60º ANIVERSÁRIO DA DUPLA HÉLICE DO ADN

Comemora-se hoje, 25 de Abril, o 60.º aniversário da publicação do artigo seminal de Watson e Crick na Nature sobre a estrutura em dupla hélice para o ADN.

A estrutura tinha sido desvendada a 7 de Março de 1953, a partir dos trabalhos experimentais de Rosalind Franklin de difracção de raios x sobre em sais cristalizados do ácido desoxiribonucleico (ADN). 

Este acontecimento deu início a uma das maiores revoluções científicas dos tempos modernos, influenciando decisivamente a nossa compreensão mais íntima sobre a vida.

António Piedade

O GENOMA HUMANO - UMA DÉCADA DEPOIS

DIA MUNDIAL DAS DOENÇAS RARAS

Celebra-se hoje, dia 28 de Fevereiro, o Dia Mundial das Doenças Raras

Um espirro anuncia a constipação. Também sintoma de uma gripe que por vezes se diz comum. Estas constipações e gripes são aflições nada raras ao longo de todo o ano e a maior parte de nós já com elas conviveu pelo menos uma vez na história das nossas vidas.

Contrariamente as estas e outras doenças sazonais, “passageiras” e comuns à maioria dos seres humanos, há um conjunto de doenças genéticas que acompanham e afectam gravemente a vida dos seus portadores: as doenças raras. Este ano o Dia Mundial das Doenças Raras celebra-se a 28 de Fevereiro.

Passou mais de uma década depois da descodificação do Genoma Humano. O mapeamento completo dos cerca de 20 mil genes humanos foi apresentado em conferência de imprensa a nível mundial a 14 de Abril de 2003. Um ano antes, foi fundada em Portugal a Associação Nacional de Deficiências Mentais e Raras - “Raríssimas”, mais precisamente a 12 de Abril de 2002.

Na União Europeia, consideram-se doenças raras as que têm uma prevalência inferior a 5 em 10000 pessoas. São conhecidas cerca de sete mil doenças raras, mas estima-se que existam mais, afectando, no seu conjunto até 6% da população, o que significa que atingem 40 milhões de pessoas na Europa e que existirão até 600 mil pessoas com estas patologias em Portugal. São doenças crónicas, graves e degenerativas que diminuem muito a qualidade de vida dos por elas afectados.

Uma lista de algumas doenças raras já diagnosticadas pode ser consultada aqui, por exemplo.

O mapeamento completo do Genoma Humano tem permitido compreender melhor os mecanismos moleculares que estão na origem de inúmeras doenças genéticas, muitas delas doenças raras, para as quais não se vislumbravam quaisquer curas e/ou tratamentos adequados antes do Projecto do Genoma Humano ter sido completado. Mas há ainda muito para fazer e compreender em cada ser humano com o seu específico fenótipo bioquímico.

O desenvolvimento de uma farmacogenómica dedicada à compreensão da base genética e metabólica das doenças, só possível depois do mapeamento do genoma e desenvolvimento e progressiva compreensão do proteoma e metaboloma humanos (entre outros "omas"), veio apresentar novos horizontes tecnicamente exequíveis para as doenças raras, para os metabolismos extremos e externos ao território clássico das ciências farmacêuticas.

Neste contexto, as doenças raras, também conhecidas por “doenças órfãs”, relegadas para os extremos das distribuições estatísticas gaussianas de susceptibilidade a doenças e interacções farmacológicas, ganharam novas e renovadas esperanças: a de ser possível antecipar o seu diagnóstico (inclusive pré-natal ou mesmo pré-concepcional) e eventualmente alterar radicalmente a história de vida de uma pessoa em particular; a de ser possível a compreensão do mecanismo molecular da doença e assim identificar alvos para o desenvolvimento de promissoras estratégias farmacológicas; o desenvolvimento de novos fármacos desenhados e ajustados à especificidade de um indivíduo em particular, eventualmente menos dispendiosos para todos os agentes envolvidos.

