iGEM 2012 Latin America: Estivemos Lá!

É verdade que estivemos lá mesmo. Pode acreditar!

USP &Unesp iGEM 2012 team

USP &Unesp iGEM 2012 team

Esse ano foi a primeira vez que houve um evento genuinamente da América Latina. A primeira divisão da competição em Jamborees regionais aconteceu no ano passado, durante a segunda participação brasileira pela Unicamp, mas as regionais para os latinos foram realizadas em Indianápoles, nos EUA.

Se você criar uma conta no Registry of parts, é possível ter acesso ao fórum onde foi discutida onde seria a sede do evento regional na América Latina em 2012. O Brasil até se ofereceu na época através das meninas do time da Unicamp de 2011, mas um time Panamenho e Colombiano já chegaram “com tudo”, apresentando propostas para tornar suas universidades sede do evento juntamente com uma análise do transporte e hotelaria da região.

Bogotá

Foi meio peculiar a sensação de explicar para as pessoas que encontrávamos na viagem que estávamos indo para a fase regional da “competição internacional de máquinas geneticamente modificadas”. Mas mais peculiar ainda foi a impressão de Bogotá: uma metrópole pouco vertical, com ônibus engraçados, extremamente militarizada e com supermercados com produtos bem americanos (coisas grandes). Ah! E tem mais uma coisa que fomos perceber só depois de algum tempo: como motoristas colombianos curtem uma buzina!

Em Bogotá quase todos os ônibus têm uma cara bem maluca.

Em Bogotá quase todos os ônibus têm uma cara bem maluca.

Acreditem ou não, o sistema de ônibus de Bogotá é inspirado no de Curitiba. A grande diferença é que em Curitiba aparentemente o negócio funciona, em Bogotá não – fiquei com saudade dos ônibus e metrôs de São Paulo (menos da estação praça da Sé/Luz em horário de pico).

Fomos o único time a não ficar no hotel recomendado pelos organizadores. Esse hotel cuidaria do nosso transporte até à Universidade dos Andes, onde o evento aconteceu. Portanto, para eviar ágio dos taxistas por causa da nossa cara de turista, usamos o sistema de ônibus inspirado no análogo curitibano, o Transmilênio. Só conseguimos sobreviver por lá graças a nossa líder de logística e tradutora Macarena – a chilena mais brasileira do iGEM.

Inscrição

O evento foi sediado na Univerdidade dos Andes, uma universidade particular com uma infra-estrutura sensacional (em alguns quesitos ganhava de “lavada” na USP), sendo uma das maiores universidades Colombianas.

U de Andes - terraço ecológico

Terraço ecológico da Universidade dos Andes. A infra-estrutura de lá é sensacional – só não é de graça!

Antes do evento em si, tínhamos que fazer o check in da inscrição para ganhar os cacarecos tradicionais de congressos. Foi o nosso primeiro contato com os outros times e também quando caiu a ficha de muita gente: “caramba, é o iGEM!”.

O pessoal do nosso time fez me sentir meio POP por me dizerem que haviam duas pessoas me procurando lá já de cara. Minha reação mental habitual já engatilhou um “Não fui eu!”, mas descobri que se tratava da querida Meagan Lizarazzo (organização do MIT) falando sobre minha inscrição que ainda não havia sido paga e do professor de Eng. Genética da Federal de Manaus, prof. Carlos Nunes, com quem trocava emails há tempos sobre Biologia Sintética. O prof. Carlos Nunes acabou sendo o nosso “orientador postiço” lá. Ele deu um ótimo apoio psicológico e acadêmico durante todo o evento. Conversamos sobre projetos, ideias e principalmente sobre o futuro time da federal de Manaus no iGEM de 2013! É realmente uma honra enorme poder ter feito parte do estímulo para o nascimento dessa nova iniciativa brasileira na competição. 🙂

Times Participantes

A regional latina é a menor das regionais. Nesse ano, apenas 13 times da região centro-sul (incuindo o méxico) da América se inscreveram na competição. Em comparação com o resto do mundo, houveram 60 times norte-americanos, 51 times asiáticos e 49 times europeus. A maioria dos times latinos era mexicano: 6 times; seguindo o retrospecto de tradição desse país no iGEM, um dos primeiros da América Latina a fazer parte de um dos eventos. Esse ano foi o de estréia de outros dois países na cometição também: Chile (que chegou “metendo-o-pé-na-porta” no iGEM) e Argentina.

