Bact√©ria com subst√Ęncia qu√≠mica t√≥xica incorporada ao DNA

Uma equipe internacional de pesquisadores alcan√ßou sucesso em obter uma bact√©ria que possui o DNA no qual a base timina foi substitu√≠da por 5-Chlorouracil, uma subst√Ęncia sint√©tica t√≥xica para outros organismos.

O trabalho experimental foi baseado numa tecnologia √ļnica desenvolvida por Marli√®re e Mutzel, possibilitando a evolu√ß√£o dirigida de organismos sob condi√ß√Ķes estritamente¬† controladas. Popula√ß√Ķes de bact√©rias foram cultivadas por per√≠odos prolongados na presen√ßa de uma subst√Ęncia qu√≠mica t√≥xica ‚Äď no caso, a 5-Chlorouracil ‚Äď a n√≠veis que n√£o provocam a morte, dessa forma selecionando as c√©lulas tolerantes a altas concentra√ß√Ķes dessa subst√Ęncia.

Em resposta ao surgimento dessas mutantes na popula√ß√£o, a concentra√ß√£o do 5-Chlorouracil no meio de cultura¬†foi aumentada para manter a press√£o seletiva constante. Esse procedimento de evolu√ß√£o a longo prazo foi aplicado para adaptar E. coli geneticamente modificadas incapazes de sintetizar timina para crescerem num meio com concentra√ß√Ķes crescentes de 5-Chlorouracil. Ap√≥s 1000 gera√ß√Ķes aproximadamente, descendentes da linhagem inicial foram analisados, sendo que estes utilizaram o¬†5-Chlorouracil como substituto da timina. An√°lises subseq√ľentes do genoma revelaram numerosas muta√ß√Ķes no DNA das bact√©rias adaptadas. A contribui√ß√£o dessas muta√ß√Ķes para a adapta√ß√£o das c√©lulas ser√° objeto de estudos posteriores.

Al√©m do interesse √≥bvio dessa mudan√ßa radical na qu√≠mica de sistemas vivos para a pesquisa b√°sica, os cientistas tamb√©m consideram os resultados de seu trabalho relevantes para xenobiologia, um ramo da biologia sint√©tica. Essa nova √°rea das ci√™ncias da vida tem como objetivo a gera√ß√£o de novos organismos n√£o encontrados naturalmente, com caracter√≠sticas metab√≥licas otimizadas para, por exemplo, a produ√ß√£o de modos alternativos de energia e s√≠ntese de produtos qu√≠micos de alto valor. Assim como os transg√™nicos ou organismos geneticamente modificados, essas bact√©rias sint√©ticas s√£o vistas como potencial amea√ßa para ecossistemas naturais quando liberadas do laborat√≥rio, seja pela competi√ß√£o com organismos selvagens ou atrav√©s da difus√£o do ‚ÄúDNA sint√©tico‚ÄĚ.

√Č √≥bvio que mesmo tentando conter, n√£o √© poss√≠vel evitar absolutamente que seres vivos geneticamente modificados entrem em contato com h√°bitats naturais, assim como os is√≥topos radioativos que escapam para as redondezas de uma regi√£o de usina nuclear. Entretanto, organismos sint√©ticos assim como os do presente trabalho – que dependem da disponibilidade de determinadas subst√Ęncias para sua prolifera√ß√£o ou que incorporam compostos qu√≠micos n√£o naturais em seu DNA – n√£o tem condi√ß√Ķes de competir com animais selvagens nem trocar DNA com eles.

Referências

Marlière, P., Patrouix, J., Döring, V., Herdewijn, P., Tricot, S., Cruveiller, S., Bouzon, M. and Mutzel, R. (2011), Chemical Evolution of a Bacterium’s Genome. Angewandte Chemie International Edition, 50:
n/a. doi: 10.1002/anie.201100535

Thymine Replacement Directs Bacterium DNA Evolution

An international team of researchers has now succeeded in generating a bacterium possessing a DNA in which thymine is replaced by the synthetic building block 5-Chlorouracil, a substance toxic for other organisms.

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