Jamboré Brasil!

Jamboré

Quem diria. A um ano atrás estávamos nós fazendo vaquinha virtual pra levar o Brasil para a competição internacional de máquinas geneticamente modificadas e hoje, ainda na luta, podemos compartilhar o fardo herdado da Unicamp de representar a ciência tupiniquim no iGEM. Que lindo isso.

Mais lindo ainda √© que as equipes de Manaus, Belo Horizonte e S√£o Paulo s√£o amiguinhas! Numa das competi√ß√Ķes mais bizarras do mundo (o iGEM) o conceito de competi√ß√£o tamb√©m √© “distorcido”: ganha mais quem colabora mais – o “distorcido” deveria ser exatamente o contr√°rio na ci√™ncia mundial hoje em dia, mas deixa pra l√°! E √© por isso que n√≥s vamos nos reunir no primeiro encontro nacional de equipes do iGEM: para trocar experi√™ncias, fazer networking, se conhecer melhor e conversar bastante sobre coisas nerds, como Biologia Sint√©tica, √© claro. Afinal, a gente faz o que a gente ama, n√£o √© mesmo!?

Enfim! N√≥s das equipes do Brasil, que estamos aqui na ra√ßa, na gana, na teimosia pra fazer um Brasil e, “de tabela”, um mundo melhor, abrimos esse encontro de jovens interdisciplinares e amantes de biotecnologia para todo mundo! Sim, aqui na USP, em S√£o Paulo! √Č o “Jambor√©”! Porque Jamboree √© “nas gringa” [fora do pa√≠s], aqui √© Jambor√©!

Local e Data

Tudo vai acontecer neste s√°bado, dia 17 de Agosto, no Instituto de Qu√≠mica, no famigerado “Queijinho” (ou, Complexo Ana Rosa Kucinski, como foi rebatizado recentemente), sala A2. Veja o mapa aqui:

Visualizar Jamboré! em um mapa maior

Cronograma

As atividades v√£o ser de manh√£ e a tarde. Atividades infinitas!

Hor√°rio Atividade
10H – 10:30H Abertura: “Biologia Sint√©tica, iGEM e Brasil”
10:30 Р12:00 Apresentação dos projetos brasileiros no iGEM 2013
12H Р14H Almoço
14H Р15:30H Play-teste de Jogo de Cartas sobre Biologia Sintética
15:30H – 15:50H Coffee-Break
15:50H Р17H Mesa Redonda sobre a formação das equipes do iGEM no Brasil

 

Pessoas de todas as √°reas s√£o bem vindas. Aqui interdisciplinariedade (e discuss√Ķes estranhas) s√£o nossa especialidade. N√£o esperamos que voc√™ saiba nada de Biologia Molecular ou modelagem matem√°tica, para qualquer d√ļvida n√≥s vamos estar ali para ajudar. Ou a piorar. Depende do ponto de vista.

O evento é aberto a todos fora e dentro da comunidade USP. Então se quiser um programa nerd de qualidade esse final de semana, venha para a Cidade Universitária!

iGEM 2012 Latin America: Aquilo que realmente importa

f√ļria de maca

La f√ļria de Macarena en Bogot√°!

Esse √© o quarto e √ļltimo post da minha prolixa descri√ß√£o de como foi a fase da Am√©rica Latina do iGEM de 2012. Quatro posts s√£o at√© pequenos para realmente explicar tudo o que aprendemos e o que √© realmente importante nisso tudo, mas espero que esses posts possam servir como refer√™ncia para futuros times do iGEM na organiza√ß√£o de suas equipes para competi√ß√Ķes futuras – pelo menos eu espero que hajam mais times brasileiros nos iGEMs futuros! Haha!

Os “finalmentes” da Competi√ß√£o

Festa

A organiza√ß√£o colombiana foi realmente muito boa. Al√©m do fato da Universidade dos Andes ter uma das melhores infra-estruturas que j√° vi em uma universidade, a organiza√ß√£o do iGEM latino criou um grupo de volunt√°rios sensacional que possibilitou muitas coisas legais durante o Jamboree. Uma dessas coisas foi uma festa logo ap√≥s a apresenta√ß√£o dos p√īsteres em um dos lugares mais malucos que j√° vimos: o bar/baladinha/restaurante/”campo recreativo”/churrascaria “Andres carne de res“, que fica em Chia, uma cidade perto de Bogot√°.

