Neurobiologia Sintética

Interciência

Esse post é parte da blogagem coletiva “interCiência“. O Amigo Oculto dos Blogs de Ciência Brasileiros! Algum blogueiro da primeira rodada escreveu esse post para o SynbioBrasil e eu escrevi um post para um dos blogs participantes (a lista dos blogs ficará disponível em breve no Raio-x). Através do estilo e tema (dentro do assunto Biologia Sintética) do post, quem você acha que escreveu esse presente que o SynbioBrasil ganhou!? Aliás, alguém suspeita de qual post fui eu que escrevi num dos blogs participantes!? Vejamos o que o nosso amigo secreto escreveu para o synbiobrasil, com vocês, o autor desconhecido!

Ao entrar na brincadeira proposta pelo InterCiência, não imaginava o quanto iria me interessar pela área estudada pelo meu blog parceiro. Como o blog trata de uma temática ainda pouco conhecida por mim, tive que, agindo como um bom cientista, estudar e pesquisar bastante para poder entender o que é essa tal Biologia Sintética e, com uma pitada da minha especialidade (Psicologia, Neuropsicologia e Psicobiologia), escrever um post que agradasse a todos e fizesse uma boa síntese dos nossos temas. E cada vez que lia mais sobre as possibilidades para essa ciência ia também me encantando com ela. E, sem amarras para o meu espírito imaginativo, escrevo para vocês sobre…

Neurobiologia Sintética:

A neurociência que realizará os sonhos da literatura de ficção científica!

As neurociências são as ciências que tem ocupado maior destaque na mídia nos últimos anos, avanços consideráveis sobre as nossas capacidades cognitivas e funcionamento cerebral a todo o momento surgem e provocam grande mobilização da mídia e mesmo do público em geral. Para entender o homem e suas nuances é preciso ir além das perguntas filosóficas e, com ciência, entender o funcionamento do órgão que gere todas as nossas funções mentais, corporais e mesmo aspectos subjetivos. Para adentrar neste mundo, apenas uma metodologia bem delineada não seria o suficiente, o entendimento do cérebro – esse órgão maravilhoso – precisa de muita tecnologia. A década de 90 – escolhida como a década do cérebro – trouxe uma infinidade de instrumentos que poderiam ser utilizados para esse entendimento e, com eles, ainda mais perguntas e possibilidades.

Como não sou especialista na área da Biologia Sintética, as limitações técnicas não me impedem de imaginar maravilhas com o que os cientistas da área poderiam fazer quando relacionada com as ciências do cérebro. Criar um organismo de materiais que nos possibilitaria fazer de forma mais efetivas as tarefas diárias ao aumentar a nossa percepção e sensação, exacerbar as nossas capacidades mnemônicas, aumentar de forma inimaginável o processamento cognitivo e assim nos dar agilidade, inteligência e, com uma maior conectividade e plasticidade neural, aumentando e melhorando a psicomotricidade, reabilitação cognitiva e, bom, para ilustrar, nos tornando mais ou menos isso aqui:

intercienciapost - 1


fonte: http://robertatkinsart.blogspot.com.br

Hum… Seria realmente ótimo ter um uniforme como o do Venom criado em laboratório a partir das técnicas da Biologia Sintética, ainda mais quando se retiraria a problemática da perda progressiva de sanidade proveniente da influência telepática-neural de um organismo alienígena, mas seria isso apenas uma viagem de um aficionado pela literatura de ficção científica?

Na verdade não. Já existe uma série de projetos se propondo a aperfeiçoar a ligação entre o cérebro e os outros sistemas do corpo, além da criação de sistemas neurais e tecnológicos que nos permitam ir além da capacidade do nosso frágil corpo.

E nesse quesito, um brasileiro é um dos nomes mais próximos de criar algo parecido com esta proposta.

intercienciapost - 2

Nicolelis

Miguel Nicolelis é professor de Neurobiologia e Engenharia Biomédica e co-diretor do Centro de Neuroengenharia da Universidade de Duke e é atualmente o brasileiro mais próximo de ganhar um Nobel com suas pesquisas sobre a interface cérebro-máquina.

Com seus estudos, Nicolelis conseguiu mapear as ondas elétricas disparadas pelo cérebro, e assim, desenvolveu experimentos onde seus parceiros – como costuma chamar os animais que o ajudaram – podiam mover braços mecânicos apenas com o pensamento. A proposta de Nicolelis é que na abertura da Copa do Mundo do Brasil de 2014, o chute inicial seja dado por uma criança paraplégica, utilizando uma espécie de exoesqueleto.

Se a interface cérebro-máquina já está tão perto de ser desenvolvida, poderíamos olhar com esperança para a criação também de uma interface cérebro-organismo-sintético. E este passo, só seria possível de realizar com o empreendimento de esforços de neurocientistas dispostos a conhecer mais a Biologia Sintética.

