Nova técnica pode facilitar produção de vacinas e tratamento de água

Cientistas americanos dizem ter desenvolvido a primeira célula controlada por um genoma sintético.

Os especialistas do J. Craig Venter Institute, com sede nos Estados de Maryland e Califórnia, dizem esperar que a técnica possa criar bactérias programadas para resolver problemas ambientais e energéticos, entre outros fins.

O estudo será publicado nesta quinta-feira na edição online da revista científica Science. Para alguns especialistas, ele representa o início de uma nova era na biologia sintética e, possivelmente, na biotecnologia.

A equipe de pesquisadores, liderada por Craig Venter, já havia conseguido sintetizar quimicamente o genoma de uma bactéria. Eles também haviam feito um transplante de genoma de uma bactéria para outra.

Agora, os especialistas juntaram as duas técnicas para criar o que chamaram de "célula sintética", embora apenas o genoma da célula seja sintético - ou seja, a célula que recebe o genoma é uma célula natural, não sintetizada pelo homem.

"Esta é a primeira célula sintética já criada. Nós dizemos que ela é sintética porque foi obtida a partir de um cromossomo sintético, feito com quatro substâncias químicas em um sintetizador químico, seguindo informações de um computador", disse Venter.

"Isto se torna um instrumento poderoso para que possamos tentar determinar o que queremos que a biologia faça. Temos uma ampla gama de aplicações (em mente)", disse.

Os pesquisadores planejam, por exemplo, criar algas que absorvam dióxido de carbono e criem novos hidrocarbonetos. Eles também estão procurando formas de acelerar a fabricação de vacinas.

Outros possíveis usos da técnica seriam a criação de novas substâncias químicas, ingredientes para alimentos e métodos para limpeza de água, segundo Venter.

Estudo

No experimento, os pesquisadores sintetizaram o genoma da bactériaM. mycoides, adicionando a ele sequências de DNA como "marcas d'água" para que a bactéria pudesse ser distinguida das naturais (não sintéticas).

Como as máquinas sintetizadoras atuais só são capazes de juntar sequências relativamente curtas de letras de DNA de cada vez, os pesquisadores inseriram as sequências mais curtas em células de fermento. As enzimas de correção de DNA presentes no fermento juntaram as sequências.

Depois, as sequências de tamanho médio foram inseridas em bactériasE. coli, antes de serem transferidas de volta para o fermento.

Após três rodadas deste processo, os pesquisadores conseguiram produzir um genoma com mais de um milhão de pares de bases de comprimento.

Concluída essa fase, os cientistas implantaram o genoma sintético da bactéria M. mycoides em outro tipo de bactéria, a Myoplasma capricolum.

O novo genoma assumiu o controle das células receptoras.

Embora 14 genes tenham sido apagados ou alterados na bactéria transplantada, as células apresentaram a aparência de bactérias M. Mycoides normais e produziram apenas proteínas M. mycoides, segundo os autores do estudo.

Repercussão

Em entrevista à BBC, o especialista em biologia sintética Paul Freeman, codiretor do EPSRC Centre for Synthetic Biology do Imperial College, em Londres, disse que o estudo de Venter e sua equipe pode marcar o início de uma nova era na biotecnologia.

"Eles demonstraram que o DNA sintético pode assumir o controle e operar as funções da nova célula receptora em termos de replicação e crescimento", disse Freeman.

Freeman lembra que a célula receptora é uma célula natural, não sintética, mas "o que Venter e sua equipe mostraram é que, após o transplante e várias divisões celulares, a célula receptora assumiu algumas das características ou fenótipo do novo genoma nela inserido".

"É um avanço extraordinário, oferecendo uma prova de que, em teoria, é possível que genomas inteiros sejam sintetizados quimicamente, montados e implantados em células receptoras".

"Claro que precisamos ter cautela, já que não temos certeza de que essa abordagem funcionaria em genomas maiores e mais complexos".

"Ainda assim, este avanço representa um marco na nossa capacidade de criar células feitas pelo homem para fins estabelecidos pelo homem", concluiu Freeman.

O estudo de Venter e sua equipe foi financiado pela empresa Synthetic Genomics. Três dos autores e o J. Craig Venter Institute possuem ações da companhia.

Genética influencia relações sociais, dizem pesquisadores

A popularidade de uma pessoa e sua habilidade de formar grupos sociais é, em parte, influenciada pela herança genética, sugere pesquisa das universidades de Harvard e da Califórnia, nos Estados Unidos.

Segundo os pesquisadores, os genes não apenas afetam a personalidade, mas também têm impacto sobre a formação e a estrutura do grupo social de um indivíduo.

"Nós conseguimos mostrar que nossa posição específica em vastas redes sociais tem uma base genética", disse Nicholas Christakis, da Universidade de Harvard. "Na verdade, o belo e complicado padrão das conexões humanas depende de nossos genes em uma medida significativa."

Participaram da pesquisa 1.110 gêmeos, tanto idênticos quanto fraternos. Os pesquisadores descobriram uma maior semelhança entre as redes sociais e conexões dos gêmeos idênticos.

Explicação evolucionária

Os pesquisadores acreditam que pode existir uma explicação evolucionária para que uma pessoa fique no coração de um grupo ou à sua margem.

Se uma infecção letal se propagar por uma comunidade, aqueles que estiverem à margem terão menor possibilidade de contrair a infecção e sobreviverão.

Mas, em outras circunstâncias, como no caso de escassez de alimentos, estar no centro da comunidade e ter acesso a informações pode ser uma vantagem.

"Uma das coisas que este estudo nos diz é que redes sociais são uma parte fundamental da nossa herança genética", disse James Fowler, da Universidade da Califórnia. "Pode ser que a seleção natural esteja atuando não apenas em coisas como se nós podemos ou não resistir ao resfriado comum, mas também quem vai entrar em contato com quem."

