A morte é certa

Envelhecer pode ser a mesma coisa para a Levedura (Saccharomyces cerevisiae), verme (Caenorhabditis elegans) e rato (Mus musculus), pelo menos a nível celular e molecular. Estes são os modelos experimentais mais usados em estudos de envelhecimento. Enquanto que o rato e, vá lá, o verme parecem ser próximos dos humanos (somos todos multicelulares), o caso das leveduras já será de estranhar. O que é que será envelhecer para um micróbio? O caso da apoptose é paradigmático. Os resultados que se obtêm com um determinado modelo experimental são, obviamente, condicionados pelo próprio modelo. Por isso, perante dados que apontam para a morte celular programada em leveduras, surge sempre a questão do significado biológico, sendo difícil de explicar a selecção desta característica em micróbios por falta duma vantagem conferida a um indivíduo que se suicida sem haver vantagem aparente para si (claro). No entanto são detectadas caspases e outros marcadores de apoptose em leveduras. É claro, que há sempre o argumento válido da vantagem da apoptose em micróbios estar por descobrir, sendo subtil quando comparada com a vantagem da apoptose em multicelulares pela vantagem do organismo em eliminar células com problemas genéticos.

O envelhecimento é bem mais fácil de explicar em micróbios, pois como qualquer ser vivo, estão sujeitos a degradação dos seus componentes (macromoléculas, organelos), deficiência funcional e, por fim, inviabilidade. O que é interessante é que a nível celular e molecular este processo parece ser extremamente bem conservado desde leveduras a humanos. Há trabalho publicado identificando o papel fundamental das mitocôndrias e o estado de oxidação das macromoléculas. Genes envolvidos em vias de regulação de utilização de glucose são homólogos na levedura, verme e mamíferos, sendo a sua inactivação resultante num prolongamento da longevidade (daí a célebre restrição calórica para prolongar a vida). Em comum também há genes envolvidos na resistência a stresse oxidativo. O caso da levedura é espectacular pois o aumento da longevidade pode ser até 3 vezes mais por activação de genes de resistência a stresse oxidativo (em simultâneo com a inactivação dos genes de consumo da glucose).

Em levedura estudam-se dois tipos de idade: idade cronológica medida pela capacidade das células manterem viabilidade quando se encontram em culturas em que a fonte de carbono e energia já se esgotou e a idade replicativa medida pelo número de células descendentes que produzem. Aqui a analogia com os humanos também é aplicada. Enquanto que a idade cronológica tem que ver com o envelhecimento das células do organismo humano adulto (em situações normais a maior parte delas em situação pós-mitótica (fase G0), a idade replicativa é análoga à viabilidade das células estaminais (as tais que fazem sempre mitoses para produzir novas células diferenciadas).

Selecção darwiniana em células artificiais

Não são verdadeiramente células mas gotículas aquosas, contendo um sistema de transcrição/tradução completo, dispersas num meio oleoso. Se cada uma destas "células" contiver um clone dum banco genómico, então em cada uma haverá expressão do(s) gene(s) correspondentes apenas a esse clone. Ou seja, neste sistema, cada gotícula distingue-se pelo seu genótipo cujo fenótipo poderá ser aproveitado para enriquecer a população em genes que codificam para proteínas específicas.

Zheng e Roberts da New England Biolabs (empresa de referência de reagentes para biologia molecular, particularmente em enzimas de restrição) usaram este sistema para seleccionar genes codificantes para enzimas de restrição. Como as enzimas de restrição cortam DNA em locais específicos, deixando extremidades nas moléculas que são compatíveis para ligação, o fenótipo é a quebra do DNA em que as suas extremidades são conhecidas; por expressão do gene na gotícula que codifica para a enzima de restrição, produz-se a proteína activa que, obviamente, vai cortar o "seu" gene. Ora isto só acontece nas gotículas que contêm esse gene. Assim, isolando o DNA total de todas as gotículas, Zheng e Roberts fizeram a reacção de ligação com adaptadores de DNA específicos para os fragmentos obtidos por acção da enzima de restrição (PstI, no caso). Posteriormente, fizeram PCR específico para esses adaptadores. Deste modo, amplificaram apenas o gene da PstI. Em 2-3 ciclos de expressão, isolamento de DNA, ligação com adaptadores e PCR conseguiram fazer com que esse gene fosse a única molécula de DNA no sistema.

Tomando a analogia com Darwin ao extremo, este sistema poderá ter aplicações no melhoramento de moléculas úteis em biotecnologia. É só desenhar um modelo de selecção conveniente e simples. Creio que Darwin nunca sonhou com selecção natural molecular.

Blake and Mortimer

Partilho com Pacheco Pereira um dos livros da sua vida, O Enigma da Atlântida do belga Edgar P. Jacobs que fui acompanhando, semana a semana, através da extinta revista Tintin. O primeiro que li, e que mais me marcou, foi A Marca Amarela. Talvez tenha sido por isso, mas foi certamente por ter sido publicada na Tintin a versão a preto e branco que realçava o lado obscuro de Londres permanentemente submersa em nevoeiro com que se confundia, vestido completamente de negro, o eterno rival da dupla de heróis: Olrik. Está lá a Londres da história de Jack o estripador e dos filmes do período britânico de Hitchcock. O clima da ameaça sobre a cidade (mais actual que nunca) é único.

Avery MacLeod McCarty, parte II?

Craig Venter acaba de anunciar a transformação de uma espécie noutra por transplantação do cromossoma de Mycoplasma mycoides em Mycoplasma capricolum. Isto é, M. capricolum passou a ser M. mycoides, tendo em conta a análise feita com recurso a anticorpos específicos de proteínas membranares de M. mycoides e por métodos bioquímicos (detecção e identificação de proteínas por electroforese bidimensional). É claro que o objectivo não foi o mesmo de Avery, MacLeod e McCarty, agora trata-se de fazer genómica sintética. E isto vai dar muito que falar!