a mais rica diversidade de vegetação; este ecossistema agora está restrito a manchas que ocorrem em altitudes mais elevadas. Mas essas florestas uma vez se estendiam até a margem do lago.

Com base na evidência de planta fóssil presente em vários momentos nos núcleos de perfuração, pudemos ver que a área ao redor do Lago Malawi alternou repetidamente entre períodos úmidos de expansão florestal e períodos secos de contração florestal.

Como a área passou por ciclos de aridez, impulsionados pela mudança climática natural, o lago às vezes encolheu para apenas 5% de seu volume atual. Quando o nível dos lagos eventualmente aumentava a cada vez, as florestas invadiam a costa. Isso aconteceu repetidamente nos últimos 636.000 anos.

Aproveitando o fogo para gerenciar recursos
A lama no núcleo também contém um registro da história do incêndio, na forma de minúsculos fragmentos de carvão. Essas pequenas manchas nos disseram que cerca de 85.000 anos atrás, algo estranho aconteceu ao redor do Lago Malawi. A produção de carvão aumentou, a erosão aumentou e, pela primeira vez em mais de meio milhão de anos, as chuvas não trouxeram a recuperação da floresta.

Ao mesmo tempo que essa explosão de carvão aparece no registro do núcleo da broca, nossos sítios começaram a aparecer no registro arqueológico, tornando-se tão numerosos que formaram uma paisagem contínua repleta de ferramentas de pedra. Outro núcleo de perfuração imediatamente offshore mostrou que, à medida que o número de locais aumentava, mais e mais carvão estava sendo despejado no lago. Os primeiros humanos começaram a deixar sua primeira marca permanente na paisagem.

O uso do fogo é uma tecnologia que remonta a pelo menos um milhão de anos. Usá-lo de uma forma tão transformadora é a inovação humana em sua forma mais poderosa. Os caçadores-coletores modernos usam o fogo para se aquecer, cozinhar e se socializar, mas muitos também o utilizam como uma ferramenta de engenharia. Com base na transformação permanente e em larga escala da vegetação em florestas mais tolerantes ao fogo, inferimos que era isso que esses antigos caçadores-coletores estavam fazendo.

Ao converter o ritmo sazonal natural do incêndio florestal em algo mais controlado, as pessoas podem encorajar áreas específicas de vegetação a crescer em diferentes estágios. Essa chamada “pirodiversidade” estabelece fragmentos de habitat em miniatura e diversifica as oportunidades de coleta de alimentos, como se fosse aumentar a seleção de produtos em um supermercado.

Assim como hoje, mudar qualquer parte de um ecossistema tem consequências em todos os outros lugares. Com a perda de florestas fechadas no antigo Malawi, a vegetação tornou-se dominada por florestas mais abertas que são resistentes ao fogo, mas não continham a mesma diversidade de espécies. Essa combinação de chuvas e redução da cobertura de árvores também aumentou as oportunidades de erosão, que espalhou sedimentos em uma espessa manta conhecida como leque aluvial. Ele isolou sítios arqueológicos e criou a paisagem que você pode ver aqui hoje.

Os impactos humanos podem ser sustentáveis
Embora a disseminação de agricultores pela África nos últimos milhares de anos tenha causado mais transformações na paisagem e na vegetação, descobrimos que o legado dos impactos humanos já existia dezenas de milhares de anos antes. Isso oferece uma chance de entender como esses impactos podem ser sustentados em escalas de tempo muito longas.

A maioria das pessoas associa os impactos humanos a um período posterior à Revolução Industrial, mas os paleocientistas têm uma perspectiva mais profunda. Com ele, pesquisadores como nós podem ver que, onde e quando os humanos vivessem, devemos abandonar a ideia de “natureza prístina”, intocada por qualquer marca humana. No entanto, também podemos ver como os humanos moldaram seus ambientes de maneiras sustentáveis ​​por longos períodos, causando a transformação do ecossistema sem colapso.

Ver o longo arco de influência humana, portanto, nos dá muito a considerar não apenas sobre nosso passado, mas também sobre nosso futuro. Ao estabelecer padrões ecológicos de longo prazo, os esforços de conservação relacionados ao controle do fogo, proteção das espécies e segurança alimentar humana podem ser mais direcionados e eficazes. As pessoas que vivem nos trópicos, como o Malaui hoje, são especialmente vulneráveis ​​aos impactos econômicos e sociais da insegurança alimentar provocada pelas mudanças climáticas. Ao estudar o passado profundo, podemos estabelecer conexões entre a presença humana de longo prazo e a biodiversidade que a sustenta.

Com esse conhecimento, as pessoas podem estar mais bem equipadas para fazer o que os humanos já inovaram há quase 100.000 anos na África: gerenciar o mundo ao nosso redor.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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Uma nova ferramenta de edição de genes pode rivalizar com o CRISPR e fazer milhões de edições de uma só vez

Com a ascensão meteórica do CRISPR como uma maravilha da edição de genes, é fácil esquecer suas origens humildes: ele foi descoberto pela primeira vez como uma peculiaridade do sistema imunológico bacteriano.