Mauro A. Fuentes çlvarez

Um exemplo da “maluquice” do Andres carne de res

Esse lugar √© completamente maluco porque parece uma pintura viva de Salvador Dal√≠: cheia de coisas nonsense que ao mesmo tempo pareciam ter um sentido maluco obscuro. As mesas, ao inv√©s de n√ļmeros, t√™m nomes. Os gar√ßons e gar√ßonetes usavam um avental marrom propositalmente remendado que parecia ter sido emprestado de um a√ßougue. E o mais bizarro (e engra√ßado) de tudo: a cada meia hora os banheiros masculino e feminino invertiam a restri√ß√£o de g√™nero; ent√£o se voc√™ foi em um banheiro em um momento e quiser ir de novo depois, √© preciso checar se ele ainda √© masculino/feminino (dependendo do seu sexo, √© claro) antes de entrar. Craziness! Eu poderia fazer um post s√≥ sobre esse lugar! Mas o que realmente importa aqui √© pudemos interagir bem melhor e conhecer mais pessoalmente os outros participantes da Am√©rica latina do iGEM. A organiza√ß√£o acertou em cheio em um lugar para impressionar os estrangeiros.

Cerim√īnia de Premia√ß√£o

Depois de termos feito uma t√≠pica e inc√īmoda barulheira-no-fundo-do-buz√£o brasileira na volta da festa (com direito a “fulano-roubou-p√£o-na-casa-do-jo√£o”), 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 apresenta√ß√£o de v√≠deos dos projetos do iGEM e depois algo que me foi particularmente constrangedor: cada time escolhia um hombre e uma mujer para ir ao palco dan√ßar um dos ritmos latinos caracter√≠stico da col√īmbia (n√£o sei diferenciar qual porque para mim todos s√£o iguais). Adivinha quem o Brasil escolheu… Por motivos de preserva√ß√£o de imagem, vou me limitar apenas uma foto do ocorrido e n√£o o material de chantagem que meus colegas filmaram.

Baila Macarena!

Baila Macarena!

¬†Ah! S√≥ um detalhe: intencionalmente ou n√£o, eles escolheram um par para dan√ßar justamente de pa√≠ses¬† com praticamente nada a ver com os ritmos que os outros representantes da Am√©rica latina compartilhavam: Brasil e Argentina! Samba e Tango! Nada a ver com “os mambos”! E ainda de pa√≠ses rivais no futebol!

¬†¬†Pois bem. Depois desse pre√Ęmbulo vexaminoso, a organiza√ß√£o (por algum motivo obscuro) ficou adiando constantemente o an√ļncio das medalhas, nos dizendo para termos paci√™ncia e esperarmos um pouco. Isso s√≥ serviu para escancarar a ansiedade nos olhos e nas conversas paralelas do grupo brasileiro. Como eu tinha dito no primeiro post,¬† eu sinceramente n√£o achava que levar√≠amos ouro. Acho que alguns do time tamb√©m n√£o, mas naqueles momentos vivos da cerim√īnia de premia√ß√£o a vontade de querer acreditar que era poss√≠vel se inflava. Eu me controlava para ser racional e me apegar a uma s√©rie de pensamentos que havia tecido em momentos de menor tens√£o. 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 rea√ß√£o 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 j√° esper√°vamos (e que relatei nesse post aqui). Confira os resultado abaixo:

Finalistas

O an√ļncio dos finalistas veio em um slide s√≥ e com todo o sensacionalismo que tem direito: uma anima√ß√£o para cada time sendo mostrado entre as quatro classifica√ß√Ķes poss√≠veis: ouro, prata, bronze e no medal.

Naqueles segundos entre uma revela√ß√£o e outra, o meu c√©rebro fez aquilo que os c√©rebros adoram fazer com os humanos em momentos decisivos: passar um inconveniente filminho de acontecimentos e sensa√ß√Ķes que nos levou at√© ali. Pensei no crowdfunding. Pensei em quando o Mateus teve que deixar o grupo para trabalhar na Braskem. Pensei nas reuni√Ķes quase “miadas” que organizei. Pensei em como eu me agarrei t√£o forte e teimosamente √†quele sonho depois que sa√≠ do Ci√™ncias Moleculares. Pensei nos dias decisivos em que consegui juntar ao barco pessoas important√≠ssimas para o grupo. Pensei nos problemas de laborat√≥rio. Pensei nas discuss√Ķes. Pensei nas jogadas de cintura para resolver os problemas que encontr√°vamos. Pensei nos nossos erros. Pensei em tudo o que tivemos que fazer para conseguir dinheiro para a viagem. Pensei que represent√°vamos universidades cheias de renome. Pensei que represent√°vamos o Brasil. Pensei no que significava estar ali n√£o s√≥ pra mim, mas para todos os outros malucos que foram comigo at√© l√°. Pensei que √©ramos 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 cerim√īnia eu via em muitos rostos aquela caracter√≠stica cara de digest√£o mental de pensamentos. Essa cara s√≥ ganhou outro molde na tradicional foto do Jamboree, onde todos os times posam para uma √ļnica 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.

