Categoria: biologia molecular

O que rolou na ciência HOJE: 14 de Abril

Nobel_Laureates_von_Frisch_Lorenz_Tinbergen.jpgAgora pra não confundir Lorenz com Tinbergen..

1892 – A General Electric Company é criada com a fusão da Edison General Electric Company and the Thomson-Houston Company.[A GE é talvez a maior empresa de tudo-que-se-pode-usar-num-lab-e-fora-dele. Desde aparelhos megacomplexos até reagentes e kits]

1912 – O navio RMS Titanic naufraga por volta das 02h20min após chocar cerca de três horas antes com um iceberg no Atlântico Norte.[“Nem deus afunda este navio” disse o engenheiro. E não afundou mesmo, afinal foi um iceberg]

1923 – A insulina se torna disponível para uso em larga escala por pacientes que sofrem de diabetes. [Era ainda purificada de vacas. Hoje em dia ela é produzida por células transgênicas – muito mais barata e segura por isso.]

Nascimentos:

1452 – Leonardo da Vinci, artista e cientista italiano [Provavelmente tinha transtorno em déficit de atenção e hiperatividade (TDAH) e mesmo assmi um gênio]

1896 – Nikolay Nikolayevich Semyonov, quimício russo laureado com o Prêmio Nobel de Química (m. 1986).

1907 – Nikolaas Tinbergen, ornitólogo holandês, laureado com o Prêmio Nobel de Medicina (m. 1988). [Pai da etologia. E a referência na wiki português é um desgosto.]

Pesquisas mais importantes em câncer: as malignas células-tronco, o genoma e a imunologia.

Cancer novidades

Nesta semana a famosa revista Nature Medicine lançou um número com foco em câncer, e mostra o resultado de uma pesquisa que perguntou aos pesquisadores da área de câncer quais os trabalhos mais importantes dos últimos dois anos (2008-2010) [está em inglês mas tem conteúdo livre]. É importante saber o que esse pessoal acha importante porque essas pesquisas, mesmo que bem básicas ainda e na sua maioria longe de se tornarem tratamentos para uso da população, vão moldar o futuro do combate a essa doença.

Veja aqui os temas mais quentes na opinião dos pesquisadores.

  • Células-tronco de câncer – Já a algum tempo se sabe que apenas algumas células de um tumor têm a capacidade de se multiplicar. Isso é uma faca de dois gumes: ruim porque, mesmo que se mate muitas células e o tumor reduza de tamanho, se alguma ou mesmo uma só dessas células sobrarem elas podem formar o tumor novamente; mas também é bom porque reduz o nosso alvo, afinal só precisamos matar essas células-tronco do câncer.

A pergunta então é “quantas e como são estas células?”, e foi justamente um trabalho nessa área que recebeu mais citações na pesquisa entre os especialistas. Antes se achava que as células-tronco seriam apenas 0,1% das células de um tumor, mas Elsa Quintana e colaboradores descobriram que em tumores sólidos, no caso um melanoma, 25% das células têm capacidade de formar um tumor. Assim parece que o número é bem maior do que se pensava e varia em tipos de tumor e mesmo de um indivíduo para outro.

  • O genoma do câncer – A ideia não é nova: “já que o câncer acontece por causa do acúmulo de defeitos no DNA das células, vamos sequenciar e ver o que mudou”. O que acontece é que isso é muito caro e os resultados demoram a aparecer. Hoje em dia as técnicas de sequenciamento estão melhorando e vários alvos terapêuticos já foram encontrados, como genes e fatores de risco como o cigarro que aumentam as chances de gerar um tumor. Mesmo assim essa abordagem divide opiniões de especialistas.
  • Corrigindo os erros – Algumas tentativas de tratamento que chegaram a ser testadas em humanos mostraram resultados não esperados (BRAF e PARP). Até mesmo drogas que funcionaram em cultura de células e em animais, quando passam para humanos acabam tendo o efeito contrário do desejado. Estudar os porquês disto tem trazido informações interessantes, e não impedem que os testes em humanos continuem e se aperfeiçoem. Por isso é interessante até mesmo gerar resistência a células tumorais in vitro para entender como superá-la.
  • Imunologia e microambiente – Usar anticorpos específicos contra tumores é uma terapia já muito usada, mas o que ainda não se sabe muito é como o ambiente do tumor  e o sistema imune do doente realmente interagem com o tumor e como suas células, afetam essas células tumorais. Trabalhos nesta área também foram muito citados na pesquisa, e esta área parece estar adquirindo a visibilidde que merece.

