Cromossoma artificial da levedura sintetizado no laborat�rio

12.� Ano BIOLOGIA - IV. Produ��o de Alimentos e Sustentabilidade

Cromossoma artificial da levedura sintetizado no laborat�rio. E funciona
27.03.2014 - P�BLICO.PT | Ana Gerschenfeld

Cientistas ajudados por um batalh�o de estudantes conseguiram construir de raiz, pela primeira vez, um dos cromossomas do fermento do padeiro, microrganismo cujas c�lulas s�o parecidas com as nossas.
Desenho do cromossoma artificial, com as altera��es assinaladas por "alfinetes", pontos brancos e zonas claras Lucy Reading-Ikkanda
Pela primeira vez, uma equipa internacional de cientistas sintetizou na �ntegra um cromossoma de uma c�lula dita eucariota � isto �, de uma c�lula semelhante �s de todos os animais e todas as plantas � face da Terra, com o seu ADN contido dentro de um n�cleo celular. Os resultados foram publicados online esta quinta-feira pela revista Science.
O feito � considerado um passo significativo na �rea emergente da biologia sint�tica. Isto porque, at� aqui, o material gen�tico reconstitu�do artificialmente por outras equipas, tais como a do medi�tico geneticista Craig Venter (ver Nasceu a primeira forma de vida artificial, P�BLICO de 21.05.2010), pertencia a organismos muito mais simples (ou procariotas), tais como bact�rias e v�rus.
�O nosso trabalho faz avan�ar o ponteiro da biologia sint�tica da teoria para a realidade�, diz Jef Boeke, da Universidade de Nova Iorque (EUA), em comunicado daquela universidade. Boeke liderou este esfor�o de sete anos em colabora��o com colegas de outras institui��es em Fran�a, Reino Unido e Estados Unidos.
Os autores sintetizaram no laborat�rio o cromossoma n�mero 3 do fermento do padeiro (a levedura Saccharomyces cerevisiae), cujo genoma cont�m um total de 16 cromossomas, correspondentes a cerca de seis mil genes (um ter�o dos quais t�m uma vers�o humana, por vezes respons�vel por doen�as). Trata-se de um dos seres vivos mais estudados do planeta � e que, para al�m de ser utilizado h� mil�nios no fabrico p�o e da cerveja, serve hoje para produzir biocombust�veis e medicamentos. O genoma deste microrganismo foi sequenciado na �ntegra em 1996.
A constru��o do cromossoma em causa passou por juntar, numa cadeia molecular, 273.871 �pares de bases� � isto �, blocos de constru��o da dupla h�lice de ADN �, obtendo assim um cromossoma artificial um pouco mais curto do que o natural. E para isso, a equipa recrutou cerca de 60 estudantes universit�rios, todos eles a cursar uma cadeira intitulada �Construa um genoma� e criada pelo pr�prio Boeke na Universidade Johns Hopkins (EUA).
Os estudantes tinham por miss�o, como parte do curr�culo do curso, obter, a partir de vers�es sint�ticas das bases (ou "letras") do ADN dispon�veis comercialmente � e recorrendo a t�cnicas de biotecnologia � , tro�os do cromossoma 3 do fermento do padeiro com 750 a 1000 pares de bases ou mais. As raz�es que levaram a equipa a escolher o cromossoma 3 como alvo da primeira s�ntese integral no �mbito deste projecto, cujo objectivo � reconstituir artificialmente a totalidade dos 16 cromossomas da levedura, foram o facto de ser um dos mais pequenos e de ter fun��es relevantes para o ciclo de vida das leveduras.
O cromossoma artificial que da� resultou tem mais de 500 altera��es em rela��o ao seu hom�logo natural, explica ainda o comunicado, entre remo��es de fragmentos repetidos, do chamado ADN-lixo e de certos genes �saltit�es� que se sabe produzirem muta��es aleat�rias. Por outro lado, foram-lhe acrescentadas certas sequ�ncias gen�ticas extra, de forma a que os cientistas pudessem n�o s� distinguir o original da c�pia, como tamb�m apagar ou deslocar genes � vontade no cromossoma. Tudo isto foi feito recorrendo a um software especializado, com o qual os cientistas constru�ram virtualmente a sequ�ncia gen�tica do novo cromossoma antes de o fazer fisicamente.

