Sequenciamento em Marte

Tem gente que jura j√° ter visto discos voadores e at√© ter entrado em contato com extraterrestres. Verdade ou n√£o, esse √© um assunto que desperta curiosidade em muitos e medo em tantos outros. Ao contr√°rio do imagin√°rio popular, √© prov√°vel que os seres extraterrestres j√° tenham chegado na Terra h√° 4 bilh√Ķes de anos e que n√≥s evoluimos a partir deles. √Č isso o que sugere uma teoria conhecida como¬†panspermia.

Talvez não seja mais necessário esperar por alienígenas visitarem nosso planeta ou uma longa discussão sobre a veracidade dos organismos fossilizados encontrados em meteoritos para confirmar a existência de ETs. Em breve teremos acesso ao código genético de organismos marcianos, de acordo com a proposta de dois cientistas, Craig Venter e Jonathan Rothberg. Ambos estão em uma corrida, embora não declarada oficialmente, para sequenciar o DNA de possíveis formas de vida que existam ou existiram em Marte. Por isso, eles querem uma carona até o planeta vermelho para sequenciar possíveis formas de vida que possam encontrar por lá.

VenterA carona não é para eles, mas para o sequenciador que pretendem enviar. Venter está confiante que
encontrar√° formas de vida que contenham DNA em Marte, como afirmou em uma confer√™ncia da¬†Wired Health¬†no ano passado, em Nova York. Sua equipe est√° desenvolvendo e testando o que ele chama de ‚Äúteletransporte biol√≥gico‚ÄĚ. Um rob√ī que ser√° enviado para Marte capaz sequenciar o DNA encontrado no local, mesmo que seja de uma √ļnica c√©lula, e transmitir a sequ√™ncia do organismo extraterrestre para um computador aqui na Terra. De acordo com ele, testes j√° est√£o sendo feitos no deserto de Mojave, onde cientistas simulam as condi√ß√Ķes de explora√ß√£o do espa√ßo. Com o DNA digitalizado ser√° poss√≠vel ¬†sintetiz√°-lo, injet√°-lo em uma c√©lula universal receptora e dar vida a um ET. A entrevista completa sobre esse assunto pode ser assistida¬†aqui (11:00).

 

Ion Torrent

Correndo em outra frente est√° Jonathan Rothberg, fundador da Ion Torrent, em um projeto financiado ¬† ¬† pela NASA chamado SET-G (The Search for Extra-terrestrial Genomes) tamb√©m pretende sequenciar DNA no planeta vermelho. Para isso ser√° necess√°rio reduzir o tamanho de seu sequenciador de grande sucesso, o Ion¬†Personal Genome Machine, de trinta para apenas tr√™s quilos, viabilizando a viagem de milh√Ķes de quil√īmetros.

Mas por que n√£o trazer uma amostra de Marte? Tessi Kanavarioti, qu√≠mico envolvido no estudo de pedras que vieram da lua na d√©cada de 70, garante: ‚ÄúDevido a possibilidade de contamina√ß√£o, ningu√©m iria acreditar em voc√™‚ÄĚ. Foi o que aconteceu em 1971, quando astronautas da Apollo 12 trouxeram uma c√Ęmera de TV que ficou tr√™s anos na lua. Nela foi encontrada uma √ļnica bact√©ria¬†Streptococcus mitis. Muitos disseram se tratar de uma contamina√ß√£o, embora fosse apenas uma √ļnica bact√©ria. O micro-organismo estava dormente e ganhou vida novamente na Terra. Al√©m da contamina√ß√£o, o sequenciamento em Marte reduziria o tempo para obter essa amostra, caso ela fosse enviada para ser analisada por aqui.

Mas este √© um projeto de alto risco. As mol√©culas de DNA possuem uma meia-vida de 521 anos (tempo que leva para metade das liga√ß√Ķes fosfodi√©ster se romperem), portanto temos que acreditar que exista vida agora em Marte, ou organismos mortos h√° menos de 1,5 milh√Ķes de anos, caso contr√°rio os fragmentos encontrados seriam muito pequenos e n√£o trariam informa√ß√Ķes √ļteis. Al√©m disso, nada garante que as formas de vida que possam existir por l√° tenham os mesmos componentes do nosso DNA.

