Ao tentarem compreender as minúsculas centrais elétricas do nosso corpo, as chamadas mitocôndrias, pesquisadores ainda enfrentam um grande desafio. Desde a sua base até aos ínfimos detalhes, que passam pelas suas inúmeras peças moleculares, especialistas tentam desvendar alguns mistérios até hoje não revelados.

Recentemente, uma equipe internacional de pesquisadores criou a mais detalhada lista de informações sobre as mitocôndrias, um compêndio que inclui quase 1.100 proteínas. Suprindo essa lacuna, os pesquisadores têm obtido informações minuciosas sobre os papéis biológicos e as histórias evolutivas de diversos tipos de proteínas que compõem as mitocôndrias. Além disso, este catálogo identificou uma mutação no gene de uma proteína codificadora, que está por trás de uma doença mitocondrial devastadora.

Vamsi Mootha, membro associado do MIT e professor adjunto da Faculdade de Medicina de Harvard, no Hospital Geral de Massachusetts, conduziu o estudo e tenta compreender, há anos, como e quais proteínas funcionam nas mitocôndrias. As mitocôndrias são peças vitais da vida celular, encontrando-se dentro das células de todos os eucariotos, desde o fungo usado pelos padeiros até aos seres humanos. Estes organelos são reconhecidos pelo papel de fornecer a energia celular básica para a vida. São igualmente reconhecidos por estarem associados a vários tipos de doenças, incluindo o diabetes, a neurodegeneração, o câncer, a toxicidade, as drogas e o envelhecimento.

Embora as mitocôndrias tenham seu próprio genoma (um vestígio de seus dias como bactérias autônomas), isto é, possuem um DNA próprio, diferente da célula na qual estão inseridas, elas se tornaram dependentes, criando simbioses com outros organismos. Entretanto, mesmo com a riqueza dos dados seqüenciais do genoma agora disponíveis, a equipe se esforça para identificar quais genes codificam as aproximadamente 1.200 proteínas que compõem uma mitocôndria funcional.

A equipe trabalhou em conjunto para solucionar este problema, utilizando, entre outros, espectrometria de massa em grande escala, medindo as proteínas nas mitocôndrias em uma variedade de tecidos, métodos computacionais para identificação de proteínas que não podem ser detectadas por outros métodos, além da microscopia para confirmar, dentro das células humanas, a localização de proteínas mitocondriais presuntivas.

Steve dito Carr, diretor da Proteomics Platform e um dos co-autores do artigo publicado na Revista Cell, tem apontado, em seus trabalhos, que as tecnologias e os métodos analíticos para medir proteínas em grande escala estão transformando a visão sobre a biologia humana. Em conseqüência de suas análises, os pesquisadores identificaram um total de 1.098 proteínas mitocondriais para dar forma a um compêndio nomeado "MitoCarta”, que está disponível à comunidade científica. Curiosamente, aproximadamente um terço deste inventário não tem sido associado ao organelo em questão.

Para entender as funções das proteínas recentemente descobertas, a equipe comparou as seqüências de genes mitocondriais correspondentes em centenas de espécies (seres humanos, peixes, fungos e bactérias). Este trabalho teve o suporte do Instituto Nacional de Saúde, nos EUA.

