CAD biológico permite projetar máquinas vivas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/12/2011

As ferramentas CAD para projetar componentes de RNA poderão ajudar a criar uma nova geração de biocombustíveis, mas também levantam preocupações éticas.
[Imagem: Zosia Rostomian/Berkeley Lab]

Componentes de RNA

Virtualmente qualquer projeto hoje usa, parcial ou integralmente, a plataforma CAD (computer assisted design), em alguma de suas inúmeras implementações.

Os ganhos em projetar tudo no computador, antes de partir para a construção final, são óbvios e bem comprovados.

Agora, biólogos e outros cientistas que lidam com as ciências da vida já podem contar com uma ferramenta similar - mas para manipular e reprojetar seres vivos.

Pesquisadores do Joint BioEnergy Institute, dos Estados Unidos, desenvolveram modelos e simulações similares ao CAD para trabalhar com moléculas de RNA.

Isto torna possível projetar componentes biológicos - "dispositivos de RNA", como os cientistas chamam o conceito -, um dos maiores sonhos da ainda muito controversa biologia sintética.

Máquinas biológicas

Esse campo emergente de pesquisas, que promete construir "máquinas biológicas" inspiradas em processos naturais, agora poderá contar com uma ferramenta que permitirá projetar em computador tudo o que se deseja que um micróbio qualquer - ou outro ser vivo - faça e, só depois, partir para a engenharia genética de fato.

Ficando apenas no lado positivo da questão, isto permitirá a "reconfiguração" de bactérias e outros microorganismos para a produção de biocombustíveis, plásticos biodegradáveis, medicamentos, enfim, uma lista inumerável de produtos que hoje são feitos sobretudo à base de petroquímicos.

"Nosso trabalho estabelece uma base para a criação de plataformas CAD para construir sistemas de controle complexos, baseados em RNA, que podem processar informações celulares e programar a expressão de um grande número de genes," diz Jay Keasling, coordenador da pesquisa.

Essa base permite não apenas o estudo de funções específicas do RNA, mas também sua modelagem bioquímica e biofísica, com vistas à sua "configuração" em organismos vivos, para que esses organismos cumpram funções que eles não fazem normalmente, ou otimizar funções que eles já possuam.

Os "objetos" (à esquerda) são selecionados de acordo com as funções desejadas (à direita).
[Imagem: Carothers et al./Science]

Reengenharia de seres vivos

Uma das possibilidades da nova técnica é reprojetar a genética de microorganismos para que eles sejam capazes de digerir celulose para produzir açúcares, a partir dos quais poderão ser fabricados os chamados biocombustíveis de segunda geração.

"Além de biocombustíveis avançados, nós também estamos interessados em projetar micróbios para produzir químicos a partir de matérias-primas renováveis, que são difíceis de produzir em grandes volumes usando a química orgânica tradicional," diz James Carothers, um dos membros da equipe que desenvolveu o "CAD biológico".

O grupo afirma que a criação de um CAD para a biologia sintética permitirá que pesquisadores de outras áreas utilizem a "reengenharia de seres vivos" - no sentido de reprojetar os seres vivos - em suas pesquisas.

"Nós estamos ativamente trabalhando para tornar nossos modelos e simulações mais acessíveis a pesquisadores que não querem se tornar especialistas em controle de sistema de RNA, mas que gostariam de usar nossa abordagem e os dispositivos de RNA em seu próprio trabalho," diz Carothers.

Do lado mais preocupante, devido à manipulação de seres vivos, os cientistas afirmam em seu artigo na revista Science que, apesar de estarem trabalhando com a bactéria E. coli e com a produção microbiana de biocombustíveis, eles acreditam que seus conceitos e suas ferramentas também poderão ser usados para "programar novas funções em células e sistemas de mamíferos".

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