Observando as possibilidades, consigo sonhar um pouco mais. Cérebros artificiais! A Neurobiologia Sintética poderia finalmente nos presentear com um cérebro totalmente artificial, digno dos melhores livros de Isaac Asimov, com todas as competências cognitivas necessárias para a premissa Cartesiana: Penso, logo existo. Personalidade, cognição, memória e consciência sendo moldada pelas mãos de cientistas e, posteriormente, se desenvolvendo em pleno relacionamento com o ambiente em que este cérebro fosse inserido, possibilitando não só um entendimento ainda maior do nosso funcionamento mental e aprendizagem, como abrindo portas para, quem sabe, investigações mais elegantes para os temas mais espinhos da ciência atual, como o Alzheimer, a Esquizofrenia ou o Autismo. Ou mesmo temas que não parecem tão complexos, mas ainda guardam dúvidas diversas a serem respondidas, como “Por que dormimos?” ou “Por que sonhamos?”.

Ainda que exista o medo do senso comum com as possibilidades de criação da Biologia Sintética – vemos isso observando as notícias relacionadas que saem na mídia quando tratam da área, normalmente utilizando termos como “Laboratórios Frakenstein” ou “Cientistas brincando de Deus” – isso não deveria ser um impedimento para os avanços tecnológicos e científicos. Muito pelo contrário, ensinar e apresentar à população as vantagens dos trabalhos na área se faz cada vez mais necessários, pois qualquer área da ciência que ainda esteja dando os seus primeiros passos – mesmo que grandiosos – enfrenta o ceticismo e temor do senso comum, para depois – caso tenha condições científicas reais e tangíveis – crescer e contribuir para a humanidade. Apenas consigo enxergar os empreendimentos da Biologia Sintética somados às Neurociências como um caminho de desenvolvimento grandioso para a humanidade.

E assim, como os escritores que escreviam um mundo tecnológico em prol da humanidade em suas ficções científicas, só nos resta sonhar. E como os profissionais dedicados ao conhecimento, fazer ciência.

 

Este texto é parte da primeira rodada do InterCiência, o intercâmbio de divulgação científica. Saiba mais e participe em: http://scienceblogs.com.br/raiox/2013/01/interciencia/

Referências:

Blog SynbioBrasil

EASEC. Biologia Sintética: Uma Introdução. 2011. www.easec.edu

iGEM 2012 Latin America: Aquilo que realmente importa

fúria de maca

La fúria de Macarena en Bogotá!

Esse é o quarto e último post da minha prolixa descrição de como foi a fase da América Latina do iGEM de 2012. Quatro posts são até pequenos para realmente explicar tudo o que aprendemos e o que é realmente importante nisso tudo, mas espero que esses posts possam servir como referência para futuros times do iGEM na organização de suas equipes para competições futuras – pelo menos eu espero que hajam mais times brasileiros nos iGEMs futuros! Haha!

Os “finalmentes” da Competição

Festa

A organização colombiana foi realmente muito boa. Além do fato da Universidade dos Andes ter uma das melhores infra-estruturas que já vi em uma universidade, a organização do iGEM latino criou um grupo de voluntários sensacional que possibilitou muitas coisas legais durante o Jamboree. Uma dessas coisas foi uma festa logo após a apresentação dos pôsteres em um dos lugares mais malucos que já vimos: o bar/baladinha/restaurante/”campo recreativo”/churrascaria “Andres carne de res“, que fica em Chia, uma cidade perto de Bogotá.

Mauro A. Fuentes çlvarez

Um exemplo da “maluquice” do Andres carne de res

Esse lugar é completamente maluco porque parece uma pintura viva de Salvador Dalí: cheia de coisas nonsense que ao mesmo tempo pareciam ter um sentido maluco obscuro. As mesas, ao invés de números, têm nomes. Os garçons e garçonetes usavam um avental marrom propositalmente remendado que parecia ter sido emprestado de um açougue. E o mais bizarro (e engraçado) de tudo: a cada meia hora os banheiros masculino e feminino invertiam a restrição de gênero; então se você foi em um banheiro em um momento e quiser ir de novo depois, é preciso checar se ele ainda é masculino/feminino (dependendo do seu sexo, é claro) antes de entrar. Craziness! Eu poderia fazer um post só sobre esse lugar! Mas o que realmente importa aqui é pudemos interagir bem melhor e conhecer mais pessoalmente os outros participantes da América latina do iGEM. A organização acertou em cheio em um lugar para impressionar os estrangeiros.

Cerimônia de Premiação

Depois de termos feito uma típica e incômoda barulheira-no-fundo-do-buzão brasileira na volta da festa (com direito a “fulano-roubou-pão-na-casa-do-joão”), dormimos muito pouco e fomos sonolentos tentar nos orientar no confuso sistema de transporte transmilenio num dia de domingo.

A Universidade dos Andes (assim como provavelmente a maioria das universidades do mundo) estava semi-desértica no domingo. Fiquei preocupado se cairia narcolepticamente em sono pesado durante a premiação, o excelente café colombiano e a animada organização evitaram que isso acontecesse.

Antes de apresentarem os resultados e anunciarem os finalistas, houve uma pequena apresentação de vídeos dos projetos do iGEM e depois algo que me foi particularmente constrangedor: cada time escolhia um hombre e uma mujer para ir ao palco dançar um dos ritmos latinos característico da colômbia (não sei diferenciar qual porque para mim todos são iguais). Adivinha quem o Brasil escolheu… Por motivos de preservação de imagem, vou me limitar apenas uma foto do ocorrido e não o material de chantagem que meus colegas filmaram.