Fonte: Biotec - AHG

A análise do genoma de um fungo, campeão na degradação de biomassa, revelou um pequeno conjunto de genes associados à quebra das paredes celulares de plantas. Os dados realçam enzimas que podem ser personalizadas para a produção de combustíveis biológicos. Os resultados do trabalho foram publicados na Nature Biotechnology, por uma equipe que inclui membros acadêmicos, industriais e do governo norte-americano. O projeto foi conduzido pelo Ministério de Energia dos EUA e pelo Laboratório Nacional Los Alamos. A descoberta do Trichoderma reesei, alvo da análise publicada, data da segunda guerra mundial, quando foi identificado como o responsável pela deterioração de equipamentos e de barracas militares no Pacífico Sul. Essa espécie de fungo rendeu variações para aplicações industriais em larga escala e, hoje, as estirpes utilizadas são consideradas uma abundante fonte de enzimas, particularmente celulases e hemicelulases, exploradas para catalisar a decomposição de paredes celulares em plantas e, por conseguinte, gerar produção de combustíveis biológicos a partir de lignocelulose.A informação gerada pelo genoma do T. reesei torna a pesquisa mais rápida no aperfeiçoamento das variações das estirpes do fungo e na redução do elevado custo da conversão de lignocelulose em açúcares fermentáveis. Melhorando esse cocktail de enzimas de T. reseei e de outros fungos similares industriais, permitir-se-á uma conversão mais econômica da biomassa de inúmeros materiais como gramas, madeira de árvores, resíduos da agricultura (gerados da colheita), desperdício municipal, entre outros. Com esses avanços, os pesquisadores esperam criar um mercado energético paralelo ao do petróleo e derivados. A redução da emissão de poluentes para a atmosfera será uma das características positivas desse tipo de energia alternativa.Por séculos, a civilização tem gerido sua subsistência a partir de fontes baratas e abundantes, como os combustíveis fósseis, conduzindo a sociedade à ampla diversidade dos produtos sintetizados do petróleo. Com essa atenuada dependência do petróleo, o século XXI sinaliza uma mudança para a biotecnologia “branca”, aproveitando os processos metabólicos de microorganismos para armazenar energia. Os pesquisadores compararam o genoma do T. reesei, composto por 34 milhões de nucleotídeos, com o de 13 fungos previamente caracterizados. Apesar de sua reputação como um importante decompositor de polissacarídeos da planta, o T. reesei apresentou o menor conjunto de genes, ao contrário do que os pesquisadores supunham - fato curioso tendo em vista a sua maquinaria eficiente.O estudo também mostra um ancestral comum com o fungo conhecido como “fermento de padeiro”. Mesmo com poucas divergências quanto à maquinaria de ambos, a forma como T. reesei processa a clivagem de algumas ligações o torna único e especial. Na análise comparativa entre o T. reesei e outros fungos, a equipe observou a aglomeração de genes carboidrato ativos que sugeriram um papel biológico específico: a degradação dos polissacarídeos. O seqüênciamento do genoma Trichoderma reesei merece destaque no meio científico por ser considerado uma etapa importante na utilização de substâncias renováveis, ao produzir combustíveis e produtos químicos não poluentes.
Fonte: Biotec-AHG