Infelizmente a grande maioria das pesquisas apontadas pelos estudiosos estão em estágio muito experimental e longe de aplicação. Imagino que isto acontece porque leva-se muito tempo para levar idéias novas para testes em humanos, fazendo com que quando algo chega ao humano já não é tão novidade e novas descobertas chamam mais a atenção dos pesquisadores. Possivel também que poucos pesquisadores clinicos (clínico = em humanos) tenham respondido a pesquisa e tenha prevalecido a opnião dos pesquisadores básicos. De qualquer forma é por aí que caminhará a ciência e a medicina do câncer.

 

Vi na Nature Medicine – A close look at cancer

O que rolou na ciência HOJE: 3 de Fevereiro

mayr-obitHoje é o aniversário de morte do fantástico biólogo Alemão Ernst Mayr. O cara foi um dos maiores evolucionistas do mundo e ajudou a juntar as idéias de evolução com as descobertas do DNA, formando o que chamamos hoje de “Nova Sintese” da biologia.

Um livro muito bacana dele é “Biologia, Ciência Única” e um mais novo e básico “O que é Evolução”.

Leia mais sobre o Mayr no blog Discutindo Ecologia.

1966 – A espaçonave soviética não-tripulada Luna 9 realiza a primeira aterrissagem controlada auxiliada por foguetes na Lua.

1971 – O módulo lunar da missão Apollo 14 aterrissa na Lua.

1994 – Lançamento do ônibus espacial "Discovery" com um astronauta russo à bordo, Sergei Kirkalev, o primeiro em um veículo espacial americano.[E foi a que mais voou. Acoplou na MIR, Estação Espacial nternacional e reparou o Hubble]

Nascimento:

1961 – Fernando Gonsales, cartunista brasileiro.[O cara além de gênio e muito gente boa é veterinário! Dá pra perceber vendo as tirinhas cheias de bichos e seus pontos de vista]niquel nausea

Morte:

1468 – Johannes Gutenberg, inventor da prensa gráfica (n. cerca da década de 1390) [Isso foi importante mesmo]

1881 – John Gould, ornitólogo e naturalista inglês (n. 1804) [Foi o cara que identificou os famosos tentilhões de Darwin das Ilhas Galápagos]

2005 – Ernst Mayr, biólogo alemão (n. 1904)

O caso dos aminoácidos perdidos…

A motivação desse texto vem de uma reportagem sobre a possibilidade de alguns aminoácidos serem provenientes do espaço, na qual senti necessidade de corrigir alguns escorregões:

  1. “Os aminoácidos são importantíssimos porque ajudam a compor as proteínas, indispensáveis para a existência de todas as formas de vida no nosso
    planeta.”
  2. “Ao estudar os fragmentos de um meteorito… descobriram… aminoácidos do tipo canhoto.” (nunca ouvi aminoácidos D e L serem chamados “destros” e “canhotos”, alguém pode confirmar?)
  3. “Na Terra, todos os seres vivos têm aminoácidos canhotos… Mas isso não quer dizer que a versão destra seja impossível
    por aqui. Cientistas já conseguiram sintetizá-la em laboratório.”

Sabemos que os aminoácidos são moléculas que, interligadas,
formam a cadeia principal de todas as proteínas. Ao contrário do comentado na reportagem, não é uma questão de
“ajudar a compor” e sim de definir. Desse modo, sem os os aminoácidos simplesmente não há proteína.

Aproveitando o tema, existem dois “causos” relacionados aos aminoácidos que me incomodam demais há algum tempo:

  1. Por que quase ninguém fora da área de proteínas reconhece a existência de 2 aminoácidos “extras” além dos 20 clássicos?
  2. O que diabos há com um mundo em que ainda é comum encontrar a frase “os L-aminoácidos são os únicos presentes nas proteínas” e suas variáveis?