A atenção e os esforços sociais em relação aos portadores de uma dada doença designada por rara são sinónimos dos avanços civilizacionais em que a humanidade é substância, em que cada um tem direito a ter a melhor qualidade de vida com dignidade independente das suas especificidades e diferenças.

Aqueles que noutras eras não conseguiriam sobreviver à nascença, têm hoje a possibilidade de partilhar a sua individualidade com a sociedade de que também fazem parte, e enriquecer, com a sua raridade, nós todos, comuns mortais.

António Piedade

Legenda Figura: A Progéria tem origem em um único e pequeno defeito no código genético do bebé, mas tem efeitos terríveis para a vida da criança que geralmente não chega aos 13 anos de idade.

A MORTE DE JOSÉ

Crónica publicada primeiramente na imprensa regional.

José não teve tempo de se aperceber da sua “morte anunciada”.

Foi tudo tão súbito, como o sol que se eclipsa numa desatenção involuntária! Apesar de já não ser jovem adulto, aguardava-o ainda umas quatro décadas na esperança de vida para o seu género. Para a sua vida. Para construir memórias com os seus entes queridos,com os seus amigos e inimigos.

E num instante de três meses, um sinal fez-se num melanoma que invadiu o sistema linfático.Fulminantes, as metástases teceram a mortalha do seu leito de morte.

O que é que teria acontecido para que esta ultima estação tivesse chegado sem andorinhas,sem campos verdejantes. Não ter dado atenção àquele sinal que amanheceu na pele? Ter abusado daqueles cremes hidratantes, elixires rejuvenescedores que activam a circulação? Da exposição desdenhosa aos vapores químicos no laboratório? Ou das longas exposições a um Sol abrasador?

Um Calor corrosivo inundou o seu corpo, para depois esfriar sem consciência num último suspiro.

Há alguma impotência nos tratamentos de quimioterapia hoje disponíveis contra alguns melanomas,estes cancros da pele que nos veste, nos dá individualidade, nos protege de agentes patogénicos, da desidratação, das radiações solares nefastas que reescrevem o genoma, alterando as instruções genéticas, causando a produção de proteínas disfuncionais, vésperas de doenças, talvez cancerosas.

Um dos genes,entre outros, que se encontra “alterado” em células de muitos tipos de cancro, é o que codifica uma proteína importante no controlo da qualidade da duplicação do genoma aquando da divisão celular. O gene é o PT53, a proteína a p53 (p de proteína, com 53 kDa de peso molecular).

A p53 é uma “especialista”altamente eficaz em controlar a qualidade da cópia dos genes nos cromossomas a distribuir equitativamente pelas células filhas. Se “detecta” algo errado, uma letra fora do lugar ou ausente, espoleta uma série de acções moleculares que fazem parar a divisão celular. Eventualmente desencadeia um processo de morte celular programada (apoptose) para evitar que uma célula instável se desenvolva e possa evoluir para um estado tumoral ou canceroso.

Quando a p53não se encontra funcional por o gene que a codifica ter sido alterado, por exemplo por acção da radiação UV, a qualidade da duplicação genética fica perturbada e as células que resultam da divisão celular, necessária para a renovação dos tecidos, podem evoluir para um estado tumoral, podem ser o princípio bioquímico de um cancro.

Curiosamente,no caso dos melanócitos que se alteram cancerosamente pela pele fora, pelo corpo adentro, a p53 até está normalmente funcional. Contudo há outras proteínas que impedem que a p53 cumpra a sua função. Uma delas designa-se por Mdm4. Esta bloqueia a p53, e os genomas alterados são disseminados pelas células que se dividem desrespeitando a arquitectura e função do tecido em que estão.

Se se pudesse de alguma forma inibir a Mdm4, restaurar-se-ia a função da p53 e, pelo menos, poder-se-ia esperar que o cancro não progredisse tão rapidamente, dando tempo extra para uma intervenção terapêutica, mesmo que paliativa. Adiava-se a morte.

