Vida que n√£o acaba mais

Uma nova √°rea de pesquisa, a metagen√īmica, mostra que o mundo microsc√≥pico tem uma biodiversidade sem precedentes, al√©m de um papel importante para a manuten√ß√£o dos ecossistemas

H√° mais micro-organismos entre a terra e os mares do que sonha nossa v√£ biologia. Com o perd√£o de William Shakespeare pela par√°frase ao seu cl√°ssico pensamento, a frase √© a melhor tradu√ß√£o da biodiversidade desse universo – gigantesco, por√©m desconhecido. Bem, sonhava. Um novo mecanismo de an√°lise gen√©tica conhecido como metagen√īmica est√° revelando o tamanho desse mundo.

Desde que o holand√™s Anthony van Leeuwenhoek usou pela primeira vez um microsc√≥pio para observar material biol√≥gico, em 1674, a Microbiologia classificou cerca de 5 mil esp√©cies de bact√©rias – muito menos do que se pode esperar de seres que vivem neste planeta, como habitantes originais, h√° pelo menos 3,5 bilh√Ķes de anos. “A Microbiologia cl√°ssica sempre trabalhou focada numa √ļnica esp√©cie, cultivada em laborat√≥rio”, afirma Dar√≠o Abel Palmieri, do Laborat√≥rio de Biotecnologia Vegetal da Faculdade de Ci√™ncias e Letras da Unesp em Assis.

Com a metagen√īmica, explica, tornou-se poss√≠vel estudar esp√©cies que n√£o se deixam cultivar em placas de Petri e estufas – a esmagadora maioria. Em 1g de solo, por exemplo, j√° foram identificadas geneticamente cerca de 1 milh√£o de esp√©cies de bact√©rias, das quais no m√°ximo 1% sobrevivem isoladas e fora de seu habitat. Outra vantagem do m√©todo √© permitir a an√°lise simult√Ęnea do DNA de todos os micro-organismos de uma amostra ambiental, diz o pesquisador.

Ferramentas poderosas
Trazendo tecnologias avan√ßadas de gen√īmica e bioinform√°tica, a metagen√īmica vem transformando os laborat√≥rios de Microbiologia nos √ļltimos dez anos. Sua principal ferramenta √© o sequenciamento do tipo shot-gun (traduzido como “a tiros de cartucheira”), usado pela primeira vez em grande escala pelo geneticista e empres√°rio americano Craig Venter, em 1998 – quando a Celera, seu conglomerado, entrou numa ambiciosa concorr√™ncia com o cons√≥rcio p√ļblico que coordenava o Projeto Genoma Humano.

O segredo do shot-gun sequencing é bombardear o DNA intensa e aleatoriamente, para depois sequenciar muitos fragmentos curtos ao mesmo tempo, com mais rapidez e menos custo. Depois é preciso remontar o quebra-cabeça para cada espécie, antes de partir para análises mais específicas, gene a gene. As duas etapas são de alta complexidade e seriam impensáveis sem o uso de poderosos algoritmos da bioinformática.

Especialistas estimam que pode haver mais de 10 milh√Ķes de esp√©cies de bact√©rias. Mas eles n√£o parecem preocupados com a classifica√ß√£o taxon√īmica de tantas novas conhecidas; o que os interessa √© a diversidade gen√©tica das popula√ß√Ķes. E ela j√° √© muito superior ao que se imaginava,como demonstrou o pr√≥prio Venter com uma expedi√ß√£o cient√≠fica ao Atl√Ęntico Norte entre 2004 e 2006.

Nas águas do mar dos Sargaços (no meio do oceano) foram encontradas cerca de 1.800 espécies de micro-organismos, o que resultou na identificação de mais de 1,2 milhão de genes codificadores de proteína Рdez vezes mais que o catalogado nas maiores bases de dados de proteínas da época.