Baila Macarena!

Baila Macarena!

 Ah! Só um detalhe: intencionalmente ou não, eles escolheram um par para dançar justamente de países  com praticamente nada a ver com os ritmos que os outros representantes da América latina compartilhavam: Brasil e Argentina! Samba e Tango! Nada a ver com “os mambos”! E ainda de países rivais no futebol!

  Pois bem. Depois desse preâmbulo vexaminoso, a organização (por algum motivo obscuro) ficou adiando constantemente o anúncio das medalhas, nos dizendo para termos paciência e esperarmos um pouco. Isso só serviu para escancarar a ansiedade nos olhos e nas conversas paralelas do grupo brasileiro. Como eu tinha dito no primeiro post,  eu sinceramente não achava que levaríamos ouro. Acho que alguns do time também não, mas naqueles momentos vivos da cerimônia de premiação a vontade de querer acreditar que era possível se inflava. Eu me controlava para ser racional e me apegar a uma série de pensamentos que havia tecido em momentos de menor tensão. Resolvi me entregar ao esporte de twittar os acontecimentos antes do twitter do iGEM LA o fazer. Na verdade, eu estava mesmo preocupado como seria a reação das outras pessoas do nosso time ao recebermos os resultados.

Special Prizes

Primeiro foram anunciados os ganhadores dos special prizes. Basicamente, o time colombiano e um mexicano levaram quase todos os special prizes. E o best presentation ficou para o time chileno, como já esperávamos (e que relatei nesse post aqui). Confira os resultado abaixo:

Finalistas

O anúncio dos finalistas veio em um slide só e com todo o sensacionalismo que tem direito: uma animação para cada time sendo mostrado entre as quatro classificações possíveis: ouro, prata, bronze e no medal.

Naqueles segundos entre uma revelação e outra, o meu cérebro fez aquilo que os cérebros adoram fazer com os humanos em momentos decisivos: passar um inconveniente filminho de acontecimentos e sensações que nos levou até ali. Pensei no crowdfunding. Pensei em quando o Mateus teve que deixar o grupo para trabalhar na Braskem. Pensei nas reuniões quase “miadas” que organizei. Pensei em como eu me agarrei tão forte e teimosamente àquele sonho depois que saí do Ciências Moleculares. Pensei nos dias decisivos em que consegui juntar ao barco pessoas importantíssimas para o grupo. Pensei nos problemas de laboratório. Pensei nas discussões. Pensei nas jogadas de cintura para resolver os problemas que encontrávamos. Pensei nos nossos erros. Pensei em tudo o que tivemos que fazer para conseguir dinheiro para a viagem. Pensei que representávamos universidades cheias de renome. Pensei que representávamos o Brasil. Pensei no que significava estar ali não só pra mim, mas para todos os outros malucos que foram comigo até lá. Pensei que éramos brasileiros.

Enfim. Como vocês devem ter percebido a minha ingênua capacidade de ver os fatos analiticamente e sem emoção foi pra cucuia. Ao vermos o resultado da medalha de prata, fui invadido por uma sensação de trabalho cumprido. Não fiquei triste. Por incrível que pareça, todo aquele turbilhão de pensamentos desaguou na preocupação de como o grupo estava recebendo aquela notícia, e naquele momento, eu vi o quão teimosos e incríveis nós fomos. Nós fomos brasileiros.

Resultados do Jamboree LA

Resultados do Jamboree LA

Pós iGEM

Depois de algumas expectativas confirmadas e outras confrontadas, chegamos a um consenso de que tínhamos mandado bem. Como disse no primeiro post, não se mede o progresso até onde se chegou, mas de onde se saiu até onde se foi. O que importa é a derivada!

Depois da cerimônia eu via em muitos rostos aquela característica cara de digestão mental de pensamentos. Essa cara só ganhou outro molde na tradicional foto do Jamboree, onde todos os times posam para uma única foto.

Jamboree Photo

Jamboree Photo

E ainda pudemos tirar fotos com os times que mais conversamos durante a competição: Panamá, Argentina e um do México.

WP_000165

Nós e o time panamenho.

Nós e os chilenos e argentinos - viva el Mercosul!

Nós e os chilenos e argentinos – viva el Mercosul!

Apesar de o Fernando, o nosso representante da Unesp, ter ido embora no mesmo dia, nosso grupo se dividiu entre aqueles mortos de cansaço e aqueles que estavam chutando o balde. Tive meu momento em ambos os grupos.

Antes de podermos descansar, a organização ainda se deu ao agradável trabalho de organizar uma visita ao Museo del Oro e ao centro histórico de Bogotá.

Visitando a praça Simón Bolivar.

Visitando a praça Simón Bolivar.

Nós, colombianos, mexicanos e a profa. Tie.

Nós, colombianos, mexicanos e a profa. Tie.