Parece que as bactérias têm mais a oferecer. Este mês, uma equipe liderada pelo famoso biólogo sintético Dr. George Church, da Universidade de Harvard, sequestrou outra estranha peça da biologia bacteriana. O resultado é uma ferramenta poderosa que pode – em teoria – editar simultaneamente milhões de sequências de DNA, com um “código de barras” para acompanhar as mudanças. Tudo isso sem quebrar uma única e delicada fita de DNA.

Por enquanto, essas ferramentas biológicas, chamadas de “Retron Library Recombineering (RLR)”, só foram testadas em células bacterianas. Mas, como mostra a jornada do CRISPR para a terapia gênica, mesmo as descobertas mais estranhas de criaturas inferiores podem catapultar nossos sonhos mais loucos de terapia gênica ou biologia sintética em realidade.

“Este trabalho ajuda a estabelecer um roteiro para o uso de RLR em outros sistemas genéticos, o que abre muitas possibilidades interessantes para pesquisas genéticas futuras”, disse Church.

Mas, por que o CRISPR é inadequado?
Retrons são estranhos. Em vez disso, vamos começar com CRISPR.

Você já deve estar familiarizado com o funcionamento. Existem dois componentes: um tipo de RNA e uma proteína. O RNA guia “bloodhound” amarra a proteína Cas “tesoura” a um gene específico. Na versão clássica, Cas corta o gene para desligá-lo. Avanços mais recentes permitem que Cas substitua uma letra genética específica ou corte vários genes de uma vez.

Para a versão cortar e substituir, à medida que o gene se cura, muitas vezes ele procura um modelo. CRISPR pode transportar um gene modelo para a célula confiar. Desta forma, a célula é enganada em uma edição de cópia genética: substituindo uma frase genética defeituosa por outra que seja biologicamente gramatical.

O problema com o CRISPR é a fragmentação do DNA. Se você já cortou uma frase em seu telefone, percebeu que cortou os pedaços errados, colou de volta com outra mensagem que agora não faz sentido e clicou em enviar – bem, isso é meio análogo ao que pode acontecer com CRISPR. O perigo de danos ao nosso genoma aumenta quando precisamos editar vários genes. Isso se torna um grande problema na biologia sintética, que usa a manipulação genética para conferir às células novas habilidades ou até mesmo criar organismos completamente novos.

As células são criaturas teimosas desenvolvidas a partir de eras de evolução, então mudar um único gene raramente é suficiente para fazer com que, por exemplo, uma bactéria bombeie biocombustíveis ou medicamentos, tornando necessária a edição de genes multiplexados. A maioria das células também se divide rapidamente, de modo que é essencial para qualquer modificação genética durar gerações. CRISPR freqüentemente luta com ambos. A equipe da Igreja acha que tem uma solução.

Conheça Retrons
A nova ferramenta é chamada de RLR, e o primeiro “R” significa retrons. Essas são criaturas amplamente difundidas, mas totalmente misteriosas, cuja “biologia natural … é amplamente desconhecida”, escreveu a equipe, embora semelhante ao CRISPR, eles podem estar envolvidos no sistema imunológico bacteriano.

Descobertos pela primeira vez em 1984, os retrons são fitas flutuantes de DNA em algumas células de bactérias que podem ser convertidas em um tipo específico de DNA – uma única cadeia de bases de DNA denominadas ssDNAs (sim, é estranho). Mas isso é uma notícia fantástica para a edição de genes, porque as sequências de DNA de fita dupla de nossas células tornam-se cadeias simples impressionáveis ​​quando se dividem. Sincronismo perfeito para uma isca e troca de retrons.

Normalmente, nosso DNA existe em hélices duplas que são firmemente envolvidas em 23 feixes, chamados cromossomos. Cada feixe de cromossomos vem em duas cópias e, quando uma célula se divide, as cópias se separam para se duplicar. Durante esse tempo, as duas cópias às vezes trocam genes em um processo chamado recombinação. É quando os retrons podem entrar furtivamente, inserindo sua progênie ssDNA na célula em divisão. Se eles carregam novos truques – digamos, permitir que uma célula de bactéria se torne resistente a drogas – e se inserem com sucesso, então a progênie da célula herdará essa característica.

Por causa da maquinaria natural da célula, os retrons podem se infiltrar em um genoma sem cortá-lo. E eles podem fazer isso em milhões de células em divisão ao mesmo tempo.

“Descobrimos que os retrons deveriam nos dar a capacidade de produzir ssDNA dentro das células que queremos editar, em vez de tentar forçá-los a entrar na célula de fora, e sem danificar o DNA nativo, que são qualidades muito atraentes”, disse o estudo. autor Dr. Daniel Goodman.