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Nós e o time panamenho.

Nós e os chilenos e argentinos - viva el Mercosul!

Nós e os chilenos e argentinos Рviva 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 ju√≠za brasileira da competi√ß√£o, Tie Koide. Simp√°tica, ela respondeu a todos os questionamentos sobre o julgamento dos times que povoaram a mente do grupo ap√≥s a cerim√īnia de premia√ß√£o. Algumas (n√£o todas) confirma√ß√Ķes 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-n√£o-entendeu-nada que nos apareceu p√≥s apresenta√ß√£o foi realmente vista como se n√≥s n√£o soub√©ssemos o que est√°vamos fazendo.

J√° algumas coisas que n√£o corresponderam ao que esper√°vamos foram:

  • N√£o, a Human Practices n√£o estava OK. Acho que o que fizemos com o Blog e o Clube de Biologia Sint√©tica foi sensacional nos par√Ęmetros brasileiros, mas se olhando no par√Ęmetro internacional n√£o √© grande coisa. Talvez tenhamos sofrido com um pouco de descontextualiza√ß√£o: um site sobre Biologia Sint√©tica (o synbiobrasil) em um pa√≠s que praticamente n√£o tem nada disso causa bem mais impacto do que um site em um pa√≠s que j√° faz algo do tipo, como nos EUA por exemplo. Apesar disso eu concordo que dever√≠amos ter nos preocupado mais com essa parte.
  • A modelagem ficou OK, mas poderia ser melhor. O que eles est√£o procurando mesmo √© algo al√©m de equa√ß√Ķes diferenciais. N√£o fomos t√£o bem como poder√≠amos por uma certa ingenuidade em n√£o 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 s√£o 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 cerim√īnia de premia√ß√£o: o que diabos est√° se passando na cabe√ßa de todos!? Quando perguntei o que significou o iGEM para as pessoas do grupo, algumas pessoas disseram que era essa a √ļnica coisa que ainda a motivava a estar na universidade. Em meio a centenas de aulas meramente contemplativas, inicia√ß√Ķes cient√≠ficas desestimulantes (em que o aluno recebe o projeto pronto e n√£o tem liberdade de criar e fazer algo “seu” – dentro dos limites e a tem√°tica do lab em quest√£o, √© 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 prop√≥sito dentro da faculdade, de estimul√°-los a estudar, a criar, a fazer! Tamb√©m achei interessante que algumas pessoas s√≥ foram realmente entender o que √© o iGEM e todo o seu impacto s√≥ quando estavam l√° em Bogot√°.

O que realmente importa: as pessoas!

O que realmente importa: as pessoas!

Essa reuni√£o foi uma das reuni√Ķes mais importantes do Clube de Biologia Sint√©tica. Nela, ficou bem claro pra mim o que realmente importa – aquilo que √†s vezes se perde em meio ao stress e a prazos apertados. Como o Carlos¬†j√° havia me dito antes (mas s√≥ nesse momento percebi de verdade), a grande ideia do projeto em lab √© fazer as pessoas aprenderem e se desenvolverem como cientistas. O que vier al√©m disso √© lucro. Contudo o essencial √© isso: as pessoas. N√£o importa a medalha, a wiki, a apresenta√ß√£o, os experimentos e tudo mais se o que fazemos n√£o atinge direta ou indiretamente as pessoas, se n√£o √© uma oportunidade de mudar e gerar pessoas com capacidade de mudan√ßa.

Esperamos continuar a ser aquilo que fomos (e tentar melhorar um pouquinho mais!): teimosos, questionadores e pr√≥-ativos. Talvez assim consigamos manter acesa a chama da oportunidade de poder fazer algo diferente na academia, algo “com as pr√≥prias m√£os”, algo em busca de resultados. N√£o 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.

iGEM 2012 Latin America: Nossos Projetos

animação total

Alguns meses a menos de vida para cada um dos dois

Depois de dias no laborat√≥rio, noites mal dormidas (vide foto acima), muita teimosia, discuss√Ķes (construtivas e n√£o construtivas)¬† e principalmente com um pequeno “salto de f√©”, n√≥s conseguimos representar o Brasil na competi√ß√£o internacional de m√°quinas geneticamente modificadas de 2012 (para saber mais do iGEM, veja esse post¬†e esse outro aqui)!

no bolt

The crew

Antes de falar como foi a experi√™ncia, a viagem e tudo mais (pr√≥ximo post!), vamos falar nesse post sobre o que diabos fomos apresentar l√° na Col√īmbia , como √© o julgamento dos projetos e o que n√≥s conseguimos/esper√°vamos conseguir.