Foi isso mesmo que uma equipa internacional de investigadores liderados por Jean-Christophe Marine conseguiram, abrindo horizontes para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas na luta contra os fulminantes melanomas. Num artigo agora publicado primeiramente on line na Nature Medicine no dia 22 de Julho, é apresentada não só a confirmação de que afinal a p53 tem um papel chave naformação de melanomas, que a Mdm4 é um bom alvo para o desenvolvimento de novas drogas para os combater, mas também confirmam a importância da combinação de terapias distintas, incluindo aquela que usa o inibidor, recentemente desenvolvido,para uma outra proteína, a B-Raf (codificada no oncogene BRAF) para uma maior eficácia no tratamento e, principalmente, para reduzir a alta tendência para ressurgimentos dos melanomas.

José já não vive para poder ainda ter uma réstia de esperança nestas novas descobertas. Tivesse ele dado conta do primeiro sinal…

Notar bem: Nesta estação balnear, não se exponha durante períodos prolongados ao sol, principalmente entre as 11h00 e as 16h00, mesmo que tenha aplicado um protector solar adequado ao seu tipo de pele. Não provoque o melanoma.

António Piedade

Ciência na Imprensa Regional

Medicamentos Personalizados

O GENOMA DO CHIMPANZÉ

Minha crónica no "SOL" de hoje (coluna "HELIOSFERA"):

No tempo de Darwin discutia-se se o homem descendia do macaco. Hoje sabemos, graças aos avanços da teoria da evolução, que o homem actual (homo sapiens) e o chimpanzé (pan troglodytes) tiveram um antepassado comum, isto é, são ramos próximos da grande árvore da vida.

Em 1955 descobriu-se, com algum espanto, que os humanos tinham apenas 23 pares de cromossomas, em contraste com os 24 dos chimpanzés. O  cromossoma 2 humano parecia ter resultado, no processo evolutivo, da junção de dois cromossomas menores que aparecem noutros primatas (chamados cromossomas 2A e 2B). Mas hoje sabemos mais. Em 2005, passados apenas dois anos após ter sido finalizado o Projecto do Genoma Humano, foi sequenciado o genoma do chimpanzé. Concluiu-se que a diferença genética entre o homem e o chimpanzé era maior do que se supunha: existia entre os dois uma diferença de cerca de quatro por cento no código genético, quando a variabilidade dentro da espécie humana não ultrapassa um por cento. De então para cá, à medida que as técnicas de decifração do genoma foram evoluindo, tornando-se muito mais acessíveis, foram sequenciados, de um modo completo ou apenas parcial, grupos de indivíduos, tanto humanos como de outros primatas. Hoje estão disponíveis na Internet os genomas de mil pessoas (projecto Mil Genomas) distribuídas por várias etnias. Somos todos iguais, por todos possuirmos a informação que dá origem a seres humanos, mas também somos todos diferentes, em virtude de pequenas alterações de letras no ADN. E começam a aparecer estudos que se debruçam sobre a variedade genética dos nossos parentes biológicos mais próximos.

Um dos mais recentes desses estudos, publicado em Março passado na revista de acesso livre PloS Genetics, para além de ter identificado uma subespécie nova do chimpanzé, apresentou uma conclusão curiosa. A variação entre chimpanzés que vivem em África separados apenas por um rio era maior do que a variação entre humanos que vivem em diferentes continentes, separados por grandes mares. Esse facto fala a favor de uma maior deslocação das populações humanas e também de um maior cruzamento entre elas. Entre as muitas diferenças entre os seres humanos não podemos deixar de incluir a maior capacidade de viajar e de se misturar.

April 18,1905:The word "genetics"

Gregor Mendel - Há quem chame pai a outro mas a Genética Moderna não pode fazê-lo

Novo post convidado de Alexandra Nobre, professora de Biologia da Universidade do Minho:

“Os meus estudos científicos têm-me proporcionado grande satisfação e estou convencido de que não vai demorar muito, até que todo o mundo reconheça os resultados do meu trabalho” (Gregor Mendel)


26 de Fevereiro de 2012 – Noticiário da hora do almoço – “Dez por cento da população mundial (há até mesmo quem refira 30%) chama pai a quem não o é na verdade e, em Portugal, os institutos públicos fazem cinco testes de paternidade por dia.”

