Cientistas querem criar sistema operacional para células

Emma Thorne - 23/11/2011

A criação de uma "célula reprogramável" poderá abrir o caminho para que os cientistas criem formas de vida completamente novas.
[Imagem: Beacon/Umich]

Sistema operacional biológico

Uma equipe de cientistas de seis países acaba de receber o sinal verde, e o dinheiro, para iniciar um projeto de pesquisa cujo ambicioso objetivo é desenvolver o equivalente biológico de um sistema operacional de computador.

O sucesso do projeto, para criar uma "célula reprogramável", poderá revolucionar a biologia sintética e abrir o caminho para que os cientistas criem formas de vida completamente novas.

Embora suscite muito controvérsia, a intenção é que as novas formas de vida sejam úteis para o homem e que o trabalho possa ser feito usando uma abordagem relativamente livre de problemas.

"Nós estamos tentando criar o equivalente para as células de um sistema operacional de computador, de tal forma que um determinado grupo de células possa ser perfeitamente reprogramado para executar qualquer função, sem a necessidade de modificar seu hardware," explica o professor Natalio Krasnogor, da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, coordenador do projeto.

"Estamos falando de um objetivo muito ambicioso, que levará a um avanço fundamental que, em última análise, nos permitirá rapidamente prototipar, implementar e implantar entidades vivas completamente novas e que não existem na natureza, adaptando-as para que elas realizam novas funções úteis," completa.

Biologia sintética

A tecnologia poderia acelerar substancialmente o campo da Biologia Sintética, que tem sido associado com múltiplas aplicações - desde a criação de novas fontes de alimentos e soluções ambientais, até uma série de novas descobertas médicas, tais como drogas sob medida para pacientes individuais e o crescimento de novos órgãos para transplantes.

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O projeto multidisciplinar envolve cientistas da computação, biólogos e químicos de nove universidades em seis países, e recebeu um financiamento de US$1,6 milhão da EPSRC, uma agência de fomento à pesquisa do Reino Unido.

O projeto tem um nome adequado: Audacioso (AUdACiOuS - Towards a Biological Cell Operating System, rumo a um sistema operacional celular biológico, em tradução livre).

A ideia é ir além da biologia de sistemas - a ciência que estuda como os organismos vivos funcionam - para dar aos cientistas o poder de criar sistemas biológicos novos.

A tecnologia poderia ser usada em uma ampla gama de aplicações onde a possibilidade de modificar o comportamento de organismos vivos possa ser vantajoso.
[Imagem: University of Nottingham]

Programando células

O grupo vai iniciar o trabalho tentando tornar as bactérias E. coli mais fáceis de programar.

"Atualmente, cada vez que precisamos de uma célula que execute uma determinada função nova, temos de recriá-la a partir do zero, o que é um processo longo e trabalhoso. A maioria das pessoas acha que tudo o que temos que fazer para modificar o comportamento das células é modificar o DNA, mas é não tão simples assim - costumamos constatar que obtivemos o comportamento errado, o que nos leva de volta à estaca zero.

"Se formos bem-sucedidos com este projeto audacioso, em cinco anos estaremos programando células bacterianas no computador, e compilando e armazenando seu programa em novas células, para que elas possam executar o programa prontamente.

"Nós estamos tentando criar um sistema operacional básico para uma célula biológica", disse Krasnogor.

Promessas da biologia sintética

Os cientistas já conseguem programar células individuais para realizar determinadas tarefas, mas ampliar isto para criar um organismo maior é bem mais complicado.

A criação de programas de modelagem mais sofisticados, e uma célula que possa ser reprogramada para cumprir qualquer função, sem ter que voltar à prancheta de desenho todas as vezes, poderá eliminar em grande parte a abordagem da tentativa e erro usada atualmente, permitindo que as pesquisas da biologia sintética deem um salto significativo.

A tecnologia poderia ser usada em uma ampla gama de aplicações onde a possibilidade de modificar o comportamento de organismos vivos possa ser vantajoso.

No longo prazo, isso inclui a criação de novos microrganismos para ajudar a limpar o meio ambiente, por exemplo através da captura de carbono ou da remoção de contaminantes da água.

Também, a eficácia dos medicamentos poderia ser melhorada adequando-os a pacientes específicos para maximizar o efeito das drogas e reduzir os efeitos colaterais.

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