Projetos

Fomos para a competi√ß√£o com dois projetos¬† (o que pode ser entendido desde como algo “arriscado” ou “ousado”, at√© a “completamente insano”) que j√° haviamos comentado no blog¬†bem antes mesmo de colocarmos a “m√£o na massa” em laborat√≥rio. A grande estrat√©gia foi ter um dos projetos bem fact√≠vel, que nos daria uma maior certeza de resultados positivos, e um projeto mais ambicioso, que nos destacaria entre os demais por sua inova√ß√£o e criatividade – mas que a chance de dar certo n√£o era l√° assim t√£o boa quanto a do outro projeto.

Levamos para o Jamboree (palavra em ingl√™s que significa algo como “reuni√£o de celebra√ß√£o”) o projeto “Plam√≠deo Plug’nPlay” – o fact√≠vel – e o “Rede de Mem√≥ria Associativa usando Bact√©rias” – o ambicioso.

Plug’nPlay

Basicamente, o Plasm√≠deo Plug’nPlay √© uma maneira mais espertinha de se pegar um gene qualquer e coloc√°-lo para ser expresso dentro de uma bact√©ria. Para quem entende melhor do assunto, ao se explicar o projeto o nome de outros sistemas comerciais podem vir √† cabe√ßa – como o m√©todo Gateway, TOPO¬†e o In-Fusion¬†– mas a grande ideia √©: se voc√™ tem um gene que quer clonar (ser expresso em algum ser vivo), basta fazer um PCR dele (milh√Ķes de c√≥pias do dito cujo) e seguir o protocolo de transforma√ß√£o, como se os pequenos peda√ßos de DNA lineares fossem um plasm√≠deo. O plasm√≠deo Plug’nPlay (j√° presente dentro da bact√©ria) cria uma maquinaria para reconhecer esse produto de PCR e inseri-lo no pr√≥prio vetor. A grande vantagem desse m√©todo √© que n√£o existem certos passos que consomem um tempo desnecess√°rio, como certas rea√ß√Ķes in vitro presentes nos tr√™s m√©todos citados anteriormente. A E.coli faz tudo isso por voc√™!

Explicação do Plug&Play

Quando j√° est√°vamos come√ßando a fazer os experimentos, descobrimos um m√©todo lan√ßado recentemente pela empresa GenTarget, o m√©todo Eco PCR, que faz EXATAMENTE a mesma coisa: PCR e transforma√ß√£o – dois passos: “Plug” e “Play”. Contudo, existem duas diferen√ßas entre o Plug’nPlay e o Eco:

  • o Plasm√≠deo Plug’nPlay usa uma recombinase, enquanto o Eco PCR usa recombina√ß√£o hom√≥loga;
  • o Plug’nPlay √© Open Source!

Conseguimos resultados bem legais com esse projeto, mostrando uma prova de conceito que indicava a recombina√ß√£o do produto de PCR com o Plasm√≠deo 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: bact√©rias podem se comportar como neur√īnios para manter e lembrar uma mem√≥ria!?

Toda dificuldade em explicar esse projeto est√° em tentar responder essa pergunta. H√° v√°rias “subperguntas” a serem respondidas dentro dessa, como: o que √© (pragmaticamente) um neur√īnio!? O que √© uma mem√≥ria? Como √© armazenada? Como se resgata uma mem√≥ria!?

A mem√≥ria do nosso c√©rebro n√£o existe em “um neur√īnio”, e nem mesmo fica dividida literalmente em pedacinhos dentro de v√°rios neur√īnios (pode at√© ser de fato, dependendo de como voc√™ interpreta “dividir em pedacinhos”). Ela √© “sist√™mica”, o que significa que voc√™ s√≥ consegue alcan√ßar sua mem√≥ria se todo um grupo de neur√īnios se comportar de uma maneira espec√≠fica – ativando e/ou inibindo outros neur√īnios da rede.

esquema compara√ß√£o neur√īnio - pop english
Enfim, essa √© a ideia do projeto: fazer popula√ß√Ķes de bact√©rias se comportarem como um neur√īnio, podendo ser “excitadas” ou “inibidas”, e podendo “excitar” ou “inibir” outras popula√ß√Ķes – igual ao que um neur√īnio faz com outros neur√īnios. A(s) mem√≥ria(s) seria(m) definida(s) quando “program√°ssemos” geneticamente as popula√ß√Ķes para interagir entre si.

