Aventuras em Biologia Sintética

Drew Endy

Eu considero os quadrinhos como uma das formas mais interessantes de se narrar uma história. São também uma ótima forma de divulgar ciência de uma maneira didática e divertida.

Drew Endy um dos pais da biologia sintética (e do Registry of Parts), juntamente com Isadora Deese (ambos do MIT) elaboraram o quadrinho Adventures in Synthetic Biology. E tem mais: o quadrinho foi publicado no website da prestigiada revista Nature.

Confira Adventures in Synthetic Biology e aprenda de maneira didática o que são biobrick, PoPs, entre outros conceitos básicos.

 

Links possivelmente interessantes:

 

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/

“O que √© Biologia Sint√©tica?”: Reloaded

Como j√° foi postado¬†aqui, “o que √© biologia sint√©tica?” √© uma pergunta pouco dif√≠cil de definir. Synbio √© uma √°rea de intersec√ß√£o entre Biologia de Sistemas, Engenharia Gen√©tica, Biof√≠sica, Biocomputa√ß√£o, Engenharia Metab√≥lica, Biologia Molecular e √°reas relacionadas afins. Portanto, n√£o √© nada f√°cil dizer ¬†que “aquilo” ou “isto” √© biologia sint√©tica porque apontar para algo em Synbio √© tamb√©m apontar para outras √°reas mais veteranas no mundo da ci√™ncia.

Mas ent√£o que diabos √© isso tudo!? Uma grande “mistureba generalizada de todas as coisas”? Sim, mas n√£o s√≥ isso.

Antes de falar do grande aspecto original que a Biologia Sint√©tica tem – que √© o detalhe “revolucion√°rio” da coisa toda – deve-se fazer reconhecer algo que ela faz bem melhor do que a engenharia gen√©tica: o Design. O conceito de Design na engenharia de um novo sistema sint√©tico √© bem amplo, indo desde um design de prote√≠nas (como prote√≠nas quimera, como¬†light switches), passando pelo pr√≥prio design do c√≥digo gen√©tico (similar √† escrita de um c√≥digo de programa√ß√£o de computador mesmo), at√© ao design de todo o sistema biol√≥gico baseado na constru√ß√£o g√™nica feita (um exemplo bem vis√≠vel disso √© do projeto do iGEM com objetivos de criar uma¬†bact√©ria resolvedora de Sudoku).

A reinven√ß√£o das capacidades do design de um sistema biol√≥gico foram poss√≠veis n√£o somente devido √† novas tecnologias, mas sobretudo devido a uma nova abordagem com a cara dos nossos tempos super-informacionais: constru√ß√£o (biol√≥gicas, claro) automatizada e padroniza√ß√£o das constru√ß√Ķes (os biobricks, por exemplo). Isso facilita enormemente o desenvolvimento de diversos dispositivos sint√©ticos e designs. Al√©m disso, outra fundamenta√ß√£o da biologia sint√©tica seria a abstra√ß√£o, a capacidade de abstrair problemas biol√≥gicos em uma vis√£o mais simples, com base em toda a teoria j√° existente em outras √°reas, como computa√ß√£o e a engenharia el√©trica (n√£o √© √† toa que Tom Knight e Randy¬†Rettberg, dois engenheiros el√©tricos, fizeram parte da cria√ß√£o do iGEM).

Fica muito mais f√°cil entender tudo isso nas palavras do pr√≥prio Drew Andy – um dos pesquisadores que ajudou a fazer o parto da Biologia Sint√©tica – nesse v√≠deo bem informal filmado¬†em sua pr√≥pria sala no MIT. Vale a pena conferir! ūüôā

(OBS: é bem informal mesmo!)