A fabricação de RTR
Semelhante ao CRISPR, o RTR tem vários componentes: o fragmento genético que contém uma mutação (a isca) e duas proteínas, RT e SSAP (transcriptase reversa e proteínas de anelamento de fita simples), que transformam o retron em ssDNA e permitem que ele se insira em uma célula em divisão.

Como em Game of Thrones, há muitos jogadores. Então, para deixar mais claro: os retrons carregam o código genético que queremos inserir; RT o torna em uma forma mais compatível que é chamada de ssDNA; e o SSAP o cola no DNA enquanto ele se divide. Basicamente, um cavalo de Tróia invade a célula e despeja espiões que se inserem na célula – mudando seu DNA – com a ajuda de mágicos enzimáticos.

As duas proteínas são novas para a festa. Anteriormente, os cientistas tentaram usar retrons para edição de genes, mas a eficiência era extremamente baixa – cerca de 0,1 por cento de todas as células bacterianas infectadas. Os dois recém-chegados acalmaram o “sistema de alarme” natural da bactéria que corrige as alterações no DNA – então eles ignoram os novos bits de DNA – e permitem que as edições entrem e passem para a próxima geração. Um outro truque era neutralizar dois genes que codificam proteínas que normalmente destroem o ssDNA.

Em um teste, a equipe descobriu que mais de 90 por cento das células bacterianas admitiram prontamente a nova sequência retron em seu DNA. Em seguida, eles ficaram grandes. Comparados ao CRISPR, os retrons têm uma vantagem, pois sua sequência pode atuar como um código de barras. Isso significa que é possível realizar vários experimentos de edição de genes ao mesmo tempo e descobrir quais células foram editadas com qual retron sequenciando o código de barras.

Em um teste de prova de conceito, a equipe explodiu algumas células de bactérias com retrons que continham sequências de resistência a antibióticos. Ao sequenciar apenas as letras do DNA dos retrons de um pool de bactérias tratadas com antibióticos, eles descobriram que as células com retrons – dando-lhes o novo superpoder contra as drogas – permaneceram em porções muito mais altas do que outras células.

Em outro teste, a equipe tentou determinar quantos retrons eles poderiam usar de uma vez. Eles pegaram outra cepa de bactéria resistente a antibacterianos e dividiram seu genoma para construir uma biblioteca de dezenas de milhões de retrons. Eles então colocaram esses pedaços em bambolês de DNA – chamados de plasmídeos – e os colocaram em células de bactérias. Como antes, a equipe poderia facilmente encontrar os retrons que conferiam poder antibacteriano sequenciando os códigos de barras daqueles que permaneceram vivos.

Mas por que?
É assim que funciona. Mas qual é o porquê?

O objetivo é fácil: encontrar outra solução para o CRISPR que possa influenciar milhões de células de uma vez, sem danificar as células. Em outras palavras, leve a edição de genes para a era do big data, por meio de várias gerações.

Comparada ao CRISPR, a nova ferramenta RLR é mais simples porque não requer uma ferramenta de “guia” além de uma ferramenta de “edição” – um retron é basicamente um dois em um. Ser capaz de influenciar vários genes ao mesmo tempo – sem cortá-los fisicamente – também o torna uma ferramenta intrigante para a biologia sintética. A ferramenta também tem poder de permanência. Em vez de um etos CRISPR “um e pronto”, dura por gerações à medida que as células se dividem.

Dito isso, a RTR tem concorrência. Como funciona melhor com células em divisão, pode não ser tão poderoso em células relutantes que se recusam a se dividir – por exemplo, neurônios. Por outro lado, as atualizações recentes do CRISPR tornaram possível também ativar ou desativar genes – sem cortá-los – por meio da epigenética.

Mas RLR oferece escala. “Ser capaz de analisar bibliotecas mutantes com código de barras agrupadas com RLR permite que milhões de experimentos sejam realizados simultaneamente, permitindo-nos observar os efeitos das mutações no genoma, bem como como essas mutações podem interagir umas com as outras”, disse Church.

Shelly Fan para SingularityHub.

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O Google está desenvolvendo uma ferramenta de videoconferência em 3D semelhante a um holograma, chamada Projeto Starline

O fim da pandemia parece estar próximo, mas provavelmente trouxe mudanças duradouras à maneira como trabalhamos, vivemos e nos conectamos. Como as viagens começam a decolar novamente e muitos funcionários voltam aos seus escritórios, outros estão optando por ficar parados, tanto em suas cidades como dentro de suas casas. “Por que voar pelo país para uma reunião quando você pode fazer no Zoom?”, Prossegue o raciocínio. Embora ainda haja um valor imenso e insubstituível em ver outros humanos cara a cara, as empresas estão apostando em pessoas que desejam ou precisam de ferramentas melhores para conexão remota.

Uma dessas empresas é o Google. Esta semana, o gigante das buscas na Internet revelou o Projeto Starline, uma ferramenta de bate-papo por vídeo semelhante a um holograma que faz parecer que a pessoa com quem você está falando está na mesma sala.

