Bactéria Sintética Segundo Craig Venter

Autor: Mira Melke

O An√ļncio da cria√ß√£o da bact√©ria sint√©tica pelo J. Carig Venter Institute ¬†(JCVI) foi h√° pouco mais de dois anos, em 2010. Na √©poca, cientistas de v√°rias regi√Ķes do mundo e de √°reas distintas se pronunciaram a respeito do que o Pr√≥prio Venter chamou de ‚ÄúA Cria√ß√£o de uma nova vida‚ÄĚ. Afirma√ß√£o extremamente question√°vel, mas que movimentou a m√≠dia como poucos cient√≠stas conseguiram fazer at√© hoje. Essa afirma√ß√£o foi tema do meu trabalho para a disciplina de Filosofia da Biologia e resolvi compartilh√°-lo com voc√™s.

A base do meu trabalho foram dois artigos. O Primeiro deles √© o publicado pela Science e pelo grupo do JCVI,¬†intitulado¬†‚ÄúCreation of a Bacterial Cell Controled by a Chemically Synthesized Genome‚ÄĚ. Reporta o¬†design¬† s√≠ntese e organiza√ß√£o de um genoma completo de uma bact√©ria. Esse genoma foi posteriormente transplantado em uma bact√©ria que teve seu material gen√©tico extra√≠do por completo.

O segundo, publicado pela Nature, apenas 7 dias depois,¬†intitulado¬†‚ÄúLife After the Synthetic Cell‚ÄĚ traz a opini√£o de oito especialistas na √°rea da Biologia Sint√©tica sobre as implica√ß√Ķes para a ci√™ncia e para a Sociedade da ‚ÄúC√©lula Sint√©tica‚ÄĚ feita pelo JCVI.

Ambos os artigos podem ser encontrados facilmente no pubmed.

Antes de entrarmos propriamente na discussão filosófica, quero apresentar brevemente a proposta do trabalho  e a metodologia utilizada.  Na apresentação, está resumida em apenas um slide, mas quero detalhar um pouco de cada etapa.

Minimização do Material Genético

Essa etapa consistiu em determinar, a partir de dois organismos simples (duas cepas (linkar uma referência explicando a palavra cepa) de Mycoplasma mycoides) com o genoma conhecido.  Muitos anos foram necessários para estabelecer o conjunto de genes que era estritamente necessários para a sobrevivência da bactéria. 100 de 485 genes testados foram considerados dispensáveis quando inibidos um de cada vez.

Design do Genoma

A combinação do resultado da minimização com algumas sequências de controle (watermarks) formou o genoma base para a síntese.  Ele precisava conter apenas os genes essenciais para a  sobrevivência da bactéria, ainda que o papel desses, individualmente,  não tivesse sido elucidado.

O design da sequência foi realizado digitalmente.

Síntese em Quatro etapas

Essa s√≠ntese foi, de fato, o grande feito realizado pelo grupo. Eles ‚Äúmontaram‚ÄĚ a partir de¬† partes sint√©ticas bem pequenas um genoma com 1.08 mega pares de bases.¬† No primeiro est√°gio, 10 cassetes de 1080 pb sintetizados (overlapping¬† synthetic oligonucleotides) foram combinados, formando 109 assemblies de aproximadamente 10kb ‚Äď setas em azul. Esses, em grupos de 10, foram recombinados para produzir os assemblies com aproximadamente 100 kb ‚Äď setas em verde. Na etapa final, 11 desses foram combinados para produzir o genoma completo ‚Äď circulo vermelho. Essas etapas foram realizadas, primeiramente em E.coli, as etapas finais, foram realizadas utilizando leveduras.

Para um melhor entendimento dos processos, recomendo que v√° direto ao paper. Algumas leituras auxiliares podem ser necess√°rias.

Transferência do Genoma

O genoma sintetizado e montado foi transplantado em uma bactéria recipiente (Mycoplasma capricolum) que teve seu material genético totalmente removido. Toda a maquinália celular ( enzimas, organelas,membranas) estava intacta. Dessa forma, os elementos que seriam controlados pelo novo genoma e que atuariam sobre ele estavam presentes. Observe também que o gênero das bactérias (a que serviu como base para o genoma e a que recebeu o material genético sintetizado) é o mesmo. Sendo assim, é esperável que não haja rejeição ao novo material genético e morte da célula.

Ap√≥s todos esses processos e an√°lise do sucesso do transplante ¬†a ‚Äúnova‚ÄĚ bact√©ria foi capaz de auto-replica√ß√£o e apresentou o crescimento logar√≠tmico caracter√≠stico das bact√©rias. Algumas muta√ß√Ķes ocorreram durante o processo, mas essas n√£o alteraram o desempenho da c√©lula. Dessa forma, foram mantidas.

Depois de milhares de replica√ß√Ķes celulares, as caracter√≠sticas da c√©lula, bem como todos os seus componentes celulares eram derivados do novo genoma sintetizado, n√£o guardando nenhuma informa√ß√£o da c√©lula recipiente. Com isso em mente, os cientistas do JCVI afirmaram que de fato, criaram uma c√©lula sint√©tica.

Tal afirma√ß√£o foi extensamente questionada por boa parte da comunidade cient√≠fica. Para n√£o alongarmos muito a discuss√£o, aconselho que sigam pela apresenta√ß√£o, e observem as opini√Ķes e diverg√™ncias sobre o assunto.

Minha opini√£o tamb√©m se encontra a apresenta√ß√£o e estou dispon√≠vel para continuarmos essa conversa pelo coment√°rios, caso se sintam a vontade. Em caso de d√ļvidas, comente.

Apresentação disponível em: http://prezi.com/veskghxybqgv/nature-entra-na-discussao/

Um Abraço.