Como é que as células-tronco (CTs) embrionárias foram parar no Supremo Tribunal Federal, junto com traficantes, mensaleiros e sangues-sugas? Não eram elas a grande promessa terapêutica do século 21? Sim! Porém, seu uso envolve a destruição de um embrião humano, criando a possibilidade de violar o artigo 5o de nossa constituição, que garante "aos brasileiros e aos estrangeiros residentes no país a inviolabilidade do direito à vida". As embrionárias são o tipo mais versátil de CTs até hoje identificadas em mamíferos, com a capacidade de dar origem a todos os tecidos do corpo. Desde a década de 80 se fazem pesquisas com as CTs embrionárias de camundongos, e hoje sabemos como transformá-las em células cardíacas, em neurônios, entre outras, que quando transplantadas em animais doentes são capazes de aliviar os sintomas de diversas doenças, de Parkinson a paralisia causada por trauma da medula espinhal. A partir de 1998, com o estabelecimento das primeiras CTs embrionárias humanas, as pesquisas se voltaram à geração de tecidos para o tratamento daquelas doenças em seres humanos. Porém, como essas pesquisas exigem a destruição de um embrião de 5 dias – um conglomerado de aproximadamente 100 células –, uma nova polêmica surgiu no mundo todo: esse embrião é uma vida humana ou não? Ora, é claro que ele é uma forma de vida, assim como um feto, um recém-nascido e um idoso também são. A real questão é "que formas de vida humana nós permitiremos perturbar?". A "vida" mencionada na nossa Constituição já é legalmente violada em algumas situações: por exemplo, no Brasil reconhecemos como morta uma pessoa com morte cerebral, apesar de seu coração ainda bater. Essa é uma decisão arbitrária e pragmática, que nos facilita o transplante de órgãos. E no outro extremo da vida humana, durante o desenvolvimento embrionário? Ao proibirmos o aborto estabelecemos ser inaceitável a destruição de um feto. Por outro lado, se esse feto for o resultado de um estupro ou representar risco de vida para a gestante, no Brasil ele passa a ser uma forma de vida humana que pode ser eliminada. Porém, no que diz respeito às CTs embrionárias, o embrião em questão é muito mais jovem, ainda não tem forma e está numa proveta, e não implantado no útero. Notem que, ao aceitarmos as técnicas de fertilização in vitro (os "bebês de proveta"), aceitamos a criação desses embriões, que muitas vezes sobram, não são utilizados pelo casal e ficam esquecidos em congeladores. Foi muito conveniente ignorar esses embriões excedentes, pois afinal essa técnica permite que milhares de casais realizem o sonho de ter filhos. Já o uso desses embriões para tratar um enfarte ou ajudar um paralítico a recuperar os movimentos ainda está restrito a animais de laboratório. Talvez no dia em que as CTs embrionárias estiverem efetivamente sendo utilizadas em pacientes seja mais difícil argumentar contra o uso terapêutico daqueles embriões congelados. Mas esse dia só chegará se pudermos fazer pesquisa. No Brasil a polêmica do uso do embrião humano foi resolvida na Lei de Biossegurança de 2005, que permite a utilização para pesquisa de embriões inviáveis ou que estejam congelados há pelo menos 3 anos – tempo para o casal refletir bastante antes de decidir doar aqueles embriões para pesquisa. É uma solução ponderada, que permite o desenvolvimento das pesquisas com CTs embrionárias no país. A não ser que o STF entenda que essa lei é inconstitucional e a revogue, interrompendo essas pesquisas aqui. Em conclusão, o STF não deverá julgar se as CTs embrionárias são piores ou melhores do que as adultas – essa dicotomia não se aplica, pois precisamos pesquisar todos os tipos de CTs – nem se aquele embrião é vida ou não. Ele é uma forma de vida humana, mas provavelmente não um brasileiro ou estrangeiro residente no país aos quais a Constituição garante "inviolabilidade do direito à vida, à liberdade, à igualdade, à segurança e à propriedade". Nosso desafio é desenvolver as pesquisas com embriões humanos de forma ética e transparente, e, se por um lado não considero aquele embrião de 5 dias equivalente a uma pessoa nem a um feto, também não o considero somente um conglomerado trivial de células. Precisamos de legislação e vigilância, como as que evitam o comércio de sangue ou órgãos e ao mesmo tempo permitem que milhões de vidas sejam salvas com transplantes. Com a Lei de Biossegurança, o Brasil tem a oportunidade de ter uma vantagem competitiva na promissora área de estudos com CTs embrionárias. Depois de tantos anos de investimento em pesquisa, temos os cérebros, temos a infra-estrutura, mas precisamos da lei.

Lygia da Veiga Pereira é professora livre-docente e chefe do Laboratório de Genética Molecular do Instituto de Biociências da USP e autora dos livros Clonagem: da ovelha Dolly às células-tronco e Seqüenciaram o genoma humano... E agora? (Editora Moderna).

Um artigo publicado recentemente no jornal Environmental Science & Technology revela dados de uma pesquisa desenvolvida pelo pesquisador PhD Bruce Rittmann, diretor do Biodesign Institute’s Center for Environmental Biotechnology, e sua equipe sobre uma nova forma de remoção de substâncias que poluem a água. Rittmann já havia criado um sistema de tratamento conhecido como membrane biofilm reactor (MBfR). Este sistema utiliza microorganismos, de ocorrência natural, para remover substâncias contaminantes da água.O sistema MBfR foi utilizado pelos pesquisadores para remover da água uma substância conhecida como tricloroetano (TCE). Esta substância, utilizada como agente de limpeza e solvente, tem grande poder carcinogênico e, além disso, pode causar sérios danos hepáticos e disfunções do sistema nervoso central.Tentando neutralizar os efeitos do TCE, os pesquisadores descobriram que determinados microorganismos encontrados na natureza têm a capacidade de substituir o cloro presente na molécula do TCE por hidrogênio. Esse processo, conhecido como declorinação redutiva, apresenta duas vantagens em relação a outros processos, uma delas é o seu custo reduzido, e a outra é o fato de que, em alguns casos, os outros processos não reduzem o TCE há um produto final inofensivo. Os microorganismos usados no sistema são chamados de dehalogenerators e possuem uma afinidade por clorados orgânicos. No metabolismo dessas bactérias, é feita a remoção dos clorines, convertendo o TCE em eteno, que é uma substância inofensiva. No entanto, se as bactérias não realizarem a declorinação de forma completa, o TCE pode ser convertido em um produto de maior poder carcinogênico. Funcionamento do sistemaPara que os microorganismos possam mudar a composição química da substância contaminante, o sistema tem que abastecê-los de gás hidrogênio, o que é feito por meio de tubos submersos na água. As análises dos resultados mostraram que, no final dos testes, não foi encontrado nenhum vestígio de TCE no ambiente. Analisando a população de bactérias, os pesquisadores encontraram um novo tipo, por eles chamada Dealococcoides, com a capacidade de utilizar todo o hidrogênio fornecido pelo sistema e transformar o TCE em eteno. A identificação das bactérias presentes no sistema foi realizada por modernas técnicas moleculares e, além disso, foi possível identificar também os genes responsáveis pela detoxificação do TCE. Apesar das dificuldades de se transformar, no laboratório, bactérias em biofilme, os pesquisadores esperam poder produzi-lo em breve em escala comercial.