Após a inscrição, nos disponibilizaram uma sala e pizzas para treinarmos nossa apresentação. Ainda estávamos treinando  para falar tudo no tempo de 20 minutos de apresentação que taríamos – nos treinos ainda estávamos estourando uns 5 minutos. Nesse momento o Carlos sacou seu celular e fez um pequeno registro do momento – quando ainda estávamos decidindo como íamos dividir as tarefas e ensaiar a apresentação.

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Diferenças Culturais

Foi muito interessante observar o quanto nós éramos culturalmente “isolados” do resto dos times participantes. Víamos uma integração cultural muito grande entre os outros países da América Latina. Além do fato de falarem a mesma língua, eles compartilhavam gostos musicais parecidos e habilidades que nós brasileiros não temos, como dançar mambo e todos aqueles gêneros musicais tipicamente estereotipados como “latinos”, isso sem falar no “fenótipo médio” deles: nós tínhamos muita “cara de gringo” comparado com eles. Talvez o único outro time que compartilhava uma boa diferença cultural com os amigos andino-caribenhos foi o dos argentinos – com também “cara de gringo” que não manja dos mambos.

Conversei bastante com o time panamenho, um da universidade de Monterrey e com o time argentino. Aliás, o time argentino tinha um projeto (veja aqui, na wiki deles) com a mesma aplicabilidade que o nosso de Redes de Memória Associativa. Basicamente o nosso projeto era algo lindo e abrangente na teoria mas ambicioso demais na prática, o deles ela lindo e factível na prática, mas limitado na teoria (e portanto com uma abrangência de aplicabilidade menor).

Os abstracts que recebemos de todos os projetos do evento podem ser baixados aqui.

Apresentações que Assistimos

As apresentações dos trabalhos foram divididas em duas salas com duas comissões julgadoras diferentes, fomos os terceiros a apresentar (veja o cronograma do evento).

UANL Mty-Mexico

A primeira apresentação foi de um dos times mexicanos. Foi a grande “injustiça” do iGEM regional. Eles vieram com um projeto lindo e extremamente completo, mas não puderam medalhar porque um de seus instructors não preencheu corretamente os formulários online – segundo o que os próprios membros do time mexicano nos disseram, ao encontrá-los no aeroporto. É daqui que vem uma das “coisas que aprendemos” que listei no post anterior. Se eu tivesse feito parte desse time estaria chorando lágrimas de sangue.

Foto da UANL apresentando sob nossa perspectiva.

Foto da UANL apresentando sob nossa perspectiva.

Apesar da ideia do projeto não ser inédita, eles criaram um detector de arsênico com um design muito inteligente (para os irônicos de plantão: isso não é um trocadilho), indo além do simples sensor feito em 2006 pelo time de Edinburgo. Eles criram um sistema de segregação do arsênico com uma metaloproteína humana (rhMT) bem melhor que o time de Edinburgo de 2006 (que usava o fator de transcrição ArsR), pois a rhMT se liga a seis moléculas de arsênico, enquanto o ArsR se liga apenas a uma. Otimizaram também a internalização de arsênico pelas células expressando a porina GlpF, que além de facilitar o transporte de glicerol (qualidade por qual é mais conhecida), também importa arsênico (e antimônio! Mas isso não vem ao caso). E para coroar (o que eu acho que foi o mais interessante),  eles criaram um sistema de recovery das bactérias com o arsênico captado: expressaram a proteína ribossomal L2 nas membranas das E.coli, essa proteína se adere fortemente à superfícies de sílica; assim, as bactérias poderiam ser retiradas do meio por beads de sílica ou qualquer outra coisa de mesmo material! Vale a pena dar uma olhada na wiki deles (que aliás, está completíssima e muito bonita) para também saber mais dos sistemas de expressão de proteínas de membrana. E só para finalizar, eles ainda fizeram uma Human Practices “monstruosa”: criaram workshops de Biologia Sintética e Modelagem de Sistemas Biológicos, deram conferências, organizaram palestras, foram a umas 5 High Schools, criaram um evento que uniu outros times do iGEM, chamado “Synthetic Rally“;  criaram outro evento chamado “Túnel da Biologia Sintética“… Enfim: fizeram tudo e “um pouco mais” que podiam fazer em Human Practices. Deu dó eles não terem levado medalha por causa de uma bobeira – com certeza eles iriam para Boston e se dariam muito bem por lá.

