Vida artificial - Estamos cada vez mais perto
Equipe de biólogos moleculares liderada pelo paulistano Vitor Pinheiro acaba de produzir seis polímeros sintéticos capazes de se replicar e de evoluir. Não se trata ainda de “vida artificial” para todos os efeitos, mas a descoberta abre novos cenários para a ciência dos materiais, a diagnose molecular e várias terapias
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Durante milhões de anos, as tarefas de replicação, transmissão e evolução da informação genética foram desempenhadas por dois polímeros naturais constituídos de fosfatos e de açúcares: o ácido desoxirribonucleico (ADN, sigla em português, ou DNA, em inglês) e o ácido ribonucleico (ARN, ou RNA em inglês). Agora, um pesquisador brasileiro e colegas da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, desenvolveram seis tipos de “XNA”, formas sintéticas de DNA, cuja composição química não existe em nenhum ser vivo. No estudo, cujo primeiro autor é o bioquímico de São Paulo Vitor Pinheiro, a equipe também encontrou maneiras de fazer as moléculas se replicarem e transferirem informação para o DNA tradicional. As informações são da revista “Science” de 20 de abril 2012.
Os cientistas mexeram nas moléculas de açúcar de um DNA, que na substância natural possuem cinco átomos de carbono em sua estrutura. Esse açúcar foi substituído por outros tipos de molécula com até seis carbonos. Depois, a equipe identificou as polimerases (substâncias que montam a cadeia de DNA) que eram capazes de trocar informações com as moléculas sintéticas e usaram várias formas de XNA para criar aptâmeros, pequenas moléculas que podem ser comparadas a anticorpos e podem ser promissores como medicamentos. O organismo pode destruir a molécula com facilidade se os aptâmeros forem feitos com DNA natural. Esta é a vantagem dos XNAs que, por não serem alvos naturais do organismo, poderiam ter uma ação mais potente contra doenças.
ELEMENTOS SINTÉTICOS
Os polímeros se chamam: Ana, Fana, Lna, Tna, CeNa e Hna. Todas essas moléculas XNA são ligadas a DNA e RNA complementares. Não se trata de sistemas genéticos sintéticos, e sim de polímeros genéticos: os XNA, com efeito, não são autônomos e para serem transcritos e amplificados, ou seja, para que “funcionem”, ainda necessitam da “marca” do DNA.
Na natureza, o DNA e o seu parente químico, o RNA, estão por trás da transmissão de informações genéticas e a ausência ou a presença dessas moléculas gigantes era praticamente usada para diferenciar os seres vivos de todos os outros elementos, substâncias e materiais.
Mas com o êxito da pesquisa que Vitor Pinheiro realizou em parceria com cientistas da Cambridge University, no Reino Unido, uma nova fronteira está sendo aberta tanto na busca pela cura de doenças como também na astrobiologia, a pesquisa sobre formas de vida extraterrestre. Até o momento a equipe conseguiu criar seis tipos diferentes de “XNA” e aptâmeros (pequenas moléculas capazes de se ligar e bloquear outras) a partir deles.
O feito da técnica anglo-brasileira incluiu não só a construção química do XNA, mas também que o composto artificial conseguisse transferir informação para um DNA tradicional, de modo similar ao que o RNA de vírus faz quando invade o código genético de seu hospedeiro. “Até agora, parecia que apenas DNA e RNA podiam guardar informação genética. Se a gente mostra que outro tipo de polímero é capaz de fazer isso, o DNA e o RNA deixam de ser especiais”, explica Pinheiro.
Consequências para medicina e astrobiologia
Uma das maiores consequências da descoberta é ampliar as possibilidades de descoberta de vida extraterrestre ou mesmo de formas de vida exóticas em nosso próprio planeta, já que a técnica mostra que outros tipos de compostos químicos podem se reproduzir. Outra grande consequência é a possibilidade de se criar medicamentos mais eficazes e que apresentem menos rejeição do organismo.
Para conseguir essa proeza, Pinheiro e seus colegas trocou a molécula de açúcar de uma DNA tradicional, que possui cinco átomos de carbono, e a substituiu por moléculas diferentes compostas por quatro ou seis átomos de carbono. DNAs, RNAs e XNAs são formados por três tipos de submoléculas: açúcares, fosfatos e bases nitrogenadas.
A outra engenharia do processo foi descobrir polimerases nos DNAs que pudessem se comunicar com os XNAs e com isso estava completo o ciclo de criação dos novos compostos genéticos artificiais.
Mais informação: http://io9.com/vitor-pinheiro/
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