Um problema que vem de longe. De sempre diria eu… E para sempre há-de continuar já que, por mais que neguem, a nossa espécie é promíscua, nada a fazer. Bem, a não ser os tais testes de paternidade. E como o seu a seu dono, devemos pegar o “touro pelos cornos”, isto é, fazer uso da genética e encontrar o pai, que isto de andar a chamar pai a outro não é simpático. Nem desejável. E juntando as palavras pai e genética, esbarro em pensamento no pai da Genética Moderna, (Johann) Gregor Mendel de seu nome.

Johann Mendel (Gregor só depois de frade) nasceu a 22 de Julho de 1822, em Heizendorf, Morávia, filho do meio (eram três) de um casal de camponeses sem grandes recursos, único rapaz ainda por cima, que desde cedo se viu impelido a trabalhar para alimentar o seu interesse pelas ciências naturais. Era uma pena! Queria estudar, dava provas de talento e inteligência, os pais auxiliavam no que podiam e Mendel fazia o que podia para ajudar. Desde logo como jardineiro e apicultor na quinta onde vivia e já na família há mais de 130 anos. Em 1840 entra no Instituto de Filosofia da Universidade de Olomouc para, em dois anos (acabaram por ser três porque adoeceu), estudar Matemática, Física, Ética, Filosofia e… Pedagogia. Queria ser professor. Chegou mesmo a leccionar numa escola local como professor substituto de Física. Sentia-se bem, levava jeito entre os alunos, mas não passou no exame que o qualificava para exercer a profissão. Não fosse a sua linda irmã mais nova Theresia a ceder parte do dote, talvez por, além de um grande coração, ter também outros dotes que tal permitiam, e os seus estudos teriam ficado pelo caminho.

Em 1843, com 21 anos, enceta o trilho para frade no mosteiro Agostiniano de Brno por influência do seu professor e amigo Friedrich Franz - “his only chance of realizing his intellectual ambitions”, o que lhe permitiu estudar teologia, filosofia e ciências naturais à medida da sua bolsa. Muito parca, convenhamos. Uns anos mais tarde, com o apoio do abade Napp, segue para Universidade de Viena, onde, mais uma vez, tem enorme sucesso nos estudos (agora Física, Química e Biologia) e, mais uma vez também, torna a chumbar no exame de qualificação. O destino tem desígnios... Não fosse o nervoso miudinho que dele se apoderava nestes momentos cruciais em que era perscrutado por trás dos doutos óculos dos ilustres examinadores e nunca teria ido parar os jardins do mosteiro onde realizou as suas famosas experiências. Uns jardins com dois hectares. Dois campos de futebol só para ele onde “meteu golos” com ervilhas! E com abelhas também, embora muito menos gratificantes já que as rainhas têm comportamentos de acasalamento muito menos controláveis que as redondas sementinhas.