Abundantes e ubíquas
Al√©m de ampliar a compreens√£o sobre a filog√™nese das formas primordiais de vida, o instrumental metagen√īmico vem revelando a import√Ęncia da microbiota nos ciclos geol√≥gicos (carbono e nitrog√™nio, por exemplo) e no equil√≠brio dos ecossistemas, devido a sua abundante e ub√≠qua presen√ßa nos solos, na √°gua, na fauna e na flora.

“Podemos conhecer a representa√ß√£o de cada esp√©cie, fam√≠lia ou g√™nero na popula√ß√£o de um determinado ambiente, saber se esta propor√ß√£o muda ao longo do tempo e em fun√ß√£o da a√ß√£o humana”, explica Eliana Gertrudes de Macedo Lemos, especialista em metagen√īmica de solos da Faculdade de Ci√™ncias Agr√°rias e Veterin√°rias da Unesp em Jaboticabal.

Tamb√©m na biotecnologia, a metagen√īmica traz a possibilidade de acesso a gigantescas bibliotecas de genes, de onde podem sair muitas prote√≠nas e, sobretudo, enzimas com grande potencial na agricultura e na remedia√ß√£o de danos ambientais, por exemplo. “O conjunto g√™nico da microbiota de um ambiente √© capaz de revelar quais vias metab√≥licas est√£o em a√ß√£o, se ela est√° envolvida com processos de ciclagem de um dado nutriente, como nitrog√™nio e f√≥sforo. Ou se √© capaz de degradar poluentes, como petr√≥leo, fertilizantes, metais pesados”, enumera Eliana.

As ind√ļstrias qu√≠mica, farmac√™utica e aliment√≠cia est√£o atentas √†s oportunidades que o sequenciamento do genoma coletivo da microbiota, o microbioma, pode abrir num futuro pr√≥ximo.

***

QUADRO: O inóspito reino das arqueas
A metagen√īmica tem renovado o interesse pelas arqueas, organismos procariotos sobre os quais ainda se sabe muito pouco, porque √© muito dif√≠cil cultiv√°-los em laborat√≥rio, explica Dar√≠o Abel Palmieri, da Unesp em Assis. Estes seres unicelulares s√£o comumente encontrados em lugares in√≥spitos — muitos quentes, salinos ou sulfurosos, como os g√™iseres. Antigamente eles eram conhecidos como arqueobact√©rias, quando ent√£o pertenciam ao reino Monera, que era o √ļnico reino procarioto. Mas a taxonomia mudou. Nos anos 1970, concluiu-se que as arqueas s√£o t√£o diferentes das bact√©rias e dos eucariotos que mereciam ter um reino s√≥ para si. Atualmente os procariotos s√£o representados pelos reinos Bacteria e Archaea.

Especialização do conhecimento

bosque.jpg
“Vivemos uma √©poca de especializa√ß√£o do conhecimento, causado pelo prodigioso desenvolvimento da ci√™ncia e da t√©cnica, e da sua fragmenta√ß√£o em inumer√°veis afluentes e compartimentos estanques. A especializa√ß√£o permite aprofundar a explora√ß√£o e a experimenta√ß√£o, e √© o motor do progresso; mas determina tamb√©m, como consequ√™ncia negativa, a elimina√ß√£o daqueles denominadores comuns da cultura gra√ßas aos quais os homens e as mulheres podem coexistir, comunicar-se e se sentir de algum modo solid√°rios.

“A especializa√ß√£o leva √† incomunicabilidade social, √† fragmenta√ß√£o do conjunto de seres humanos em guetos culturais de t√©cnicos e especialistas, aos quais a linguagem, alguns c√≥digos e a informa√ß√£o progressivamente setorizada relegam naquele particularismo contra o qual nos alertava o antiqu√≠ssimo ad√°gio: n√£o √© necess√°rio se concentrar tanto no ramo nem na folha, a ponto de esquecer que eles fazem parte de uma √°rvore, e esta de um bosque. O sentido do pertencimento, que conserva unido o corpo social e o impede de se desintegrar em uma mir√≠ade de particularismos solipsistas, depende, em boa medida, de que se tenha uma consci√™ncia precisa da exist√™ncia do bosque. E o solipsismo – de povos ou indiv√≠duos – gera paran√≥ias e del√≠rios, as deforma√ß√Ķes da realidade que sempre d√£o origem ao √≥dio, √†s guerras e aos genoc√≠dios. A ci√™ncia e a t√©cnica n√£o podem mais cumprir aquela fun√ß√£o cultural integradora em nosso tempo, precisamente pela infinita riqueza de conhecimentos e da rapidez de sua evolu√ß√£o que levou √† especializa√ß√£o e ao uso de voc√°bulos herm√©ticos.”