O que está na mesma sala é uma cabine, não muito diferente de uma que você sentaria em um restaurante, exceto que esta é decorada com câmeras e sensores. Eles capturam sua imagem e movimentos de vários pontos de vista, e essas imagens são transmitidas para um estande semelhante em uma sala diferente (seja no mesmo prédio ou em outro estado). Você vê a pessoa com quem está se encontrando em uma tela de campo de luz, uma tecnologia que funciona cortando o volume de uma imagem radialmente (da mesma forma que você cortaria um bolo). Também há áudio espacial, fazendo com que pareça que o som da voz da outra pessoa está ao seu redor, em vez de emanar de um pequeno alto-falante.

Surpreendentemente, a Starline não foi concebida durante a pandemia como uma tentativa frenética de manter os humanos socialmente distantes e presos conectados; conforme relatado pela Wired, o chefe de realidade virtual e aumentada do Google, Clay Bavor, disse que o projeto está em andamento há mais de cinco anos.

Bavor vê o Starline como estando em uma categoria diferente de ferramentas como o Zoom. “Eu sei que a pessoa com quem estou sentado não está checando o telefone durante a reunião, e isso é bom”, disse ele à Wired. “Mas a loucura é que eu acordava na manhã seguinte e tinha a memória de: ‘Ah, eu vi Steve ontem’. Não como ‘Tive uma videochamada com Steve ontem’. E há algo diferente sobre como nossas memórias estão estabelecidas. ”

As imagens no vídeo de amostra do Projeto Starline parecem impressionantemente realistas. No entanto, a tecnologia não está perto de estar pronta para uso generalizado; ainda há falhas a serem resolvidas e melhorias a serem feitas, sem mencionar um custo que é, sem dúvida, proibitivamente alto (detalhes de custo não foram divulgados).

Parece, no entanto, que não nos afastaremos da videoconferência no futuro, e a tecnologia para isso vai melhorar lenta, mas seguramente. O Google está longe de ser a única empresa que trabalha com esse tipo de tecnologia. Uma empresa chamada PORTL fabrica uma “caixa de holograma” de 2,10 metros de altura com telas de LCD transparentes em suas paredes, e a pessoa que aparece como um holograma só precisa ter uma câmera e estar de pé contra um fundo branco. O Mesh da Microsoft tem como objetivo, eventualmente, integrar hologramas 3D em tempo real em sua plataforma.

Em breve começaremos a ver que tipo de demanda existe por tecnologia avançada de videoconferência e, por outro lado, até que ponto as pessoas estão dispostas ou ansiosas para voltar para reuniões pessoais e viagens. Meu voto é para o último, mas é bom saber que eventualmente teremos algumas opções de backup sólidas para quando você simplesmente não quiser entrar em um avião, trem ou se estiver em um prédio com vários andares e vários Cabines Starline, um elevador.

Vanessa Bates Ramirez para SingularityHub.

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Como uma rodada de terapia gênica corrigiu o sistema imunológico de 48 crianças

A terapia genética tem se mostrado promissora nos últimos anos para o tratamento de uma série de doenças, incluindo anemia falciforme, hemofilia, várias formas de cegueira hereditária, mesotelioma e distrofia muscular de Duchenne. Uma nova história de sucesso pode em breve ser adicionada a esta lista, com a publicação ontem dos resultados de um ensaio clínico que usou a terapia genética para curar uma doença rara do sistema imunológico em bebês.

O estudo, descrito no New England Journal of Medicine, foi realizado por pesquisadores da UCLA e do Great Ormond Street Hospital, em Londres, ao longo de cinco anos, começando em 2012.

Sobre ADA
A adenosina desaminase (ADA) é uma enzima encontrada em um tipo de glóbulo branco chamado linfócitos, que são principalmente ativos no cérebro, trato GI e glândula timo. Os linfócitos produzem anticorpos e atacam as células infectadas, por isso são cruciais para o sistema imunológico.

O trabalho da ADA é converter uma molécula que é prejudicial aos linfócitos em uma versão não prejudicial de si mesma. Se o ADA não consegue fazer sua mágica, essa molécula começa a se acumular nos linfócitos, tornando-se tóxica e, por fim, matando as células – e deixando o sistema imunológico virtualmente indefeso, altamente vulnerável a invasores como vírus e bactérias.

Mutações no gene ADA significam que o corpo não produz enzima suficiente para realizar seu trabalho com sucesso. Essa deficiência de ADA leva a uma condição chamada imunodeficiência combinada grave (SCID). Aqueles que sofrem de SCID podem não apenas ficar doentes com muita facilidade, mas condições que seriam neutralizadas por um sistema imunológico normal rapidamente se tornam mortais para eles.

A SCID era mais conhecida como “doença do menino bolha” depois que David Vetter, um menino nascido no Texas em 1971, passou 12 de seus 13 anos de vida envolto em uma bolha de plástico para protegê-lo dos germes.

