Proteína quebra regra que rege a biologia há 4 bilhões de anos. Para cientistas, descoberta é revolucionária.O DNA nunca é criado do zero. Ele é como uma receita - passada de pais para filhos ao longo de incontáveis gerações, remontando a cerca de 4 bilhões de anos, até as formas de vida mais antigas da Terra. Ao longo do caminho, ajustes e mudanças se acumularam, mas sempre a partir da cópia de algo que já existia.
Mas, agora, cientistas encontraram uma proteína que quebra esta regra. "Foi uma grande surpresa", disse à DW o bioquímico Alex Gao, da Universidade Stanford, na Califórnia, e co-autor do estudo, publicado em abril na revista Science.
A equipe dele investigava como bactérias se protegem contra vírus quando identificou algo inesperado: uma proteína chamada Drt3b, capaz de construir DNA sem ter nada para copiar. Em vez disso, ela usa a própria forma como molde para encaixar os blocos de construção corretos.
Mecanismo desconhecido
O DRT3 - o sistema completo estudado pela equipe de Gao - atua em duas etapas. O DNA é formado por duas fitas, como um zíper, com dois lados que se encaixam entre si.
Um desses lados é construído de forma conhecida, com uma proteína chamada Drt3a usando um pequeno fragmento de material genético como molde para formar uma das fitas.
O outro lado é onde as coisas ficam estranhas. Uma segunda proteína, a Drt3b, precisa construir a outra metade desse zíper. Mas faz isso sem um molde.
Em vez disso, partes específicas da própria proteína funcionam como guia, ligando-se aos blocos de construção do DNA, os nucleotídeos, um a um, até que a fita esteja completa. E é isso que se acreditava não ser possível. Pelo menos não dessa forma.
Outras proteínas já haviam feito algo parecido antes, mas apenas em fragmentos curtos, como escrever uma frase. A Drt3b escreve um parágrafo inteiro. É a primeira proteína conhecida a produzir uma fita longa e específica de DNA usando apenas a própria estrutura como guia.
Desdobramentos para a ciência
Cientistas estudam o DNA desde a década de 1950, enquanto bactérias vêm fazendo silenciosamente algo que ninguém imaginava ser possível.
"A pesquisa é revolucionária", afirmou Philip Kranzusch, bioquímico da Escola de Medicina de Harvard, que não participou do estudo.
Há também um aspecto prático. Se cientistas conseguirem modificar a Drt3b para produzir outras sequências de DNA, ela poderia, no futuro, funcionar como ferramenta para construir moléculas de DNA sob medida, sem precisar de molde para copiar.
Mas ainda não é o caso. "Ainda não sabemos se ela pode ser reprogramada ou modificada de forma útil", disse à DW Rafael Pinilla-Redondo, professor assistente da Seção de Microbiologia da Universidade de Copenhague, na Dinamarca.
"Dogma da biologia" em xeque?
A descoberta provocou um debate em torno do chamado "dogma central da biologia". Isto é, a ideia de que a informação genética flui do DNA para o RNA e, depois, para as proteínas, mas nunca no sentido inverso, das proteínas para o DNA.
"Eu não diria que o dogma central foi quebrado", afirmou Pinilla-Redondo. O que o estudo mostra é uma proteína ajudando a construir uma sequência curta e repetitiva de DNA em um contexto muito específico - não proteínas, de modo geral, reescrevendo o código genético.
"A parte empolgante não é que as regras da biologia tenham desmoronado. É que a evolução encontrou uma maneira muito inesperada de construir uma molécula de DNA."
Mas o que esse DNA realmente faz, os cientistas ainda não sabem ao certo. A principal hipótese é que o DNA atue como uma espécie de esponja molecular, absorvendo componentes essenciais do vírus invasor e neutralizando-o.
Alex Gao é cauteloso ao defender essa ideia. "Essa é atualmente nossa principal hipótese, mas estamos certamente abertos a modelos alternativos", afirmou.
Mistério a ser desvendado
Pinilla-Redondo concorda que o mecanismo ainda está longe de ser compreendido. "Esse DNA é uma isca, um sinal, uma estrutura de suporte ou uma molécula tóxica? Esse é o grande mistério", disse. "O campo da imunidade bacteriana está explodindo."
A pesquisa experimental sobre esses sistemas de defesa bacterianos está apenas começando, com múltiplos mecanismos sendo revelados e vários grupos de pesquisa ao redor do mundo fazendo descobertas semelhantes de forma independente.
"Isso aponta para um vasto reservatório de biologia ainda não caracterizada dentro da 'matéria escura' microbiana, onde mecanismos fundamentais provavelmente permanecem desconhecidos", afirmou Gao.
Para a sua equipe, a descoberta é menos um ponto final e mais um começo. As bactérias passaram bilhões de anos lutando contra vírus, evoluindo silenciosamente truques moleculares que só agora começam ser a desvendados.
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