Laboratório de Bioinformática une computação e biologia na solução de problemas. - Inovamundo
Laboratório de Bioinformática une computação e biologia na solução de problemas.
O termo bioinformática, é uma nova área da ciência que integra matemática, tecnologia computacional e biologia molecular. No Instituto de Química (IQ) da USP, em São Paulo, o Laboratório de Bioinformática comandado pelo professor João Carlos Setubal e que foi criado em 2011, o grupo já se envolveu em projetos que podem mudar o mundo propondo, por exemplo, alternativas revolucionárias ao uso de antibióticos, além de realizar estudos que pretendem compreender o microbioma de fora do planeta, na Estação Espacial Internacional.
"A bioinformática tem um significado bastante amplo", pontua o professor, ao destrinchar o termo como uma ciência que utiliza técnicas metodológicas da informática, ou mais genericamente, das ciências exatas, para solucionar problemas da biologia. "Com essa definição se pressupõe que as tecnologias usadas são sofisticadas", argumenta ele ao acrescentar que, nesse contexto, "o uso dessas tecnologias não é trivial, pois requer interpretação de resultados, análise e compreensão de como a metodologia funciona."
Desde que surgiu, a bioinformática esteve sempre associada com a biologia molecular, campo da biologia focado no estudo da estrutura e função do material genético e seus produtos de expressão, as proteínas. Neste contexto, se destaca um subcampo chamado genômica, um ramo da bioquímica que estuda o genoma completo de um organismo.Aliado historicamente com a bioinformática, o estudo da genômica, ou seja, das moléculas de DNA que existem dentro de uma célula, é um dos principais focos do laboratório.
Conforme explica o professor, a informação genética é armazenada nas células de uma forma muito parecida com a que nós armazenamos informação digital em computadores e, por isso, pessoas formadas em computação têm facilidade para entender. "É um casamento feliz entre as áreas", afirma ele. A equipe por trás da manutenção do laboratório é variada, incluindo, além do professor e pesquisadores, um técnico que cuida do chamado parque computacional, coração da iniciativa. "A bioinformática depende de recursos computacionais. A genômica e as derivadas da genômica são áreas de investigação alicerçadas numa geração de dados de grande volume e esse volume de dados tem aumentado exponencialmente ao longo dos anos", contextualiza.
De acordo com ele, as tecnologias de sequenciamento de DNA, criadas há, aproximadamente, 20 anos, estão passado por uma evolução vertiginosa. "As diferenças principais são na velocidade de gerar dados e no preço, a velocidade aumentou e o preço diminuiu", sintetiza ele. O volume de dados para se fazer essa operação, no entanto, continua gigantesco. A capacidade do parque computacional, explica o professor, precisa ser equivalente. "Uma analogia que podemos fazer é com um livro. Um livro comum de 200 até 300 páginas digitalizado ocuparia 1 megabyte. No nosso laboratório, temos um espaço de armazenamento de 100 terabytes, seriam 100 milhões de livros", exemplifica.
Uma das principais atividades do laboratório foi um projeto temático chamado Metazoo, uma iniciativa que fez uma investigação detalhada de ambientes do Zoológico de São Paulo, em especial, da matéria orgânica gerada pelos animais ali abrigados. Desde 2004, o Zoológico trabalha com um complexo sistema de compostagem que gera adubo para diversas utilidades. A compostagem, detalha o professor, é um processo de degradação de matéria orgânica degradada por micro-organismos. "O que se sabia sobre compostagem era baseado em experimentos de pequena escala, por isso surgiu a ideia de que poderíamos usar técnicas modernas de biologia molecular e genômica para entender esses micro-organismos", revela ele.
Outra pesquisa de destaque, publicada pela equipe do laboratório, envolveu a criação de um programa capaz de detectar os genomas de bacteriófagos em amostras ambientais. Os bacteriófagos são um tipo de vírus que infecta apenas bactérias. "Quando você faz uma amostra ambiental, vírus e bacteriófagos estão em toda parte", pontua ele ao relatar que o objetivo do software era prioritariamente pegar esses dados e localizar neles apenas os genomas dos bacteriófagos.
Trabalhando com bioinformática há pouco mais de 25 anos, o professor Setubal confessa que não estaria em sua posição atual sem a colaboração de pesquisadores de outras áreas. "Eu construí minha carreira em cima de colaborações de colegas que trabalham com biologia molecular, que precisam de bioinformática para processar os dados que geram, por isso 90% do trabalho aqui é colaborativo", reforça.
Para realizar todos esses estudos, o professor destaca que a injeção de recursos no laboratório é fundamental. "Não vamos conseguir expandir se não tivermos recursos e já estamos começando a sentir a queda de novos investimentos, eles são componentes essenciais", finaliza.