Os genes foram encontrados nos cromossomos 6 e 9

Cientistas britânicos anunciaram ter descoberto, nos cromossomos seis e nove, dois genes que estariam ligados ao surgimento da primeira menstruação.

A descoberta é importante porque o início da idade reprodutiva na mulher está associado ao desenvolvimento, décadas mais tarde, de condições como a diabetes e alguns tipos de câncer.

O trabalho, publicado na publicação científica Nature Genetics, também ajuda a explicar por que meninas que são mais baixas e mais pesadas tendem a iniciar sua vida reprodutiva meses antes de suas colegas: os genes estão localizados ao lado do DNA que controla o peso e a altura.

Um outro estudo, publicado na mesma revista, também conclui que um dos dois genes identificados no primeiro estudo desempenha um papel-chave no início da puberdade em meninos e meninas.

Estudo

Trabalhando em colaboração com instituições de pesquisa na Europa e Estados Unidos, a equipe da Peninsula Medical School, na cidade de Exeter, sudoeste na Inglaterra, estudou 17.510 mulheres de várias partes do mundo.

Quando dividiram as mulheres de acordo com a idade de sua primeira menstruação, os especialistas identificaram alguns padrões genéticos.

Rastreando todo o genoma, os cientistas conseguiram isolar os exatos genes com maior probabilidade de estar associados à primeira menstruação.

A partir de sua análise, a equipe calcula que uma em cada 20 mulheres carrega duas cópias de cada variação genética que faz com que a primeira menstruação aconteça mais cedo - em média 4,5 meses mais cedo em relação às mulheres que não apresentam as variações.

Segundo uma das pesquisadoras, Anna Murray, o estudo oferece as primeiras evidências de que determinadas variações genéticas influenciam o momento em que as mulheres alcançam a maturidade sexual.

"Nossas investigações também sugerem que existe uma base genética para a associação entre a chegada mais cedo da primeira menstruação, a altura e o IMC" (Índice de Massa Corporal, padrão internacional para avaliar o grau de obesidade).

Outro integrante da equipe, o cientista John Perry, disse: "Entender os mecanismos biológicos por trás do ciclo reprodutivo pode também nos informar sobre doenças associadas que afetam muitas mulheres quando ficam mais velhas, incluindo a diabetes, problemas do coração e o câncer da mama".

Especialistas acreditam que o hormônio sexual feminino, o estrogênio, esteja associado ao desenvolvimento dessas doenças.

O segundo estudo, realizado pela Universidade de Cambridge, também da Inglaterra, analisou informações genéticas de milhares de pessoas.

Ele associou uma variação específica em um dos dois genes identificados pela equipe de Exeter - o gene LIN28B - com o desenvolvimento, mais cedo, de seios em meninas e de pelos pubianos em meninos, e com a mudança, também mais cedo, da voz nos meninos.

Auto-estima

"Menstruar mais cedo é uma questão de saúde porque, além de ser uma surpresa inconveniente para uma menina e seus pais, a menstruação prematura também está associada com riscos mais altos de uma série de doenças e problemas psicológicos", disse Aric Sigman, médico, psicólogo e integrante da Royal Society of Medicine.

"As meninas que amadurecem mais cedo estão mais propensas à depressão, delinquência, agressividade, alcoolismo, fumo, consumo de drogas e baixa auto-estima, são menos sociáveis, têm dificuldade para dormir e são mais propensas a tentar o suicídio."

"Também há mais probabilidade de que elas tenham um mau desempenho acadêmico no nível secundário do que colegas que amadureceram no período normal ou mais tarde", acrescentou.

Três outros estudos, também publicados na Nature Genetics, sugerem outros possíveis genes que parecem estar envolvidos na chegada da puberdade.

No Ocidente, meninas estão chegando à puberdade cada vez mais cedo, algumas delas aos sete anos de idade.

As células NK são usadas em alguns tratamentos para combater o câncer

Cientistas britânicos anunciaram o descobrimento de um gene que ajuda a mobilizar o sistema imunológico para combater doenças.

O gene faz com que células-tronco do sangue se tornem células imunológicas conhecidas como Natural Killers (NK, ou Matadoras Natas).

Células NK que funcionam de maneira adequada são um tipo de glóbulo branco chave para a defesa do organismo, matando células cancerosas, vírus e bactérias.

Espera-se que a descoberta leve ao desenvolvimento de formas de estimular a produção de células de defesa do organismo, criando, potencialmente, uma nova forma de eliminar o câncer.

Atualmente, as células NK separadas de sangue de doadores são usadas no tratamento de alguns pacientes com câncer, mas sua eficácia é limitada porque elas podem ter pequenas diferenças de pessoa para pessoa.

O líder da pesquisa, Hugh Brady, disse: "Se um maior número de células-tronco do paciente puder ser 'coagido' a se transformar em células NK através de um tratamento químico, nós poderemos aumentar a força de combate do organismo ao câncer sem ter que lidar com os problemas de incompatibilidade ao doador."

Doenças auto-imunes

Segundo os pesquisadores, a identificação do gene E4bp4 pode ainda ajudar a desenvolver novos tratamentos para diabete tipo-1 e esclerose múltipla. Ambos os distúrbios ocorrem quando o sistema imunológico se volta contra os próprios tecidos do corpo. Alguns cientistas acreditam que o mau funcionamento de células NK é que provoca o ataque a células saudáveis.

Para fazer a descoberta, os cientistas do Imperial College London, University College London e Instituto Nacional para Pesquisa Médica do Conselho de Pesquisa Médica da Grã-Bretanha criaram um rato sem o gene E4bp4.

Estes animais eram absolutamente normais, exceto pela ausência de células NK.