O espa√ßo parece um local improv√°vel de abrigar formas de vida como conhecemos, seja por conta da baixa temperatura, pouco oxig√™nio ou elevada radia√ß√£o. Mesmo sem foguetes podemos encontrar organismos que vivem em condi√ß√Ķes que n√£o consideramos favor√°veis. Esses organismos s√£o os extrem√≥filos, ou seja, eles adoram condi√ß√Ķes extremas de pH, salinidade, temperatura ou radia√ß√£o. Um caso interessante √© a bact√©ria¬†Deinococcus radiodurans,¬†encontrada vivendo dentro de reatores nucleares. √Č prov√°vel que esses sejam os tipos de organismos que possamos encontrar em outros planetas.

MarteAl√©m de micro-organismos que conseguem sobreviver em condi√ß√Ķes que consideramos extremas, novas
evid√™ncias obtidas pelo rob√ī Curiosity da NASA sugerem que o planeta j√° foi habit√°vel. A an√°lise de uma rocha sedimentar mostrou a presen√ßa de enxofre, nitrog√™nio, hidrog√™nio, oxig√™nio, f√≥sforo e carbono, o que aumenta as chances de um poss√≠vel sequenciamento dar certo.

Caso seja encontrado DNA, teremos mais evidências para sustentar a hipótese de que a vida não teve origem aqui na Terra e que ela pode ter evoluído de forma diferente em outros planetas. Uma próxima viagem para Marte está planejada pela NASA para 2018, mas nem Venter nem Rothberg tem lugar garantido ainda. O que torna a corrida ainda mais emocionante.

 

Referências:

O que é a vida!?

Talvez essa seja a pergunta Рou pelo menos variantes dela Рque todos os que têm coragem de se perguntar, se perguntam pelo menos uma vez na vida.

Bem, o m√≠nimo que podemos concluir desse metaquestionamento √© que, se nos perguntamos isso, √© porque estamos vivos e ponto final.¬† O que seria uma das conclus√Ķes que voc√™ poderia tirar da frase que Descartes ficou convencidamente orgulhoso de ter elaborado: “Penso, logo existo!”. Mas esse √© um site sobre biologia sint√©tica, e como tal devemos tagarelar sobre como subjugar a Biologia ainda mais √† nosso favor (com todo o respeito Biologia!), e n√£o sobre essas coisas incertas de fil√≥sofos!

√Č a√≠ que o pobre estudante, simpatizante, ou entusiasta do assunto se engana (i.e., leitor do blog). Toda a ci√™ncia, por mais complexa e rebuscada que se torne, chega a um ponto em que deve olhar para as suas entranhas e dizer: “Mas o que significa isso mesmo!?”.

Todas não, vai! A matemática já é bastante crescidinha para esse tipo de coisa. Já superou suas crises e faz tempo que vem descrevendo perfeitamente a realidade bem antes de a maioria das pessoas conseguir interpretar sua abstração como algo mais tangível.

A F√≠sica por exemplo, passou s√©culos podendo ser entendida sem maiores preocupa√ß√Ķes filos√≥ficas, at√© chegar nos problemas qu√Ęnticos. Nessa fase, uma pergunta puramente filos√≥fica √† olhos leigos – e tamb√©m para um certo n√ļmero consider√°vel de n√£o-leigos – poderia ser: “Como uma coisa pode e n√£o pode estar no mesmo lugar ao mesmo tempo?” ou “Como um gato pode estar vivo e morto ao mesmo tempo dentro de uma caixa!?”. Mas a√≠ a Matem√°tica, com toda sua experi√™ncia, d√° um tapinha nas costas da F√≠sica (a que muitos atribuem o parentesco de filha) e a ajuda em seus problemas existenciais, mesmo que muitos seres humanos n√£o tenham a capacidade de compreender √† primeira vista como ela ajudou. Mas isso √© s√≥ um detalhe.

