Desde a clonagem da ovelha Dolly, na década de 90, que poucas descobertas no campo da genética e biologia molecular marcaram de forma tão incisiva o imaginário popular. De facto, vinte e três anos depois, a manipulação genética continua a ser um conteúdo constantemente explorado em filmes e séries de televisão. Agora, um grupo de investigadores da universidade de Cambridge, no Reino Unido, foi responsável por transformar a ficção em realidade. Num trabalho de mais de dois anos, esta equipa desenvolveu um genoma totalmente sintético, que, a pouco e pouco, foi utilizado para substituir todo o ADN de uma bactéria da espécie E. coli.
No passado, a síntese de ADN em laboratório foi utilizada na criação de nove linhagens de S. cerevisiae (fungo utilizado na produção de pão e cerveja) no qual um ou dois cromossomas foram completamente substituídos (representando 8% do genoma). Outros microrganismos, incluindo a bactéria Mycoplasma mycoides foram também utilizados em experiências deste tipo. A grande diferença neste caso é a substituição completa de todo o material genético por ADN 100% sintético.
Este novo "mutante" foi denominado Syn61 (do termo synthetic, palavra em inglês para sintético), e o número 61 correspondente ao número de codões presentes neste organismo.
Mas como é que isto funciona?
Projetando um ser vivo
Primeiro, é importante entender que o ADN funciona mais ou menos como uma receita de bolo. Portanto, teoricamente, toda a informação necessária para fazer um organismo, incluindo formato e tamanho das suas células são definidas pelo ADN. Porém, assim como numa receita de bolo, alguns componentes podem ser substituídos sem alterar o produto final. O mesmo acontece no ADN. E neste caso os ingredientes em questão são chamados de codões. Assim como na receita de bolo, diferentes codões podem ser utilizados sem que haja alteração do resultado final.
A equipa responsável por esse estudo serviu-se de uma linhagem de E. coli com 18.214 codões e reescreveu-o, de maneira que o novo organismo possuísse um genoma reduzido, com apenas 61 codões. No total, apenas 59 são responsáveis pela síntese de aminoácidos (unidades básicas das proteínas).
Por mais surpreendente que pareça, esse novo organismo comporta-se de forma muito semelhante ao E. coli original, indicando que estas células são funcionais independentemente da sua quantidade extremamente reduzida de codões. Assim sendo, essa bactéria provavelmente possuirá uma proteção natural contra infeções virais de E. coli, e uma vez que o seu genoma é tão reduzido, as estratégias virais utilizadas para infetar E. coli, provavelmente não funcionarão.
Avanços na biologia artificial podem revolucionar a colonização de outros planetas
O facto de existirem incontáveis possibilidades de edições genéticas abre uma gama de possibilidades no campo da exploração planetária. Talvez, num futuro não tão distante, poderemos fazer uso de bactérias editadas em laboratório para suportar os ambientes extremos no espaço. Microrganismos sintetizados em laboratório podem vir a produzir uma atmosfera habitável em planetas como Marte, por exemplo. Agora, imagine-se o potencial biotecnológico de organismos completamente sintéticos. Apesar de ainda longe desse feito, esta pesquisa é um passo importante para a criação de mutantes com funções específicas, e desta forma minimizar a perda de energia com tarefas secundárias.
Para que essa tecnologia seja desenvolvida com mais detalhe, os próximos passos provavelmente envolverão o estudo das possíveis consequências dessa edição genética.
Uma das possíveis implicações dessa alteração diz respeito as trajetórias evolutivas dessa bactéria, que neste caso provavelmente resultará na criação de mutantes cada vez mais distintos das suas células originais. Para informações mais detalhadas sobre esta investigação, consulte toda a informação disponibilizada no paper original (em inglês),publicado na revista Nature.
fonte: Sapo24