Cientistas de Cambridge criam células sintéticas diferentes de qualquer coisa na natureza - 04/06/2021 - Ciência - Folha
Descoberta no código genético abre porta para desenvolvimento de novos materiais, de plásticos a antibióticos
Pesquisadores de Cambridge aplicaram reengenharia ao código genético de micróbios para criar uma célula sintética com capacidades diferentes de qualquer coisa existente na natureza, abrindo assim a possibilidade de novos materiais, de plásticos a antibióticos.
A técnica de manipulação e edição do DNA no centro de todos os processos genéticos está estabelecida, mas até agora não tinha sido possível modificar o código de 3 bilhões de anos através do qual o DNA instrui as células a formar as cadeias de aminoácidos que produzem as moléculas funcionais da vida.
"Esta é possivelmente uma revolução na biologia", disse Jason Chin, líder do projeto no Laboratório de Biologia Molecular MRC.
"Essas bactérias podem ser transformadas em fábricas renováveis e programáveis que produzem uma ampla gama de novas moléculas com novas propriedades, o que poderia beneficiar a biotecnologia e a medicina, inclusive para fazer novas drogas como antibióticos."
A pesquisa notável, publicada no periódico Science, se baseia no trabalho inovador da equipe em 2019 que criou uma versão do micróbio comum no intestino E. coli com todo o seu DNA –conhecido como genoma– construída totalmente com produtos químicos de laboratório.
A bactéria Syn61 foi reprogramada pelos cientistas - MRC LMB/Divulgação
Os cientistas agora reescreveram o código genético da nova bactéria Syn61 que alterou não somente o DNA, mas também o mecanismo celular associado que transforma os genes em produtos bioquímicos.
Isto criou um novo organismo que cresce como E. coli, mas com propriedades adicionais. São chaves para o processo grupos de três "letras" bioquímicas –A, T, C e G– no interior do DNA. Cada um desses "códons" diz à célula para acrescentar um aminoácido específico à cadeia de proteínas em crescimento. Desde a aurora da vida na Terra todas as criaturas armazenaram informação genética dessa maneira.
Como há 64 códons possíveis e somente 20 aminoácidos que ocorrem naturalmente, o código genético tem muita redundância. Os cientistas de Cambridge exploraram isto ao redirecionar alguns códons para produzirem diferentes blocos de construção que não existem na natureza, enquanto permitem que a célula faça todas as proteínas necessárias para a vida.
Uma analogia seria ver o código genético da natureza como um teclado de computador em inglês, no qual certas letras aparecessem mais de uma vez. A equipe de Cambridge transformou de fato um A duplicado em uma letra grega alfa, um B excedente em beta e assim por diante, tornando possível digitar em grego, assim como em inglês.
Os experimentos mostram que células bacterianas modificadas podem ligar monômeros exóticos –blocos de construção moleculares– em novas proteínas e outras moléculas grandes conhecidas como polímeros.
"Gostaríamos de usar essas bactérias para descobrir e construir longos polímeros sintéticos que se dobrem em estruturas e possam formar novos tipos de materiais", propôs Chin, acrescentando que outra aplicação seriam novos polímeros, como plásticos biodegradáveis.
Delilah Jewel e Abhishek Chatterjee, do Boston College, dois importantes cientistas não envolvidos na pesquisa de Cambridge, disseram que a tecnologia usando "blocos de construção não naturais" possibilitaria inúmeras novas aplicações, como "o desenvolvimento de novos tipos de bioterapias e biomateriais com propriedades inovadoras".
Um aspecto dessa tecnologia é que as bactérias sintéticas são imunes à infecção por vírus, que exigem processos genéticos naturais para se replicarem em células anfitriãs.
"Se um vírus entrar nos recipientes com bactérias usados para fabricar certas drogas, ele pode destruir todo o lote", explicou Chin. "Nossas células bacterianas modificadas poderiam superar esse problema, por serem completamente resistentes a vírus."
Chin salientou "um grande potencial comercial" do processo de engenharia microbiana, acrescentando que já começaram negociações para proteger a propriedade intelectual.
https://www1.folha.uol.com.br/ciencia/2021/06/cientistas-de-cambridge-criam-celulas-sinteticas-diferentes-de-qualquer-coisa-na-natureza.shtml