Se tiv√©ssemos conseguido produzir isso completamente, ter√≠amos a base para construir uma rede de comunica√ß√£o entre as popula√ß√Ķes de bact√©rias, que seria an√°loga a uma rede de comunica√ß√£o entre neur√īnios. √Ä partir da√≠, seria poss√≠vel criar um sistema que, dado um padr√£o de est√≠mulo de popula√ß√Ķes inicial, poderia associar esse est√≠mulo a uma das mem√≥rias do padr√£o de comunica√ß√£o entre as popula√ß√Ķes, que j√° tinham sido “pr√©-programadas” com a mem√≥ria.

Complicado n√©!? E s√≥ descrevi bem brevemente a ideia. Imagine ter que apresentar toda essa densidade de conte√ļdo em menos de 10 min!? E olha que eu nem mencionei o modelo de Hopfield para redes neurais, o aparato que ter√≠amos que testar para ver o sistema funcionando e muito menos como funciona o sistema de Quorum Sensing. Acho que at√© mesmo Steve Jobs teria dificuldade em vender essa ideia.

Apesar de n√£o termos conseguido finalizar as constru√ß√Ķes para realizar os experimentos, conseguimos fazer uma modelagem interessante do sistema, que mostra que para¬†dois neur√īnios, h√° teoricamente¬†quatro¬†pontos de equil√≠brio do sistema, o que indica ‚Äď pelo menos teoricamente ‚Äď que h√° o armazenamento¬†das quatro¬†mem√≥rias distintas num sistema simplificado. Na verdade, faltou fazer a an√°lise da estabilidade desses pontos de equil√≠brio, mas isso √© outra hist√≥ria.

Se tudo o que planejamos desse hipoteticamente certo, poder√≠amos ter criado a prova de conceito para um sistema de auto-monitoramento de biorreatores, em que quantidades espec√≠ficas de subst√Ęncias seriam mantidas nas devidas propor√ß√Ķes atrav√©s de um sistema de mem√≥ria associativa que reestabeleceria sempre as concentra√ß√Ķes das subst√Ęncias em quest√£o, caso haja alguma altera√ß√£o devido √† fatores aleat√≥rios do cultivo. Veja uma explica√ß√£o melhor do projeto e at√© onde chegamos atrav√©s da nossa wiki.

Resultados

Apesar de n√£o 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!

Certificado iGEM 2012

Para o incauto viajante, pode parecer claro que isso n√£o √© um bom resultado. Afinal “merec√≠amos ouro!”, “o time √© da USP!” (ohh!), “a Unicamp foi melhor antes!”…

Particularmente, eu j√° esparava que o ouro fosse pouco prov√°vel. N√£o porque somos ruins, mas porque h√° uma condi√ß√£o necess√°ria para levar o t√≠tulo √°ureo: a melhoria de novas partes e/ou novos devices (que s√£o novas combina√ß√Ķes de BioBricks j√° 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 sintetiz√°-los, o que agiliza muito o processo de redesign de BioBricks e viabiliza constru√ß√Ķes muito grandes. N√£o t√≠nhamos verba o suficiente para a s√≠ntese, o que dificultava muito a cria√ß√£o de um device novo funcional, que seria constru√≠do no projeto de Mem√≥ria Associativa. √Č l√≥gico que existem outros fatores envolvidos para ganhar a classifica√ß√£o de medalha de ouro, mas escolhendo um como principal – aquele que, se diferente, poderia mudar bastante coisa – acho que seria esse: s√≠ntese de DNA. Infelizmente os devices do Plug’nPlay que constru√≠mos n√£o foram considerados como “improvements”, mas apenas como uma caracteriza√ß√£o funcional de uma nova parte/design. ūüôĀ

Portanto, para mim, a briga estava mesmo se √≠amos levar prata ou bronze, porque ainda precis√°vamos de mais um dado para mostrar com um maior grau de “inequivocidade” que o Plug’nPlay funcionou. Mas parece que conseguimos convencer os ju√≠zes. ūüėÄ

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!

O que vale mesmo é o Delta!

Tudo come√ßou no in√≠cio de 2011, e depois recome√ßou no segundo semestre do mesmo ano √† partir do zero (pra n√£o dizer √† partir do “negativo”). N√£o t√≠nhamos nada al√©m 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, gest√£o de pessoas, planejamento, an√°lise de viabilidade de projetos, web design,¬† programa√ß√£o, resolu√ß√£o de problemas do dia-a-dia em laborat√≥rio… Enfim, fizemos muitas coisas que muita gente duvidava no in√≠cio de tudo – acho que at√© eu duvidava!