Durante isso aproveitamos e conversamos bastante com uma juíza brasileira da competição, Tie Koide. Simpática, ela respondeu a todos os questionamentos sobre o julgamento dos times que povoaram a mente do grupo após a cerimônia de premiação. Algumas (não todas) confirmações de expectativas foram:

  • Sim, a wiki ficou boa – apesar de estar faltando algumas coisas…
  • Sim, os resultados do Plug’nPlay foram convincentes!
  • Sim, aquela pergunta-de-quem-não-entendeu-nada que nos apareceu pós apresentação foi realmente vista como se nós não soubéssemos o que estávamos fazendo.

Já algumas coisas que não corresponderam ao que esperávamos foram:

  • Não, a Human Practices não estava OK. Acho que o que fizemos com o Blog e o Clube de Biologia Sintética foi sensacional nos parâmetros brasileiros, mas se olhando no parâmetro internacional não é grande coisa. Talvez tenhamos sofrido com um pouco de descontextualização: um site sobre Biologia Sintética (o synbiobrasil) em um país que praticamente não tem nada disso causa bem mais impacto do que um site em um país que já faz algo do tipo, como nos EUA por exemplo. Apesar disso eu concordo que deveríamos ter nos preocupado mais com essa parte.
  • A modelagem ficou OK, mas poderia ser melhor. O que eles estão procurando mesmo é algo além de equações diferenciais. Não fomos tão bem como poderíamos por uma certa ingenuidade em não saber ao certo como eles nos iriam avaliar.

No dia seguinte, dia que iríamos embora, aproveitamos e nos encontramos com algumas pessoas da organização com quem fizemos amizade e fomos dar mais uma volta por lugares históricos de Bogotá. Foi ótimo para tirar um pouco o stress.

O que realmente importa

Nos reunimos cerca de uma semana depois na USP para conversarmos sobre o que todos tinham aprendido com aquilo tudo; sobre quem ainda ia continuar na empreitada, o que precisava ser mudado, quais são os novos planos e etc. Uma das coisas que mais me tocou foi saber aquilo que tinha ficado curioso em saber desde o dia da cerimônia de premiação: o que diabos está se passando na cabeça de todos!? Quando perguntei o que significou o iGEM para as pessoas do grupo, algumas pessoas disseram que era essa a única coisa que ainda a motivava a estar na universidade. Em meio a centenas de aulas meramente contemplativas, iniciações científicas desestimulantes (em que o aluno recebe o projeto pronto e não tem liberdade de criar e fazer algo “seu” – dentro dos limites e a temática do lab em questão, é claro) e em um ambiente academicista desetimulador de atividades empreendedoras (pelo menos entre os institutos da maioria das pessoas envolvidas), o iGEM surgiu como a oportunidade dos alunos acharem seu propósito dentro da faculdade, de estimulá-los a estudar, a criar, a fazer! Também achei interessante que algumas pessoas só foram realmente entender o que é o iGEM e todo o seu impacto só quando estavam lá em Bogotá.

O que realmente importa: as pessoas!

O que realmente importa: as pessoas!

Essa reunião foi uma das reuniões mais importantes do Clube de Biologia Sintética. Nela, ficou bem claro pra mim o que realmente importa – aquilo que às vezes se perde em meio ao stress e a prazos apertados. Como o Carlos já havia me dito antes (mas só nesse momento percebi de verdade), a grande ideia do projeto em lab é fazer as pessoas aprenderem e se desenvolverem como cientistas. O que vier além disso é lucro. Contudo o essencial é isso: as pessoas. Não importa a medalha, a wiki, a apresentação, os experimentos e tudo mais se o que fazemos não atinge direta ou indiretamente as pessoas, se não é uma oportunidade de mudar e gerar pessoas com capacidade de mudança.

Esperamos continuar a ser aquilo que fomos (e tentar melhorar um pouquinho mais!): teimosos, questionadores e pró-ativos. Talvez assim consigamos manter acesa a chama da oportunidade de poder fazer algo diferente na academia, algo “com as próprias mãos”, algo em busca de resultados. Não sei se vamos conseguir tudo isso, mas com certeza vamos fazer o que realmente importa: criar a oportunidade para pessoas crescerem e se reinventarem. Isso vale mais do que ouro.

Espetáculo da ciência

We’ve arranged a global civilization in which most crucial elements profoundly depend on science and technology. We have also arranged things so that almost no one understands science and technology. This is a prescription for disaster. We might get away with it for a while, but sooner or later this combustible mixture of ignorance and power is going to blow up in our faces.”

(Carl Sagan, The Demon-Haunted World: Science as a Candle in the Dark )

[youtube_sc url=”http://youtu.be/cP2VhadII84″ title=”A%20ciência%20como%20uma%20enigmatica%20caixa%20preta%20que%20ao%20ser%20manipulada%20por%20um%20misterioso%20personagem,%20o%20cientista,%20produz%20inovações%20tecnológicas.”]

Caixa preta é um conceito que designa um sistema cujos detalhes de funcionamento são desconhecidos ou mesmo ignorados. Computadores, micro-ondas, aparelho celulares são alguns dos vários exemplos de objetos que são amplamente usados pela sociedade mas que, em geral, não há uma preocupação maior por parte dos usuários com relação ao seu funcionamento.

