Os cientistas criam DNA a partir do zero para alterar o plano da vida

Mas ele e seus colegas estão preparando algo diferente: fermento que funciona com pedaços de DNA artificial.

Os cientistas têm sido capazes de fazer mudanças específicas no código do DNA. Agora, eles estão tomando o passo mais radical de começar de novo e construir formas de vida redesenhadas a partir do zero. Boeke, pesquisador da Universidade de Nova York, dirige uma equipe internacional de 11 laboratórios em quatro continentes que trabalham para "reescrever" o genoma do fermento, seguindo um plano detalhado publicado em março.

O trabalho deles faz parte de uma perseguição arrojada e controversa com o objetivo de criar códigos de DNA feitos sob medida para serem inseridos em células vivas para mudar a forma como funcionam, ou até mesmo fornecer um tratamento para doenças. Também poderia ajudar algum dia a dar aos cientistas a habilidade profunda e perturbadora de criar organismos totalmente novos.

O genoma é todo o código genético de um ser vivo. Aprendendo a fazer a partir do zero, Boeke disse, significa "você realmente pode construir algo completamente novo".´

A pesquisa pode revelar regras básicas e ocultas que regem a estrutura e o funcionamento dos genomas. Mas também abre a porta para a vida com características novas e úteis, como micróbios ou células de mamíferos que são melhores que os atuais em bombear medicamentos em fábricas farmacêuticas ou novas vacinas. As modificações corretas podem fazer produção de fermento eficientemente novos biocombustíveis, diz Boeke.

Alguns cientistas olham mais para o futuro e vêem coisas como árvores que purificam suprimentos de água e plantas que detectam explosivos em aeroportos e shopping centers.

Também no horizonte está o redesenho do DNA humano. Isso não é fazer pessoas geneticamente alteradas, os cientistas estressam. Em vez disso, o DNA sintético seria colocado nas células, para torná-los melhores no bombeamento de proteínas farmacêuticas, por exemplo, ou talvez para engenharia de células-tronco como uma fonte mais segura de tecido e órgãos de laboratório para transplante para pacientes.

Alguns encontraram a idéia de refazer o DNA humano desconcertante, e os cientistas planejam obter orientação dos especialistas e do público antes que eles o experimentem.

Ainda assim, redesenhar DNA é alarmante para alguns. Laurie Zoloth, da Universidade Northwestern, uma bioética que vem seguindo o esforço, está preocupada com a criação de organismos com "propriedades que não podemos conhecer completamente". E o trabalho perturba as pessoas que acreditam que criar a vida a partir do zero daria aos humanos o poder injustificado, disse ela.

"Não é apenas um projeto de ciência", disse Zoloth em um e-mail. "É uma proposta ética e moral e teológica de proporções significativas".

O DNA reescrito já foi posto em prática em vírus e bactérias. Cientistas australianos anunciaram recentemente que eles construíram o genoma do vírus Zika em um laboratório, por exemplo, para melhor entendê-lo e obter indícios de novos tratamentos.

Na Universidade de Harvard, Jeffrey Way e Pamela Silver estão trabalhando para desenvolver uma cepa inofensiva de salmonela para usar como uma vacina contra intoxicação alimentar de salmonelas e E. coli, bem como a doença causadora de diarréia chamada shigella.

Um objetivo fundamental é evitar que a cepa se torne prejudicial como resultado da extração de DNA de outras bactérias. Isso requer a mudança do seu genoma em 30 mil lugares.

"A única maneira prática de fazer isso", diz Way, "é sintetizar a partir do zero".

A viragem para o redesenho de um genoma, no entanto, é levedura. Seu genoma é maior e mais complexo do que os códigos viral e bacteriano alterados até agora. Mas é bem entendido e leveduras trocarão facilmente o DNA feito pelo homem por conta própria.

Ainda assim, reescrever o genoma do fermento é um grande trabalho.

É como uma cadeia com 12 milhões de ligações químicas, conhecidas pelas letras, A, C, G e T. Isso é menos de um centésimo do tamanho do genoma humano, que tem 3,2 bilhões de links. Mas ainda é um trabalho tão grande que o laboratório e os cientistas da Boeke nos Estados Unidos, Austrália, China, Cingapura e Reino Unido estão dividindo o trabalho. Quando o novo genoma de levedura estiver completo, os pesquisadores terão adicionado, excluído ou alterado cerca de um milhão de letras de DNA.

Boeke compara um genoma com um livro com muitos capítulos, e os pesquisadores estão saindo com uma nova edição, com capítulos que permitem que o livro faça algo que não poderia fazer antes.

Para redesenhar um determinado trecho de DNA de levedura, os cientistas começam com sua seqüência de letras de código - a própria receita da natureza. Eles carregam essa seqüência em um computador e, em seguida, digam ao computador que faça mudanças específicas. Por exemplo, uma mudança pode permitir que eles reorganizem a ordem dos genes, o que pode revelar estratégias para aumentar a produção de fermento, diz a pesquisadora da NYU, Leslie Mitchell.

Uma vez que as alterações são feitas, a nova seqüência usada como um modelo. É enviado para uma empresa que cria pedaços de DNA contendo a nova seqüência. Então, esses pequenos fragmentos são unidos no laboratório para construir fios cada vez mais longos.

O projeto até agora relatou a construção de cerca de um terço do genoma de levedura. A Boeke espera que o resto da construção seja feito até o final do ano. Mas ele diz que levará mais tempo para testar o novo DNA e resolver problemas e, finalmente, combinar os vários pedaços em um genoma sintético completo.

No ano passado, Boeke e outros anunciaram um esforço separado, o que agora é chamado de Projeto Genoma - escrever ou escrever GP. Trata-se principalmente de reduzir o custo de construir e testar grandes genomas, incluindo os humanos, em mais de 1000 vezes em 10 anos. O projeto ainda está buscando financiamento.

Enquanto isso, líderes de GP-write começaram a discutir questões éticas, legais e sociais. E eles percebem que a idéia de fazer um genoma humano é sensível.

"A noção de que poderíamos realmente escrever um genoma humano é simultaneamente emocionante para alguns e não tão emocionante para os outros", disse Boeke. "Então, nós reconhecemos que isso vai levar muita discussão".

Fonte: https://phys.org/