Outras coisa menos subjetivas que aprendemos principalmente através do feedback que recebemos dos juízes Рe que podem ajudar futuros times brasileiros do iGEM Рforam:

  • Os BioBricks s√£o o foco, o resto do projeto em si √© apenas o complemento da caracteriza√ß√£o deles.
  • Os projetos que v√£o al√©m da mera caracteriza√ß√£o dos BioBricks s√£o os de mais sucesso – parece contradi√ß√£o com a conclus√£o anterior, mas n√£o √©: experimentos de caracteriza√ß√£o e experimentos de funcionalidade de um projeto devem ser complementares; os dois n√£o s√£o sempre necessariamente a mesma coisa.
  • Apresente a apresenta√ß√£o do Jamboree para o maior n√ļmero de pessoas poss√≠vel (de prefer√™ncias professores da √°rea) antes da apresenta√ß√£o fat√≠dica: assim voc√™ consegue imaginar todas as perguntas poss√≠veis que podem fazer para seu projeto – na verdade, isso vale para qualquer apresenta√ß√£o importante na sua vida.
  • Na modelagem: v√° al√©m de equa√ß√Ķes 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 INGL√äS e n√£o ESPANHOL¬† no Jamboree da Am√©rica Latina(importante!) – haha.
  • Nunca, em hipotese alguma, JAMAIS preencha os documentos de inscri√ß√£o/submiss√£o de partes com pressa ou sem aten√ß√£o. Esse ano houve um time mexicano que n√£o medalhou por falhar nesse quesito.

Futuro dos Projetos

Como parte da iniciativa do Clube de Biologia Sint√©tica, queremos estimular a cria√ß√£o de projetos em Biologia Sint√©tica n√£o unicamente para o iGEM, mas para virarem publica√ß√Ķes cient√≠ficas ou empreendimentos mesmo. A competi√ß√£o √© uma √≥tima plataforma para testes piloto de projetos e ideias, principalmente por contar com o acervo dos BioBricks e com a intera√ß√£o da comunidade internacional envolvida na √°rea. Por isso, faz parte do nosso trabalho levar esses projetos al√©m, fazer com que cheguem at√© ao “produto final”.

O plasm√≠deo Plug’nPlay ainda est√° sendo desenvolvido e testado no GaTE Lab¬†visando futuras aplica√ß√Ķes comerciais. O projeto de Redes est√° engavetado at√© definirmos o projeto do iGEM do ano que vem, mas h√° 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 mem√≥ria associativa com bact√©rias funcionar – muitos acharam interessant√≠ssimo o nosso projeto no Jamboree, foi muito estimulador.

No pr√≥ximo post vou falar de como foi a viagem a Bogot√° e quais foram as impress√Ķes da competi√ß√£o para o √ļnico time tupiniquim deste ano. iGEM 2012 Latin America: Estivemos l√°!

Enquanto isso, vejam nos comentários aí embaixo se meus comapnheiros concordam comigo sobre esse post (não me deixem no vácuo)! Hahaha! Até!

Brasil no iGEM

Para quem acha, n√£o somos o primeiro grupo a ambicionar ir a um evento do iGEM. L√° pelos idos de 2009 o Brasil participou pela primeira vez da competi√ß√£o representado pela Unicamp, conseguindo trazer aqui para o lado de baixo do hemisf√©rio uma medalha de ouro j√° “de cara”, equiparando-se √†s universidades mais renomadas do mundo, como Cambridge, Harvard e outras.

Sob o projeto intitulado “Microguards”, o time brasileiro criou um mecanismo de transforma√ß√£o de E.Coli’s e de leveduras¬† (S. Cerevisiae) em “micro guardas”, que atacam bact√©rias contaminantes de biorreatores de etanol, no caso as bact√©rias do g√™nero Lactobacillus (do tipo daquelas que regulam a sua a√ß√£o intestinal quando voc√™ bebe o seu leite fermentado – Yakult, Chamyto, e etc -). Usar um mecanismo como esse na ind√ļstria brasileira evitaria o atual desperd√≠cio de milhares de litros de √°lcool que deixam de ser produzidos por causa do a√ß√ļcar consumido pelos microorganismos invasores nos bioreatores de etanol. Cerca de 5 √† 10 % da produ√ß√£o √© desperdi√ßada por causa desses ladr√Ķezinhos.