O mistério dos aminoácidos proscritos
Os dois aminoácidos nunca citados são a selenocisteína e a pirrolisina. Pode-se imaginar que os dois sejam resultado de alguma modificação pós-traducional, ou seja, a informação para sintetizá-los não estaria no DNA mas seria um produto indireto da expressão genética. No entanto, dados científicos já demonstraram que ambos são codificados como os 20 aminoácidos “clássicos”. Por que continuamos com o padrão “existem 20 aminoácidos codificados pelo nosso genoma”?

Uma explicação óbvia poderia ser: “o conhecimento é muito novo, por isso ainda não foi incorporado aos livros e é desconhecido por gente fora da área”.

Essa justificativa pode ser válida para a pirrolisina, identificada em bactérias do gênero Methanosarcina apenas em 2002, mas no caso da selenocisteína esse conhecimento está disponível desde a década de 1960! Qual é a explicação?

Aminoácidos através do espelho

Quem já estudou Biologia e nunca ouviu a frase “todos os aminoácidos biológicos (com exceção da glicina) são L-aminoácidos”?

quiral.jpgA nomenclatura D ou L vem da comparação estrutural com a molécula quiral do gliceraldeído. Quiral é o nome dado a moléculas que possuem um átomo de carbono ligado a 4 grupos químicos diferentes, de modo que sua estrutura não é sobreponível à sua imagem num espelho. É a distribuição espacial dos grupos químicos em torno desse carbono quiral que denomina, em comparação às formas do gliceraldeído, os aminoácidos L ou D.

Voltando à questão: em biologia sempre teremos L-aminoácidos, certo? Errado!

Em mais um inexplicável caso, desde a década de 1940 são conhecidos D-aminoácidos em organismos vivos. Inicialmente identificados nas paredes celulares de bactérias Gram-positivas, a suspeita da existência biológica desses aminoácios existia desde a década de 1930, quando foi descoberta uma enzima de mamíferos chamada D-aminoácio oxidase EC 1.4.3.310.

A suspeita é lógica: porque haveria uma enzima especializada em D-aminoácidos se os mesmos não participassem no metabolismo desses animais? Como esperado, algum tempo depois foram identificados e quantificados D-aminoácidos nos fluidos corporais de vertebrados. Novamente: porque esse conhecimento não foi atualizado?

O que justifica essa defasagem do ensino? Tomara que as atualizações dos livros de Biologia não demorem muito mais tempo, afinal, a situação já está ficando feia!

Notícias:

Referência:

SILVA, João J. R. Fraústo da  and  SILVA, José
Armando L. da. D-aminoácidos em biologia: mais do que se julga. Quím. Nova [online]. 2009, vol.32, n.2 [cited  2011-01-20], pp. 554-561 (Link para a versão PDF.)

Como uma proteína chega à sua forma? Pergunte ao seu PS3!

gamer-evolution.jpg
Você é gamer e não aguenta mais ouvir reclamações sobre o seu vício grande comprometimento com jogos? Bote seu hardware para ajudar pesquisadores e ganhe a oportunidade de devolver um sonoro “pelo menos meu equipamento também ajuda no progresso científico, e a sua novela?!” para algum pentelho de plantão.

screenshot_folding.jpgPara isso, basta participar do projeto Folding@Home, idealizado pela Universidade Stanford.

Lançado em Outubro de 2000, tem como objetivo simular o enovelamento de proteínas e compreender como elas atingem sua estrutura tridimensional de modo tão rápido e, ainda assim, bastante confiável.

As proteínas, como sabemos, são fundamentais à vida. A queratina, por exemplo, é uma proteína importante de nossas unhas e cabelos, os anticorpos que garantem nossa defesa contra infecções são proteínas e só conseguimos respirar oxigênio de modo eficiente porque outra proteína, a hemoglobina, se encarrega de transportar e trocar oxigênio e gás carbônico em nosso corpo.

Exemplificando apenas uma fração de suas funções é fácil entender sua importância e imaginar que, caso ocorra algum defeito em determinada proteína, problemas podem surgir. É o que acontece nas doenças da vaca-louca (chamada, na verdade, de Encefalopatia Espongiforme Bovina), de Alzheimer, Parkinson e muitas outras. Entender como cada proteína adquire sua forma é fundamental para a comprenssão e talvez até para o tratamento de um grande número de doenças.

