Bactéria modificada replica material genético que não existe na natureza.
Pesquisadores esperam que feito inédito inove medicamentos.
Ilustração mostra o DNA alterado com os dois
nucleotídeos artificiais, identificados com as letras X e Y
A, T, C e G já existem na natureza.
(Foto: Divulgação/Nature)
Eles indicaram ter modificado uma bactéria para que ela incorporasse e replicasse dois ingredientes de DNA que não são encontrados na natureza.
De acordo com eles, o experimento foi concebido para mostrar que o alfabeto do DNA, que existe há centenas de milhões de anos, pode ser expandido por intervenção humana.
Este seria o primeiro passo de um caminho mais longo que pode levar à produção de remédios revolucionários e inovações na nanotecnologia. O ácido desoxirribonucleico (DNA) é o conjunto de instruções hereditárias que geram e sustentam a vida.
Situada no coração da célula, esta longa molécula contém uma dupla hélice na forma de um zíper torcido. Seus 'dentes' são formados por milhões das chamadas letras de pares de base, ou seja, elementos químicos que se ligam uns aos outros.
A adenina se une à timina para criar o par de base A-T, enquanto a citosina se liga à guanina para formar o par de base C-G.
O novo trabalho, publicado na revista científica "Nature", adiciona à dupla hélice um terceiro par de base, produzido pelo homem.
No entanto, as inclusões só sobrevivem com ajuda externa e são removidas do genoma uma vez que esta sustentação é removida.
"A vida na Terra, em toda a sua diversidade, é codificada por apenas dois pares de base de DNA, A-T e C-G", afirmou Floyd Romesberg, do Instituto de Pesquisas Scripps, em La Jolla, Califórnia.
"O que produzimos é um organismo que, de forma estável, compreende aqueles dois, mais um terceiro par de bases não natural", prosseguiu.
Pares de bases do DNA se ligam uns aos outros,formando uma espiral.(Foto: Pasieka / APA / SPL / AFP Photo)
Cientistas trabalharam por quase duas décadas para descobrir novas moléculas que servem como bases novas de DNA, com a finalidade de criar proteínas que nunca existiram antes.
Mas a pesquisa traz muitos desafios.
O novo par de base teria que se ajustar comodamente ao longo de bases naturais do código do DNA e não interromper a replicação ou a transcrição, primeiro passo na criação de uma proteína.
Durante esses processos, o 'zíper' do DNA é aberto, segmentos dele são copiados para fornecer um modelo e o zíper volta a se fechar.
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Outro problema é garantir que os pares de base inseridos não sejam
atacados e removidos pelo mecanismo de reparo de DNA celular.No novo estudo, os cientistas fizeram uma peça circular de DNA denominado plasmídeo, que continha as combinações naturais A-T e C-G, assim como um bar de base artificial, denominado d5SICs e dNaM. O plasmídeo foi, então, inserido em uma bactéria comum, a 'Escherichia coli'.
Mas, então, outro problema veio à tona: como o par de base não existe na natureza, os tijolos moleculares para reproduzi-lo na célula também estão ausentes.
Os cientistas encontraram a resposta ao adicionar estes tijolos à solução na qual a 'E. coli' estava em suspensão.
Eles também manipularam geneticamente a 'E. coli' de forma que exalasse uma proteína de alga que, como um burro de carga, carregasse estes tijolos através da membrana celular.
O novo plasmídeo recém-criado se replicou suavemente e com poucas falhas - algo essencial para manter o DNA saudável -, e os pares de base artificiais não foram extirpados do código.
O cientista Denis Malyshev reforçou que o processo foi controlado por dois mecanismos: os "tijolos" no fluido e o transportador da proteína.
Sem eles, os novos pares de base saíram do DNA, deixando a bactéria funcionar normalmente com sua combinação A-T, C-G. Em outras palavras, pode não ser possível replicar o código artificial.
O próximo passo será levar as novas letras para o RNA (ácido ribonucleico), um derivado enxuto do DNA que ajuda a produzir proteínas.
Em um comentário também publicado na Nature, os biólogos Ross Thyer e Jared Ellefson, da Universidade do Texas, em Austin, alertaram que os cientistas tinham que responder aos temores do público sobre a manipulação do DNA ou a criação de organismos artificiais.
"Tentativas de expandir o alfabeto genético questionam a ideia da natureza universal do DNA e, potencialmente, despertam críticas sobre a prudência ao manipulá-lo", afirmaram.
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