Empreendedorismo, Inovação e Biologia Síntetica
Escrito por: Mira Melke
A princípio, traçar um paralelo entre empreendedorismo e biologia sintética pode ser um pouco complicado, principalmente se pensarmos em complexidades de projetos e na falta de investimento em pesquisa que temos aqui no Brasil advinda da iniciativa privada.
A visão de não investir em pesquisa e inovação está se alterando e hoje grandes empresas já olham para as universidades como fontes de tesouros – geração de conhecimento e mão-de-obra especializada. Mas não são apenas as grandes empresas que podem se beneficiar desse crescimento da pesquisa. Universitários com boas ideias e atitudes empreendedoras estão mostrando que inovar é o primeiro grande passo para o sucesso. Com auxílio de incubadoras ou investidores muitos jovens das formações mais distintas levantam-se dos bancos das salas de aulas e laboratórios e assumem um novo posto: o de empresário.
A biologia sintética surge como uma ferramenta muito interessante para aqueles que gostam de inovar e tem boas ideias. Apesar da aparente complexidade, os processos laboratórias estão cada dia mais baratos e “automatizados” permitindo que sejam desenvolvidos processos metabólicos em organismos como se desenvolve uma linha de produção numa empresa. Saber usar a maquinaria celular (enzimas, por exemplo) ao nosso favor pode ser a diferença entre processos químicos demorados e caros ou uma síntese biológica com baixo custo, alta produtividade, pureza e rapidez.
Muitas áreas diferentes podem se beneficiar do estudo da biologia molecular de forma automatizada e muitos exemplos da aplicação de microrganismos podem ser citadas: alimentos, combustíveis, fármacos até mesmo circuitos elétricos já receberam suas contribuições dos organismos geneticamente modificados. Apesar de pensar que a biologia sintética pode transformar o mundo, podemos começar transformando nossas vidas com ideias simples mas lucrativas, como fez o grupo vencedor do iGEM de 2012 que desenvolveu um detector para carne em decomposição e como fizemos ao desenvolver o plasmídeo plug and play e como pretendemos fazer agora em 2013 com os projetos que estamos começando a desenvolver.
Para ajudar a ilustrar, vou dar um exemplo, mas sem nome de pessoas ou compostos. (rs) O laboratório de um dos meus professores encontrou uma bactéria capaz de produzir uma substância antioxidante que acreditava-se ser produzida apenas por plantas. O custo de plantação, extração e purificação da substância é bastante alto e isso faz com que o valor de mercado dessa tal substância seja muito elevado. Identificar, isolar e manipular os genes responsáveis por essa propriedade tão única da bactéria e transferi-los para um organismo mais conhecido e manipulável, como a E.coli pode significar uma grande economia para produção, uma patente e um lucro gigantesco para aquele que conseguir produzir em um frasco num shaker quantidade similar do composto que é produzida por uma fazenda inteira.
E aí? Vamos ficar ricos com a Biologia Sintética? Não sei, mas essa já é uma boa ideia.
Neurobiologia Sintética
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:
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.
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:
EASEC. Biologia Sintética: Uma Introdução. 2011. www.easec.edu
iGEM 2012 Latin America: Aquilo que realmente importa
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.
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!
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:
- Best Human Practices Advance: CINVESTAV-IPN-UNAM MX
- Best Experimental Measurement Approach: CINVESTAV-IPN-UNAM MX
- Best New BioBrick Device, Engineered: CINVESTAV-IPN-UNAM MX
- Safety Commendation: Colombia
- Best Wiki: Colombia e UNAM Genomics Mexico
- Best Model: Colombia
- Best New BioBrick Part, Natural: Colombia
- Best Poster: UC Chile
- Best Presentation: UC Chile
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
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
E ainda pudemos tirar fotos com os times que mais conversamos durante a competição: Panamá, Argentina e um do México.
Nós e o time panamenho.
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.
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!
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!
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Calculadora para sítios de ligação com ribossomos (RBS)
Um 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. 
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
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)
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.
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.
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!
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.
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!
iGEM 2012 Latin America: Estivemos Lá!
É verdade que estivemos lá mesmo. Pode acreditar!
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.
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.
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.
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 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!
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
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)!
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!
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.
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!
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!
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!