E a Biologia!? Ela vem sofrendo de um problema existencial h√° muito tempo, e agora as coisas v√™m piorando; coitada. Ela j√° estava combalida por causa de uma velha hist√≥ria indecisa sobre considerar um v√≠rus como vida ou como “pseudovida”, e agora ainda v√™m uns astrobi√≥logos a√≠ com o papinho de “temos que acabar com os nossos preconceitos sobre o que √© vida para conseguir procurar e encontrar adequadamente vida fora da Terra”. E que ainda por cima, t√™m a aud√°cia de comprovar que o querido √°cido nucleico, a pe√ßa chave na propaga√ß√£o de toda a vida, pode ser de uma maneira bem diferente (ok, nem tanto diferente) da que conhec√≠amos como “normal”. Isso sem falar nesses pesquisadores aqui¬†(do post anterior) que conseguiram fazer em laborat√≥rio uma bact√©ria com um nucleot√≠deo considerado t√≥xico, que na pr√°tica, √© quase o mesmo que fazer o que o pessoal da Nasa fez, mas sem o estardalha√ßo incompreendido na m√≠dia (ou seria a m√≠dia incompreendendo o estardalha√ßo?).

“Mas o que eu tenho a ver com essas neuras das ci√™ncias!?”, poderia se perguntar a pessoa mais desavisada. Eu diria que tudo.

As sociedades mais predominantes no mundo, apesar de terem o pensamento cient√≠fico seguindo uma l√≥gica singular, t√™m uma cultura extremamente plural. Fato. Isso quer dizer ent√£o, √† priori, que existem mais maneiras diferentes dessas culturas verem a ci√™ncia do que o contr√°rio; e as maneiras de influenciar a ci√™ncia s√£o bem maiores quando ela abre margem para discuss√£o de seus conceitos incertos, como “o que √© vida!?”.

Aos olhos de uns, as perip√©cias do grupo de Craig Venter (que criaram a “c√©lula artificial” Mycoplasma laboratorium) podem ser “brincar de Deus”, aos olhos de outros pode ser apenas “a linhagem de bact√©ria geneticamente mais ‘enxuta’ que j√° se conseguiu criar”. √Č nesse modelamento extremo da vida que a opini√£o sobre “o que √© a vida!?” faz muito a diferen√ßa. Em geral essa pluralidade de vis√Ķes √© ben√©fica, pois ajuda a regularizar muita coisa potencialmente perigosa e n√£o-√©tica. Mas por causa da falta de informa√ß√£o, pode gerar muito preconceito e dificultar v√°rias pesquisas que poderia ajudar muita gente. Vide por exemplo o uso das c√©lulas tronco: qual √© sua opini√£o? Agora voc√™ consegue ver a implica√ß√£o na sua vida do t√≠tulo desse post!?

Parece que a Biologia vai ter que ficar filosofando ainda um bom tempo sobre suas entranhas para responder algumas perguntas, mas isso talvez seja s√≥ um lembrete da s√°bia m√£e Filosofia: de que pragmatismo em excesso e falta de questionamento geralmente n√£o caem bem para o est√īmago das ci√™ncias.

SB 5.0 РEncontro Internacional de Biologia Sintética e um breve histórico

Em julho do ano passado, cientistas do J. Craig Venter Institute¬†‚Äúcriaram‚ÄĚ a primeira c√©lula bacteriana sint√©tica e auto-replicante, controlada por um genoma quimicamente sintetizado e o an√ļncio foi feito em maio (veja o v√≠deo abaixo). A equipe sintetizou um cromossomo de 1,08 milh√Ķes de pares de bases a partir de um genoma modificado de Mycoplasma mycoides. A c√©lula sint√©tica recebeu o nome de Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 e √© a prova de que genomas podem ser¬†desenhados¬†(no sentido de designed)¬†em computadores, depois sintetizados quimicamente em um laborat√≥rio e inseridos em uma c√©lula, de forma a produzir uma nova c√©lula auto-replicante controlada apenas por um genoma sint√©tico.