Panama INDICASAT

O projeto deles tinha uma aplicação importante, mas que também já não era tão novidade assim no iGEM: em 2007 o time Southern Utah fez exatamente a mesma coisa e ainda levou ouro!

Apresentação das simpáticas meninas panamenhas.

Apresentação de uma das simpáticas meninas panamenhas.

O desenvolvimento de um sensor rápido, barato e não-tóxico de cianeto é bem interessante para detecção desse veneno. Aparentemente eles não conseguiram chegar a resultados que pudessem ir além de acrescentar informações às partes já existentes no Registry of Parts. Eles mostraram todos seus resultados na apresentação, uma vez que a wiki deles não tem informação nenhuma sobre os resultados do projeto. Levaram bronze!

Tec-Monterrey

O Instituto Tecnológico de Monterrey já tem tradição no iGEM. Esse ano veio com dois times, os quais conseguimos assistir ambas as apresentações. O primeiro que assistimos – o Tec-Monterrey EKAM – não veio com muitas coisas novas, além de ter uma wiki e apresentação um pouco “quadradinhas” demais, meio enroladas, sem ir muito direto ao ponto (bem diferente do time da UANL). A grande ideia do projeto desse time é basicamente produzir terpenóides em levedura, aproveitando a via do Mevalonato existente em Pichia pastoris (uma espécie de levedura), que produz os precursores necessários para a síntese dos terpenóides, veja a wiki desse time aqui. Ganharam silver medal!

Tec Monterrey wiki image

Wiki do time Tec-Monterrey (e não do Tec-Monterrey EKAM!).

O outro time de Monterrey foi bem mais interessante. Apesar de terem atrasado muito na apresentação e precisarem dar um sprint no final para não estourarem o tempo, o projeto deles foi muito interessante. Mesmo tendo sido em parte outro “repost” no iGEM – o time de Yale em 2011 trabalhou com a mesma coisa. Assim como nós, eles levaram dois projetos diferentes. O “repost” em questão é a tentativa de produção de uma linhagem de E.coli que resista à vários ciclos de congelamento (usando a mesma proteína usada pelo time de Yale), já o projeto original foi a produção de vários alérgenos em levedura para serem extraídos e serem usados como um kit de detecção de alergias. O sangue seria pingado em uma superfície com os alérgenos e em resposta haveria fluorescência verde caso haja resposta alérgica – feito através de uma GFP fusionada ao alérgeno. Legal né!? Dê uma checada na wiki deles aqui. Assim como nós, levaram classificação de prata.

Mas o mais legal mesmo foi poder conhecer a Anita Sifuentes, uma mexicana super simpática que ficou responsável pelo design da wiki do time de Monterrey (o segundo mencionado). Ano que vem ela estará aqui no Brasil e esperamos poder trabalhar com ela! (Tomara que sim!)