Cerca de 20 mutações genéticas diferentes podem causar SCID; ADA-SCID se refere à imunodeficiência causada pela falta da enzima ADA: imunodeficiência combinada grave devido à deficiência de adenosina desaminase – um pouco demais. A pior parte do ADA-SCID é que ocorre em bebês; a maioria é diagnosticada com a doença antes mesmo de ter seis meses de idade e, sem tratamento, normalmente não vive além dos dois anos.

A ADA é rara, estimada para ocorrer em cerca de 1 em 200.000 a 1.000.000 recém-nascidos em todo o mundo; os genes ADA da mãe e do pai devem ter mutações para que a criança tenha essa condição.

Um Novo Tratamento
O primeiro passo no tratamento da terapia gênica foi a coleta das células-tronco hematopoéticas, que são as que fabricam as células do sangue, dos pacientes. Os pesquisadores então inseriram uma cópia intacta do gene ADA nas células-tronco usando um vírus de RNA chamado lentivírus (o lentivírus mais conhecido é o HIV).

As células alteradas foram reinjetadas nos pacientes, onde passaram a produzir ADA normalmente, gerando células imunes saudáveis.

De um total de 50 pacientes – 30 nos EUA e 20 no Reino Unido – com ADA-SCID, 48 parecem ter se livrado de sua condição graças à terapia genética, sem complicações relatadas. Os dois pacientes que não tiveram sucesso com a terapia voltaram aos métodos de tratamento tradicionais e não experimentaram quaisquer efeitos adversos como resultado de terem tentado a terapia.

Se, ou esperançosamente quando, a terapia genética se tornar o tratamento ideal para ADA-SCID, será um alívio bem-vindo das opções tradicionais, que não são agradáveis ​​nem baratas: os pacientes precisam de injeções semanais de ADA até que um transplante de medula óssea possa ser feito , e na ausência de um doador, eles devem receber injeções consistentemente, tomar antibióticos e se submeter a infusões de anticorpos pelo resto da vida.

“Se aprovado no futuro, este tratamento pode ser padrão para ADA-SCID e, potencialmente, muitas outras condições genéticas, eliminando a necessidade de encontrar um doador compatível para um transplante de medula óssea e os efeitos colaterais tóxicos frequentemente associados a esse tratamento”, disse Dra. Claire Booth, co-autora do estudo e consultora em imunologia pediátrica e terapia genética no Great Ormond Street Hospital de Londres.

Não há menção ao custo da terapia, nem se isso poderia ser um fator proibitivo para torná-la uma opção viável. No entanto, o estudo é encorajador não apenas por seu potencial para revolucionar o tratamento de ADA-SCID, mas como um prenúncio da promessa da terapia genética para uma infinidade de doenças genéticas.

“As pessoas nos perguntam, isso é uma cura? Quem sabe a longo prazo, mas pelo menos até três anos, essas crianças estão bem ”, disse o Dr. Stephen Gottschalk, que não esteve envolvido neste estudo, mas realizou uma terapia genética semelhante em crianças com SCID no St. Jude Children’s Research Hospital em Memphis. “A função imunológica parece estável ao longo do tempo, então acho que parece muito, muito encorajador.”

Vanessa Bates Ramirez para SingularityHub.

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Inovação e diversidade: qual é o próximo passo?

A falta da diversidade no ecossistema de tecnologia e inovação ainda é um enorme desafio para organizações de todos os setores. O avanço das pautas de inclusão — e o aumento de iniciativas de formação e desenvolvimento de equipes diversas — é evidente. Mas o perfil dos profissionais de TI ainda não reflete a pluralidade da sociedade atual.

A disparidade permanece sistêmica e pode ser comprovada em pesquisas como a Systemic inequalities for LGBTQ professionals in STEM, realizada pela Universidade de Michigan e pela Temple University. Resultado de um levantamento feito entre 25 mil profissionais de ciências, tecnologia, engenharia e matemática (STEM, na sigla em inglês) dos Estados Unidos, o estudo aponta que apenas 4% dos profissionais de tecnologia se identificam como parte da comunidade LGBTQIA+.

Embora apresentem um recorte do mercado americano, os números refletem uma realidade visível na formação de equipes de tecnologia de corporações e startups do mundo inteiro. O quadro é ainda mais crítico em um país como o Brasil, que deve contabilizar um déficit de 250 mil vagas de TI nos próximos cinco anos, de acordo com o último estudo realizado pela Brasscom (Associação das Empresas de Tecnologia da Informação e Comunicação).

A crescente percepção que a diversidade é, acima de tudo, uma ferramenta essencial para a inovação (e para a própria sobrevivência do negócio) vem se apresentando como um dos caminhos promissores para transformar essa realidade. Segundo a última edição da Pesquisa Global de Diversidade e Inclusão, da PwC as questões de diversidade são apontadas como prioridade para 76% das empresas.