[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=QHIocNOHd7A&feature=player_embedded]

A not√≠cia se espalhou pelo mundo em pouco tempo, ganhando fama, criando pol√™mica e dividindo opini√Ķes a respeito dos riscos e benef√≠cios potenciais de sua descoberta. Em resposta, o Presidente Barack Obama pediu para a “Presidential Commission for the Study of Bioethical Issuesavaliar o desenvolvimento e a √©tica da biologia sint√©tica e tecnologias emergentes, de forma a maximizar os benef√≠cios e minimizar os riscos. A Comiss√£o contou com o engajamento de cientistas, engenheiros, profissionais ligados √† √©tica, ci√™ncias sociais.

Agora em junho, cerca de 700 pessoas de 30 países participaram do 5ª Encontro Internacional de Biologia Sintética na Universidade de Stanford, que pelo que me parece é o mais importante nessa área. Havia cientistas superstars, estudantes, biólogos DIY, engenheiros, biólogos tradicionais, entre outros. O pessoal que segue nosso twitter ou a página do facebook ficou sabendo que a conferência foi transmitida ao vivo pela internet e viu como esse pessoal está batalhando para dar os próximos passos na synbio.

A cria√ß√£o da c√©lula sint√©tica abre portas para um futuro no qual bi√≥logos sint√©ticos poder√£o ‚Äúredesenhar‚ÄĚ (redesign) c√©lulas vivas para realizarem quaisquer tarefas desejadas. A maior parte das pesquisas atuais tem focado em bact√©rias que executam atividades semelhantes √†quelas que elas j√° fazem, por meio de processos e materiais que se parecem com aqueles utilizados naturalmente. Exemplos s√£o bact√©rias produtoras de combust√≠veis.

Os cientistas t√™m as ferramentas necess√°rias para editar uma sequ√™ncia gen√©tica existente em um computador, usar m√°quinas sintetizadoras de DNA para fabricar os fragmentos e uni-los em laborat√≥rio (Esse √© s√≥¬†um de v√°rios caminhos que bi√≥logos sint√©ticos est√£o tomando.) Mas ainda √© dif√≠cil predizer o que as c√©lulas far√£o depois de serem alteradas. Pesquisadores enfrentam desafios porque as c√©lulas tem um ‚Äúdesejo natural‚ÄĚ de crescerem e viverem √† sua maneira, mas elas precisam aprender a produzir algo √ļtil de uma forma eficiente.

Um dos maiores obstáculos reside na criação e montagem dos fragmentos de DNA que codificam para uma função particular e são sintetizados no laboratório. Fabricar esse DNA ainda é caro e requer tempo, e qualquer outra mudança que seja necessária demanda ainda mais tempo e dinheiro.

‚ÄúAlgumas sequ√™ncias s√£o sintetizadas em dois meses”, enquanto outras podem nem mesmo serem feitas, por raz√Ķes ainda n√£o entendidas, disse Reshma Shetty, co-fundadora do Ginkgo Bioworks, uma companhia que monta partes de DNA.

Pamela Silver, uma professora de biologia de sistemas da Universidade de Harvard, acredita que os biólogos do futuro poderão sentar na frente de um computador, planejar um experimento, e ter o DNA no dia seguinte. Para que a biologia sintética cumpra sua promessa, a síntese de DNA deve ser barata, rápida, previsível e acurada, além de ser disponível a todos, incluindo pesquisadores cujos laboratórios não tem equipamentos ou recursos apropriados. Felizmente, o custo da síntese de DNA, assim como o do sequenciamento de DNA, vem caindo rapidamente.

Retirado e adaptado de: What’s the Future of Synthetic Biology? por Katherine Bourzac

Para Saber Mais:

The Promise of Syn Bio (version 5.0)

First Self-Replicating, Synthetic Bacterial Cell Constructed by J. Craig Venter Institute Researchers 

Immaculate creation: birth of the first synthetic cell

[twitter-follow screen_name=’MnlimasBio’]