Especula√ß√Ķes e Biologia Sint√©tica

images (1)Minha vontade de discutir e aprender biologia, especialmente tudo aquilo que envolve a palavra DNA já me acompanha antes mesmo de entrar na faculdade. A solução que encontrei para suprir essa vontade e viagens por esse mundo, até então feitas apenas acompanhado de meu computador foi prestar uma prova de seleção para dar aulas de biologia no cursinho da UNESP.

Comecei dar aulas em 2012 e o melhor, da matéria que mais gosto, citologia e genética, afinal, eu queria falar de células, DNA, Mendel e não sobre insetos que possuem três pares de patas e um de antenas.

Certo dia, v√©spera de feriado e com chuva, resolvi passar um filme para discuss√£o. O filme escolhido foi GATTACA. Ao final do filme, um aluno com os olhos arregalados que aparentavam demostrar grande interesse pelo assunto, levanta a m√£o e pergunta: ‚ÄúEsse tipo de previs√£o √© poss√≠vel?‚ÄĚ

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GATTACA trata-se de um filme hollywodiano de fic√ß√£o cient√≠fica, infelizmente n√£o poderemos prever a expectativa de uma pessoa ao nascer, mesmo uma d√©cada ap√≥s a conclus√£o do Projeto Genoma. Hoje sabemos que os organismos dependem de dois tipos de informa√ß√£o, uma delas √© o c√≥digo gen√©tico e a outra s√£o est√≠mulos recebidos do meio ambiente em que vivem, sobre o qual n√£o podemos fazer previs√Ķes.

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O Projeto Genoma Humano, considerado por muitos a bola de cristal do futuro, foi cercado de promessas e esperan√ßas da m√≠dia e de Wall Street para o lan√ßamento de medicamentos personalizados e previs√Ķes sobre riscos de doen√ßas como Alzheimer e c√Ęnceres. Tal projeto prometia revolucionar a medicina, ao estilo do filme de fic√ß√£o cient√≠fica.

Pouco mais de dez anos j√° se passaram desde sua conclus√£o, uma batalha inciada em 1990 travada entre a iniciativa p√ļblica e a privada, que chegou ao fim depois de tr√™s bilh√Ķes de pares de bases sequenciadas e tr√™s bilh√Ķes de d√≥lares gastos, al√©m de uma briga entre o famoso James Watson e Craig Venter, marinheiro nas horas vagas. Para Nicholas Wade do NYT, o projeto falhou e n√£o trouxe os benef√≠cios t√£o esperados.

Embora as promessas aguardadas por muitos n√£o chegaram, ele trouxe avan√ßos significativos para a √°rea da biologia. O Projeto Genoma Humano foi um projeto¬† interdisciplinar, contando com a participa√ß√£o de cientistas de diversas √°reas como computa√ß√£o, matem√°tica, biologia entre outras, al√©m da colabora√ß√£o de laborat√≥rios ao redor do mundo, inclusive do Brasil. Ele contribuiu significativamente para o avan√ßo na √°rea de biocomputa√ß√£o e nas t√©cnicas de sequenciamento de DNA, al√©m de permitir a democratiza√ß√£o da informa√ß√£o por meio do acesso gratuito ao sequenciamento humano e de diversos outros seres vivos. Genes agora n√£o precisam mais ser estudados de forma individual, hoje dispomos de uma extensa lista de partes biol√≥gicas que tem permitido o avan√ßo na √°rea de biologia de sistemas, que promete revolucionar o modo de tratar doen√ßas e o sistema de sa√ļde conhecido atualmente.

Tal fato nos faz refletir sobre as promessas em torno da √°rea de biologia sint√©tica, a qual acredita-se ser capaz de solucionar muitos de nossos problemas atuais como o elevado pre√ßo do petr√≥leo, desastres ambientais e uma popula√ß√£o cada vez maior para se alimentar. Ao inv√©s de manipular alguns genes de cada vez, como se tem feito a mais de tr√™s d√©cadas, gra√ßas a descoberta das enzimas de restri√ß√£o, o campo da biologia sint√©tica vai al√©m e tem como objetivo recodificar e redesenhar circuitos gen√©ticos. Parece n√£o haver limites do que podemos fazer, no entanto tais circuitos n√£o se comportam como circuitos eletr√īnicos. Sistemas assim costumam ter muita interfer√™ncia e comportamento imprevisivel, al√©m de estarem sujeitos a muta√ß√Ķes. Segundo o cientista Christopher Voigt, “A c√©lula √© uma esp√©cie de burrito, tudo dentro dela est√° misturado” e sujeito a uma variedade de rea√ß√Ķes bioqu√≠micas, tal complexidade tem limitado o tamanho dos circuitos criados. Drew Endy, um dos pioneiros do ramo, acredita que a biologia sint√©tica s√≥ atingir√° seu potencial quando os cientistas forem capaz de prever com exatid√£o como um circuito gen√©tico se comportar√° dentro de uma c√©lula. Para isso tem-se aplicado estrat√©gias de engenharia, como a padroniza√ß√£o, dissocia√ß√£o e a abstra√ß√£o.

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Promessas da Biologia Sintética

Outro problema enfrentado √© a caracteriza√ß√£o das partes biol√≥gicas. Embora o Registry of Standard Biological Parts possua mais de cinco mil partes dispon√≠veis, menos da metade tem seu funcionamento confirmado. Caracterizar algumas partes biol√≥gicas pode levar anos e n√£o gerar dados para uma publica√ß√£o. Na cultura do ‚Äúpublique ou pere√ßa‚ÄĚ, o que temos √© uma grande quantidade de trabalhos, por√©m com poucos dados reproduz√≠veis e √ļteis.

Embora o custo de sintese e sequenciamento tenham caido de forma significativa facilitando o avanço da área, não podemos negar que ainda há muitas pedras no caminho. Nosso conhecimento ainda é limitado mesmo para compreender por completo o comportamento de organismos mais simples como bactérias e fungos unicelulares. Assim como o projeto genoma a biologia sintética também está rodeada por especulação e não podemos dizer onde estaremos em dez anos. Mas uma coisa é certa, aprendemos a ler agora estamos escrevendo código genético.

Referências

  • The Promise and Perils of Synthetic BiologyJonathan B. Tucker and Raymond A. Zilinskas
  • Synthetic biology: from hype to impact – Timothy S. Gardner
  • Five hard truths for synthetic biology ‚Äď Roberta Kwok
  • Initial impact of the sequencing of the human genome ‚Äď Eric S. Lander
  • http://web.mit.edu/newsoffice/2012/complex-biological-circuit-1007.html