Cientistas conseguem ativar célula usando genoma sintético

quarta-feira, maio 26, 2010

Construção de genoma a partir de banco de dados pode levar à criação de organismos "sob medida"

Imagem da cultura de células sintéticas, por microscópio eletrônico. Divulgação/Science

Pesquisadores criaram a primeira célula controlada por um genoma sintético.O trabalho é descrito na edição desta semana da revista Science e, segundo seus autores, poderá levar à produção de micro-organismos especialmente criados para desempenhar funções específicas, como secretar biocombustíveis, retirar poluentes da atmosfera ou produzir vacinas.

A equipe de cientistas, liderada por J. Craig Venter, que chefiou o programa privado de sequenciamento do genoma humano, já havia sintetizado um genoma de bactéria, e já havia transplantado o genoma natural de uma bactéria para outra. Venter, ao apresentar o novo feito numa entrevista coletiva, referiu-se ao experimento do transplante, publicado em 2007, como "filosoficamente, um dos mais importantes que fizemos", por mostrar "como a vida pode ser dinâmica".

Agora, os cientistas uniram os dois avanços e criaram o que chamam de "célula sintética", introduzindo um genoma artificial, copiado de uma bactéria, numa estrutura celular natural

"Esta é a primeira célula sintética já feita, e nós a chamamos de sintética porque ela é totalmente derivada de um cromossomo sintético, feito com quatro garrafas de produtos químicos e um sintetizador, a partir de informação em nosso computador", disse Venter, em nota.

"Esta passa a ser uma ferramenta muito importante para tentar projetar o que queremos que a biologia faça", acrescentou.

Nos planos dos autores está a criação de algas capazes de capturar dióxido de carbono e transformá-lo em novos combustíveis. Eles também estudam meios de acelerar a produção de vacinas.

No trabalho publicado na Science, a equipe de Venter sintetizou o genoma da bactéria M. mycoides, acrescentando a ele uma "marca d'água" para distingui-lo da versão natural.

A marca d'água inclui, segundo Venter, os nomes de coautores e colaboradores do estudo, um endereço na internet - incluindo um e-mail que quem decifar o código pode acessar - e três citações, incluindo uma de James Joyce e uma do físico Richard Feynman: "O que sou incapaz de construir, sou incapaz de compreender". Tudo codificado em DNA.

Como as máquinas atuais apenas conseguem montar sequências curtas de DNA, os cientistas inseriram os fragmentos em leveduras, cujas enzimas reparadores de DNA "amarraram" as sequências. Eles então transferiram as sequências de tamanho médio para a bactéria E. coli e de volta para a levedura. Depois de três rodadas de montagem, havia um genoma de mais de um milhão de bases pronto.

O genoma sintético então foi transplantado para um outro tipo de bactéria, M. capricolum. O novo genoma "ativou" as células receptoras, que passaram a se comportar e a produzir proteínas como se fossem M. mycoides.

Embora as primeiras células fossem a combinação de uma estrutura pré-existente com o DNA sintético, elas se reproduziram, gerando células criadas inteiramente de acordo com as instruções do genoma artificial, disseram os autores.

A célula original já passou por mais de 1 bilhão de etapas de reprodução, e a colônia encontra-se atualmente congelada. Os pesquisadores dizem que o obejtivo final é a construção de genomas originais, e não de meras cópias do que já exsite na natureza, mas que esse passo - a cópia - era necessário antes que novos avanços sejam possíveis.

Ainda segundo Venter, a criação da célula sintética só ocorreu após uma extensa análise bioética, realizada no fim do século passado. "Pedimos uma revisão dos riscos, desafios e questões éticas envolvidos na criação de novas espécies em laboratório", disse ele.

Venter reconheceu que a tecnologia do DNA sintético poderá ser usada para a criação de novos agentes causadores de doenças. Mas afirmou que, em si, a técnica representa "um aumento linear na capacidade de fazer o mal e um aumento exponencial na capacidade de fazer o bem".

Fonte:http://www.estadao.com.br/

Sequênciado pela primeira vez genoma de anfíbio.

terça-feira, maio 25, 2010

Rã partilha 1700 genes com o ser humano e pode ajudar a perceber desenvolvimento de doenças



Rã  africana foi o primeiro anfíbio a ter a sequência genética desvendada
Rã africana foi o primeiro anfíbio a ter a sequência genética desvendada
Pela primeira vez um grupo de investigadores conseguiu sequenciar o genoma de um anfíbio. Trata-se de uma espécie de rã africana, a Xenopus tropicalis, uma das mais utilizadas em laboratório e que se junta à lista de mais de 175 organismos, desde a mosca da fruta ao ser humano, cujo mapa genético foi quase totalmente desvendado.

O animal tem até 21 mil genes − quase tanto como o ser humano. A descoberta pode dar lugar a avanços importantes no estudo da saúde humana, já que o batráquio comparte connosco 1700 genes relacionados com doenças como o cancro, a asma ou patologias coronárias.


O estudo, publicado na Science, poderá ainda ajudar a compreender as causas da grande mortalidade de anfíbios em todo o mundo.

A sequência do genoma do Xenopus tropicalis é resultado do esforço conjunto de investigadores de vinte instituições científicas de todo o mundo, dirigidos por Uffe Hellsten, do Joint Genome Institute em Walnut Creek, na Califórnia.

O genoma desta rã, que vive nos charcos da África subsariana, é composto por mais de 1,7 mil milhões de bases químicas implantadas em dez cromossomas. Tem entre 20 e 21 mil genes, quase tanto como os humanos, cuja sequência é composta por 23 mil.

Rã partilha 1700 genes com o ser humano
Rã partilha 1700 genes com o ser humano
As descobertas baseiam-se no DNA de apenas uma rã africana. Este material foi dividido em pequenas partes que multiplicaram muitas vezes para serem enviadas para os laboratórios de todo o mundo.

“É um grande avanço. Agora começa o verdadeiro trabalho: compreender como e quando os genes são activados e como funcionam durante o desenvolvimento de uma doença”, explica Jacques Robert, investigador de imunologia da Universidade do Rochester Medical Center. A equipa identificou as regiões do genoma da rã onde os genes estão dispostos quase do mesmo modo que no ser humano e na galinha.

Genoma ancestral

Estas zonas comuns são essencialmente fragmentos de um genoma antigo que o homem e a rã compartilharam nas primeiras etapas do desenvolvimento, que remonta ao tempo anterior em que tomaram caminhos distintos − há 360 milhões de anos – o último antepassado comum de todos os mamíferos, aves, rãs, salamandras e dinossauros que alguma vez viveram no planeta.

Já que os cientistas tentam compreender como funcionam os grupos de genes, esta investigação pode dar resposta a muitas dúvidas sobre o desenvolvimento de doenças cardíacas ou do cancro. Também poderá avançar com o conhecimento acerca do sistema imunológico e ajudar milhões de pessoas com asma, lúpus, esclerose múltipla, artrite reumatóide, cancro ou Alzheimer.

Fonte: http://www.cienciahoje.pt/