O Mecanismo

Reconhecimento

“ColiGuards”

Criando uma esp√©cie de “sistema imune de bioreatores”, duas linhagens de E.coli’s s√£o criadas no meio de cultivo: a linhagem natural chamada de workers linage e a linhagem de “microguards”, ou killers linage; a popula√ß√£o dos dois tipos de linhagem varia dependendo do grau de contamina√ß√£o do meio, ou seja, quando n√£o h√° contaminantes, muito poucas bact√©rias workers transformam-se em killers e vice-versa.

A transforma√ß√£o em killers √© ativada por, um metab√≥lito secund√°rio de quorum sensing, AI-2 (se quiser saber mais clique aqui),¬† que √© liberado tanto pela bact√©ria contaminante quanto pelas E.Coli’s selvagens, √© reconhecido pelas E.Coli workers, que n√£o produzem AI-2, o que as induz a diferenciarem-se em killers. Al√©m disso elas podem detectar os contaminates atrav√©s da conjuga√ß√£o bacteriana¬†com os microorganismos invasores, abilidade que s√≥ as killers passam a ter no processo de diferencia√ß√£o, utilizando-a apenas naqueles microorganismos que possuem um plasm√≠deo diferente do seu (veja “recognition by conjugation” aqui).

“YeastGuards”

Para as Leveduras o mecanismo de reconhecimento da presen√ßa de contaminantes √© um pouco mais simples: a produ√ß√£o de lactato provinda do consumo de a√ß√ļcar dos Lactobacillus √© utilizada para ativar gatilhos g√™nicos – o que somente √© poss√≠vel atrav√©s da sensibiliza√ß√£o das leveduras ao lactato, utilizando uma permease expressa pela levedura para facilitar sua incorpora√ß√£o √† c√©lula – que induzem um ataque aos contaminantes.

Diferenciação

Os brasileiros aproveitaram o elegante design feito pelo time franc√™s da universidade de Paris no iGEM de 2007 para cria√ß√£o de um sistema de diferencia√ß√£o das E.Coli’s em microguards. Com a atua√ß√£o de uma recombinase (a cre recombinase),¬† parte dos genes do plasm√≠deo que transforma o microorganismo sofre excis√£o, tornando-se um pequeno peda√ßo de DNA circular com baixa taxa de atividade e sem origem de replica√ß√£o, enquanto os outros genes que permaneceram no plasm√≠deo passam a se tornar ativos devido ao seu reposicionamento na fita de DNA logo ap√≥s um promotor, como pode ser visto na imagem logo abaixo:

Lox71 e lox66 s√£o os s√≠tios do DNA onde atuam as cre recombinases (atua√ß√£o simbolizada pelo raio vermelho). Ap√≥s sua a√ß√£o, os genes ap√≥s as regi√Ķes de termina√ß√£o (T) s√£o reposicionados - no caso do exemplo o gene dapA - pr√≥ximos ao promotor que antes era da regi√£o excisionada (na imagem o promotor Tet), e por isso tornam-se ativos.

O controle populacional dos microorganismos killers √© mantido atrav√©s do gene ftsK da imagem acima: um gene que produz uma prote√≠na determinante na divis√£o celular, sendo uma “m√°quina literal de segrega√ß√£o de cromossomos”.¬†Dessa maneira, evita-se que a popula√ß√£o de killers cres√ßa demais e se torne um “tiro pela culatra”, diminuindo a produ√ß√£o de etanol.

Outro aspecto bastante interessante da constru√ß√£o das ColiGuards √© o mecanismo de controle de uma popula√ß√£o basal de killers em um biorreator n√£o contaminado. Eles usaram uma criativa constru√ß√£o feita por outro time do iGEM, o de Caltech de 2008, que se aproveitou de uma “falha” da atividade da DNA-polimerase para randomizar a express√£o de um gene em uma popula√ß√£o bacteriana. Essa “falha” √© a caracter√≠stica que a polimerase possui de ignorar ou repetir algumas sequ√™ncias de nucleot√≠deos que s√£o repetidas longamente no c√≥digo, produzindo uma c√≥pia de DNA com um n√ļmero vari√°vel dessas repeti√ß√Ķes (fen√īmeno chamado de SSM, do ingl√™s: slipped-strand mispairing), a consequ√™ncia disso √© que a sequ√™ncia codificadora (o gene) pode ser deslocada da posi√ß√£o correta em rela√ß√£o ao seu start codon se as repeti√ß√Ķes n√£o forem m√ļltiplas de 3 (porque cada c√≥don √© constitu√≠do de 3 nucleot√≠deos), e assim a tradu√ß√£o n√£o √© feita corretamente. Veja figura abaixo:

As letras mai√ļsculas correspondem cada uma a um amino√°cido, traduzido por um c√≥don (grupo de tr√™s nucleot√≠deos). ATG √© o start codon e TAA √© um codon de parada formado pelo deslocamento da sequ√™ncia codificadora. Repare que ap√≥s uma SSM, uma repeti√ß√£o foi omitida.