Fonte: Biotec-AHG

Uma equipe composta por pesquisadores japoneses e chineses encontrou e isolou a bactéria AW4, do gênero Halomonas sp, a partir de uma espécie de alga chamada wakame (Undaria pinnatifida). A wakame habita o mar perto da ilha de Awaji, no Japão. A equipe era composta pelo pesquisador Jingchun Tang, da Faculdade de Ciências Ambientais e de Engenharia, da Universidade de Nankai, China, e pelo Grupo Shinichi Nagata de Bioquímica Ambiental, Japão. Os resultados das pesquisas foram publicados no International Journal of Biotechnology.Os pesquisadores fizeram a identificação do gênero, ao qual a bactéria pertence, através da análise do gene 16S, do DNAr (DNA ribossomal) que regula o início da amplificação e da transcrição. O DNAr, que é uma seqüência codificada do DNA, contém segmentos transcritos e não transcritos. A bactéria isolada pelos pesquisadores mostrou grande capacidade e eficiência no processo de degradação e compostagem da wakame. Os pesquisadores constataram que as bactérias realizaram a compostagem da alga em um período curto de tempo, e, mesmo estando em um meio com alta salinidade, as bactérias tiveram um bom crescimento. A degradação da matéria orgânica da alga foi bastaste significativa e ocorreu em um curto espaço de tempo. De todos os componentes orgânicos da alga degradados, o que mais chamou a atenção dos pesquisadores foi a degradação do alginato (um tipo de polissacarídeo) em oligossacarídeos. O processo de degradação dos compostos orgânicos e a compostagem das algas podem ser muito úteis, pois esses dois processos disponibilizam elementos que podem ser utilizados como fertilizantes agrícolas. Essa característica pode ser comprovada pelos pesquisadores, ao constatarem a boa germinação da Brassica campestris L. (Nabo). Outro aspecto importante da compostagem é a possibilidade de reciclagem de poluentes orgânicos na zona costeira onde as algas são cultivadas. Essa pesquisa tem como objetivo principal ajudar a solucionar os diversos problemas ambientais que vêm surgindo, tanto nas zonas costeiras quanto em mar aberto. Para que o ambiente contaminado retorne a sua condição original, por meio de um processo conhecido como biorremediação, são utilizados seres vivos tais como microorganismos, fungos e algas verdes.Os japoneses e coreanos vêm cultivando a wakame por centenas de anos para o uso, principalmente na culinária. No entanto, o cultivo dessa alga pode trazer alguns riscos de contaminação da água por metais pesados e nutrientes. Sendo assim, o processo de compostagem é importante tanto no aspecto de reciclagem de substâncias orgânicas como o C, N e o P, quanto na degradação da wakame. O processo de compostagem constitui um conjunto de técnicas que são utilizadas para controlar a decomposição de materiais orgânicos. Esse processo tem como objetivo obter, em um curto espaço de tempo, um material estável e rico em nutrientes minerais, que, em comparação com o material original, apresente características físicas, químicas e biológicas de alto valor.
fonte: Biotec - AHG