Um grupo de pesquisa dinamarquês desenvolveu proteínas que procuram sequências específicas de DNA e emitem luz ao encontrá-las. Uma luz que pode ser facilmente captada pela câmera de um celular.

   Imagine um contêiner de tomates chegando ao terminal de contêineres em Aarhus. Os documentos indicam que os tomates são da Espanha, mas, na realidade, não temos como saber se isso é verdade.

   A menos que coletemos uma amostra e a analisemos em um laboratório, onde os cientistas usam marcadores de DNA para determinar se o tomate é espanhol, sul-americano ou chinês. Isso é demorado e caro.

   Mas, graças a uma descoberta científica inovadora do grupo de pesquisa do Professor Alexander Zelikin, da Universidade de Aarhus, poderemos examinar tomates de forma muito mais rápida e barata, usando proteínas especiais que produzem luz e a câmera de nossos celulares. Não agora, mas em um futuro próximo.

   Os resultados foram publicados recentemente na revista Nature Communications.

   "Descobrimos como instruir as proteínas a gerar luz quando sequências específicas de DNA aparecem. Isso pode ser usado, como no exemplo dos tomates, mas também pode ser útil no setor de saúde, na agricultura ou na indústria farmacêutica para analisar amostras de forma fácil e barata", explica o Professor Alexander Zelikin.

   “Acreditamos que há enormes possibilidades nisso.”

O professor Alexander Zelikin em seu laboratório. Juntamente com sua equipe de pesquisa, ele conseguiu programar enzimas para buscar sequências específicas de DNA e emitir luz ao encontrá-las. Foto: Jeppe Kyhne Knudsen

   No laboratório de Alexander Zelikin, eles projetam moléculas e células. Em alguns casos, sua equipe cria novas moléculas e as insere em células de mamíferos para conferir novas funções à célula. Mas eles também se esforçam para construir células sintéticas do zero, um bloco de construção químico de cada vez.

   “Dificilmente criaremos nova vida dessa forma tão cedo. Não é por isso que fazemos isso. Fazemos isso para entender e controlar melhor as células naturais.”

   “Nosso principal objetivo é controlar a atividade das moléculas no espaço e no tempo, dentro e fora da célula. Especificamente, nos concentramos em enzimas que podem criar ATP, que é o combustível da célula, e polimerases, que a célula usa para construir RNA e DNA.”

   Ao realizar esse tipo de pesquisa, sua equipe obtém uma compreensão mais profunda de como os mecanismos celulares funcionam. E é por meio dessa pesquisa que eles aprenderam a projetar proteínas que geram luz quando certas sequências de DNA estão presentes – como no exemplo com os tomates.

   Projetar células do zero é empolgante, porque nossa imaginação é o único limite, explica Alexander Zelikin. Ele compara o processo a construir com LEGO, mas sem manual de instruções e até mesmo sem um conjunto definido de peças.

   "O primeiro passo é montar a membrana que define o interior de uma célula artificial. Em nosso trabalho, assim como nas células naturais, a membrana é formada por lipídios que se organizam em uma bicamada", explica ele, e continua:

   "Em seguida, projetamos maneiras de transferir informações através da membrana. Por último, mas não menos importante, montamos as ferramentas para interpretar essas informações, o que é feito juntando as partes dentro da célula, incluindo DNA e proteínas."

   O grupo de pesquisa de Alexander Zelikin se dedica a construir células sintéticas inteligentes, programadas para reagir de maneiras específicas ao ambiente.

   "Para nós, o desafio mais fundamental é projetar os mecanismos de comunicação, para que as células artificiais possam se comunicar com o ambiente, entender as informações que recebem e reagir a elas."

   "Para nós, o desafio mais fundamental é projetar os mecanismos de comunicação, para que as células artificiais possam se comunicar com o ambiente, entender as informações que recebem e reagir a elas." “E acho que estamos fazendo um bom progresso”.

   Esforços internacionais de grande escala estão em andamento e, quando um grupo de pesquisa obtiver sucesso, as células sintéticas poderão solucionar problemas em biotecnologia e agricultura, possivelmente em biomedicina, bem como nas ciências atmosféricas e climáticas.

*Esta notícia foi publicada pela Universidade de Aarhus e pode ser acessada em seu idioma original através de: https://chem.au.dk/en/the-department/news-and-events/single/artikel/breakthrough-now-we-can-detect-specific-dna-with-a-phone-1