Trata-se de uma mensagem poderosa, que começa a ganhar força e capilaridade entre consultorias, comitês internos, conselhos, departamentos de recursos humanos e diversas camadas de liderança, além da própria cobrança da sociedade por inclusão e representatividade. Resta ver quando começaremos a identificar essa mudança de percepção refletida na formação de equipes e na criação de soluções com olhares e vieses realmente plurais. O desafio está lançado.     

Thomaz Gomes é gerente de conteúdo da SingularityU Brazil

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A ousada missão da Carbon para finalmente desmaterializar a manufatura

A tecnologia tem um hábito engraçado: quando você pensa que não pode melhorar, ela melhora. Veja a impressão 3D. A capacidade de uma máquina de cuspir material macio em um padrão preciso que quase simultaneamente endurece em uma coisa real que você pode usar é bastante incrível.

Mas há espaço para melhorias. Até o momento, a baixa velocidade e qualidade de produção têm limitado a impressão 3D à prototipagem. Agora, a empresa de manufatura aditiva Carbon pretende mudar tudo isso com uma impressora 3D rápida, capaz de imprimir produtos acabados.

“[Isso é] o que sonhamos por 30 anos – ir diretamente do design às peças de uso final”, disse Valerie Buckingham no Exponential Manufacturing Summit da Singularity University em Boston na semana passada. “Isso é realmente o que consideramos o futuro da manufatura.”

Resumindo, para as peças de polímero, Carbon acredita que a impressão 3D pode finalmente entrar na fabricação em massa e trazer todos os benefícios de se tornar digital junto com ela.

Ver sua tecnologia alucinante em ação é como algo saído da ficção científica. Buckingham, que é vice-presidente de marketing da Carbon, descreveu a tecnologia como “um projetor de luz digital brilhando através de uma camada ótica permeável ao oxigênio, um pouco como uma lente de contato, em um tanque de resina programável líquida sensível a UV”.

Tradução: a luz brilha em um grande balde de lodo e faz algo que é retirado do lodo para ser usado em nossa vida cotidiana.

Desde que saiu do stealth em 2015, a Carbon levantou US $ 221 milhões em capital de risco, e a empresa acaba de lançar seu sistema SpeedCell em março. O sistema possui impressoras que têm o dobro da área de construção do modelo anterior e podem fazer interface com robôs.

Buckingham compartilhou suas observações sobre o estado atual da manufatura aditiva e as tendências emergentes que ela considera mais importantes para as empresas de produtos. Abaixo estão três pontos focais que a Carbon centrou sua tecnologia e processos, e são pontos que provavelmente veremos se enraizar em todo o espectro de manufatura nos próximos meses e anos.

Valerie Buckingham na Exponential Manufacturing.

Muito mais rápido e estruturalmente mais forte
A impressão 3D tradicional cria um objeto depositando material camada por camada. Mas essas mesmas camadas podem causar deficiências mecânicas. O método sem camada de carbono, disse Buckingham, faz produtos que “têm as mesmas características mecânicas em todas as três dimensões e têm ótimo acabamento de superfície e resolução, o tipo que você esperaria de peças de polímero de qualidade final”.

A impressão 3D pode ser considerada essencialmente como empilhar muitas partes minúsculas de um material sobre si mesmo e, em seguida, ter essas partes grudadas. A tecnologia de produção de interface líquida contínua de carbono – CLIP para breve – é como pegar um grande pedaço desse material e esculpi-lo no mesmo produto.

“O que é realmente importante”, acrescentou Buckingham, “é que podemos fazer isso com uma rapidez incrível”. Se você já assistiu a uma impressora 3D fazer seu trabalho, ‘rápido’ provavelmente não é uma palavra que você usaria para descrevê-la. O CEO da Carbon diz que o método CLIP é 25 a 100 vezes mais rápido do que outras impressoras 3D industriais.

Centrado no design
Em uma comparação de quão pouco o setor de manufatura mudou com a digitalização em comparação com quase todos os outros aspectos de nossas vidas, Buckingham observou que a maioria dos processos de produção ainda envolve design seguido de prototipagem e ferramentas analógicas. As impressoras Carbon são uma das primeiras tecnologias a mudar isso e vão diretamente do design às peças de uso final.

“Um dos fatores críticos dessa tecnologia é que ela realmente coloca o designer no centro. E torna possível que eles manifestem sua visão diretamente para o mundo, sem muitas dessas restrições ”, disse Buckingham.

A empresa anunciou uma parceria com a Adidas no mês passado, na qual a tecnologia da Carbon será usada para fazer o solado médio de uma linha de calçados chamada Futurecraft. A empresa de roupas esportivas expressou interesse em “customizar em massa” seus calçados; uma pessoa que pesa 120 libras e usa um tamanho 9 precisa de um sapato de construção diferente do que um tamanho 9 de 180 libras.

“Anunciamos que faremos 100.000 pares desses sapatos no próximo ano”, disse Buckingham. “Isso é realmente um grande negócio. Isso não é um projeto de ciência. Essa é a verdadeira produção final da peça. ”

Os produtos costumavam ser uma saída física e estática de um processo. Mas a tecnologia aditiva está mudando isso, e as empresas líderes estão descobrindo como projetar para o processo. Ao digitalizar a produção, você elimina o intermediário e vai do design ao uso final, disse Buckingham.