Assim, as replica√ß√Ķes de DNA que tiverem as repeti√ß√Ķes m√ļltiplas ATGC m√ļltiplas de tr√™s, ter√£o o ajuste correto da regi√£o codificadora em rela√ß√£o ao start c√≥don e a tradu√ß√£o correta da cre recombinase ser√° poss√≠vel:

Alguns tipos de Slipped Strand Mutation que podem acontecer na população de E.Coli's.

Como esse tipo de erro da DNA-polimerase n√£o √© t√£o frequente, apenas uma pequena parte da popula√ß√£o se diferenciar√° em killer se as repeti√ß√Ķes forem colocadas antes do gene da cre recombinase.

Para diferenciar bactérias workers na vizinhança de contaminantes, todos os microguards possuem uma outra cópia do gene recombinase, mas controlado por um promotor sensível ao AI2 liberado pelos Lactobacillus e pelas Coliguards quando detectam a presença dos invasores (figura ao lado).

Mecanismo de Ataque

Os mecanismos de ataque aos contaminantes que os Microguards possuem s√£o divididos em tr√™s tipos: a¬†libera√ß√£o de subst√Ęncias nocivas ao¬† Lactobacillus, a conjuga√ß√£o de um plasm√≠deo contendo genes que provocam a morte celular do invasor, e a estrat√©gia kamikaze: quando se libera uma grande quantidade de subst√Ęncias que s√£o nocivas ao Lactobacillus e levam o microorganismo √† lise (ver figura abaixo). A Yeastguard possui em seu arsenal somente o primeiro mecanismo, enquanto a Coliguard disp√Ķe dos tr√™s no combate aos invasores. Essa desigualdade beligerante entre os dois microorganismos, segundo o pr√≥prio grupo (veja a parte dois do v√≠deo no final do post), n√£o foi uma discrimina√ß√£o proposital √†s Leveduras: se deu mais √† falta de tempo para implantar e documentar a maquinaria funcionando nas Leveduras at√© o congelamento da wiki do grupo. Competi√ß√Ķes t√™m dessas coisas!

A constru√ß√£o desses mecanismos de ataque aproveitou-se da maior diferen√ßa estrutural entre as E.coli’s e¬†Leveduras, e o Lactobacillus:¬† a coli √© uma bact√©ria Gram negativa (possui duas membranas celulares, existindo entre elas uma fina parede celular) e o invasor √© Gram positivo (possui apenas uma parede celular no exterior e uma membrana celular interior do compartimento celular), enquanto a parede celular das leveduras √© constitu√≠da de carbohidratos, diferentemente dos pept√≠deoglicanos¬†do contaminante. Sabendo disso, o grupo resolveu expressar subst√Ęncias que ataquem a parede celular de pept√≠deoglicanos exposta dos¬† Lactobacillus e encontraram as lisozimas como a arma perfeita para isso, sendo usadas tanto na secre√ß√£o como no m√©todo kamikaze.

O grande problema dos m√©todos de secre√ß√£o √© que eles podem se comportar como contaminantes, al√©m da consequente redu√ß√£o do grau de efetividade da enzima durante o tempo devido √† sele√ß√£o natural. A solu√ß√£o encontrada para esse problema foi a conjuga√ß√£o de um plasm√≠deo (lembrando que somente as killers t√™m a abilidade de conjuga√ß√£o!) com o gene de uma endonuclease, a colicina, destruindo os Lactobacillus “por dentro”. Para que as pr√≥prias E.coli’s n√£o fossem afetadas por esse gene letal, foi inserido um gene de resist√™ncia que torna a express√£o de colicina inofensiva √†s Coliguards.

iGEM 2009

Melhor do que descrever como foi o projeto, nada melhor do que as próprias pessoas que participaram do evento para explicarem o que fizeram! Confira a apresentação do grupo brasileiro no Jamboree realizado em 2009 no MIT:

E nesse ano h√° outro time em associa√ß√£o com a universidade francesa de Saint-Etienne, com o projeto intitulado “Stress Wars”. Confira o que j√° est√° sendo feito nesse novo projeto franco-tupiniquim grupo junto aos outros links interessantes logo abaixo:

E a USP? Quando entrará nessa também!?
Aguardemos!