Células artificiais comprovam: A vida sempre encontra um caminho

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/08/2023

Micrografia eletrônica de um aglomerado de células mínimas ampliadas 15.000 vezes. A bactéria sinteticamente simplificada, Mycoplasma mycoides, contém menos de 500 genes.
[Imagem: Tom Deerinck/Mark Ellisman/UCSD]

O caminho da vida

"Veja, se há uma coisa que a história da evolução nos ensinou é que a vida não pode ser contida. A vida se liberta. Ela se expande para novos territórios e rompe barreiras dolorosamente, talvez até perigosamente, mas... a vida sempre encontra um caminho."

Esta frase não foi dita por um filósofo ou cientista famoso, mas por Ian Malcolm, o personagem interpretado por Jeff Goldblum no clássico de ficção Parque dos Dinossauros, de 1993.

Novamente, a arte antecipou a ciência: Usando células artificiais, pesquisadores deram um novo nível de substância a essa afirmação de que "a vida sempre encontra um caminho".

"Parece que há algo na vida que é realmente robusto. Podemos simplificá-la apenas ao essencial, mas isso não impede que a evolução continue funcionando," disse o professor Jay Lennon, da Universidade de Indiana, nos EUA.

Células com genoma mínimo

A equipe vinha trabalhando com uma célula mínima, construída sinteticamente, que foi despojada de tudo, exceto dos genes essenciais para que ela continue viável.

O organismo é um dos orgulhos da biologia sintética, chamado Mycoplasma mycoides JCVI-syn3B, uma versão minimizada da bactéria M. mycoides, comumente encontrada no intestino das cabras. Com 493 genes, o genoma mínimo do JCVI-syn3B é o menor de qualquer organismo de vida livre conhecido - em comparação, os genomas de animais e plantas contêm mais de 20.000 genes.

Em princípio, o organismo mais simples não teria redundâncias funcionais e possuiria apenas o número mínimo de genes essenciais para a vida. Qualquer mutação poderia interromper letalmente uma ou mais funções celulares, impondo restrições à evolução - organismos com genomas simplificados têm menos alvos sobre os quais a seleção positiva pode atuar, limitando assim suas oportunidades de adaptação.

Os cientistas então cultivaram esse ser minimalista no laboratório, permitindo que ele evoluísse livremente por 300 dias, o equivalente a 2.000 gerações bacterianas ou cerca de 40.000 anos de evolução humana.

Acontece que essa célula simplificada evoluiu tão rapidamente quanto uma célula normal, demonstrando a capacidade de adaptação dos organismos, mesmo com um genoma não natural que aparentemente forneceria pouca flexibilidade.

É uma das menores formas de vida já criadas em laboratório.
[Imagem: Tom Deerinck/Mark Ellisman/UCSD]

Eficiência da simplicidade

A prova final veio quando a equipe colocou as duas versões minimalistas - a originalmente sintetizada e a evoluída - para competir com as bactérias naturais originais, com genoma completo.

A versão natural da bactéria superou facilmente a versão mínima não evoluída. No entanto, a bactéria mínima que evoluiu por 300 dias se saiu muito melhor do que sua contraparte não evoluída, recuperando efetivamente toda a aptidão que havia perdido devido à simplificação do genoma.

A equipe espera que compreender como os organismos com genomas simplificados superam os desafios evolutivos ajude a resolver problemas de longa data na biologia, incluindo o tratamento de patógenos clínicos, a persistência de endossimbiontes associados ao hospedeiro, o refinamento de microrganismos modificados e mesmo a origem da vida.

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