Pela primeira vez, uma equipe internacional de cientistas conseguiu criar uma célula de levedura composta por mais de 50% de DNA sintético. Inclusive, no material genético da Saccharomyces cerevisiae, estão os primeiros cromossomos artificiais do mundo. Apesar de ser uma criação de laboratório, o organismo unicelular age da mesma forma que a sua versão “natural” e pode se replicar normalmente.
Até então, os cientistas já tinham recriado outros tipos de genoma em laboratório, como o de bactérias e vírus. No entanto, esse processo nunca foi realizado com um ser eucariótico, ou seja, uma célula cujo material genético (DNA) está contido totalmente no núcleo. Além das leveduras, os seres humanos também são eucarióticos, o que abre um novo campo de pesquisa com infinitas possibilidades.
Por que a levedura?
Para a humanidade, a versão natural (ou selvagem) desse tipo de fungo já é bastante conhecida. Afinal, é usada há séculos na produção de bebidas alcoólicas, como cerveja, e também no fermento biológico para pães.
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Dentro do campo científico, as leveduras são recorrentes em diferentes tipos de pesquisa. Neste caso, a escolha do fungo se deu pelo fato da sua simplicidade genética. Considerado compacto, o genoma completo contém apenas 16 cromossomos, algo possível de ser alterado, como o estudo publicado na revista Cell demonstrou.
A criação do DNA em laboratório
Para criar o material genético semi-sintético, os pesquisadores utilizaram diferentes técnicas e estratégias. Inicialmente, criaram 16 cepas diferentes de levedura, cada uma contendo 15 cromossomos naturais e apenas um sintético. Através do cruzamento, já que as leveduras se reproduzem de forma sexuada, esse novo DNA passou a ser herdado e misturado entre si.
Após essa etapa, a equipe usou uma ferramenta de edição genética, semelhante à tesoura CRISPR , para melhorar o novo DNA gerado. Eles também removeram do genoma aquilo que é considerado como “DNA lixo” — com função desconhecida, ele poderia tornar as células instáveis. A última versão da levedura continha mais de 50% de DNA sintético, incluindo sete cromossomos inteiramente artificiais.
Impacto do estudo com levedura
Com a pesquisa, "nossa motivação é entender os princípios fundamentais dos genomas criando uma versão sintética deles", afirma Patrick Yizhi Cai, coordenador do estudo e pesquisador da Universidade de Manchester, no Reino Unido, em nota.
Neste experimento, Cai explica que foi possível reescrever “o sistema operacional da levedura”, marcando um novo momento para o campo de estudo da genética. Os cientistas deixam de editar genes individualmente e, agora, começam a pensar no melhor design para genomas inteiros, feitos a partir do zero. Isso tem aplicações diretas na bioprodução e também no desenvolvimento de novas terapias e remédios.
Embora o feito atual já seja significativo, os pesquisadores querem ir além. A ideia é desenvolver uma levedura com o material genético 100% sintético, algo jamais feito pela ciência.
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