São Paulo – Uma nova tecnologia desenvolvida nos Estados Unidos permite editar o DNA em seres vivos, alterando o genoma das células sem danos ao organismo. O feito, realizado em conjunto pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e pela Universidade de Harvard, foi bem sucedido em linhagens da bactéria Escherichia coli, mas pode abrir caminho para uma série de novos experimentos.

A tecnologia que pode ser usada para reescrever o código genético de um ser vivo foi publicada hoje na Science, uma das mais renomadas revistas científicas do mundo. Ela é fruto de sete anos de pesquisa dos laboratórios liderados por Joseph Jacobson, no MIT, e George Church, em Harvard.

Busca e troca

O processo pode ser descrito como similar à função “localizar e substituir”, de um processador de textos. Ele encontra uma sequencia específica no DNA e a reescreve, substituindo-a por outra.

A parte funcional do DNA é formada por longas cadeias onde se alternam quatro bases nitrogenadas, representadas pelas A,T, C e G. A combinação dessas diferentes letras é como uma receita que a célula segue na hora de produzir uma proteína. Cada sequência diz ao corpo que ele deve unir aminoácidos específicos que, juntos, formam uma proteína.

Essa receita funciona com trechos de 3 letras. Cada trecho é chamado de códon e há, ao todo, 64 códons. Em praticamente todas as células vivas, as mesmas sequências são usadas para traduzir essas proteínas. Embora a maioria dos códons represente aminoácidos, alguns são responsáveis por dizer à célula para parar de adicionar aminoácidos na cadeia de proteína.

O que os pesquisadores de MIT e de Harvard fizeram foi focar os esforços em um desses códons de “parada”. Ele consiste nas letras TAG. No DNA da Escherichia coli, essa sequencia TAG se repete apenas 314 vezes, o que a torna essa bactéria uma boa cobaia para testes de substituições.

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Mutação controlada

Primeiro, os cientistas usaram uma tecnologia que permite localizar sequencias de DNA específicas e as substituir por outra sequencia. Isso é feito no momento em que a célula duplica seu DNA para reprodução. No caso, eles substituíram o códon TAG por outro, o TAA.

Para o processo ser mais manejável, eles criaram 32 linhagens de Escherichia coli, cada uma com 10 sequências TAG já substituídas por TAA. Para chegar às 314 substituições, eles desenvolveram uma técnica que os permite controlar o processo que as bactérias usam para trocar material genético. Uma bactéria constrói uma extensão sua até sua célula vizinha, e passa parte do material genético. No caso, a linhagem modificada passa o códon TAA.

Os pesquisadores criaram um sistema em que cada linhagem compartilha seu DNA com uma outra. Depois do da primeira rodada de duplicações, havia 16 linhagens, cada uma com o dobro do número de códons de TAG editados que havia no início. O processo continuou até se chegar a quatro linhagens, cada uma com cerca de um quarto de todos os códons TAG substituídos por TAA.

Células vivas

No momento, os pesquisadores estão a caminho de produzir uma linhagem com todas as 314 substituições. Uma das partes mais importantes do trabalho é o fato de a substituição ter sido feita em células vivas, que continuaram funcionando e se reproduzindo normalmente.

Uma vez que a etapa de substituição estiver concluída, a equipe pode partir para o próximo passo, que é pensar em criar células capazes de produzir uma nova proteína. A técnica também permite que as bactérias criadas em laboratório tenham algum tipo de mecanismo que as impeça de trocar material genético com as bactérias comuns.