Há séculos que os agricultores cruzavam animais e plantas de modo empírico com vista a favorecer certos caracteres desejáveis. Os naturalistas de meados do século XIX defendiam que tudo na Natureza tinha uma explicação científica. Acreditava-se que as características estavam armazenados em partículas no corpo dos progenitores e que eram misturadas na descendência. Mas como? Mendel demonstrou em ervilheiras que a passagem de certos caracteres à descendência seguia padrões determinados a que deu o nome de Leis da hereditariedade (Leis de Mendel). Os seus resultados/proporções eram de tal modo “bons de mais para ser verdade” que Mendel chegou a ser acusado de desonestidade e de forjar valores que melhor se adaptassem ao modelo que defendia. E não era para menos! Senão vejamos. Mendel, que nunca teve sorte com os bilhetes de lotaria que frequentemente comprava, foi um sortudo sem tamanho na escolha dos caracteres das ervilhas/ervilheiras com que estudou a hereditariedade e estabeleceu as suas leis. Analisou sete características contrastantes (forma e cor da semente, forma e cor da vagem, posição da flor, tamanho do caule e cor do tegumento da semente) tendo concluído que eram herdadas independentemente (2.ª Lei de Mendel - Lei da segregação independente dos caracteres). Na verdade, isto só foi possível porque, sorte das sortes, as características eram codificadas por sete genes localizados em outros tantos cromossomas independentes (há aqui uma pequenina nuance mas sem qualquer efeito prático e não vale a pena complicar). Perante tanta característica seleccionável numa ervilheira, digam-me lá se isto não foi uma fortuna sem tamanho. E mais! Sabendo nós, mas não ele, que as ervilhas têm sete pares de cromossomas, então, entre tiro no escuro, golpe de mestre, iluminação divina ou conjuntura astral, não sei bem o que lhe chamar.

Em 1865 apresenta as suas experiências de hibridação com plantas na Sociedade de História Natural de Brno onde recebeu pouco mais do que umas palmadinhas nas costas e algumas linhas envergonhadas na imprensa local. Homem de fé, não esmorece e, no ano seguinte, publica as suas convicções no artigo científico Versuch ueber Pflanzenhybriden (em inglês, Experiments on Plant Hybridization), hoje um artigo seminal da ciência, mas nem o esforço de enviar cópias a cientistas espalhados pelos quatro cantos Europa fez com que o seu trabalho subisse a palco. Talvez o grande problema estivesse no brilhantismo de Mendel e no obscurantismo da restante comunidade científica. Quem o mandou responder a perguntas que só mais tarde vieram a ser feitas? Nos 35 anos seguintes este artigo foi vagamente citado por botânicos interessados na hibridação de plantas e só ao virar do século é que as suas ideias/teorias, redescobertas em simultâneo e independentemente por três cientistas (de Vries, Correns e Tschermak), vieram a fundar a Genética Moderna e a alcançar o lugar que lhes era devido.

Em 1968 é eleito vice presidente da Sociedade de Ciência Natural e também abade do mosteiro, posição esta que ocupa até à sua morte como um ilustre desconhecido a 6 de Janeiro de 1884, ele, sem dúvida um dos grandes nomes das ciências biológicas do século XIX que só postumamente ganhou fama. Aliás, durante a sua vida, Mendel foi muito mais reconhecido pelos seus dotes de meteorologista do que propriamente no campo do melhoramento de plantas. Durante mais de 27 anos fez o registo diário da velocidade e direcção do vento, precipitação, entre outras variáveis, registos ainda hoje preservados no Instituto Hidrometeorológico de Brno. Já a mesma sorte não tiveram os seus papéis e cadernos de apontamentos, queimados após a sua morte pelo novo abade. Parece que enquanto governou o mosteiro foi sobrecarregado com inúmeros problemas administrativos, entre eles uma disputa com o governo civil quanto à aplicação de impostos especiais às instituições religiosas, disputa esta da qual não interessava deixar rasto. Raio dos impostos! Tanta informação que nos teria dado tanto jeito...

Temos de Mendel uma ideia romântica construída de jardins, flores e ervilhinhas, uma ideia pincelada a verde e amarelo e sentida com texturas lisa e rugosa. Mas temos que admitir que estamos errados. Esmiuçar 29 000 plantas em sete anos, de tesoura numa mão, pincel na outra e lupa sabe-se lá onde, num clima com temperatura média entre os -5 ºC e os 20 ºC, tem muito pouco de romântico. Mendel era um “guerreiro”, um experimentador meticuloso e um visionário. Vaticinou “os meus estudos científicos têm-me proporcionado grande satisfação e estou convencido de que não vai demorar muito, até que todo o mundo reconheça os resultados do meu trabalho”. Sem dúvida! O que são 35 anos perante todo o mundo e para todo o sempre?

