sábado, 28 de janeiro de 2017

Vida artificial?

Comentário sobre Design and synthesis of a minimal bacterial genome. [1]

O artigo do grupo de Craig Venter, publicado recentemente na revista Science,[1] vem despertando a atenção daqueles que se interessam pela questão da origem da vida. A notícia publicada no jornal Folha de São Paulo, que fala da criação de um genoma a partir do “zero”, está muito longe daquilo que o artigo realmente significa, como foi bem explicado por Michelson Borges. Destaco abaixo algumas observações adicionais sobre o texto do grupo de Venter.

No sumário introdutório do artigo, os autores relatam: “Um design inicial, baseado em conhecimento coletivo de biologia molecular em combinação com dados de mutagênese por transposição limitada, falhou em produzir uma célula viável. (…) Outros três ciclos de design, síntese, e teste, com retenção dos genes quasi-essenciais, produziu a JCVI-syn3.0.” A atividade em questão é a de um grupo (grande) de cientistas, trabalhando durante anos, projetando algo. O que quer que resulte dessa atividade mostra que apenas design sofisticadíssimo é capaz de lidar com o funcionamento celular.

Ainda no sumário, lemos: “O conceito de célula mínima parece simples inicialmente, mas torna-se mais complexo após inspeção.” Simples não é um bom adjetivo para descrever qualquer tipo de célula. Toda célula é extremamente complexa a priori e a pesquisa de Venter apenas reforça esse fato.

Continuando no sumário: “Inesperadamente, ela também contém 149 genes com funções biológicas desconhecidas, sugerindo a presença de funções ainda não descobertas que são essenciais para a vida.” Como um software que foi planejado do zero contém 149 genes com funções desconhecidas?

Na introdução, os autores mencionam que “o genoma pode ser visto como um software.” Um software possui um autor, vem de uma (pelo menos) mente inteligente; é a única fonte conhecida capaz de construir um software. Os autores não afirmam que o genoma é um software, apenas que pode ser visto como um. Ainda assim, a analogia com o produto da atividade humana é bastante expressiva.

Depois, obtemos um pouco mais de detalhes sobre o processo de simplificação: “Temos nos interessado há bastante tempo em simplificar o software genômico de uma célula bacteriana pela eliminação de genes que não são essenciais para o crescimento celular sob condições ideais de laboratório.” Os genes em questão são não essenciais apenas sob condições bastante controladas. Em outras palavras, os cientistas estão suprindo de forma artificial aquilo que os chamados genes não-essencias deveriam suprir na natureza. Isso fica evidente quando lemos: “Pelo fato de nossa célula minimizada ser desprovida de biossíntese de aminoácidos, lipídios, nucleotídeos, e vitaminas, ela depende do meio rico para suprir quase todas essas pequenas moléculas necessárias.”

“Para sobreviver na natureza, a maioria das bactérias deve ser capaz de se adaptar aos numerosos ambientes.” Será que esses genes não essenciais em condições controladas não seriam as provisões já embutidas no código genético dessas bactérias para que elas pudessem se adaptar ao ambiente?

“Algumas bactérias, contudo, crescem em ambientes restritos e sofreram uma redução no genoma ao longo do tempo evolucionário. Elas perderam genes que não são necessários em um ambiente estável.” Evolução reduzindo o genoma? Seria interessante vermos exemplos de evolução aumentando o genoma (aumentando de verdade, não simplesmente duplicando o que já existe)?

“Em nossa primeira tentativa de produzir uma célula minimizada, começamos com a syn1.0 e usamos informação da literatura bioquímica, assim como dados de mutagênese por transposição, para produzir um design racional.” É mais ou menos assim (bem para menos) que imagino que o restante da natureza tenha sido produzido.

“Genes relacionados com a membrana correspondem a 84 (18%) do total de 473 genes da syn3.0. As categorias incluídas (…) são lipoproteínas, transporte de cofatores, sistemas de efluxo, proteínas de transporte, e outros sistemas de transporte das membranas.” Em um genoma mínimo, tudo isso já tem que estar presente. Uma célula realmente seria viável sem toda essa maquinaria? O que a pesquisa mostra é que a resposta é um sonoro NÃO; um grande problema para os advogados da geração espontânea.

“Uma célula mínima é normalmente definida como uma célula na qual todos os genes são essenciais. Essa definição é incompleta, porque os requerimentos genéticos para a sobrevivência, e portanto o tamanho do genoma mínimo, dependem do ambiente no qual a célula cresce.”
“O trabalho descrito aqui foi conduzido em um meio que supre virtualmente todas as pequenas moléculas necessárias para a vida. Um genoma mínimo determinado sob tais condições permissivas deveria revelar um conjunto de funções independentes do ambiente que são necessárias para a vida. Sob condições menos permissivas, esperamos que genes adicionais sejam necessários.” Ou seja, a célula mínima não é tão mínima assim. Sem que os autores supram artificialmente todas as necessidades adicionais da célula, ela deveria precisar de mais genes para cuidar desse trabalho.

“Tais estudos identificam um núcleo de genes essenciais, muitas vezes de cerca de 250. Mas esse não é um conjunto de genes que é suficiente para constituir um genoma celular viável, uma vez que genes redundantes para funções essenciais são contados como não essenciais nesses estudos.” Aqui os autores chamam a atenção para uma proposta anterior de que um genoma essencial seria constituído de cerca de 250 genes. O resultado de sua pesquisa sugere que essa estimativa está errada. Um genoma essencial deveria possuir pelo menos 473 genes, e isso sob condições ideais de laboratório. As coisas se tornaram mais complicadas, não mais simples, para se estabelecer como a primeira forma de vida teria surgido espontaneamente.

[1]  C.A. Hutchison, R.-Y. Chuang, V.N. Noskov, N. Assad-Garcia, T.J. Deerinck, M.H. Ellisman, et al., Design and synthesis of a minimal bacterial genome, Science (80-. ). 351 (2016) aad6253–aad6253. doi:10.1126/science.aad6253.

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