De bactérias a elefantes, não importa o tamanho do organismo, toda vida como a conhecemos é codificada com base na informação genética do organismo, por meio dos pares de bases do DNA.
Porém, não mais. Agora, juntamente com os pares naturais de bases nitrogenadas, uma bactéria crescendo em um laboratório da Califórnia pode incorporar e copiar um terceiro par artificial. Por enquanto, as bases artificiais são chamadas de X e Y.
O código genético recém-expandido abre a porta para os biólogos criarem microrganismos capazes de construir proteínas por meio de até 172 aminoácidos diferentes, naturais e artificiais, uma benção potencial para desenvolvedores de drogas e outros materiais importantes.
Imagem adaptada de Synthorx.
Ao adicionar um novo par de bases artificiais, X e Y, a Adenina, Timina, Guanina e Citosina do DNA, os pesquisadores vão permitir que organismos construam proteínas a partir de um máximo de 172 aminoácidos diferentes.
"Esta é uma tecnologia que permite coisas incríveis", diz Ross Thyer, biólogo molecular da Universidade do Texas, Austin, que não esteve envolvido no trabalho, publicado na edição desta semana da revista Nature.
Esta descoberta não foi só a façanha de abrir o caminho para um universo de novas proteínas, mas também dá aos pesquisadores uma nova plataforma para a investigação de como o DNA evoluiu e por que toda a vida é limitada a apenas cinco bases nitrogenadas, afinal no RNA , T é substituída por U).
Criar superbactérias sintéticas pode parecer ameaçador. Mas Eric Kool, bioquímico da Universidade de Stanford, na Califórnia, diz que os riscos são baixos. " Estes organismos não podem sobreviver fora do laboratório", diz Kool. Na verdade, eles não podem sequer construir X e Y ( mais formalmente conhecido como d5SICS e DNAM). Os pesquisadores sintetizam as bases e as transfere para as bactérias. "Pessoalmente, eu acho que é uma forma menos perigosa para modificar DNA do que a engenharia genética já existente", diz Kool.
Ao longo das décadas, os biólogos sintéticos que tentam expandir alfabeto genético da vida possuiam apenas algumas bases nitrogenadas alternativas. Algumas equipes de pesquisa, incluindo uma liderada por Floyd Romesberg, bioquímico do Instituto de Pesquisa Scripps, em San Diego, Califórnia, até mesmo conseguiu que proteínas de replicação do DNA chamadas de DNA polimerases copiassem fitas de DNA incorporando bases alternativas. Mas isso foi conseguido em tubos de ensaio e não dentro de células vivas.
Fazer com que as bactérias vivas replicassem o DNA alterado foi outro desafio completamente diferente. As bactérias teriam que sintetizar as novas bases genéticas ou capturá-las a partir do meio de cultura circundante. Em algas, Romesberg e os seus colegas identificaram uma proteína que agarra bases nucleotídicas e puxa-as para dentro da célula. Eles inseriram o gene para esta proteína transportadora em bactérias Escherichia coli e descobriram que isso permitiu que as bactérias puxassem as bases X e Y pré-sintetizadas. A equipe também havia projetado sua E. coli para abrigar pequenos anéis de DNA chamados de plasmídeos portadores de XY. Quando as bactérias copiaram esses plasmídeos, eles usaram o X e Y, e as células modificadas cresceram tão bem como as outras células normais.
No futuro, Romesberg diz que espera usar seu alfabeto genético expandido para criar proteínas importantes. Scripps Peter Schultz e outros bioquímicos já projetaram bactérias para construir proteínas, com dezenas de aminoácidos para além da natureza padrão 20. Mas esses experimentos utilizam DNA natural para codificar aminoácidos não-naturais . O alfabeto genético recentemente expandido, Thyer diz, deverá produzir um menu muito mais diverso de proteínas com uma grande variedade de novas funções químicas, tais como os medicamentos mais capazes de sobreviver nos materiais do corpo. Romesberg diz que pesquisas importantes nesse novo mundo de proteínas já estão em andamento.
Fonte: Science Now