No próximo post vou contar um pouco de como foi nossa apresentação e falar dos dois outros times que assistimos depois de apresentarmos. Os vídeos, apresentações e pôsteres da fase regional ainda não estão online, mas os fase mundial já estão. Você pode dar uma checada neles na página do evento!

iGEM 2012 Latin America: Nossos Projetos

animação total

Alguns meses a menos de vida para cada um dos dois

Depois de dias no laboratório, noites mal dormidas (vide foto acima), muita teimosia, discussões (construtivas e não construtivas)  e principalmente com um pequeno “salto de fé”, nós conseguimos representar o Brasil na competição internacional de máquinas geneticamente modificadas de 2012 (para saber mais do iGEM, veja esse post e esse outro aqui)!

no bolt

The crew

Antes de falar como foi a experiência, a viagem e tudo mais (próximo post!), vamos falar nesse post sobre o que diabos fomos apresentar lá na Colômbia , como é o julgamento dos projetos e o que nós conseguimos/esperávamos conseguir.

Projetos

Fomos para a competição com dois projetos  (o que pode ser entendido desde como algo “arriscado” ou “ousado”, até a “completamente insano”) que já haviamos comentado no blog bem antes mesmo de colocarmos a “mão na massa” em laboratório. A grande estratégia foi ter um dos projetos bem factível, que nos daria uma maior certeza de resultados positivos, e um projeto mais ambicioso, que nos destacaria entre os demais por sua inovação e criatividade – mas que a chance de dar certo não era lá assim tão boa quanto a do outro projeto.

Levamos para o Jamboree (palavra em inglês que significa algo como “reunião de celebração”) o projeto “Plamídeo Plug’nPlay” – o factível – e o “Rede de Memória Associativa usando Bactérias” – o ambicioso.

Plug’nPlay

Basicamente, o Plasmídeo Plug’nPlay é uma maneira mais espertinha de se pegar um gene qualquer e colocá-lo para ser expresso dentro de uma bactéria. Para quem entende melhor do assunto, ao se explicar o projeto o nome de outros sistemas comerciais podem vir à cabeça – como o método Gateway, TOPO e o In-Fusion – mas a grande ideia é: se você tem um gene que quer clonar (ser expresso em algum ser vivo), basta fazer um PCR dele (milhões de cópias do dito cujo) e seguir o protocolo de transformação, como se os pequenos pedaços de DNA lineares fossem um plasmídeo. O plasmídeo Plug’nPlay (já presente dentro da bactéria) cria uma maquinaria para reconhecer esse produto de PCR e inseri-lo no próprio vetor. A grande vantagem desse método é que não existem certos passos que consomem um tempo desnecessário, como certas reações in vitro presentes nos três métodos citados anteriormente. A E.coli faz tudo isso por você!

Explicação do Plug&Play

Quando já estávamos começando a fazer os experimentos, descobrimos um método lançado recentemente pela empresa GenTarget, o método Eco PCR, que faz EXATAMENTE a mesma coisa: PCR e transformação – dois passos: “Plug” e “Play”. Contudo, existem duas diferenças entre o Plug’nPlay e o Eco:

  • o Plasmídeo Plug’nPlay usa uma recombinase, enquanto o Eco PCR usa recombinação homóloga;
  • o Plug’nPlay é Open Source!

Conseguimos resultados bem legais com esse projeto, mostrando uma prova de conceito que indicava a recombinação do produto de PCR com o Plasmídeo Plug’nPlay! Veja isso na nossa wiki, aqui.

Rede de Memória Associativa

Essa foi a aposta ousada do nosso time. Eufemicamente “ousada”.

Tudo parte de uma pergunta muito provocante: bactérias podem se comportar como neurônios para manter e lembrar uma memória!?

Toda dificuldade em explicar esse projeto está em tentar responder essa pergunta. Há várias “subperguntas” a serem respondidas dentro dessa, como: o que é (pragmaticamente) um neurônio!? O que é uma memória? Como é armazenada? Como se resgata uma memória!?

