Avanço na genética: cientistas produzem genoma sintético inédito

Após 10 anos de tentativas, cientistas criaram o primeiro genoma sintético do mundo. Foram produzidos do zero os 16 cromossomos da levedura, um fungo unicelular que ajuda na fermentação de pães. O feito inédito fez parte do Projeto Genoma Sintético da Levedura (Sc2.0), consórcio global que envolve cerca de 200 pesquisadores de mais de 10 instituições. Os resultados foram publicados na revista Nature Biotechnology nessa quinta-feira (11/12).

Os pesquisadores desenvolveram um manual que reúne os erros e acertos cometidos durante a jornada de uma década para a criação do genoma. Eles acreditam que o “passo a passo” poderá ser usado para a criação de novos organismos geneticamente modificados, que poderão nascer mais resistentes às alterações climáticas, ou para a elaboração de uma fábrica de células personalizadas.

“Reunimos uma visão geral abrangente da literatura sobre como construir uma forma de vida, onde analisamos o que deu certo, mas também o que deu errado”, aponta a autora principal do artigo, Paige Erpf, em comunicado.

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Como foi criado o genoma sintético

Na engenharia genética tradicional, são utilizados genomas já existentes para serem modificados. No entanto, o Sc2.0 foi além, sendo pioneiro ao produzir um genoma completo inteiramente do zero.

Durante o processo de fabricação dos cromossomos, foram seguidos três princípios principais: a retirada de elementos genéticos instáveis; a implantação de “marcas d’água” moleculares, para diferenciar as partes sintéticas das naturais; e a adição do sistema de recombinação genética ‘SCRaMbLE’, ferramenta que ajuda a reorganizar genes e testar sua funções com mais rapidez.

Em seguida, os cromossomos foram organizados em grandes blocos com milhares de pares de base (“degraus” da dupla hélice do DNA e importantes para armazenar e transmitir informações genéticas). Posteriormente, eles foram introduzidos em células de leveduras vivas, com a ajuda do mecanismo celular do próprio fungo para unir as partes sintéticas no lugar correto.

“Concluir todos os 16 cromossomos sintéticos nos permite entender a função do genoma em uma escala que era simplesmente impossível antes”, exalta o coautor do artigo, Ian Paulsen.

Erros no processo criam manual para o futuro

Os laboratórios envolvidos no projeto padronizaram o passo a passo, com todos utilizando os mesmos princípios na montagem das peças sintéticas. Foram observados erros semelhantes durante o processo. Assim, todos os “bugs” foram catalogados, com o objetivo de criar um roteiro do que não fazer em criações futuras.

Novos projetos já estão em desenvolvimento através da descoberta. Uma das instituições envolvidas no Sc2.0, a Universidade Macquarie, da Austrália, começou recentemente a tentar criar o primeiro cromossomo sintético de plantas, processo um pouco mais árduo devido às complexidades desse tipo de vegetal.

“A abordagem de ‘aprender construindo’ adotada pelo consórcio Sc2.0 nos proporcionou insights incríveis sobre genética que talvez não tivéssemos compreendido completamente se tivéssemos adotado abordagens históricas passo a passo”, afirma o coautor do artigo, Hugo Goold.

Segundo os pesquisadores, o objetivo no futuro é inserir um DNA totalmente sintético dentro de uma única célula. “Será um momento histórico e levará a uma compreensão ainda mais profunda da biologia que sustenta nosso meio ambiente, nossos sistemas alimentares e nossos medicamentos”, finaliza Goold.