Nesta quarta-feira fora reportado que
cientistas haviam tomado um passo significativo para a alteração do
alfabeto fundamental da vida – eles criaram pela primeira vez um
organismo com DNA que contém o código genético artificial. Este marco
pode, eventualmente, rumar para organismos que podem fabricar
medicamentos ou produtos industriais que células que contem apenas o
código genético natural não podem.
Os cientistas, por trás do trabalho do
Instituto de Pesquisa Scripps, já criaram uma empresa para tentar usar
essa técnica para desenvolver novos antibióticos, vacinas e outros
produtos, embora muito mais trabalho precisa ser feito antes que isso se
torne prático.
O estudo também dá suporte ao
conceito de que a vida pode existir em outras partes do universo usando
uma genética diferente da nossa.
“Esta é a primeira vez que se teve uma célula viva gerenciando um alfabeto genético diferente”,
disse Steven A. Benner , pesquisador no campo da Fundação para Evolução
Molecular Aplicada em Gainesville, na Flórida, que não estava envolvido
no novo trabalho .
Mas a pesquisa, publicada online pela
revista Nature, nos obriga a levantar preocupações sobre a segurança e a
questão se os humanos estão brincando de Deus. O novo estudo pode
intensificar o clamor por uma maior regulação do campo de brotamento,
também conhecida como biologia sintética, que envolve a criação de
sistemas biológicos destinados a fins específicos .
“A chegada desta forma de vida
‘alienígena’ sem precedentes poderá, no futuro, alcançar os limites
éticos, legais e regulamentares”, Jim Thomas, do ETC Group, uma organização de advocacia canadense , disse em um e-mail.
“Enquanto os biólogos sintéticos inventam novas maneiras de brincar com
os blocos fundamentais da vida, os governos nem sequer são capazes de
remendar os conceitos básicos de supervisão, avaliação e regulação para
este campo de afluência “.
Apesar da grande diversidade de vida na
Terra, todas as espécies, de bactérias simples até os seres humanos,
usam o mesmo código genético. Ele é constituído por quatro unidades
químicas no ADN , por vezes chamados nucleotídeos ou bases, que são
geralmente representadas pelas letras A , C, G e T. A sequência destas
unidades químicas determina o que as proteínas da célula cria. Essas
proteínas, por sua vez, fazem a maior parte do trabalho em células e são
necessárias para a estrutura, função e regulação de tecidos e órgãos do
corpo .
Os pesquisadores da Scripps criaram
quimicamente dois novos nucleotídeos, que eles chamaram de X e Y. Eles
inseriram um par de XY na bactéria comum E. coli. As bactérias foram
capazes de reproduzir normalmente, embora um pouco mais devagar do que o
normal, replicando o X e Y juntamente com os nucleotídeos naturais.
Como efeito , essas bactérias têm,
agora, um código genético de seis letras, em vez de quatro , talvez
permitindo-lhes fazer novas proteínas que poderiam funcionar de uma
forma completamente diferente daquelas criadas naturalmente .
“Se você tem uma língua que tem um
certo número de letras , você irá querer acrescentar letras para que
você possa escrever mais palavras e contar mais histórias “, disse Floyd E. Romesberg , um químico da Scripps , que liderou o trabalho.
Dr. Romesberg repudiou a preocupação de
que novos organismos iriam fugir do controle e causar danos a humanos,
dizendo que a técnica era segura porque os nucleotídeos sintéticos foram
alimentados para as bactérias. Se as bactérias escapassem para o meio
ambiente ou entrassem no corpo de alguém, elas não seriam capazes de
obter o material sintético necessário e iriam morrer ou iriam voltar a
usar somente DNA natural.
“Isso nunca poderia infectar alguma coisa”,
disse ele. Essa é uma razão pela qual a empresa que ele co-fundou,
Synthorx , está procurando usar a técnica para crescer vírus ou
bactérias para serem utilizados como vacinas vivas. Uma vez na corrente
sanguínea, eles iriam conseguir induzir uma resposta imune, mas não
seriam capazes de se reproduzirem.
Uma utilização possível de um alfabeto
genético é expandido para permitir que as células façam novos tipos de
proteínas. Combinações de três nucleotídeos no DNA determinam
aminoácidos específicos, que são entrelaçados para fazer proteínas. A
célula, seguindo essas instruções, entrelaça aminoácidos juntos para
formar proteínas. Com raras exceções, seres vivos usam apenas 20
aminoácidos.
Mas existem muitos aminoácidos que
poderiam, possivelmente, ser utilizados em proteínas, potencialmente
adicionando novas funções. Ambrx , uma empresa de San Diego que entrou
com um pedido para ir a público, está incorporando novos aminoácidos em
certas proteínas que são usados em drogas, em um esforço para tornar
esses medicamentos mais eficientes em matar tumores ou fazer tratamentos
durarem mais tempo na corrente sanguínea.
As proteínas com os novos aminoácidos
também podem ser melhor monitorados para pesquisar como as células
funcionam, ou isolados para uso em testes de diagnóstico. O trabalho
sobre o DNA artificial está em andamento há mais de 20 anos.
Nucleotídeos feitos pelo homem têm funcionado em tubos de ensaio e ainda
são usados em alguns testes de diagnóstico.
Mas até agora não era possível fazê-los
funcionar em uma célula viva. Dr. Romesberg disse que ele e seus colegas
criaram 300 variantes, antes de criarem nucleotídeos que fossem
estáveis o suficiente e fossem replicados tão facilmente quanto os
naturais, durante a divisão celular. O nucleotídeo X pareia com Y, assim
como o A pareia com T e C pareia com G, permitindo que o DNA seja
replicado com precisão.
As bactérias descritas no artigo da
Nature continham apenas um único par XY. Ainda não se sabe se a uma
célula funcionaria se contivesse muitos desses pares. Também não está
claro por quanto tempo as bactérias poderiam sobreviver e manter o
código diferente. O artigo menciona em cultivá-las por apenas cerca de
24 replicações em 15 horas.
Mas é importante notar que os
investigadores não demonstraram, ainda, que os nucleotídeos artificiais
podem, na verdade, ser usado pelas células para a produção de proteínas.
Isso vai exigir mais uma engenharia genética da bactéria, embora
trabalhos feitos por outros, sugere que isso talvez possa ser feito.
Dr. Benner na Flórida está tentando
engendrar células geneticamente para que elas possam fazer os seus
próprios nucleotídeos não naturais. Isso permitiria as células
sobreviver por conta própria e serem mais úteis, disse ele.
Mas o Dr. Romesberg e seus colegas
pegaram um atalho. Cloroplastos em plantas têm a capacidade de importar
nucleotídeos do tecido circundante, e outros pesquisadores descobriram
quais são os genes responsáveis por isso. Os pesquisadores da Scripps
emendaram um gene de algas na bacteria E. coli, dando as bactérias a
capacidade de assumir o X e Y nucleotídeos do meio em que eles
cresceram.
“Foi necessário algumas soluções inteligentes para chegar onde eles chegaram”, disse Eric T. Kool, um professor de química na Universidade de Stanford, que também está fazendo pesquisas na área. “É claro que o dia está chegando, em que vamos poder, de forma estável, replicar estruturas genéticas artificiais.”
Além de qualquer possível aplicação
prática, a pesquisa no campo, que é às vezes chamada de xenobiologia,
poderia lançar luz sobre o por quê os seres vivos evoluíram para ter
quatro nucleotídeos. Pode ser que quatro é o número mais eficiente, onde
no caso os organismos com códigos genéticos expandidos podem não
funcionar muito bem .
Fonte: New York Times