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Pesquisadores da Universidade de Osaka, no Japão, desenvolveram uma técnica elétrica capaz de distinguir formas de aminoácidos associadas à vida de versões produzidas por processos não biológicos. O método combina nanotecnologia e inteligência artificial para analisar moléculas individualmente.
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A abordagem pode ajudar na busca por sinais de vida fora da Terra. Em testes com material do meteorito Murchison e solo do deserto do Atacama, no Chile, os resultados foram comparáveis aos obtidos por métodos tradicionais.
Solo do deserto do Atacama foi usado para avaliar o desempenho da técnica em uma amostra complexa. Imagem: Marek Piwnicki/Pexels
A pista está nos aminoácidos
Aminoácidos são componentes básicos das proteínas e podem existir em duas formas espelhadas, chamadas L e D. Essa característica é conhecida como quiralidade.
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Nos seres vivos, quase todos os aminoácidos aparecem na forma L. Processos químicos e físicos não biológicos tendem a produzir as duas versões em quantidades semelhantes. Essa diferença faz da proporção entre L e D uma possível biossinatura, ou seja, um sinal químico que pode indicar a presença de vida.
É justamente essa diferença que os pesquisadores querem detectar. Em vez de depender apenas da análise química convencional, a equipe desenvolveu uma forma de transformar a passagem de cada molécula em um sinal elétrico.
Como a corrente revela a molécula
O sistema usa dois nanofios de ouro separados por uma abertura extremamente pequena. Mesmo sem contato direto entre os fios, elétrons conseguem atravessar esse espaço por um fenômeno da mecânica quântica chamado tunelamento. O movimento desses elétrons gera uma corrente elétrica muito pequena, chamada corrente de tunelamento.
Quando um aminoácido passa pela abertura, ele interfere nessa passagem de elétrons e altera a corrente. Como cada molécula produz um padrão característico no sinal elétrico, essas mudanças permitem identificar o aminoácido que atravessou o espaço.
As formas L e D também provocam diferenças no sinal. A inteligência artificial analisa essas variações e ajuda a determinar qual delas está presente. Assim, o sistema consegue identificar a forma da molécula e contar os aminoácidos individualmente.
“Combinando nossa técnica de tunelamento em nanofenda com inteligência artificial, conseguimos distinguir as formas L e D dos aminoácidos com mais de 80% de precisão”, afirma Takahito Oshiro, autor principal do estudo.
Segundo o pesquisador, o trabalho representa a primeira discriminação da quiralidade de aminoácidos em nível de molécula individual.
Para avaliar a técnica em materiais mais complexos, os pesquisadores trabalharam com:
- diferentes tipos de aminoácidos misturados nas amostras;
- materiais de origem natural, em vez de compostos isolados;
- ambientes com composições químicas variadas;
- características gerais que pudessem ser comparadas com métodos tradicionais.
Os resultados mostraram que a abordagem conseguiu capturar as principais características da composição de aminoácidos.
Aminoácidos podem funcionar como biossinaturas porque seres vivos e processos não biológicos produzem formas diferentes. Imagem: SergeiShimanovich / Shutterstock
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Um possível detector compacto
“Analisamos amostras naturais do meteorito Murchison, na Austrália, e amostras de solo do Atacama, no Chile”, explica Masateru Taniguchi, autor sênior do estudo. “Nosso método foi comparável aos métodos tradicionais, pois ambos conseguiram capturar as principais características da composição de aminoácidos.”
A expectativa dos pesquisadores é transformar o princípio em instrumentos compactos de detecção elétrica. A tecnologia ainda está em desenvolvimento, mas poderá ser usada em futuras pesquisas para procurar sinais químicos associados à vida fora da Terra.
O trabalho será publicado na Nature Communications. A proposta mostra como nanofios e inteligência artificial podem transformar moléculas individuais em sinais capazes de revelar sua composição.
Valdir Antonelli
Valdir Antonelli é jornalista com especialização em marketing digital e consumo.
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Tags: aminoácidos Inteligência Artificial Nanotecnologia vida extraterrestre