Alexandra Nobre

A VIRGEM E O COELHO

Crónica publicada no "Diário de Coimbra".

“A Virgem e o Coelho” ("Madonna del Coniglio", no italiano original), é um óleo sobre tela do pintor italiano Tiziano Vecellio (1473? – 1590) que pode ser actualmente apreciado no museu do Louvre, em Paris. Tiziano é um dos principais representantes da escola veneziana do Renascimento Europeu, e este seu quadro referencia a pureza da fertilidade e da concepção imaculada de Maria, representada pela alvura, símbolo de pureza, do coelho enquanto espécie associada à fertilidade. Nesta pintura renascentista, Maria recebe de Catarina de Alexandria o menino Jesus. Este contempla um coelho branco bem seguro pela mão esquerda de sua mãe imaculada. As mãos de Maria fazem a interligação entre o menino Jesus e a pureza representada pelo coelho branco.

Como veremos mais à frente, há razões para uma intencionalidade para este simbolismo do coelho com a pureza e com a concepção sem pecado. Neste contexto, pode dizer-se que a obra faz uma alusão ao mistério da incarnação e da imaculada concepção de Maria, numa interpretação de Tiziano do culto mariano e dos novos evangelhos bíblicos. Mas note-se também na presença de um cesto semiaberto com fruta, uma maçã, numa alusão ao pecado original relatado nos Velhos testamentos.

Esta obra “A Virgem e o Coelho” contém ainda informação insuspeita sobre da evolução da humanidade na sua relação com o mundo. Muito para além do renascimento e vitória da luz sobre as trevas, ajustado pela cristandade ao solstício de inverno, apropriada e primeiramente celebrada nas festividades natalícias neste canto ocidental da humanidade, para celebrar o nascimento do menino Jesus.

Mais do que possamos extrair a partir dos estudos derivados da História da Arte, de outros contextos implícitos em segundos e outros planos, também eles férteis em informação histórica nas suas matrizes telúricas, bucólicas (a figura do pastor) mas também de urbanas modernidades, este quadro encerra em si uma informação que corrobora, imagine-se, conhecimento recente provindo da genética e genómica modernas: o da domesticação do coelho!

E porquê? Porque é uma das primeiras obras de arte conhecidas em que um coelho branco é representado em contacto directo com uma figura humana, mesmo sendo a de Maria, mãe de Jesus.

Saliento: coelho branco e não cinzento que é a cor do bravo, endémico e nativo.

Por outras palavras, este quadro indica-nos que, pelo menos em 1530, o coelho já tinha sido domesticado. Embora caçado desde tempos imemoriais pelo Homem, caçador-recolector, para fonte de carne e pele, a domesticação do coelho selvagem terá ocorrido não há mais de 1500 anos. Esta informação ressalta dos estudos de divergência entre os genomas das variadíssimas espécies de coelhos domesticados hoje conhecidas e do seu “primo” selvagem.

Estudos efectuados nos últimos anos pelo biólogo e geneticista português Miguel Carneiro (e seus colaboradores), investigador no Campus Agrário de Vairão do Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, mostram que o coelho europeu (Oryctolagus cuniculus) é o antepassado comum de todos os actuais coelhos domésticos. Curiosamente, esta espécie é nativa da Península Ibérica onde duas subespécies divergiram há cerca de 1,8 milhões de anos, sendo muito bem distinguíveis geneticamente: a O. c. algirus, ainda existente no sudoeste da península, principalmente em Portugal, e a O. c. cuniculus presente no noroeste da Ibéria e também no sul da França. Os trabalhos de referência estão publicados nas revistas Molecular Biology and Evolution (2011, 28(6):1801-1816) Genetics (2009, 181:593-606) e Evolution (2010, 64: 3443-3460), entre outras.