Com muitos dados
Por fim, Buckingham enfatizou a importância da procedência, ou seja, saber exatamente de onde vem um produto. Isso é crucial para setores altamente regulamentados, como produtos médicos. As peças criadas com tecnologia aditiva levarão seus dados nascidos com elas ou, como disse Buckingham, “Você será capaz de saber quando foi feito, o que era o lote de resina, quem era o operador, e por quanto tempo ficou na doca de carregamento. ”

Isso significa que as falhas do produto não exigirão recalls em massa, em que as empresas basicamente adivinham o que deu errado e acabam desperdiçando milhares de unidades do produto para errar por jogar pelo seguro.

Os dados de proveniência incorporados permitirão que os fabricantes identifiquem o que deu errado, quando e onde, tornando mais fácil identificar e resolver o problema. “Isso realmente mudará a forma como pensamos sobre risco e dados quando se trata de bens físicos”, disse Buckingham.

Vanessa Bates Ramirez para SingularityHub.

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Uma cidade holandesa está usando carros elétricos para alimentar a rede

Os veículos elétricos são verdes apenas na medida que a rede que os alimenta pode ser, mas podem ajudar a impulsionar o uso de energia limpa, armazenando energia renovável intermitente em suas baterias. Colocar isso em prática é complicado, mas a cidade holandesa de Utrecht planeja se tornar a primeira a torná-lo realidade.

As fontes mais populares de energia sem carbono funcionam apenas quando o sol brilha ou o vento sopra. Isso significa que encontrar maneiras de armazenar o excesso de energia em tempos de fartura e liberá-la quando a demanda ultrapassar a oferta tornou-se o principal foco do setor de energia. Como o custo das baterias caiu, as instalações de armazenamento em escala de rede começaram a se tornar viáveis, mas a economia ainda não é especialmente atraente.

Uma alternativa que vem ganhando força é o aproveitamento das baterias que já temos e, em particular, do armazenamento de alta capacidade dos veículos elétricos, que estão substituindo rapidamente os carros a gasolina.

A ideia é que, quando os veículos elétricos não estiverem em uso, a energia armazenada em suas baterias será desperdiçada. Se você possibilitar que essa energia seja realimentada na rede, isso pode ajudar a equilibrar as quedas no fornecimento à medida que as energias renováveis ​​ficam offline, em vez de depender de usinas de combustível fóssil para compensar a falta.

A tecnologia que pode fazer isso acontecer ainda está em sua infância. Quando um veículo elétrico é carregado, a corrente alternada da rede é convertida em corrente contínua que pode ser armazenada em suas baterias. Mas a maioria das estações de carregamento e carros não tem o hardware para permitir que esse processo funcione ao contrário, o que significa que a energia não pode ser enviada de volta para a rede.

Mas isso está começando a mudar e uma cidade na Holanda está liderando o ataque. Nos últimos dois anos, Utrecht instalou cerca de 500 estações de carregamento bidirecionais e está se posicionando como uma das principais bancadas de teste do mundo para a tecnologia.

E parece que a indústria está percebendo. A Renault vem testando seu carro ZOE bidirecional na cidade desde 2019, e na semana passada a montadora sul-coreana Hyundai anunciou uma parceria com a startup local We Drive Solar para realizar o primeiro teste em grande escala de seu novo carro de carregamento bidirecional, o IONIQ 5.

A We Drive Solar vende assinaturas de compartilhamento de carros para veículos elétricos e planeja ter uma frota de 150 carros bidirecionais funcionando até o início do próximo ano. Eles também trabalharão com operadoras de rede locais, a Delft University of Technology e uma série de outros parceiros para realizar o primeiro estudo em grande escala do mundo da tecnologia necessária para criar um “ecossistema bidirecional” que pode alimentar um grande área metropolitana.

Juntar todas as peças não será fácil. A coordenação de energia que é alimentada por centenas ou milhares de veículos elétricos, que podem ficar off-line repentinamente quando seu proprietário decidir levá-los para dar uma volta, será incrivelmente complicada. Isso exigirá tecnologia de rede inteligente que possa gerenciar de forma adaptativa a demanda e a oferta flutuantes.

E para justificar os investimentos nesses tipos de sistemas além dos projetos-piloto, também será necessária a adoção generalizada de veículos elétricos bidirecionais para garantir que a frota seja grande o suficiente para valer a pena.

Mas há sinais promissores de que a indústria está caminhando nessa direção. A Volkswagen anunciou no mês passado que seus veículos elétricos terão capacidades bidirecionais no próximo ano e, apesar da relutância inicial, a Tesla acrescentou silenciosamente a capacidade a seus carros no ano passado.

