Synbio na terra da Mafalda

Autor: Ivan Lavander, estudante de Ciências Biológicas РUSP

Entre os dias 16 e 22 de abril rolou um curso introdutório de biologia sintética, o primeiro desse tipo na America Latina, hosteado pela Universidade de Buenos Aires e financiado pela Organização Europeia de Biologia Molecular (EMBO). Eu fui um dos participantes selecionados, e vou divulgar numa série de posts um pouco do que rolou por lá =)
Esse √© um primeiro post sumarizando o curso, e os pr√≥ximos posts com a sigla¬†[SBAr]¬†se referem ao conte√ļdo do curso!

Estrutura do Curso¬†– O curso se focou em introduzir os participantes nos principais m√©todos, estrat√©gias e desafios do synbio. Mesmo nessa fase inicial, algumas id√©ias e principios j√° se definem como parte essencial da biologia sint√©tica, incluindo quatro principais t√≥picos: estrat√©gias bottom-up, top-down, algumas filosofias malucas sobre biobricks e aplica√ß√Ķes. Durante o curso, esses t√≥picos e seus respectivos objetivos foram distribu√≠dos abordados da seguinte forma:

(1)   Da complexidade natural à artificial;

Antes de desenvolver novos circuitos, √© preciso se entender a organiza√ß√†o e ‚Äúrobustez‚ÄĚ dos circuitos naturais. Integrar os dados de bancos de dados, assim como o montante de dados gerados por tecnologias de ‚Äúhigh throughput‚ÄĚ, que geram quantidades absurdas de dados, possibilitam observar com grande profundidade a din√Ęnica do genoma, transcriptoma, proteoma, metaboloma e suas intera√ß√Ķes. Como selecionar e aplicar essa montanha de informa√ß√£o origin√°ria da natureza e quais m√©todos devem ser utilizados para otimizar essas redes de informa√ß√£o em circuitos sint√©ticos?

(2)   Estratégias bottom-up;

Bottom-up, ou ‚Äúde baixo pra cima‚ÄĚ, √© a estrat√©gia usado pra construir coisas com legos: usar partes intercambiaveis e bem conhecidas que podem ser utilizadas para se desenvolver sistemas de diferentes complexidades (em contraposi√ß√£o a estrat√©gias top-down, onde mal se conhece o funcionamento do sistema, quanto mais sua complexidade, mas √© preciso regula-lo para combater doen√ßas, por exemplo). Esse jeito bottom-up de fazer synbio √© uma das areas mais revolucion√°rias em synbio, trazendo uma nova vis√£o open source de como produzir ci√™ncia. Assim, tem-se elevado, atrav√©s da constante caracteriza√ß√£o de novas partes biol√≥gicas, a complexidade e potencial de desenvolvimento de novos circuitos biol√≥gicos sint√©ticos pela utiliza√ß√£o desses legos biol√≥gicos.

(3)¬†¬† ‚ÄúLife is computation!‚ÄĚ;

Modelos físicos teóricos predizem e eu não entendo porra nenhuma com bastante precisão sistemas complexos, e tem ajudado a revelar mecanismos antes inimagináveis de controle de expressão gênica. Esses modelos ajudam a guiar o design de circuitos sintéticos e a otimiza-los.

(4)   Interfaces entre circuitos sintéticos e naturais;

Diferente da estrat√©gia bottom-up, alguns circuitos de interesse s√£o extremamente complexos, dependem de fatores externos ou suas ‚Äúpartes‚ÄĚ s√£o pouco conhecidas ‚Äď pelo menos com quanto as diferentes intera√ß√Ķes poss√≠veis. Uma estrat√©gia top-down, ‚Äúde cima pra baixo‚ÄĚ, permite regular sistemas biol√≥gicas sem que cada parte envolvida tenha sido ‚Äúreconstru√≠da‚ÄĚ ou, no m√≠nimo, seja totalmente conhecida como no caso de biobricks. Seria como desativar, ativar ou modular alguma parte pra ver se continua funcionando ou o que deixa de funcionar. E essa √© uma das grandes promessas e revolu√ß√Ķes do synbio: usar circuitos sint√©ticos em interface com circuitos complexos naturais para control√°-los ou modul√°-los.

Os participantes 

A organiza√ß√£o do curso foi feita pelos professores da Universidade de Buenos Aires Dr. Alejandro Nadra, o Dr. Ignacio Sanchez (o nacho!) e o Dr. Raik Gr√ľnberg, da Alemanha, todos advisors do primeiro time argentino do iGEM <http://igem.qb.fcen.uba.ar/site/#page_2/> e que vao ganhar um espa√ßo pr√≥prio num futuro post.

Os palestrantes, Dr. Marc G√ľell, pos doc no Church lab em Harvard, e a Dra. Reshma Shetty, co-fundadora da Ginkgo Bioworks¬†http://ginkgobioworks.com/, uma start up de synbio norte americana, falaram sobre a integra√ß√£o de bancos de dado e otimiza√ß√£o de redes naturais para se criar circuitos artificiais. O Dr. Drew Endy (primeiro coment√°rio: imagina um cara com cara de gringo, segundo: dizem por a√≠ que ele √© ‚Äúo pr√≥ximo steve jobs‚ÄĚ) co-fundador da BioBricks Foundation e um dos idealizadores do iGEM, falou sobre estrat√©gias bottom-up e biobricks¬†ohreally?. O Dr. Roman Jerala (o principal advisor do time da Slovenia que ganhou duas vezes o grand award do iGEM) e a Dra Chirstina Smolke (uma das principais pesquisadoras de switches de RNA e professora de bioengenharia em Stanford) falaram sobre modula√ß√£o de circuitos naturais usando estrat√©gias de top-down (DNA origami, riboswitches, prote√≠nas fusionadas) e o Dr. Thierry Mora e a Dra. Aleksandra Walczak¬†mostrou o que a Fran√ßa tem de melhor, ambos da Ecole Normale Sup√©rieure e do CNRS, falaram sobre modelagem te√≥rica de redes complexas e aspectos te√≥ricos do design de circuitos g√™nicos.

Mais informa√ß√Ķes:

http://events.embo.org/12-synthetic-biology/