A memória do nosso cérebro não existe em “um neurônio”, e nem mesmo fica dividida literalmente em pedacinhos dentro de vários neurônios (pode até ser de fato, dependendo de como você interpreta “dividir em pedacinhos”). Ela é “sistêmica”, o que significa que você só consegue alcançar sua memória se todo um grupo de neurônios se comportar de uma maneira específica – ativando e/ou inibindo outros neurônios da rede.

esquema comparação neurônio - pop english
Enfim, essa é a ideia do projeto: fazer populações de bactérias se comportarem como um neurônio, podendo ser “excitadas” ou “inibidas”, e podendo “excitar” ou “inibir” outras populações – igual ao que um neurônio faz com outros neurônios. A(s) memória(s) seria(m) definida(s) quando “programássemos” geneticamente as populações para interagir entre si.

Se tivéssemos conseguido produzir isso completamente, teríamos a base para construir uma rede de comunicação entre as populações de bactérias, que seria análoga a uma rede de comunicação entre neurônios. À partir daí, seria possível criar um sistema que, dado um padrão de estímulo de populações inicial, poderia associar esse estímulo a uma das memórias do padrão de comunicação entre as populações, que já tinham sido “pré-programadas” com a memória.

Complicado né!? E só descrevi bem brevemente a ideia. Imagine ter que apresentar toda essa densidade de conteúdo em menos de 10 min!? E olha que eu nem mencionei o modelo de Hopfield para redes neurais, o aparato que teríamos que testar para ver o sistema funcionando e muito menos como funciona o sistema de Quorum Sensing. Acho que até mesmo Steve Jobs teria dificuldade em vender essa ideia.

Apesar de não termos conseguido finalizar as construções para realizar os experimentos, conseguimos fazer uma modelagem interessante do sistema, que mostra que para dois neurônios, há teoricamente quatro pontos de equilíbrio do sistema, o que indica – pelo menos teoricamente – que há o armazenamento das quatro memórias distintas num sistema simplificado. Na verdade, faltou fazer a análise da estabilidade desses pontos de equilíbrio, mas isso é outra história.

Se tudo o que planejamos desse hipoteticamente certo, poderíamos ter criado a prova de conceito para um sistema de auto-monitoramento de biorreatores, em que quantidades específicas de substâncias seriam mantidas nas devidas proporções através de um sistema de memória associativa que reestabeleceria sempre as concentrações das substâncias em questão, caso haja alguma alteração devido à fatores aleatórios do cultivo. Veja uma explicação melhor do projeto e até onde chegamos através da nossa wiki.

Resultados

Apesar de não termos chegado a resultados com o projeto de Redes, conseguimos “consertar” um BioBrick com erro e mostramos que o Plug’nPlay funciona, por isso conseguimos levar medalha de prata!

Certificado iGEM 2012

Para o incauto viajante, pode parecer claro que isso não é um bom resultado. Afinal “merecíamos ouro!”, “o time é da USP!” (ohh!), “a Unicamp foi melhor antes!”…

Particularmente, eu já esparava que o ouro fosse pouco provável. Não porque somos ruins, mas porque há uma condição necessária para levar o título áureo: a melhoria de novas partes e/ou novos devices (que são novas combinações de BioBricks já existentes). A maioria dos times de sucesso (a.k.a. europeus, norte-americanos e chineses) pesquisa os elementos de DNA desejados na literatura e manda sintetizá-los, o que agiliza muito o processo de redesign de BioBricks e viabiliza construções muito grandes. Não tínhamos verba o suficiente para a síntese, o que dificultava muito a criação de um device novo funcional, que seria construído no projeto de Memória Associativa. É lógico que existem outros fatores envolvidos para ganhar a classificação de medalha de ouro, mas escolhendo um como principal – aquele que, se diferente, poderia mudar bastante coisa – acho que seria esse: síntese de DNA. Infelizmente os devices do Plug’nPlay que construímos não foram considerados como “improvements”, mas apenas como uma caracterização funcional de uma nova parte/design. 🙁

Portanto, para mim, a briga estava mesmo se íamos levar prata ou bronze, porque ainda precisávamos de mais um dado para mostrar com um maior grau de “inequivocidade” que o Plug’nPlay funcionou. Mas parece que conseguimos convencer os juízes. 😀

O que aprendemos

A primeria coisa que aprendi nisso tudo foi: não se mede o desenvolvimento e os resultados de um projeto vendo apenas onde se chegou, mas de onde se saiu e até onde se foi.

