ABBI – Associação Brasileira de Bioinovação
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30 de maio de 2019

Criado o primeiro organismo vivo do mundo com DNA totalmente redesenhado.

Pesquisadores criam genoma sintético alterado, em movimento com potenciais benefícios médicos.

 

Os cientistas criaram o primeiro organismo vivo do mundo que possui um código de DNA completamente sintético e radicalmente alterado.

O micróbio produzido em laboratório, uma espécie de bactéria normalmente encontrada no solo e no intestino humano, é semelhante aos seus primos naturais, mas sobrevive em um conjunto menor de instruções genéticas.

O sucesso da iniciativa prova que a vida pode existir com um código genético restrito e abre o caminho para microrganismos cuja maquinaria biológica é requisitada para fabricar drogas e materiais úteis, ou para adicionar novas características, como a resistência a vírus.

Em um esforço de dois anos, pesquisadores do Laboratório de Biologia Molecular do Conselho de Pesquisa Médica em Cambridge leram e redesenharam o DNA da bactéria Escherichia coli (E coli), antes de criar células com uma versão sintética do genoma alterado.

O que é edição genética e como ela pode ser usada para reescrever o código da vida?

O genoma artificial contém 4m pares de bases, as unidades do código genético explicitadas pelas letras G, A, T e C. Impresso na íntegra em folhas A4, ele corre para 970 páginas, tornando o genoma o maior de longe que os cientistas têm já construído.

“Não estava claro se era possível fazer um genoma tão grande e se era possível mudá-lo tanto”, disse Jason Chin, especialista em biologia sintética que liderou o projeto.

O DNA enrolado dentro de uma célula contém as instruções necessárias para funcionar. Quando a célula precisa de mais proteína para crescer, por exemplo, lê o DNA que codifica a proteína certa. As letras do DNA são lidas em trios chamados codons, como TCG e TCA.

Quase toda a vida, de água-viva a humanos, usa 64 códons. Mas muitos deles fazem o mesmo trabalho. No total, 61 códons produzem 20 aminoácidos naturais, que podem ser amarrados juntos como grânulos em uma corda para construir qualquer proteína na natureza. Mais três códons estão em efeito sinais de parada: eles dizem à célula quando a proteína é feita, como o ponto final marcando o final desta frase.

A equipe de Cambridge começou a redesenhar o genoma de E coli removendo alguns de seus códons supérfluos. Trabalhando em um computador, os cientistas passaram pelo DNA bactéria. Sempre que se depararam com o TCG, um códon que produz um aminoácido chamado serina, eles o reescreveram como AGC, que faz o mesmo trabalho. Eles substituíram mais dois códons de maneira semelhante.

Mais de 18.000 edições posteriores, os cientistas removeram todas as ocorrências dos três códons do genoma do inseto. O código genético redesenhado foi então quimicamente sintetizado e, pedaço por pedaço, adicionado a E coli, onde substituiu o genoma natural do organismo. O resultado, relatado na Nature, é um micróbio com um código de DNA completamente sintético e radicalmente alterado. Conhecido como Syn61, o microrganismo é um pouco mais longo que o normal e cresce mais lentamente, mas ainda assim sobrevive.

“É incrível”, disse Chin. Quando o bug foi criado, pouco antes do Natal, a equipe de pesquisa tirou uma foto no laboratório com uma placa de micróbios como figura central em uma recriação da natividade.

Essas formas de vida criadas por design podem ser úteis, acredita Chin. Como o DNA deles é diferente, os vírus invasores lutam para se espalhar dentro deles, tornando-os resistentes a vírus. Isso poderia trazer benefícios. E coli já é usado pela indústria biofarmacêutica para produzir insulina para diabetes e outros compostos médicos para câncer, esclerose múltipla, ataques cardíacos e doenças oculares, mas toda a produção pode ser prejudicada quando culturas bacterianas são contaminadas com vírus ou outros micróbios. Mas isso não é tudo: em trabalhos futuros, o código genético liberado poderia ser reaproveitado para fazer com que as células produzissem enzimas projetadas, proteínas e drogas.

Em 2010, cientistas norte-americanos anunciaram a criação do primeiro organismo do mundo com um genoma sintético. O microoganismo, Mycoplasma mycoides, tem um genoma menor que E coli – cerca de 1m de pares de bases – e não foi radicalmente redesenhado. Comentando sobre o mais recente trabalho, Clyde Hutchison, do grupo de pesquisa dos EUA, disse: “Esta escala de substituição do genoma é maior do que qualquer substituição de genoma completa relatada até agora.”

“Eles levaram o campo da genômica sintética a um novo nível, não apenas construindo com sucesso o maior genoma sintético até hoje, mas também realizando as mudanças mais importantes no genoma até agora”, disse Tom Ellis, pesquisador de biologia sintética do Imperial. Colégio de Londres.

Mas os registros podem não durar muito tempo. Ellis e outros estão construindo um genoma sintético para a levedura de padeiro, enquanto os cientistas de Harvard estão produzindo genomas bacterianos com mais mudanças de codificação. Que o E coli redesenhado não cresce tão bem quanto as variedades naturais não é surpreendente, acrescentou Ellis. “Se alguma coisa é surpreendente, cresce depois de tantas mudanças”, disse ele.

Texto original retirado de: https://www.theguardian.com/science/2019/may/15/cambridge-scientists-create-worlds-first-living-organism-with-fully-redesigned-dna