O problema
Para se pesquisar o enovelamento dessas moléculas são necessários computadores muito potentes caros. Além disso, é um processo bastante demorado. Apesar de algumas proteínas serem “montadas” em um milésimo de segundo, uma simulação de computador é muito complexa.

Um dia de computação é suficiente para simular 1 nanosegundo (um milionésimo de segundo), mas como o enovelamento ocorre aproximadamente em 10 microsegundos, ou seja, 10 mil nanosegundos. Nesse ritmo, a simulação acima demoraria algo em torno de 10 mil dias… mas quem tem 30 anos para esperar pelo resultado de um experimento?

A solução
É aqui que entra o Folding@Home e você, da sua casa, pode contribuir: para se dimunir esse tempo de espera absurdo é preciso “apelar” para algo chamado dinâmica distribuída.

O grupo do projeto desenvolveu algoritmos que dividem o trabalho de simulação por múltiplos processadores. Cada participante do projeto que descarrega o software do Folding@Home em seu computador/PS3 conecta seu hardware a um supercomputador virtual encarregado de rodar esses processos!

Veja abaixo um dos resultados gerados na dinâmica molecular feita no projeto. Não parece, mas o pequeno vídeo abaixo é resultado de meses (pelo menos) de trabalho:

Abaixo, um vídeo hilário que ensina donos de sonho de consumo PlayStation 3 a participarem:

Para conhecer os frutos que essa iniciativa gerou até hoje visite http://folding.stanford.edu/English/Papers e dê uma olhada no resumo de alguns dos trabalhos publicados pelo grupo.

A página principal do projeto é http://folding.stanford.edu/English/Main, conheça mais e faça parte dessa grande iniciativa!

A ingenuidade de Bill Gates sobre a Biologia

Caro Bill Gates,

Sinto informar que células não são tão rápidas quanto elétrons. Mais que isso: burocracia para mexer com gente e com o ambiente não é tão simples quanto programar um software.

Digo isto em vista da reportagem do New York Times, repassado pela Época, sobre o balanço dos investimentos em pesquisa em saúde feitos pela fundação Gates.

 

“Cerca de 1.600 propostas chegaram, e as 43 principais eram tão promissoras que a Fundação Bill & Melinda Gates liberaram US$ 450 milhões em bolsas de cinco anos _ mais de duas vezes a estimativa inicial.
Recentemente, a fundação chamou todos os cientistas a Seattle para avaliar os resultados e decidir quem seguirá recebendo os financiamentos. Numa entrevista, Gates soou de certa forma moderado, dizendo diversas vezes: “Nós fomos ingênuos”.”

[Leia a história e os projetos selecionados aqui]

 

Mas na verdade não dá pra saber se ele foi ingênuo ou enganado pelo hype alardeado pelos projetos. Afinal o objetivo de escrever um projeto é justamente convencer a todo custo quem o lê. O famoso “puxar a sardinha pro seu lado”, coisa que as vezes (muitas vezes) os cientistas fazem exagerando nas expectativas e enviesando as perspectivas. Outra coisa é que tem vários ganhadores do Nobel participando, e convenhamos que receber um projeto de um cara desses e dizer “não” não deve ser fácil.

Fato é que ele parece não ter gostado do resultado. E muita gente, incluindo um comentarista da reportagem acima, os cientistas e o próprio Bill Gates acham que o dinheiro investido nessas pesquisas foi algo bem significativo! Quando na verdade o gasto é irrisório comparando com gastos militares por exemplo. Para entender meu ponto de vista você precisa ler este texto espetacular do 100 Nexos, onde se lê que antes do telescópio Hubble, o instrumento mais fantástico da astronomia por muito tempo, que ajudou a desvendar milhares de mistérios do espaço, do tempo passado e do futuro, é uma aplicação tardia de um projeto de satélites-espiões que somaram 9 em nossa órbita!

Ou seja, enquanto mendigamos por recursos para a astronomia e também para outras áreas como a saúde e o bem-estar humano, uma quantia gigantesca é gasta sem que nós sequer saibamos onde.

Obrigado Bill Gates, continue assim gastando parte da sua fortuna pelo bem do próximo (e olhem que eu não estou nem questionando o como essa fortuna foi adquirida), mas acho que mesmo este esforço é uma gota num oceano de descaso pela vida humana.

Rato que pia como um… golfinho!

