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Ciência cria 1º ser 100% editado e sintético

Sintetização de material genético em laboratório levou à criação de organismo mais 'enxuto'; pesquisa abre caminho para novas tecnologias

22 mai 2019
03h10
atualizado às 07h57
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Cientistas conseguiram reconstruir e sintetizar, pela primeira vez, todo o DNA de um organismo vivo em laboratório. Trata-se da bactéria Escherichia coli, que habita o intestino humano, e ganhou um novo "design" genético. O estudo, realizado por pesquisadores do Laboratório de Biologia Molecular, no Reino Unido, é mais um passo no campo da biologia sintética e pode dar pistas para avanços que vão desde tratamentos de doenças genéticas até ações de combate à poluição.

O DNA funciona como um "manual" que orienta a sintetização de proteínas pelos organismos vivo. É, portanto, o material genético que comanda todas as funções das células e seu crescimento. Em vez de apenas copiar esse manual e seguir as ordens tal como apareciam para produzir uma versão idêntica da bactéria Escherichia coli, os cientistas editaram o DNA, suprimindo partes consideradas redundantes.

Comparando com um livro, é possível dizer que o código genético pode ser escrito com apenas quatro letras, batizadas de A, T, G e C. Combinadas em trios, essas letras formam "palavras", os aminoácidos, que, juntos, formam as proteínas.

Cientista maneja cultura de Escherichia coli
Cientista maneja cultura de Escherichia coli
Foto: Ints Kalnins / Reuters

Há 64 combinações possíveis para esses trios de letras (chamados na Biologia de códons), mas apenas 20 aminoácidos no mundo. Essa discrepância levou os cientistas a tentar decifrar quais dessas "palavras" poderiam ser trocadas por outras já usadas sem prejuízo para a formação das células.

Eles conseguiram reduzir de 64 para 61 o número de trios de letras usados. Para isso, tiveram de fazer mais de 18 mil trocas de códons redundantes. Ao reescrever o código genético inteiro da bactéria com a ajuda de um computador, obtiveram um "manual" do tamanho mesmo de um livro, dos grandes, com dezenas e dezenas de páginas. Foi com esse roteiro em mãos que eles produziram quimicamente as substâncias e as encaixaram pouco a pouco.

O resultado foi surpreendente: o processo deu origem a uma bactéria geneticamente mais enxuta, que conseguiu sobreviver. Batizado de Syn61 - em referência ao novo número de códons -, o organismo de laboratório tem um desenvolvimento apenas um pouco mais lento do que o original. A pesquisa, publicada na revista científica Nature, é inovadora porque, até então, outros estudos mostraram ser possível sintetizar o DNA de uma bactéria, mas sem editá-lo completamente para uma versão mais reduzida.

Além disso, nunca houve antes uma sintetização de DNA tão extensa. "Até onde sabemos, a escala de substituição genômica na Syn61 é aproximadamentequatro vezes maior do que a relatada anteriormente", escreveram os autores. Agora, os pesquisadores querem entender melhor as consequências do novo design e investigar novas formas de recodificação.

Aplicações

Para Mayana Zatz, geneticista e pesquisadora da Universidade de São Paulo (USP), o estudo pode dar pistas para novas descobertas até mesmo na área da Medicina.

"Para quem trabalha, como eu, com doenças genéticas, saber que se pode deletar códons e ainda ter um gene funcional pode ser importante. Ajuda a entender melhor quais os códons essenciais e quais podem ser deletados sem consequências", diz Mayana. "Existem doenças genéticas em que há uma expansão de sequências de DNA. Uma das estratégias que se pensa é poder deletar sequências que estão a mais."

Imagina-se que a Escherichia coli redesenhada possa ficar mais protegida contra a invasão de alguns tipos de vírus - e essa característica também pode ajudar em pesquisas sobre doenças e tratamentos.

Por outro lado, a reprodução dos organismos não traz risco à saúde, já que a bactéria é abundante na natureza e está até na flora intestinal. Para Mayana, o estudo abre o campo para sintetizar outros organismos. "Bactérias que poderiam destruir, por exemplo, o petróleo jogado no mar. Podemos pensar em inúmeras utilidades."

O campo da biologia sintética vem despertando interesse nos últimos anos por suas aplicações práticas. Hoje, já são desenvolvidos organismos modificados para a produção de substâncias sintéticas como a insulina, considerada até mais eficaz.

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Estadão

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