Uma bactéria, comandada por uma molécula de DNA sintético, conseguiu reproduzir-se de forma natural. Na fotografia, as células, com uns 70 micrômetros de diâmetro, parecem diminutos ovos estrelados com a gema azul. Graças a isso, sabemos que não estamos olhando para uns microorganismos quaisquer, mas para as bactérias criadas por cientistas no laboratório. Vida artificial, fabricada num pratinho de vidro, a partir dos seus componentes genéticos elementares.
As primeiras células sintéticas pareciam diminutos ovos estrelados azuis (J. Craig Venter Institute) A nova bactéria foi feita “a partir de quatro frascos de compostos químicos”, gosta de repetir Craig Venter nas entrevistas que tem concedido à imprensa (sob litígio) nos últimos dias. Com os seus colegas, o conhecido “caça-genes” norte-americano acaba de inaugurar oficialmente a “era da biologia sintética”. Cada um desses quatro “frascos”, entenda-se, contêm uma das "letras" do "alfabeto" com que se escreve o DNA – A, T, G, C –, as moléculas de base que compõem esse grande livro da vida genético.
O DNA
A - Adenina
C - Citosina
G - Guanina
T - Timina
A equipa do J. Craig Venter Institute, EUA, já tinha anunciado várias vezes o que estava por vir. Mas na realidade, a sua saga, que começou há mais de 15 anos e custou 40 milhões de dólares, foi pautada, sobretudo desde 2007, por episódios muito excitantes – e também por obstáculos que fizeram os autores temer o fracasso. “Demorou muito mais tempo do que poderíamos ter imaginado”, salienta Venter.
Mas já está – e o nascimento desta primeira forma de vida artificial ficará registrado para a posteridade nas páginas da edição de sexta-feira da revista Science (e na Web, desde hoje). “Esta é a primeira célula sintética jamais fabricada”, afirma Venter, “e dizemos que é sintética porque a célula é totalmente derivada de um cromossomo sintético.”
Peças de Lego
Em 2007, a equipa mostrou que era possível transplantar o genoma de bactérias de uma espécie para bactérias de outra espécie semelhante e fazer com que a segunda mudasse de espécie, adquirindo a da primeira – isto é, trocasse a sua própria identidade pela do seu novo DNA. No ano seguinte, conseguiram sintetizar na íntegra o genoma de uma bactéria.
Bastava agora, para criar um ser vivo artificial, combinar as duas coisas. Assim obter-se-ia uma bactéria cujo DNA fora retirado e substituído por um DNA diferente – e desta vez, completamente fabricado pelos cientistas. Esperava-se que esta bactéria se comportasse como um ser vivo natural, usando o DNA sintético como patrimônio genético para se reproduzir.
Peças de Lego
Em 2007, a equipa mostrou que era possível transplantar o genoma de bactérias de uma espécie para bactérias de outra espécie semelhante e fazer com que a segunda mudasse de espécie, adquirindo a da primeira – isto é, trocasse a sua própria identidade pela do seu novo DNA. No ano seguinte, conseguiram sintetizar na íntegra o genoma de uma bactéria.
Bastava agora, para criar um ser vivo artificial, combinar as duas coisas. Assim obter-se-ia uma bactéria cujo DNA fora retirado e substituído por um DNA diferente – e desta vez, completamente fabricado pelos cientistas. Esperava-se que esta bactéria se comportasse como um ser vivo natural, usando o DNA sintético como patrimônio genético para se reproduzir.
Uma primeira dificuldade técnica foi simplesmente o fato de não existir tecnologia que permita construir moléculas do tamanho do DNA, composto pelo encadeamento de centenas de milhares de pares de bases A, T, G, C. Visto que o DNA da bactéria utilizada nas experiências, Mycoplasma mycoides, contém mais de um milhão de pares de bases.
Os cientistas começaram por comprar a uma empresa especializada os cerca de 1000 pedacinhos, cada um com uns 1000 pares de bases, que constituem esse DNA bacteriano. Recorda Venter: “Foi como ter uma caixa de peças de Lego e ter de as montar.”
Introduziram as peças dentro de leveduras (uma máquina natural de desfiar DNA) e obtiveram peças mais extensas; a seguir, introduziram-nas dentro de bactérias Escherischia coli e sintetizaram cadeias ainda maiores – antes de voltarem a pô-las dentro de leveduras. No fim, tinham um genoma inteiro de Mycoplasma mycoides, totalmente fabricado no laboratório.