Em defesa do romance, Mario Vargas Llosa, em Piauí, edição de outubro de 2009.

Foto: maduroman

O outro card√°pio da mandioca

Matéria publicada na Unesp Ciência de outubro de 2009.

Nossa mais tradicional raiz comest√≠vel n√£o √© s√≥ farinha ou petisco de bar. Estudos mostram as oportunidades e vantagens econ√īmicas e ecol√≥gicas do etanol produzido a partir dela

At√© o in√≠cio de 2010, o Brasil vai come√ßar a produzir etanol a partir de sua mais popular e original raiz comest√≠vel ‚Äď a mandioca, tamb√©m conhecida como aipim ou macaxeira. Duas usinas est√£o em fase final de montagem: uma em Botucatu, no interior paulista, e outra em Porto Nacional, no Tocantins. Elas fazem parte de um projeto de transfer√™ncia tecnol√≥gica da Unesp cujo objetivo √© oferecer a pequenos agricultores, principalmente das regi√Ķes Norte e Nordeste, um modelo de neg√≥cio sustent√°vel do ponto de vista econ√īmico, social e ambiental.

N√£o ser√° a primeira vez que o pa√≠s vai produzir etanol da mandioca. Nos anos 1970, √©poca do Pr√≥-√Ālcool, chegaram a ser implantadas nove usinas. Elas n√£o vingaram por pelo menos duas raz√Ķes. De um lado, houve problemas na articula√ß√£o com os produtores do tub√©rculo. De outro, o grande sucesso industrial da cana-de-a√ß√ļcar acabou por inviabilizar o neg√≥cio. √Č por isso que, desta vez, o foco no pequeno produtor est√° no cerne do projeto, segundo Cl√°udio Cabello, vice-diretor do Centro de Ra√≠zes e Amidos Tropicais (Cerat), do c√Ęmpus Lageado da Unesp em Botucatu.

Por ironia, essa planta origin√°ria da Amaz√īnia, largamente difundida pelo continente e profundamente ligada com a cultura popular brasileira, j√° √© usada para a produ√ß√£o de √°lcool na China, na Indon√©sia e nas Filipinas, onde sua principal finalidade √© a adi√ß√£o √† gasolina. Aqui, por√©m, o produto √© mais atraente n√£o como fonte de energia, mas como insumo para os mercados cosm√©tico, farmac√™utico, de bebidas e de tintas e vernizes.

O etanol √© o segundo insumo mais usado pela ind√ļstria depois da √°gua. E esses mercados demandam um √°lcool mais puro, como o da mandioca, o da batata-doce ou o do milho. Por isso eles s√£o mais caros que o da cana-de-a√ß√ļcar, que cont√©m mais impurezas. ‚ÄúN√≥s temos um produto de melhor qualidade. Mas ao mesmo tempo sabemos que n√£o podemos competir com os n√≠veis espetaculares de efici√™ncia do eixo da (rodovia) Castelo Branco‚ÄĚ, afirma Cabello, referindo-se ao polo sucroalcooleiro do centro-oeste paulista.

Continue lendo…

Sobre ScienceBlogs Brasil | Anuncie com ScienceBlogs Brasil | Pol√≠tica de Privacidade | Termos e Condi√ß√Ķes | Contato


ScienceBlogs por Seed Media Group. Group. ©2006-2011 Seed Media Group LLC. Todos direitos garantidos.


P√°ginas da Seed Media Group Seed Media Group | ScienceBlogs | SEEDMAGAZINE.COM