Cientistas desenvolveram nova cadeia de DNA sintética, a “hachimoji”
Na quinta-feira (21), pesquisadores revelaram o mais recente feito em engenharia de DNA artificial: um sistema sintético de oito letras chamado DNA “hachimoji”. Com nome baseado nos termos em japonês Hachi (oito) e moji (letra), o sistema é composto de quatro nucleotídeos naturais e quatro sintéticos que se encaixam perfeitamente na estrutura helicoidal do DNA, mantendo sua forma natural. Além disso, as sequências soletradas com essas novas letras são previsíveis e podem evoluir como o DNA natural. A pesquisa aparece na nova edição da revista Science.
Anteriormente, os cientistas expandiram o alfabeto genético para seis letras, mas a mais recente adição duplica a quantidade de informação que é possível codificar no DNA natural, testando os limites do armazenamento de informações moleculares. Isso pode ter impactos imediatos na nascente indústria de armazenamento de dados de DNA e na busca da NASA por vida em outras partes do sistema solar. Também representa um grande passo em direção à visão distante de criar formas de vida alternativas — organismos que usam uma linguagem genética diferente da usada por todas as outras criaturas que evoluíram aqui na Terra.
A questão, agora, é verificar se ampliar esse código coincidente poderia tornar o DNA ainda melhor. Ter mais cartas para trabalhar teoricamente permite que moléculas totalmente novas não existam na natureza — qualquer uma delas poderia ser útil para fazer novos materiais, diagnosticar doenças ou desenvolver novos medicamentos. Um alfabeto de quatro letras oferece 64 códons possíveis, que produzem 20 aminoácidos, os blocos de construção das proteínas. Seis letras levam até 256 códons; oito fazem 4.096.
Com mais blocos de construção e novas técnicas para direcionar a evolução, cujos inventores ganharam o Prêmio Nobel de Química do ano passado, os cientistas poderiam dar às proteínas propriedades vantajosas que os 20 aminoácidos do nosso corpo não disponibilizam.
O laboratório do bioquímico Andrew Ellington, na Universidade do Texas, desenvolveu enzimas que podem transformar o DNA do hachimoji em RNA, o primeiro passo para produzir uma proteína. Ele e seus colegas o usaram para fazer um filamento de RNA sintético que se assemelha a uma seqüência encontrada no espinafre e que brilha verde quando ligado a uma pequena molécula, assim como sua contraparte natural. Eles também fizeram RNA hachimoji que pode procurar e se ligar a tumores de fígado e células de câncer de mama em um testes in vitro. Em longo prazo, ele espera que seu hachimoji seja útil na detecção de cânceres, vírus ou até mesmo de toxinas ambientais.
O verdadeiro desafio, no entanto, está nas imensas quantidades de infraestrutura biológica necessárias para usar novas linguagens genéticas. É por isso que Ellington vê um uso mais imediato da tecnologia no promissor campo de armazenamento de dados de DNA. Grandes empresas de tecnologia e startups estão avaliando se os nucleotídeos podem vencer o silício quando se trata de armazenamento de informações de arquivamento de longo prazo. O DNA é notoriamente denso em dados, e a chegada do hachimoji apenas dobrou sua capacidade de transmitir informação.
O laboratório de Ellington está projetando uma biblioteca de enzimas para ler e escrever não apenas DNA natural e hachimoji, mas também toda a variedade de alfabetos que ele prevê no futuro.
Fonte: CanalTech