Grande parte da população brasileira não tem acesso à educação científica, fazendo com que os avanços tecnológicos que a ciência promove apareçam aos olhos do cidadão sob uma forma não muito diferente de um espetáculo mágico. Tem-se uma sociedade industrializada derivada dos avanços na ciência e tecnologia (sem mais discussões apontarei estas duas como indissociáveis) sentada na platéia de olho apenas para o output de uma caixa preta cuja única razão de ser é a geração de mais aplicações tecnológicas. Já o enigmático e estereotipado personagem que manipula a caixa, o cientista, faz parte de uma pequena porcentagem que detém os saberes do que está por trás do funcionamento da mesma.

Apesar de atualmente haver uma maior mobilização relacionada à divulgação científica no Brasil (como o scienceblogs), maior cobertura em revistas e jornais televisivos e principalmente na internet, o quadro ainda é frágil. A mídia, não raramente, apresenta a ciência como um empreendimento espetacular, realizado por pessoas super-dotadas, gênios que nunca cometem equívocos e que fornecem informações cem por cento confiáveis. Consequência dessa mídia exagerada é uma visão distorcida de como funciona a ciência, exemplo recente (e trágico em todos sentidos) foi o ocorrido com cientistas italianos que foram condenados por não preverem um terremoto. É dado uma grande ênfase as aplicações da ciência mas o processo de sua produção, seu contexto, suas limitações e incertezas são ignorados.

Essa falta de compreensão, reflexão e educação cientifica no entanto não impede que tenhamos uma sociedade aberta à ciência (sim!!), e como vimos bem confiante no saber tecnocientífico que superficialmente lhe é apresentada. Não é incomum, por exemplo, comerciais de televisão usarem dessa confiança no conhecimento cientifico afim de ganhar os clientes, do tipo “está comprovada cientificamente a eficácia do produto…”. Ficamos diante de uma sociedade impaciente, exigente e que aguarda cada vez mais da ciência mas que muitas vezes não consegue filtrar as informações sensacionalistas e contraditórias que lhe são apresentadas (Parece milagre! Novo remédio faz emagrecer 7 a 12 quilos em cinco meses. E sem grandes efeitos colaterais!!).

A sociedade comanda direta e indiretamente o que é produzido e proposto cientificamente. A ciência, que antes tinha somente o papel investigativo e sociologicamente marginal, tornou-se hoje o centro da sociedade humana controlada pelos poderes econômicos, estatais e subjulgada a exigências dessa  sociedade. Portanto, ao mesmo tempo que a ciência possui autoridade e é dominadora, ela também é dominada por essa demanda da sociedade meramente usuária. Isso é perigoso, vamos olhar como exemplo para um cenário particular de interesse aqui do blog; a biologia sintética é hoje uma área onde a sociedade está depositando muito de suas expectativas (e dinheiro). Esta pressão social por inovações pode ser bastante trágica nesta área, uma vez que pequenos bugs num produto biológico pode apresentar consequências drásticas.

O ponto principal a ser pensado aqui é a importância e necessidade que TODOS tenhamos consciência do que estamos criando e para que isto está sendo feito frente ao avanço cientifico e tecnológico. Para os envolvidos diretamente com ciência resta pensar no poder do que produzem, um poder pelo qual muitas vezes pode-se perder o poder. Instala-se a necessidade de uma verdadeira reflexão sobre os caminhos que os cientistas e o conhecimento científico podem seguir para que se tornem mais acessíveis. O avanço na divulgação científica tem que continuar crescendo, no entanto, prezando pela boa qualidade. Para os não envolvidos ansiosos pelas novidades do ano, pelos produtos recém-saídos do forno, embalados e “pronto para consumo” resta tomar uma postura crítica maior com relação a mudanças que afetam diretamente as suas vidas. Abrir caixas pretas é uma tarefa árdua mas o primeiro passo é se dar conta de que existem. Vale a tentativa(!!!) uma vez que o progresso da ciência e por sua vez de toda sociedade depende disso, depende das ideias inovadoras, das discussões, das críticas. Dependemos do conhecimento.

Autoria: Carolina Menezes Silvério e Marcelo Boareto.

iGEM 2012 – Projeto Campeão

Autor: Pedro Medeiros

O iGEM 2012 passou e muitas coisas interessantes rolaram. Falamos da fase regional, dos projetos que nela foram apresentados e das nossas impressões pessoais a respeito do evento mas, algo ainda falta ser mostrado!

Em uma série de 3 posts iremos falar um pouco sobre os grandes campeões do iGEM 2012, começando pelo primeiro lugar: Groningen! O vídeo abaixo contém uma uma apresentação dos principais pontos do projeto, bem como os fatores que, em nossa análise, fizeram de sua campanha um sucesso.

O time de Groningen, uma universidade holandesa, foi campeão na fase regional européia, bem como levou os prêmios de melhor pôster, melhor projeto em comida e energia e melhor apresentação com um projeto enxuto e muito bem delimitado. Um fato relevante diz respeito ao sucesso na criação de um produto real e de grande utilidade: Um dispositivo portátil que sinaliza se a carne guardada em sua geladeira ainda está boa para ser comida ou se já está na hora de você se livrar desse fóssil guardado em sua geladeira, haha.

