Especulações e Biologia Sintética

images (1)Minha vontade de discutir e aprender biologia, especialmente tudo aquilo que envolve a palavra DNA já me acompanha antes mesmo de entrar na faculdade. A solução que encontrei para suprir essa vontade e viagens por esse mundo, até então feitas apenas acompanhado de meu computador foi prestar uma prova de seleção para dar aulas de biologia no cursinho da UNESP.

Comecei dar aulas em 2012 e o melhor, da matéria que mais gosto, citologia e genética, afinal, eu queria falar de células, DNA, Mendel e não sobre insetos que possuem três pares de patas e um de antenas.

Certo dia, véspera de feriado e com chuva, resolvi passar um filme para discussão. O filme escolhido foi GATTACA. Ao final do filme, um aluno com os olhos arregalados que aparentavam demostrar grande interesse pelo assunto, levanta a mão e pergunta: “Esse tipo de previsão é possível?”

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GATTACA trata-se de um filme hollywodiano de ficção científica, infelizmente não poderemos prever a expectativa de uma pessoa ao nascer, mesmo uma década após a conclusão do Projeto Genoma. Hoje sabemos que os organismos dependem de dois tipos de informação, uma delas é o código genético e a outra são estímulos recebidos do meio ambiente em que vivem, sobre o qual não podemos fazer previsões.

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O Projeto Genoma Humano, considerado por muitos a bola de cristal do futuro, foi cercado de promessas e esperanças da mídia e de Wall Street para o lançamento de medicamentos personalizados e previsões sobre riscos de doenças como Alzheimer e cânceres. Tal projeto prometia revolucionar a medicina, ao estilo do filme de ficção científica.

Pouco mais de dez anos já se passaram desde sua conclusão, uma batalha inciada em 1990 travada entre a iniciativa pública e a privada, que chegou ao fim depois de três bilhões de pares de bases sequenciadas e três bilhões de dólares gastos, além de uma briga entre o famoso James Watson e Craig Venter, marinheiro nas horas vagas. Para Nicholas Wade do NYT, o projeto falhou e não trouxe os benefícios tão esperados.

Embora as promessas aguardadas por muitos não chegaram, ele trouxe avanços significativos para a área da biologia. O Projeto Genoma Humano foi um projeto  interdisciplinar, contando com a participação de cientistas de diversas áreas como computação, matemática, biologia entre outras, além da colaboração de laboratórios ao redor do mundo, inclusive do Brasil. Ele contribuiu significativamente para o avanço na área de biocomputação e nas técnicas de sequenciamento de DNA, além de permitir a democratização da informação por meio do acesso gratuito ao sequenciamento humano e de diversos outros seres vivos. Genes agora não precisam mais ser estudados de forma individual, hoje dispomos de uma extensa lista de partes biológicas que tem permitido o avanço na área de biologia de sistemas, que promete revolucionar o modo de tratar doenças e o sistema de saúde conhecido atualmente.

Tal fato nos faz refletir sobre as promessas em torno da área de biologia sintética, a qual acredita-se ser capaz de solucionar muitos de nossos problemas atuais como o elevado preço do petróleo, desastres ambientais e uma população cada vez maior para se alimentar. Ao invés de manipular alguns genes de cada vez, como se tem feito a mais de três décadas, graças a descoberta das enzimas de restrição, o campo da biologia sintética vai além e tem como objetivo recodificar e redesenhar circuitos genéticos. Parece não haver limites do que podemos fazer, no entanto tais circuitos não se comportam como circuitos eletrônicos. Sistemas assim costumam ter muita interferência e comportamento imprevisivel, além de estarem sujeitos a mutações. Segundo o cientista Christopher Voigt, “A célula é uma espécie de burrito, tudo dentro dela está misturado” e sujeito a uma variedade de reações bioquímicas, tal complexidade tem limitado o tamanho dos circuitos criados. Drew Endy, um dos pioneiros do ramo, acredita que a biologia sintética só atingirá seu potencial quando os cientistas forem capaz de prever com exatidão como um circuito genético se comportará dentro de uma célula. Para isso tem-se aplicado estratégias de engenharia, como a padronização, dissociação e a abstração.

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Promessas da Biologia Sintética

Outro problema enfrentado é a caracterização das partes biológicas. Embora o Registry of Standard Biological Parts possua mais de cinco mil partes disponíveis, menos da metade tem seu funcionamento confirmado. Caracterizar algumas partes biológicas pode levar anos e não gerar dados para uma publicação. Na cultura do “publique ou pereça”, o que temos é uma grande quantidade de trabalhos, porém com poucos dados reproduzíveis e úteis.

Embora o custo de sintese e sequenciamento tenham caido de forma significativa facilitando o avanço da área, não podemos negar que ainda há muitas pedras no caminho. Nosso conhecimento ainda é limitado mesmo para compreender por completo o comportamento de organismos mais simples como bactérias e fungos unicelulares. Assim como o projeto genoma a biologia sintética também está rodeada por especulação e não podemos dizer onde estaremos em dez anos. Mas uma coisa é certa, aprendemos a ler agora estamos escrevendo código genético.

Referências

  • The Promise and Perils of Synthetic BiologyJonathan B. Tucker and Raymond A. Zilinskas
  • Synthetic biology: from hype to impact – Timothy S. Gardner
  • Five hard truths for synthetic biology – Roberta Kwok
  • Initial impact of the sequencing of the human genome – Eric S. Lander
  • http://web.mit.edu/newsoffice/2012/complex-biological-circuit-1007.html

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