Embora possa levar algum tempo até que os veículos elétricos estejam alimentando a rede com energia suficiente para causar uma redução séria nas emissões de carbono, os clientes podem se animar com o conhecimento de que sua compra poderá em breve ser um golpe duplo para o meio ambiente.

Edd Gent para SingularityHub.

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Reutilização de foguetes: SpaceX voa 10 vezes

A SpaceX, pioneira da indústria, atingiu um marco significativo depois que um de seus foguetes Falcon 9 completou sua 10ª missão. A capacidade de reutilizar seus veículos de lançamento tem estado no centro dos sucessos recentes da empresa, e parece que outros estão começando a notar.

Por décadas, os foguetes espaciais têm sido uma tecnologia de uso único deixada para queimar na reentrada na atmosfera uma vez que sua missão esteja concluída. Embora uma abordagem de uso único possa fazer sentido para o material de embalagem, em retrospecto, parece uma proposta maluca para um equipamento multimilionário de alta engenharia.

Tentar mudar isso tem sido a base da missão da SpaceX para reduzir o custo do voo espacial desde seus primeiros dias. E depois de alguns fracassos dramáticos, a empresa finalmente conseguiu pousar um de seus foguetes em 2015, seguido pela primeira reutilização em 2017.

Desde então, o pouso e a reutilização do Falcon 9 se tornaram uma prática padrão para a empresa e, em 2018, o fundador Elon Musk estabeleceu a meta de voar cada foguete 10 vezes antes de ter que fazer uma manutenção séria. Em 9 de maio, a SpaceX atingiu aquele alvo pela primeira vez quando seu propulsor B1051 pousou em segurança após completar seu décimo vôo.

Esse é um marco impressionante, que significa que os únicos veículos que fizeram mais voos espaciais do que este foguete são os ônibus espaciais da NASA Discovery, Atlantis, Columbia e Endeavour. Mas não é apenas o número de lançamentos que impressiona, é também a velocidade com que os alcançou.

Embora o Discovery ainda tenha uma liderança impressionante com um total de 39 missões, ele a acumulou ao longo de 27 anos. O impulsionador da SpaceX atingiu 10 missões em apenas 26 meses e, nesse período, foi apenas um lançamento tímido do número total de missões realizadas por todos os foguetes de seu principal concorrente, a United Launch Alliance.

E este não é o único Falcon 9 acumulando missões. O Booster B1049 é apenas um lançamento atrás do B1051, e entre os dois, o par entregou quase metade da constelação de satélites Starlink da SpaceX para a órbita.

Até onde essa reutilização pode ir, ninguém sabe. A empresa diz que planeja testar alguns de seus foguetes até a destruição para ver qual seria o limite máximo, e no ano passado Musk adivinhou que seria possível empurrá-los para mais de 100 missões com algumas substituições ou atualizações de peças.

E não é apenas o Falcon 9. A empresa está embutindo a reutilização no DNA de tudo que constrói. Recentemente, eles concluíram o primeiro pouso bem-sucedido de um protótipo de foguete de nave e estão considerando voar com o veículo uma segunda vez. E no mês passado a empresa lançou humanos ao espaço em uma cápsula do Dragon reutilizada pela primeira vez, em cima de um Falcon 9. O Dragon foi projetado para ser reutilizado pelo menos cinco vezes.

A SpaceX não é a única empresa com foco na reutilização. A Blue Origin, de propriedade do fundador da Amazon Jeff Bezos, também projetou todos os seus veículos para serem pelo menos parcialmente reutilizáveis ​​desde o início e demonstrou a primeira reutilização de seu impulsionador New Shepard em 2016.

Mas parece que outros na indústria espacial também estão aceitando rapidamente a ideia. No sábado, o Rocket Lab, que construiu um negócio de sucesso lançando pequenas cargas na órbita terrestre usando foguetes de uso único, deveria realizar sua segunda tentativa de recuperar um de seus impulsionadores de elétrons.

No final, o segundo estágio do foguete não conseguiu alcançar a órbita e a carga útil foi perdida. No entanto, a recuperação da primeira etapa foi adiante. Em vez de tentar pousar seus foguetes, a empresa está usando pára-quedas para pousá-los suavemente no mar antes de pegá-los de barco. O Rocket Lab emitiu um comunicado no sábado confirmando que o primeiro estágio caiu no Oceano Pacífico e disse que uma equipe estava a caminho para buscá-lo.

E nos últimos seis meses, agências espaciais de todo o mundo anunciaram planos para veículos de lançamento reutilizáveis. Rússia, Europa, Índia e Japão iniciaram o desenvolvimento de novos foguetes, e a China afirma que pode tentar pousar um de seus propulsores Long March-8 ainda este ano.

É provável que os concorrentes da SpaceX levem algum tempo para alcançá-los, o que lhe dará uma grande vantagem de custo por um tempo. Mas parece que a missão da empresa de reinventar a indústria de lançamentos e aumentar drasticamente o acesso ao espaço está a caminho.

Edd Gent para SingularityHub.