Enfim, mais informações no vídeo abaixo! Enjoy!
[youtube_sc url=http://www.youtube.com/embed/eINwFGvXbA4]

 

Calculadora para sítios de ligação com ribossomos (RBS)

RBSUm objetivo central da biologia sintética é programar células para desenvolver funções valiosas. À medida que se constroem sistemas genéticas maiores e mais complexos (como os de escala genômica), serão necessários modelos e técnicas para combinar as partes genéticas de maneira eficiente para se atingir um comportamento específico. Para isso, serão necessários modelos biofísicos que descrevam a relação de uma sequência de DNA que a sua função. Um passo muito importante nesse sentido foi dado pelo Grupo do Prof. Howard Salis, pesquisador que eu tenho o prazer de trabalhar dentro do Synberc, com o desenvolvimento da calculadora de RBS (ribossomal binding site ou sítio de ligação com o ribossomo). Engenharia genética de microrganismos é um processo tempo intensivo (por ex. o desenvolvimento de uma nova rota metabólica para a produção de um produto químico pode levar de 5 a 10 anos de P&D para chegar a etapa industrial) que normalmente requer múltiplas rodadas de tentativas e erro utilizando mutações aleatórias. À medida que se torna possível construir sistemas gênicos cada vez mais complexo (incluindo genomas completos), métodos automatizados para montagem desses sistemas e para otimização de vias metabólicas se tornam necessários para diminuir custos e tempo de desenvolvimento. Além disso, com o aumento da complexidade do sistema, a aplicação de métodos de tentativa e erro para sua otimização se torna cada mais difícil e ineficaz. Uma maneira de otimizar um sistema gênico é através da variação da sequencia de seus elementos regulatórios para controlar os níveis de expressão de suas proteínas codificadoras. Cada passo limitante na expressão de um gene oferece a oportunidade para modular racionalmente os níveis de expressão proteica. Em bactérias, sítios de ligação do ribossomo e outras sequencias regulatórias de RNA são elementos de controle eficientes para o início da tradução. Como consequência, essas sequências são comumente modificadas para a otimização de circuitos genéticos. Vias metabólicas e expressão de proteínas recombinantes. Assita um video bem interessante no Youtube sobre tradução. Não é mostrado no video (e não consegui encontrar um melhor) o RBS é uma sequencia do RNA que direciona o ribossomo para o start codon, ele complementar a região do rRNA 16S que é parte da subunidade pequena 30S do ribossomo. Basicamente, quando mais complementar o RBS é ao 16S rRNA, maior é a afinidade e maior é a taxa de tradução. Como foi descrito no video, a tradução em bactérias (procariotos) consiste em quatro fases: iniciação, elongamento, terminação e o turnover do ribossomo (na verdade, esta última fase não foi mostrada no video). Na maioria dos casos, o início da transcrição é o gargalo do processo inteiro. O taxa de iniciação de transcrição se dá pela combinação de diferentes efeitos moleculares: incluindo a hibridação do rRNA 16S com a sequencia do RBS, a ligação do tRNA formilmetionina ao start codon, a distância entre o síto de ligação do rRNA 16S e o start códon, e a presença de estruturas secundárias de RNA que podem obstruir o RBS ou o start codon. Para o otimização de expressão de genes, é muito comum o desenvolvimento de bibliotecas de sequencias de RBS com o objetivo de otimização de funções de sistemas gênicos. Porém, a construção e seleção de bibliotecas de sequências se torna impraticável com o aumento de proteínas no sistema. Por exemplo, para realizar mutações randômicas em 4 nucleotídeos para um RBS resulta em uma biblioteca de 256 sequencias. O tamanho da biblioteca aumenta combinatoriamente com o número de proteínas do sistema, ou seja, 16,7 milhões de sequências para um sistema com 3 proteínas e 2,8 x 1014 sequencias para um sistemas com 6 proteínas). Dessa maneira, se torna necessários processos mais racionais para avaliar sequencias de RBS. A calculadora de RBS utiliza um modelo estatístico termodinâmico para predizer a taxa de iniciação de tradução de uma proteína. Dado um RBS e a região codificadora da proteína, o modelo é capaz de calcular a mudança de energia livre durante a montagem do complexo ribossomal 30S no RNAm (ΔGTOT). Depois, o modelo estatístico é capaz de correlacionar a taxa de início de transcrição com o ΔGTOT. Dessa maneira, o modelo biofísico preenche uma lacuna de desenho racional de RBS, criando uma relação quantitativa entre um sequencia de letras (As, Gs, Cs e Us) e um número (taxa de iniciação de tradução). A calculadora de RBS, portanto, combina um modelo biofísico com otimização estocástica para identificar uma sequência sintética (não natural) de RBS que irá proporcionar a taxa de início de tradução desejada. É importante destacar que esta relação também depende dos 35 nucleotídeos iniciais da região codificadora da proteína e que o RBS sintético precisa ser desenhada com esta sequencia incluída. A calculadora de RBS está disponível do site do laboratório do Salis . E é muito simples de utilizar, basta criar uma conta de usuário, recortar e colar as sequências, e definir uma ou mais taxas de iniciação de transcrição. RBS calculator

Outras ferramentas para controle de transcrição também estão disponíveis como a Small RNA Calculator.