Lotaria gen�tica
Uma vez acabado este trabalho, a primeira coisa que os cientistas fizeram � e que Boeke considera ser o mais importante avan�o obtido neste trabalho � foi testar a funcionalidade do cromossoma artificial: a sua capacidade de se reproduzir fielmente em diversos meios de cultura. Para isso, introduziram esse cromossoma dentro de c�lulas de levedura. Resultado: as c�lulas com o cromossoma artificial revelaram ter um comportamento �notavelmente natural�.
A seguir, a equipa testou a resist�ncia do cromossoma artificial a certas manipula��es gen�ticas, �baralhando� os seus genes (gra�as �s sequ�ncias gen�ticas adicionais introduzidas � partida) tal como se de um baralho de cartas se tratasse. �Podemos escolher um grupo de genes, mudar a sua ordem natural ao longo do cromossoma e construir assim milh�es e milh�es de baralhos [estirpes de levedura] diferentes�, diz Boeke.
�Fazer altera��es num genoma � uma lotaria�, acrescenta. �Basta uma altera��o errada e a c�lula morre. Mas n�s fizemos mais de 50.000 altera��es � sequ�ncia de ADN do cromossoma 3 artificial e as nossas leveduras sobreviveram. Isso � not�vel e mostra que o nosso cromossoma � resistente e que pode conferir novas propriedades �s c�lulas de levedura. (�) Isto vai permitir-nos obter leveduras que sobrevivem melhor numa pletora de condi��es ambientais, tolerando, por exemplo, altas concentra��es de �lcool.� Ou diversas temperaturas ou n�veis de acidez � ou ainda a presen�a de compostos que normalmente danificam o ADN.
A ideia de Boeke de envolver activamente os seus estudantes nas pesquisas fez entretanto adeptos em pa�ses como a Austr�lia, China, Singapura, Reino Unido e outros locais dos Estados Unidos (mais informa��es em http://syntheticyeast.org/), internacionalizando ainda mais o projecto de constru��o do genoma artificial da levedura.
O objectivo final � conseguir um dia inventar microrganismos artificiais feitos � medida e capazes de fabricar novos medicamentos e vacinas, mat�rias-primas alimentares ou ainda novos biocombust�veis. A s�ntese do cromossoma 3 da levedura, designado synIII, mostra que isso � poss�vel. O trabalho tamb�m fornece um modelo experimental para o estudo dos genes e das suas interac��es, para perceber como as redes de genes determinam os comportamentos biol�gicos individuais, l�-se no comunicado.
J� a seguir, a equipa de Boeke tenciona continuar a reorganizar os genes de synIII para testar as propriedades dos cromossomas obtidos e ao mesmo tempo desenvolver formas de sintetizar os outros cromossomas da levedura mais rapidamente e a menor custo.

Terça Apr 01, 2014 17:26 / netxplica.com

Cientistas criam cromossoma vers�o 2.0, o �Evereste� da biologia sint�tica

Uma parte essencial do �programa de computador� que faz as c�lulas dos seres vivos funcionarem pode ser substitu�do por uma �vers�o 2.0� sintetizada em laborat�rio.
� isso o que mostra uma nova pesquisa, na qual um grupo de cientistas da Universidade John Hopkins, nos EUA, criou pela primeira vez um cromossoma eucarionte, ou seja, que possui c�lulas complexas com n�cleo, como seres humanos, animais e plantas. O organismo em quest�o � a levedura Saccharomyces cerevisie.
� claro que pessoas e outros seres vivos complicados costumam possuir n�o um, mas diversos cromossomas (23, no nosso caso, e 8, no caso da levedura).
Jef Boeke, chefe do estudo, e os seus colegas, est�o entre as equipas de vanguarda numa �rea incipiente, mas que tem conseguido avan�os importantes: a chamada biologia sint�tica. Indo al�m dos meros organismos transg�nicos, que se caracterizam por terem recebido peda�os de ADN de outras esp�cies no seu genoma, a meta da biologia sint�tica � criar genomas do zero.
Tais conjuntos de ADN seriam montados pe�a por pe�a. De maneira a construir organismos novos com capacidades consideradas �teis, como produzir biocombust�veis, limpar poluentes ou produzir mat�rias-primas.
N�o � � toa, portanto, que o alvo inicial da equipa da Johns Hopkins tenda sido a levedura, utilizada h� s�culos para fermentar o a��car e transform�-lo em �lcool.
Al�m disso, por ser um micr�bio de crescimento r�pido e um eucarionte, torna-se uma ferramenta importante para estudar a gen�tica de organismos complexos.

Di�rio Digital
29.03.2014

Terça Apr 01, 2014 20:13 / netxplica.com

• Página 1 de 1

Responder

A cauda maravilhosa dum dinossauro que ficou presa em �mbar
11.� Ano GEOLOGIA - II, Processos e materiais geol�gicos importantes em ambientes terrestres

Utiliza��o do fracking pode aumentar n�mero sismos
11.� Ano GEOLOGIA - III. Explora��o sustentada de recursos geol�gicos.

Toneladas de lixo est�o a chegar a um reservat�rio de �gua
11.� Ano GEOLOGIA - III. Explora��o sustentada de recursos geol�gicos.

Novas tend�ncias das altera��es clim�ticas est�o para ficar
12.� Ano BIOLOGIA - V. Preservar e Recuperar o Meio Ambiente

Um rio de ferro corre cada vez mais depressa no interior
10.� Ano GEOLOGIA - III. Compreender a Estrutura e a Din�mica da Geosfera

As chitas est�o em extin��o
10.� Ano BIOLOGIA - I. Diversidade na Biosfera

O que se passou com a bact�ria da c�lera desde o s�c. XIX?
12.� Ano BIOLOGIA - III. Imunidade e Controlo de Doen�as

Parasita que provocou grande fome na Irlanda veio da Am�rica
12.� Ano BIOLOGIA - IV. Produ��o de Alimentos e Sustentabilidade

Quanto tempo � que os ovos dos dinossauros levavam a chocar?
11.� Ano GEOLOGIA - II, Processos e materiais geol�gicos importantes em ambientes terrestres