Como o DNA é como uma ponte? Essa questão não é um enigma ou jogo de lógica, é uma preocupação da tese de doutorado de Johannes Kalliauer.
Como estudante da TU Wien, na Áustria, Kalliauer enfrentou uma tarefa monumental:combinar abordagens da engenharia civil e da física teórica para entender melhor as forças que atuam no DNA.

Kalliauer, agora pós-doutorado no MIT Concrete Sustainability Hub, diz que modelou o DNA como se fosse um feixe, usando princípios de dinâmica molecular para entender suas propriedades estruturais.

"A mecânica de objetos muito pequenos, como hélices de DNA, e grandes, como pontes, são bastante semelhantes. Cada um pode ser entendido em termos da mecânica newtoniana. Forças e momentos atuam em cada sistema, submetendo cada um a deformações como torção, alongamento, e deformação", diz Kalliauer.

Como observou um artigo de 2020 da TU Wien, Kalliauer observou um comportamento contra-intuitivo ao examinar o DNA em nível atômico. Ao contrário de uma mola típica que se torna menos enrolada à medida que é esticada, observou-se que o DNA se torna mais enrolado à medida que seu comprimento aumenta.

Em situações como essas em que a lógica convencional parece falhar, Kalliauer confia na intuição que adquiriu como engenheiro.

"Para entender esse comportamento estranho no DNA, recorri a uma abordagem fundamental:examinei o que havia de igual no DNA e as estruturas macroscópicas e o que havia de diferente. Os engenheiros civis usam métodos e cálculos que foram desenvolvidos ao longo dos séculos e que são muito semelhantes aos os que usei para minha tese", explica Kalliauer.

Como continua Kalliauer, "A engenharia estrutural é uma disciplina incrivelmente versátil. Se você a entende, pode entender objetos atomísticos como fitas de DNA e objetos muito grandes como galáxias. Como pesquisador, confio nela para me ajudar a trazer novos pontos de vista para campos como biologia. Outros engenheiros civis podem e devem fazer o mesmo."

Kalliauer, que cresceu em uma pequena cidade na Áustria, passou a vida aplicando abordagens não convencionais como essa em todas as disciplinas. "Eu cresci em uma família de matemática. Embora nenhum de nós fosse engenheiro, meus pais incutiram em mim e em minhas duas irmãs mais velhas uma apreciação pela disciplina."

Após o ensino médio, Kalliauer frequentou uma escola técnica de engenharia civil, onde descobriu o fascínio pela mecânica. Ele também trabalhou em um canteiro de obras para ganhar experiência prática e ver a engenharia aplicada em um contexto do mundo real.

Kalliauer estudou intensamente por interesse, trabalhando mais de 100 horas por semana para entender melhor os cursos na universidade. "Eu fiz muitas perguntas a professores e professores, muitas vezes desafiando suas ideias. Acima de tudo, eu precisava entender as coisas por mim mesmo. Sair bem nos exames era uma preocupação secundária."

Na universidade, ele estudou tópicos que vão desde testes de colisão de carros até dobradiças de concreto e biologia. Como um novo membro do CSHub, ele está estudando como as inundações podem ser modeladas com o modelo baseado em física estatística fornecido pela teoria funcional da densidade de rede.

Ao fazer isso, ele se baseia no trabalho de pesquisadores do CSHub do passado e do presente, como Elli Vartziotis e Katerina Boukin.

"É importante para mim que esta pesquisa tenha um impacto real no mundo. Espero que minha abordagem à engenharia possa ajudar pesquisadores e interessados ​​a entender como as inundações se propagam em contextos urbanos, para que possamos tornar as cidades mais resilientes", diz ele. + Explorar mais

Forças moleculares:o surpreendente comportamento de alongamento do DNA