Bons experimentos!

Salis, H., Mirsky, E., & Voigt, C. (2009). Automated design of synthetic ribosome binding sites to control protein expression Nature Biotechnology, 27 (10), 946-950 DOI: 10.1038/nbt.1568

iGEM 2012 Latin America: Nossa Apresentação e Pôsteres

Nossa Apresentação

nossa apresentação 2

Depois de muito desespero nos preparando até o último dia para fazer uma apresentação que coubesse nos 20 min, conseguimos apresentar conforme o programado. Deu tudo certo, foi uma maravilha (pelo menos pra mim, que não foi a pessoa que apresentou, hohoho)!

O time argentino, que estava em outra em outra sala, foi para onde estávamos para especialmente assistir nossa apresentação. Foi bem motivador. Quem diria hein!? Argentinos!

Mercosul! (Nós, os chilenos e os argentinos)

Mercosul! (Nós, os chilenos e os argentinos)

A única coisa ruim nisso tudo foi na hora de responder a uma das perguntas para o projeto de Rede de Memória Associativa: “Comos vocês vão saber que a memória foi inserida no sistema!?”. Essa foi uma pergunta um pouco descocertante. Não porque não sabíamos responder, mas porque ela demonstrou que o juiz que fez a pergunta não entendeu muita coisa desse projeto – o que não é totalmente culpa do juiz. Eu particularmente não entendi o que realmente estava sendo perguntado e não consegui captar que parte o juiz não entendeu. Tentei mostrar que a memória ia ser “testada” pelo padrão de ativação após o estímulo de algumas populações, mas ficou parecendo que eu estava repetindo o mais do mesmo.

Em uma conversa com o Carlos Hotta (do Brontossauros em meu Jardim), ele me fez enxergar o que estava “na cara” o tempo todo: muito provavelmente para aquele juiz, “memória” é o ato de se captar uma informação e armazená-la. Nosso projeto era sobre uma memória associativa; a memória já estaria estabelecida inicialmente no sistema. As populações de bactérias não iam captar e armazenar a informação, a informação já estaria armazenada. À partir da mesma informação incompleta, as populações de bactérias iriam associar essa informação incompleta à duas memórias. A informação mais “parecida” com uma das memórias iria ativar da memória em questão. O que o juiz deve ter se perguntado foi algo do tipo: “Antes de verificar a associatividade de memória, como eles tem certeza que eles colocaram a memória?”. O ponto é que o plano não é “colocar” a memória, ela já estaria lá geneticamente, construída com a bactéria.

No final das contas, acho que os únicos que entenderam esse projeto foram os argentinos mesmo!

O resto das apresentações

Depois de apresentarmos houve um coffee Break e trocamos de sala. Vimos a apresentação de um dos times de Monterrey (já comentados anteriormente) e depois do time chileno. O time do Chile foi a melhor apresentação do iGEM LA, sem comparações!

UC Chile

Com a apresentadora mais carismática de todo o iGEM latino, no maior estilo TED Talk, o time chileno começou com o seguinte discurso: “Nós queríamos produzir cerveja à partir de leveduras em um ambiente mais próximo ao de biorreatores, em um pH ácido. Então procuramos um chassi que pudesse gerar esse ambiente. Pesquisando, descobrimos que o Dragão de Komodo tem as características que precisamos para isso. Queríamos juntar os genes de levedura aos do Dragão de Komodo  e colocar junto um Operon de asa de morcego para criar um dragão que cospe cerveja!”. Isso causou um estarrecimento sem igual. Eles criaram um instante de falso clímax que fez com que ninguém soubesse em que acreditar. Por pelo menos um segundo eu confesso que realmente imaginei um Dragão de Komodo cuspidor de cerveja – how cool is that!? O anti-clímax foi quebrado usando-se como desculpa uma das fatalidades mais comuns do iGEM: o atraso na encomenda de DNA sintetizado para fazer o dragão da cerveja. Isso substituíu o falso clímax da apresentação por um momento subliminar – e absurdo, por causa do suposto projeto fora-da-realidade – de empatia pelo time chileno (do tipo: “Também tivemos problema semelhante, bem vindo ao clube!”). A impressão causada por esse original e arriscado início de apresentação  foi uma mistura de bom humor, empatia, descontração e quebra-gelo. Quando foram realmente falar do verdadeiro projeto que tinham realizado, os chilenos tinham conquistado a atenção de todos no recinto de uma maneira completamente envolvente.

Apresentação do chile e seu migué do dragão de cerveja.

Apresentação do chile e seu migué do dragão de cerveja.

