Pela primeira vez, um time internacional de cientistas obteve sucesso na criação de uma célula de fermento composta por mais de 50% de DNA artificial. Inclusive, no material genético da Saccharomyces cerevisiae, estão os primeiros cromossomos artificiais do planeta. Apesar de ser uma engenharia de laboratório, o organismo unicelular age da mesma maneira que a sua versão “natural” e tem a capacidade de se reproduzir de forma normal.
Até o momento, os cientistas já haviam replicado outros tipos de genoma em laboratório, como o de bactérias e vírus. No entanto, esse procedimento nunca tinha sido realizado com um organismo eucarionte, ou seja, uma célula cujo material genético (DNA) está contido totalmente no núcleo. Além dos fermentos, os humanos também são eucariontes, o que abre um novo campo de pesquisa com inúmeras possibilidades.
Razão da escolha pelo fermento?
Para a humanidade, a versão selvagem deste tipo de fungo já é amplamente conhecida. Afinal, é utilizada há séculos na produção de bebidas alcoólicas, como cerveja, e também como fermento biológico para pães.
No âmbito científico, os fermentos são frequentemente usados em diferentes tipos de estudo. Neste caso, a escolha do fungo foi motivada pela sua genética simples. Considerado compacto, o genoma completo contém apenas 16 cromossomos, algo susceptível a modificações, como evidenciado no estudo publicado na revista Cell.
A elaboração do DNA em laboratório
Para produzir o material genético semi-sintético, os pesquisadores utilizaram distintas técnicas e estratégias. Inicialmente, criaram 16 variantes diferentes de fermento, cada uma contendo 15 cromossomos naturais e apenas um artificial. Através do cruzamento, já que os fermentos se reproduzem sexuadamente, este novo DNA passou a ser herdado e misturado entre si.
Após esta etapa, a equipe empregou uma ferramenta de edição genética, similar à tesoura CRISPR, para aprimorar o novo DNA gerado. Eles também excluíram do genoma aquilo que é considerado como “DNA não codificante” — com função desconhecida, ele poderia tornar as células instáveis. A versão final do fermento continha mais de 50% de DNA sintético, incluindo sete cromossomos inteiramente artificiais.
Impacto do estudo com fermento
Com a pesquisa, “nossa motivação é compreender os princípios fundamentais dos genomas criando uma versão sintética deles”, afirma Patrick Yizhi Cai, coordenador do estudo e pesquisador da Universidade de Manchester, no Reino Unido, em nota.
Neste experimento, Cai explica que foi possível reescrever “o sistema operacional do fermento”, marcando um novo estágio para o campo de estudo da genética. Os cientistas deixam de editar genes individualmente e, agora, começam a planejar o melhor projeto para genomas inteiros, feitos a partir do zero. Isto tem aplicações diretas na bioprodução e também no desenvolvimento de novas terapias e remédios.
Embora o feito atual já seja significativo, os pesquisadores desejam ir mais além. A ideia é desenvolver um fermento com o material genético 100% sintético, algo jamais feito pela ciência.