By @elciorcarvalho

– by @elciorcarvalho

Lembrando que a grande notícia científica que fechou com chave de ouro o ano passado foi, não a bactéria “alienígena” de arsênio, mas o rato que pia como passarinho! Se bem que na minha opinião parece mais um golfinho.

 (Veja o vídeo)

 

Sim, ele acaba de mudar a letra da clássica música “Baile dos Passarinhos”do Balão Mágico (mas estranhamente eternizada na voz de Gugu Liberato) para “Baile dos Camundonguinhos”, confira:

“Camundongo quer dançar
Quer ter canto pra cantar
Alegria de viver
Tchu tchu tchu…”

Agora, se ele dobrar o joelhinho, der dois saltinhos e VOAR a coisa fica séria.

 

Por enquanto ele só serviu para assustar os cientistas da Universidade de Osaka. Afinal eles estavam fazendo mutações aleatórias, e não estavam procurando mudar a voz do bicho intencionalmente, como andei lendo em alguns lugares.

 

O objetivo do projeto é gerar camundongos com mutações não-intencionais justamente para descobrir novas possibilidades de modelos para pesquisas. Este que pia poderá ser usado agora para estudar o desenvolvimento da linguagem.

Parabéns para mim, para o rock e para o genoma brasileiro!

xylella.gif

Café afetado pela xylella. Adoro estes cortes de plantas!


13 de julho, que data mais importante para o Brasil e para o mundo. Neste dia, há alguns anos atrás (não muitos), nascia este que vos escreve. Não bastando isto, também é o dia em que se homenageia mundialmente o Rock´n Roll. Agora descobri mais um nascimento importante neste dia: Xylella fastidiosa.
Não é uma banda de rock, é uma bactéria que causa uma doença nos laranjais, e não é que ela tenha propriamente nascido em 13/7, mas nesta data ocorreu algo que mudou os rumos da ciência no Brasil.
xylella.jpg[adendo – claro que, sabendo que as bactérias se reproduzem aos milhões em poucos minutos, bilhões e bilhões de Xylellas devem nascer todos os dias e no dia 13 não foi diferente, portanto várias bactérias fariam aniversário comigo caso elas chegassem a durar um ano.]
Xyllela-Nature.jpgNeste dia, no ano 2000, foi publicado o genoma da Xylella na revista Nature. Este projeto, bancado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), foi uma aposta bem alta: gastar 12 milhões para colocar o Brasil na ponta de alguma pesquisa e chamar a atenção do mundo – no caso a genômica foi a escolhida.
Funcionou. Muitos mestres e doutores puderam aprender técnicas de ponta, equipamentos foram importados, e toda uma geração de cientistas foi gerada, sendo que muitos são hoje em dia pesquisadores no Brasil e fora dele.
Eu mesmo me beneficiei deste salto, pois desde o laboratório de iniciação científica até meu atual no doutorado participaram do sequenciamento, e só com esta conquista puderam se estabelecer, afinal a biologia molecular era muito fraca por aqui.
Mas a mágica funcionou até certo ponto. Na área acadêmica a luta agora é por qualidade. Já conseguimos colocar o Brasil no mapa científico mundial, mas precisamos de trabalhos melhores em revistas científicas de maior impacto. Os projetos genoma são muito criticados por não terem entregado para a agricultura e para a medicina as melhorias e descobertas prometidas no passado. Buscar estes resultados é o que deve aumentar a qualidade.
Mas talvez o mais importante hoje em dia seja ter o arrojo de dez anos atrás para estimular de alguma maneira o setor privado a interagir com a área de pesquisa. Um modelo de transferência de conhecimento da academia para a indústria seria o próximo passo para firmar definitivamente a produção de ciência no Brasil.

Animação: Como uma célula morre

Essa animação é a que mais se aproxima com o que realmente ocorre numa célula que está com problemas e precisa morrer. É a chamada APOPTOSE, ou morte celular programada.

