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quinta-feira, 17 de julho de 2014

Microorganismos desafiam a lei do DNA

São diversos os microrganismos que interpretam informações genéticas de modo não convencional.

 https://bio-orbis.blogspot.com/2014/07/microorganismos-desafiam-lei-do-dna.html

VAMOS DESCOBRIR...

Acredita-se que as instruções codificadas no DNA seguem um conjunto universal de regras em todos os domínios da vida. Mas pesquisadores relataram na edição de 23 de maio da publicação científica Science que organismos quebram essas leis rotineiramente.

A descoberta tem implicações para o desenvolvimento de vida sintética. Ao criarem organismos que desrespeitam as regras, pesquisadores talvez sejam capazes de produzir novas formas de vida resistentes a infecções virais. Projetar organismos sintéticos também foi sugerido como um meio de impedir que eles infectem hospedeiros involuntários. Mas exceções frequentes essas normas podem dificultar o desenvolvimento (genético) de organismos que não repassarão seu DNA para exemplares que se vivem na Natureza.

“Esse estudo destaca a maleabilidade do código genético”, salienta o bioengenheiro Farren Isaacs da Yale University em New Haven, Connecticut.

Pesquisadores liderados por Edward Rubin, do Instituto Genômico Conjunto do Departamento de Energia dos Estados Unidosem Walnut Creek, na Califórnia, foram em busca de transgressores desse tipo estudando DNA e RNA de microrganismos de 1.776 lugares, inclusive 17 regiões do corpo humano. Eles estavam à procura de casos de “recodificação”; instâncias em que o microrganismo interpreta o código genético de forma diferente que a maioria dos organismos fazem.

A equipe se concentrou especificamente em casos nos quais os chamados “códons de parada” (stop códons, em inglês) — sequências genéticas que normalmente instruem um organismo a parar de produzir uma proteína — não fazem isso, mas enviam um sinal contrário, dizendo ao organismo para acrescentar aminoácido à proteína em desenvolvimento.

De “pare” a “prossiga”

Primeiro a equipe investigou quais proteínas seriam codificadas por segmentos de código genético com pelo menos 1.000 pares de bases de comprimento se o organismo estivesse usando o tradicional comando de parada. Quando essas proteínas eram anormalmente curtas, os pesquisadores analisavam se o microrganismo poderia estar interpretando um códon de parada como [codificadora de] aminoácido. Esse pareceu ser o caso em 31.415 amostras e em até 10% das sequências retiradas de alguns ambientes.

Microrganismos encontrados em humanos mostraram-se particularmente propensos à recodificação. Embora representassem apenas 10% das amostras, mais da metade dos códons recodificados eram originárias de microrganismos que habitam o corpo humano.

De acordo com Rubin, recodificações foram observadas na Natureza, mas não nesse nível porque a maioria dos estudos se concentrou em microrganismos que podem ser cultivados em um laboratório. “Quando seguimos essa abordagem e procuramos fora do laboratório e perguntamos: ‘Essa é a norma?’, as regras não funcionaram”, conta ele.

Biólogos sintéticos têm utilizado a recodificação para permitir que organismos produzam novos tipos de aminoácidos com novas propriedades. Eles também esperam usar o método como um meio de impedir que organismos geneticamente modificados compartilhem seu DNA com outras formas de vida. Vírus, por exemplo, sequestram o mecanismo celular de seus hospedeiros para se replicarem (fazerem mais cópias de si mesmos). Mas isso pode ser mais difícil se o vírus e o hospedeiro interpretarem o código de modos diferentes.

Ao permitir que cientistas criem microrganismos recodificados incapazes de trocar informações genéticas com seus correspondentes naturais, a recodificação tem grande potencial de impacto em biossegurança, assegura Isaacs. O bioengenheiro passou seis anos recodificando um dos códons de parada em uma bactéria Escherichia coli para incorporar um aminoácido sintético em sua proteína.

O estudo de Rubin, no entanto, constatou que em alguns ambientes, como na boca humana, bactérias são infectadas por vírus,  codificação aparentemente incompatível. “Isso sugere que devemos ter mais cuidadosos se realmente quisermos construir uma ‘muralha de fogo’”, admite Rubin.

George Church, lider de projeto de recodificação de E. coli na Harvard University em Cambridge, Massachusetts,  por outro lado, argumenta que, como organismos sinteticamente recodificados saltam estágios evolutivos e não estão expostos às contínuas pressões pressões evolutivas, eles não serão vulneráveis ao mesmo tipo de sequestro genômico que parece permitir que vírus naturais infectem formas de vida com recodificação diferente.


“Se você mudar um genoma radicalmente enquanto o vírus não está ‘atento’,  o número de mudanças simultâneas necessárias para recuperar o genoma original pode ser maior que qualquer população viral que possa caber na Terra”, resume Church.

Este artigo foi reproduzido com permissão da revista Nature. Ele foi publicado originalmente em 22 de maio de 2014.


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Microbiomas suscitam preocupações de privacidade

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