O que vale mesmo é o Delta!

O que vale mesmo é o Delta!

Tudo começou no início de 2011, e depois recomeçou no segundo semestre do mesmo ano à partir do zero (pra não dizer à partir do “negativo”). Não tínhamos nada além da vontade de fazer acontecer. Conhecemos pessoas, o grupo cresceu e se fortaleceu, discutimos ideias, firmamos parcerias, criamos projetos,  arrecadamos verbas, aprendemos uma infinidade de coisas como: design, marketing, gestão de pessoas, planejamento, análise de viabilidade de projetos, web design,  programação, resolução de problemas do dia-a-dia em laboratório… Enfim, fizemos muitas coisas que muita gente duvidava no início de tudo – acho que até eu duvidava!

Outras coisa menos subjetivas que aprendemos principalmente através do feedback que recebemos dos juízes – e que podem ajudar futuros times brasileiros do iGEM – foram:

  • Os BioBricks são o foco, o resto do projeto em si é apenas o complemento da caracterização deles.
  • Os projetos que vão além da mera caracterização dos BioBricks são os de mais sucesso – parece contradição com a conclusão anterior, mas não é: experimentos de caracterização e experimentos de funcionalidade de um projeto devem ser complementares; os dois não são sempre necessariamente a mesma coisa.
  • Apresente a apresentação do Jamboree para o maior número de pessoas possível (de preferências professores da área) antes da apresentação fatídica: assim você consegue imaginar todas as perguntas possíveis que podem fazer para seu projeto – na verdade, isso vale para qualquer apresentação importante na sua vida.
  • Na modelagem: vá além de equações diferenciais.
  • Descreva bem os materiais usados e os protocolos na wiki!
  • Seja criativo e tente criar projetos de impacto no “mundo real”.
  • Tente criar uma Human Practice que tenha contato direto com as pessoas, de uma maneira criativa.
  • Foque nos resultados e em como eles foram feitos.
  • Ajude outro time do iGEM.
  • Fiscalize os outros times latinos para falarem INGLÊS e não ESPANHOL  no Jamboree da América Latina(importante!) – haha.
  • Nunca, em hipotese alguma, JAMAIS preencha os documentos de inscrição/submissão de partes com pressa ou sem atenção. Esse ano houve um time mexicano que não medalhou por falhar nesse quesito.

Futuro dos Projetos

Como parte da iniciativa do Clube de Biologia Sintética, queremos estimular a criação de projetos em Biologia Sintética não unicamente para o iGEM, mas para virarem publicações científicas ou empreendimentos mesmo. A competição é uma ótima plataforma para testes piloto de projetos e ideias, principalmente por contar com o acervo dos BioBricks e com a interação da comunidade internacional envolvida na área. Por isso, faz parte do nosso trabalho levar esses projetos além, fazer com que cheguem até ao “produto final”.

O plasmídeo Plug’nPlay ainda está sendo desenvolvido e testado no GaTE Lab visando futuras aplicações comerciais. O projeto de Redes está engavetado até definirmos o projeto do iGEM do ano que vem, mas há grande interesse de darmos continuidade a ele, principalmente por parte do pessoal da modelagem. Estamos com alguns contatos que podem se interessar em criar oportunidades para fazer essa rede de memória associativa com bactérias funcionar – muitos acharam interessantíssimo o nosso projeto no Jamboree, foi muito estimulador.

No próximo post vou falar de como foi a viagem a Bogotá e quais foram as impressões da competição para o único time tupiniquim deste ano. iGEM 2012 Latin America: Estivemos lá!

Enquanto isso, vejam nos comentários aí embaixo se meus comapnheiros concordam comigo sobre esse post (não me deixem no vácuo)! Hahaha! Até!

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