Eu digo que é o mais parecido com o que realmente acontece porque muitas animações por aí mostram uma molécula indo diretamente em direção a outra como se fosse uma coisa consciente e direta. Mas a célula é mais bagunçada que isso, é um sopão que se organiza com alguns trilhos e sinalizações. As proteínas ficam boiando e eventualmente, casualmente, encontram a proteína que se encaixa nelas. Não é um caos, mas também não é um programinha linear.
Fora esta idéia do contexto celular, a animação não é muito didática pra quem não tem uma certa noção do que cada proteína faz. Ela é boa para alunos de medicina, biologia, farmácia ou outros interessados.
A apoptose é importantíssima, por exemplo, pra quem estuda câncer, pois a célula tumoral consegue driblar alguns desses passos inutilizando algumas das proteínas que aparecem na animação, quebrando este efeito dominó molecular. Assim ela permanece viva.

Dica do Ruan Medra, iniciando no meu lab e só entrou pq disse que lê o RNAm.

Essa nossa vidinha sintética

Thumbnail image for LIFE_by_OrangeUtan.jpgCom certeza a notícia científica mais importante desta semana foi o anúncio de que, 10 anos e 40 milhões de dólares depois, a equipe liderada por Craig Venter conseguiu “criar vida artificial”. Será?

Como sintetizar uma vida passo-a-passo:

1- tenha muito dinheiro, tempo, fama e nenhum medo de polêmica. [seja Craig Venter]

2- descubra qual o mínimo de informação que uma célula precisa para viver. [em 1995 o pessoal do Craig sequenciou o menor genoma conhecido, do Mycoplasma genitalium com 500 genes, e ainda conseguiram tirar uns 100 deles]

3- transplante pelo menos um cromossomo natural para outra célula antes de inventar moda! [fizeram isto em 2007]

4- sintetize o cromossomo, ou seja, coloque as letras ATCG na ordem certa. [feito em 2008, com algumas “marcas d´agua” para sabermos que é realmente o construído e não o natural. Essa assinatura é um código que transforma em ATCG alguns nomes de pesquisadores e até uma frase do James Joyce “To live, to err, to fall, to triumph, to recreate life out of life.” (Viver, errar, cair, triunfar, recriar vida apartir de vida) ]

5- coloque o tal cromossomo sintético na outra célula sem DNA e cruze os dedinhos para ela não morrer e se reproduzir. [isso que aconteceu agora]

Como você pôde ver, a tal vida não é totalmente sintética, afinal usaram uma célula já existente para ler o programa sintético que é uma cópia de outro genoma já existente.
Eu não estou desmerecendo a pesquisa. Ela é muito legal e abre várias portas mesmo mas, como sempre acontece, o hype é exagerado. Tá longe de construirmos um organismo para os fins alardeados – como bactérias que comem capim e o transformam em petróleo. E outra, bactéria é fácil, quero ver com eucariontes como plantas, vermes, eu e você. Aí literalmente o bicho pega.

O Sérgio Abranches falou (dia 21/5) que este trabalho foi uma quebra de paradigma, mas ele caiu na velha armadilha desta palavra que é a mais prostituída de toda a filosofia da ciência. Na verdade é bem o oposto: este experimento é o ápice do paradigma atual da engenharia genética! Isso vem sendo feito há muito tempo. Há muito que construímos organismos genéticamente modificados: picotando DNA, colando genes, inserindo proteínas e criando animais inteiros transgênicos. Criamos, crescemos, comemos, cheiramos e injetamos seus produtos.

Novos problemas éticos? Acho que não. Só um sôpro a mais nas já turbulentas questões levantadas pela engenharia genética há pelo menos 30 anos. Nada novo aqui.

Agora o que este avanço tem a ver com Blade Runner é que eu não sei!!! UPDATE 23/05: me explicaram esta relação nos comments. Dê uma olhada (mas ainda acho q não tem nada a ver considerando a distância tecnológica).

Veja o tema do fórum do programa Rádio Blog da rádio Eldorado de São Paulo do dia 21 de maio:

Cientistas conseguiram pela primeira vez produzir uma forma de vida sintética em laboratório. Eles conseguiram reavivar uma célula morta, transplantando uma cópia do genoma de uma bactéria.
O objetivo do experimento é produzir micro-organismos para funções específicas, como limpar manchas de petróleo.
Na sua opinião, essa descoberta pode ajudar o ser humano? Pode ser perigosa? Você acredita que no futuro teremos andróides criados por empresas, como os do filme Blade Runner?

BIOLOGIA SINTÉTICA NÃO TEM NADA A VER COM ROBÔS!!! ai ai…