iGEM 2012 Latin America: Nossa Apresentação e Pôsteres

Nossa Apresentação

nossa apresentação 2

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)

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.

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.

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!

apresentando o poster

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.

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: Nossos Projetos

animação total

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)!

no bolt

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!

Explicação do Plug&Play

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.

esquema comparação neurônio - pop english
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!

Certificado iGEM 2012

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!

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!

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