Contudo, o DNA sintético era um pouco diferente do DNA natural de Mycoplasma mycoides, porque entretanto os cientistas tinham eliminado 14 genes potencialmente patogênicos (para as cabras) e acrescentado várias “marcas d’água” – sequências de letras do DNA facilmente reconhecíveis como artificiais: um site da Internet, os nomes dos elementos da equipe e várias citações famosas, “para dar um toque mais filosófico à coisa”, frisa Venter.
Um bug microscópico
Mas o mais difícil foi fazer com que o novo DNA funcionasse dentro das células hospedeiras – e de fato, da primeira vez que os cientistas introduziram, esperançosos, o genoma sintético nas células da bactéria Mycoplasma capricolum... nada aconteceu. Tal e qual especialistas de software, a equipe andou durante três meses fazendo debugging do código do DNA, explica um artigo jornalístico que acompanha a publicação na Science. Finalmente descobriram, há cerca de um mês, que o que estava empacando tudo era um erro numa única letra do código! Os ovos estrelados com gema azul começaram a proliferar.
Nem todo mundo concorda em dizer que a nova bactéria é totalmente sintética, uma vez que foi preciso introduzir o DNA artificial dentro de uma célula viva já existente. Mas isso não impede os especialistas ouvidos pela Science de saudarem os resultados. Quanto a Venter, ele não tem dúvidas de que a bactéria seja totalmente sintética: “Após algumas réplicas, não resta absolutamente nada de M. capricolum nas novas células”, argumenta. Novas células que produzem unicamente – e da forma mais natural do mundo – proteínas específicas de M. mycoides.
Por enquanto, o processo não é eficiente. Mas as aplicações futuras podem gerar algas produtoras de petróleo (Venter já tem um “grande contrato” com a Exxon) ou que reduzem “em 99 por cento” o tempo de fabricação das vacinas contra a gripe sazonal (em colaboração com a Novartis).
Introduziram as peças dentro de leveduras (uma máquina natural de desfiar DNA) e obtiveram peças mais extensas; a seguir, introduziram-nas dentro de bactérias Escherischia coli e sintetizaram cadeias ainda maiores – antes de voltarem a pô-las dentro de leveduras. No fim, tinham um genoma inteiro de Mycoplasma mycoides, totalmente fabricado no laboratório.
Contudo, o DNA sintético era um pouco diferente do DNA natural de Mycoplasma mycoides, porque entretanto os cientistas tinham eliminado 14 genes potencialmente patogênicos (para as cabras) e acrescentado várias “marcas d’água” – sequências de letras do DNA facilmente reconhecíveis como artificiais: um site da Internet, os nomes dos elementos da equipe e várias citações famosas, “para dar um toque mais filosófico à coisa”, frisa Venter.
Um bug microscópico
Mas o mais difícil foi fazer com que o novo DNA funcionasse dentro das células hospedeiras – e de fato, da primeira vez que os cientistas introduziram, esperançosos, o genoma sintético nas células da bactéria Mycoplasma capricolum... nada aconteceu. Tal e qual especialistas de software, a equipe andou durante três meses fazendo debugging do código do DNA, explica um artigo jornalístico que acompanha a publicação na Science. Finalmente descobriram, há cerca de um mês, que o que estava empacando tudo era um erro numa única letra do código! Os ovos estrelados com gema azul começaram a proliferar.
Nem todo mundo concorda em dizer que a nova bactéria é totalmente sintética, uma vez que foi preciso introduzir o DNA artificial dentro de uma célula viva já existente. Mas isso não impede os especialistas ouvidos pela Science de saudarem os resultados. Quanto a Venter, ele não tem dúvidas de que a bactéria seja totalmente sintética: “Após algumas réplicas, não resta absolutamente nada de M. capricolum nas novas células”, argumenta. Novas células que produzem unicamente – e da forma mais natural do mundo – proteínas específicas de M. mycoides.
Por enquanto, o processo não é eficiente. Mas as aplicações futuras podem gerar algas produtoras de petróleo (Venter já tem um “grande contrato” com a Exxon) ou que reduzem “em 99 por cento” o tempo de fabricação das vacinas contra a gripe sazonal (em colaboração com a Novartis).
O objetivo declarado dos cientistas é criar microorganismos. Uma das linhas de pesquisa propõe a criação de algas capazes de capturar o CO2 e transformá-lo em novos combustíveis.
Venter reconhece que a capacidade de “construir” novos organismos pode levar à criação de agentes causadores de doenças, mas acredita que a técnica representa "um aumento linear na capacidade de fazer o mal e um aumento exponencial na capacidade de fazer o bem".
Processo de pesquisa
A marca d'água inclui, segundo Venter, os nomes de coautores e colaboradores do estudo, um endereço na internet e três citações literárias, entre as quais a seguinte frase do físico Richard Feynman: "O que sou incapaz de construir, sou incapaz de compreender".
