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UM BOTÃO DE AUTO-DESTRUIÇÃO PARA BACTÉRIAS

UM BOTÃO DE AUTO-DESTRUIÇÃO PARA BACTÉRIAS 

Edição Vol. 3, N. 6, 04 de Fevereiro 2016

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2016.02.05.005

Muitos grupos de cientistas desenvolvem bactérias geneticamente modificadas para serem utilizadas de movo a viajar por todo o nosso organismo com o objetivo de diagnosticar e tratar uma infecção. Os organismos modificados também poderão monitorar as toxinas presentes em um rio e melhorar a fertilização das culturas. Porém, há uma importante questão. E se esses organismos escapassem para o meio ambiente, onde eles poderiam crescer e, quem sabe, causar danos?

Pensando nessa possibilidade, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology, MIT) desenvolveram salvaguardas na forma de dois interruptores chamados de “interruptores de morte” o que pode induzir as bactérias sintéticas à morte quando não há a presença de certos produtos químicos.

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Figura 1: Para impedir que as bactérias geneticamente modificadas escapem para o meio ambiente, pesquisadores desenvolveram salvaguardas na forma de dois interruptores, chamados “interruptores de morte”. São os botões “Deadman” e “Passcode”. Estes botões de morte podem promover a morte de bactérias sintéticas na ausência de certos produtos químicos. Fonte: Helen Knight, MIT News

CIRCUITOS INDEPENDENTES

Dois interruptores de morte, produzidos em bactérias geneticamente modificadas, foram chamados de “Deadman” e “Passcode”. O objetivo é destruir as bactérias sintéticas sem a necessidade de certos produtos químicos e impedir que elas invadam ao meio ambiente (1).

De acordo com o Dr. James Collins, professor de Engenharia de Medicina e Ciência do MIT, há um grande esforço em reprogramar o genoma completo dos organismos para que eles necessitem de determinados aminoácidos ou produtos químicos para sobreviverem, se dividirem e crescerem. Entretanto, essa abordagem pode produzir mudanças no organismo que prejudicam sua capacidade de acompanhar ou diagnosticar o problema.

Com isso, Collins optou por introduzir um circuito independente da necessidade de alterar ou reprogramar o genoma, permitindo assim que qualquer organismo acomode o interruptor. O sistema “Deadman” é composto por dois genes de fatores de transcrição que alternam entre dois estados, fraco e forte. A presença de uma pequena molécula induz o interruptor a permanecer no seu estado fraco. Assim que a molécula é removida, o interruptor alterna para o estado forte, onde é programado para expressar várias toxinas e matar rapidamente a bactéria (1).

O outro interruptor, chamado de “Passcode”, é constituído por um conjunto de fatores de transcrição contendo domínios separados para detectar uma combinação específica de pequenas moléculas e regular a expressão do gene. Esses domínios permitem a construção de fatores de transcrição híbridos que controlam a expressão gênica por meio dos promotores específicos que respondem às diferentes moléculas presentes. Caso exista a combinação correta das moléculas no meio ambiente, as bactérias sobreviverão, já que as moléculas serão detectadas pelos fatores de transcrição. Caso a combinação das moléculas esteja errada ou ausente, o interruptor promove a morte da bactéria. Além disso, diferentes combinações de fatores de transcrição podem promover a sobrevivência da célula, ao invés de morte, para atender às necessidades de diferentes aplicações (1).

Tendo testado com sucesso os dois interruptores de morte celular em Escherichia coli, os pesquisadores estão, agora, na esperança de incorporá-los em micro-organismos que sirvam como ferramentas de diagnóstico ou terapêuticos, concebidos para atingir uma variedade de infecções bacteriana.

Fonte: Helen Knight, MIT News

Referência

  1. Clement T Y Chan, et al., “‘Deadman’ and ‘Passcode’ microbial kill switches for bacterial containment,” Nature Chemical Biology, 2015; doi:10.1038/nchembio.1979
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