O que é Biologia Sintética?

Este post deveria ser um dos primeiros artigos para um site que se diz especializado em biologia sint√©tica. Mas confesso para voc√™s que definir o que √© biologia sint√©tica, para mim, n√£o foi (√©) uma tarefa f√°cil. Como podem ser vistos nos posts no blog, existem v√°rios aspectos da synbio que permitem diferentes defini√ß√Ķes de acordo com o ponto de vista de quem est√° fazendo biologia sint√©tica. Por exemplo, um engenheiro interessado em criar dispositivos computacionais sint√©ticos em uma bact√©ria, ou um biotecn√≥logo interessado em produzir biocombust√≠veis ou um bi√≥logo querendo montar uma bact√©ria a partir de simples elementos qu√≠micos. Claramente, todas estas √°reas est√£o conectadas, mas criar uma defini√ß√£o que consiga embarcar todas as possibilidades n√£o √© trivial. Por isso, digo que este post √© org√Ęnico, que deve mudar √† medida que o meu conhecimento sobre o assunto se aprofunda.

Uma característica que une todos os biológos sintéticos é a vontade de tornar o processo de engenharia de sistemas biológicos mais fácil e confiável. Dentro desse contexto, existem quatro diferentes níveis de atuação da biologia sintética:

(i) partes biol√≥gicas: sendo o DNA a linguagem de programa√ß√£o, as partes biol√≥gicas s√£o uma sequ√™ncia de dados (AGCTA…) que possuem fun√ß√Ķes determinadas. Por exemplo, uma sequ√™ncia de DNA que faz a c√©lula mudar a cor de verde para amarelo. Estas partes s√£o descritas, catalogadas e respeitam determinado padr√£o f√≠sico de montagem (leia mais sobre os biobricks). Espera-se que com o tempo se possam descrever as caracter√≠sticas de in√ļmeras partes biol√≥gicas para serem utilizadas para a constru√ß√£o de dispositivos, sistemas,…. Essa √© uma das fun√ß√Ķes da Secret√°ria de Partes Biol√≥gicas Padr√£o do MIT.

(ii) dispositivos sintéticos: são compostos por partes biológicas capazes de processar sinais. Processam inputs em outputs. Para a construção de dispositivos robustos e eficientes são necessárias partes que funcionem de uma maneira previsível. Veja mais sobre dispositivos sintéticos.

(iii) sistemas sint√©ticos: s√£o um conjunto dispositivos capazes de captar sinais, processar informa√ß√Ķes e realizar fun√ß√Ķes determinadas, como por exemplo, uma c√©lula capaz de captar algum sinal do ambiente e decidir se ir√° realizar uma determinada fun√ß√£o como combater uma c√©lula tumoral, produzir determinado metab√≥lito etc.

(iv) por √ļtimo, existe a arquitetura sint√©tica de popula√ß√Ķes em que, por ex, cada microrganismo possui um dispositivo diferente, sendo necess√°rio que estes dispositivos trabalhem em conjunto para realizar determinada fun√ß√£o. Trabalhar em conjunto, como¬†uma popula√ß√£o que precisa trabalhar com sincronismo, √© o¬†caso dos osciladores. Para isso, √© necess√°rio dominar mecanismos robustos de comunica√ß√£o c√©lula-c√©lula.

A biologia sintética pode ser aplicada em praticamente todas áreas da biologia molecular, biotecnologia e engenharia genética. Porém existem algumas áreas que se destacam como sendo próprias da biologia sintética:

1. Construção de uma célula mínima: identificação das partes básicas para construção de uma célula.

2.  Reconstrução de células: tendo como objetivo central a construção de formas de vida artificiais a partir de elementos químicos.

3. Construção de novos códigos genéticos.

5. Constru√ß√£o de c√©lulas capazes de realizar fun√ß√Ķes diferentes daquelas encontradas na natureza, como a obten√ß√£o de novas rotas bioqu√≠micas de produ√ß√£o de novos compostos. .

Essa √ļltima, talvez seja a que mais tenha impacto nas nossas vidas cotidianas a curto-prazo, atrav√©s do desenvolvimento de rem√©dios mais baratos e com a produ√ß√£o de combust√≠veis e qu√≠micos utilizando recursos renov√°veis.