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Foto de Google DeepMind

Nova abordagem matemática promete aprimorar a precisão dos modelos computacionais para o estudo de macromoléculas, abrindo caminho para novos tratamentos e materiais sustentáveis

Os desafios da simulação computacional de macromoléculas, como proteínas e ácidos nucleicos, sempre foram uma barreira para cientistas que investigam processos biológicos complexos e desenvolvem novos medicamentos. Porém, uma nova equação matemática, criada por Jesse Hall, doutorando em física na Universidade de Oregon, pode tornar essas análises mais precisas e acessíveis.

A pesquisa buscou atuar em um problema que cientistas da computação enfrentam há mais de 50 anos: como calcular com precisão o atrito que as biomoléculas experimentam em seu ambiente caótico e viscoso.

O estudo, publicado na revista Physical Review Letters, aprimora os modelos computacionais simplificados usados para entender o movimento molecular. Com isso, pesquisadores poderão simular o funcionamento de grandes estruturas biológicas e compreender melhor mecanismos como a replicação do DNA, algo essencial para estudar doenças e criar tratamentos inovadores.

Melhorando Modelos Computacionais para Biomoléculas

Hall trabalhou em colaboração com a professora Marina Guenza, especialista em química e física teórica, para resolver um problema que há décadas desafia a ciência: calcular com precisão o atrito que biomoléculas enfrentam em ambientes viscosos e caóticos.

As moléculas biológicas estão imersas em um oceano de interações—rodeadas por proteínas, ácidos nucleicos e moléculas de água—o que influencia sua movimentação e funcionalidade. Essa nova equação permite que cientistas modelassem melhor essa dinâmica, proporcionando insights cruciais sobre os processos moleculares que ocorrem no corpo humano.

Impactos no Desenvolvimento de Medicamentos

Simulações computacionais são fundamentais para a pesquisa biomédica, pois permitem analisar moléculas virtualmente antes de experimentos físicos, reduzindo custos e acelerando descobertas. O modelo criado por Hall possibilita que cientistas alterem componentes moleculares e investiguem como essas modificações afetam o desempenho biológico, facilitando o desenvolvimento de novos fármacos.

Segundo Guenza, a equação é um avanço significativo por descrever simultaneamente o atrito interno e a difusão externa das moléculas em fluido. “Essa solução pode ser aplicada a sistemas simples e complexos, permitindo simulações mais rápidas e precisas”, afirma a pesquisadora.

Com essa inovação, a expectativa é que pesquisas sobre medicamentos, tratamentos de doenças e materiais sustentáveis avancem ainda mais, impulsionadas pela precisão dos novos modelos computacionais.