Cientistas descobrem proteína que permite edição de DNA

Denominada Cas9, enzima possibilita cortes de pedaços específicos de código genético

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Foto: Reprodução

Equipe de pesquisa (Foto: Reprodução)

Uma Uma Uma Pequena estrutura molecular usada por bactérias para matar vírus pode mudar a maneira como os cientistas editam o DNA de plantas, animais e fungos, revolucionando a engenharia genética. A proteína, chamada Cas9, é uma forma mais precisa de cortar pedaços de DNA. “Isso pode acelerar significantemente o índice de descobertas em todas as áreas da biologia, incluindo medicina, agricultura e engenharia”, afirma Luciano Marraffini, da Rockefeller University.

A revolução biotecnológica que criou drogas para doenças como esclerose múltipla e sementes transgênicas como as da Monsanto foi baseada em métodos relativamente crus de inserção de genes de um organismo em outro.

Há uma década, biologistas têm tentado uma nova abordagem, do tipo biologia sintética, que faz mais alterações genéticas de modo a permitir que seres vivos sejam tratados mais como máquinas que possam passar por engenharia. A habilidade de fazer mudanças modulares no DNA de bactérias e algas primitivas resultou em empresas farmacêuticas e de biocombustível como Amyris e LS9. Mas descobrir como mudar genomas de organismos mais complicados tem sido mais difícil.

Embora seja possível inserir um único gene de uma espécie em outra, é muito mais difícil cortar o código genético em partes específicas, o que permitiria uma edição genética real. Já há técnicas do tipo. Duas delas, inclusive, são consideradas grandes inovações de 2012. Um delas, porém, é muito cara, e a outra não é tão eficiente quanto a Cas9.

Originalmente, Phillipe Horvath e Rodolphe Barrangou, cientistas da Danesco, agora parte da DuPont, estavam tentando encontrar uma maneira melhor de fazer iogurte. Isso porque as bactérias usadas na cultura do leite são particularmente suscetíveis a infecções por vírus fatais, o que afeta a produção. Por décadas, pesquisadores perceberam que essas bactérias tinham estranhos padrões repetidos de DNA espalhados pelo código genético. Horvath e Barrangou descobriram o que eles eram: registros de criminosos.

Ou seja, as bactérias estavam monitorando pedaços de código genético dos vírus que poderiam tentar infectá-las e, de alguma maneira, estavam usando esses códigos para matar os invasores. Era um sistema imunológico primitivo. Horvath percebeu que este conhecimento poderia ser usado para criar bactérias mais resistentes a infecções, que seriam úteis na produção de iogurte e talvez de alguns remédios. Mas ele rapidamente notou outra coisa: as bactérias tinham a habilidade de mirar pedaços específicos de código. Se os cientistas conseguissem destrinchar isso, teriam um novo jeito de editar o DNA.

O estudo de Horvath e Barrangou desencadeou uma corrida para descobrir a arma secreta das bactérias. Obviamente, havia algum tipo de enzima capaz de partir material genético.

Em uma pesquisa publicada no ano passado, Emmanuelle Charpentier da Universidade Umea, da Suécia, e Jennifer Doudna e Martin Jinek, da Howard Hughes Medical Institute, nos EUA, mostraram uma proteína compatível, que chamaram de Cas9. De acordo com o estudo, as bactérias combinavam a Cas9 com material genético para criar moléculas que atacam vírus. Como humanos, as bactérias mantêm seu código genético em uma biblioteca de moléculas de DNA. Mas, para usar o código, o organismo copia o DNA para outra molécula, o RNA. A Cas9 pode ser disposta ao lado de uma transcrição de RNA para encontrar uma sequência igual de DNA e cortá-la. Assim, os cientistas podem escolher o local da edição. O resultado é uma espécie de editor de filmes analógico.

George Church e seus colegas de Harvard mostraram que poderiam usar o sistema para fazer múltiplos cortes de uma só vez e, melhor, industrializar seu uso. Jennifer Doudna já montou sua própria empresa, a Caribou Biosciences, para vender seu trabalho.