O projeto deles foi bem simples mas muito bem realizado. A construção que fizeram tinha como parte central os BioBricks desenvolvidos pelo time de Cambridge em 2010, que consistem basicamente de uma série de luciferinas (proteína fosforescente) de várias cores – um desses BioBricks é muito legal e bem útil: um operon que expressa luciferina sem que seja necessária a adição de luciferase para fazer a reação fosforescente acontecer (luciferase = $$$)! A grande idea deles foi implementar um sistema de bioluminecência em cianobactérias acoplado ao ciclo circadiano dos bichinhos. Em outras palavras, eles propuseram criar uma “biolâmpada” que consiste de uma cultura de cianobactérias fotossintetizantes que durante à noite produzisse luz. Seria como se ela “recarregasse” de dia para produzir luz à noite.

Bioluminescência que o pessoal de Cambridge conseguiu.

Bioluminescência que o pessoal de Cambridge conseguiu.

Foram o primeiro time a clonar BioBricks com sucesso na espécie de cianobactérias que utilizaram, além de conseguir mostrar que a biolâmpada de fato funciona como esperavam! Isso não quer dizer que eles criaram um novo artigo de iluminação de interiores. O grande problema que impediu que o time chegasse até esse produto final é a compatibilidade dos BioBricks – um dos grandes desafios da Biologia Sintética. Devido a várias questões de ambiente celular, as proteínas bioluminescentes não brilharam com toda a intensidade que os ingleses de Cambridge conseguiram ao criar os BioBricks e testarem em E.coli, a expressão não estava otimizada para cianobactéria. Mas a prova de conceito foi feita, mesmo em baixa luminosidade! Esse foi um dos times que levou ouro e foi para a final. Bem merecido! Veja a wiki deles aqui.

Costa Rica-TEC-UNA

A primeira coisa que os cabisbaixos apresentadores do time costa-riquenho disseram foi: “Nós não temos resultados.”. A equipe criada por incentivo do time panamenho, apesar de empolgada com o evento, estava bem abatida com os maus resultados. Após uma estranha introdução da apresentação em forma de propaganda turística da Costa Rica, a equipe falou de um projeto envolvendo produção de biodiesel  através de triglicerídeos produzidos em R. Oppacus, que seriam liberados através de um “mecanismo suicida” das bactérias; os triglicerídeos reagiriam com lipases secretadas por E.coli, aí bastam umas reações químicas entre o produto dessa reação e etanol para produzir biodiesel. Por ser a última do evento, a apresentação ficou um pouco massante e cansativa. A wiki deles pode ser checada aqui.

Pôsteres

Como todo bom congresso, há a parte em que se apresentam os pôsteres, e no iGEM não foi diferente!

apresentando o poster

Foi uma excelente oportunidade para interagir melhor com as pessoas dos outros times e fazer perguntas específicas sobre os projetos. Muitas pessoas ficaram interessadas por ambos os projetos e acho que a estratégia de ter um projeto inovador e um projeto pragmático até que funcionou com os pôsteres. Apesar de termos feito uma gambiarra para arrumar umas imagens que estavam erradas no pôster, nos saímos muito bem.

Haviam basicamente três tipos de juízes: o pragmático, o curioso e o detalhista. O pragmático é aquele que duvida de tudo aquilo que é teoricamente muito complexo e está interessado mesmo nos resultados experimentais. O curioso é aquele que chega de fininho, observa durante um bom tempo o pôster e faz perguntas capsiosas, mais com a intenção de entender/aprender sobre o projeto do que inquirir as pessoas. O detalhista é o que você mais sente confiança nos parâmetros de avaliação: chega se apresentando, diz que vai cronometrar a explicação e pede para fazer um “tour” pelo projeto para depois fazer as perguntas específicas e vai anotando tudo em uma prancheta. Não explicamos tão bem para o avaliador pragmático, mas nos demos relativamente bem com os outros dois tipos de avalidores. Eu fiquei orgulhoso por ter explicado “o que é memória” para um dos avaliadores curiosos que indagaram sobre o projeto de memória associativa com bactérias. Talvez seja uma das poucas vezes que eu consegui fazer uma pessoa entender bem o projeto rapidamente.

Nosso poster: sim, tem texto demais.

Nosso poster: sim, tem texto demais.

Algumas pessoas do grupo acharam que o fato de precisarmos de três pessoas para explicar completamente o poster foi um ponto negativo. Eu discordo. Acho que é importante que todos tenham uma noção geral do projeto, mas não creio que seja uma desvantagem se criar especializações na hora de apresentar, em que diferentes pessoas são “cabeças” de diferentes partes do projeto – e portanto cada um apresenta sobre sua área. Isso só garante uma melhor explicação do projeto em uma natural (e bastante comum) estrutura de grupo – que é a especialização de pessoas em diferentes tasks dos projetos.

No próximo e último post sobre a experiência no iGEM 2012 não vou falar de projetos, times, medalhas, competições e etc. Vou falar daquilo que se percebe e se ganha em um prazo mais logo e que, no final das contas, é o mais importante. iGEM 2012 Latin America: Aquilo que realmente importa!

Sobre ScienceBlogs Brasil | Anuncie com ScienceBlogs Brasil | Política de Privacidade | Termos e Condições | Contato


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


Páginas da Seed Media Group Seed Media Group | ScienceBlogs | SEEDMAGAZINE.COM