Há muitas evidências históricas de uma farta utilização de coelhos durante a ocupação da Península Ibérica pelo Império Romano. De facto, no século I a.C. os Romanos referiam-se à Hispânia como a terra dos coelhos. Cercados de coelhos terão sido utilizados para amplificar a sua reprodução e satisfazer a procura da carne de coelho, mas sem que uma deliberada reprodução selectiva de certas características tenha sido efectuada pelos Romanos ou povos ocupados, pelo que os investigadores excluem a ocorrência de uma efectiva domesticação do coelho durante esse período.

Um outro registo histórico, bem documentado (ver referências nos artigos atrás citados), surge aos investigadores como testemunho de uma domesticação intencional do coelho ancestral, com uma forte pressão de selecção artificial para fixar características de interesse, como seja a docilidade de trato ou a cor da pelagem. Esta selecção parece ter-se iniciado, ou pelo menos intensificado, a partir do século VI d.C. em Mosteiros do Sul de França, propulsionada por um decreto do Papa Gregório I (c. 504 – 12 de Março 604), também conhecido como S. Gregório Magno, em que é reconhecida a pureza carnal dos coelhos recém-nascidos! Diga-se, por oportunidade musical, mesmo que aqui dissonante, que Gregório I foi responsável pela divulgação do tipo de música que hoje designamos por gregoriana.

Segundo o referido édito papal, os coelhos recém-nascidos não eram considerados carnais pelo que poderiam ser consumidos durante a quaresma sem que daí adviesse pecado para aqueles que os consumissem! Eis uma forte razão para os manter em cativeiro, para os domesticar. Há registos da troca de coelhos no ano de 1194 entre mosteiros do centro da Europa e do Sul de França, o que mostra que a sua domesticação era comum já no primeiro milénio d.C.

A natureza não carnal dos coelhos recém-nascidos, sugerindo uma concepção sem pecado, encontra assim eco na associação do coelho branco do quadro de Tiziano ligado à concepção imaculada do menino Jesus por Maria, nascimento celebrado nesta quadra natalícia pela cristandade.

António Piedade
Ciência na Imprensa Regional – Ciência Viva

O QUE É QUE EXCITA A MOSQUINHA DA FRUTA

Texto publicado no Diário de Coimbra.

Há um século atrás Thomas Hunt Morgan, e seus colaboradores, demonstraram que os genes são “transportados” por cromossomas presentes no núcleo das células eucarióticas e são a base da hereditariedade de caracteres sexualmente transmitidos.

Entre 1909 e 1911 Morgan publicou na revista Science, artigos seminais sobre o mapeamento de genes em cromossomas, associados a características sexualmente transmitidas, da pequena mosca da fruta (nome científico Drosophila melanogaster), tornando-a num modelo animal incontornável e comum para o estudo da hereditariedade genética no século XX. Pelos seus trabalhos Thomas Hunt Morgan recebeu, em 1933, o prémio Nobel da Medicina e ou da Fisiologia.

Cem anos depois de identificadas as bases genéticas da transmissão sexual de características hereditárias, Y. Grosjean e colegas investigadores europeus, publicaram na revista Nature a identificação dos receptores olfactivos responsáveis pela forte atracção da Drosophila por frutos e mostraram que esta percepção olfactiva influencia o comportamento sexual do macho da mosca da fruta. Assim que detecta uma certa substância exalada pela fruta, o ácido fenilacético (uma auxina – hormona vegetal - resultante da carboxilação metabólica do ácido acético), o macho confirma que está na presença de um local rico em alimento (a fruta) e logo muito apropriado para a postura de ovos, pelo que inicia a corte a potenciais fêmeas acasaladoras.

Refira-se, a propósito, que o ácido acético (precursor do ácido fenilacético, como se indicou acima) resulta da oxidação do etanol – produto final da fermentação alcoólica - num processo designado também por fermentação, mas desta vez adjectivada por acética.

Um odor a ácido fenilacético, traduzido pelos órgãos olfactivos em estímulos paras a vias neuronais olfactivas, desencadeia, por sua vez no cérebro da mosca, os circuitos cerebrais responsáveis pelo comportamento complexo de corte sexual que a Drosophila macho passa a exibir.

Por isso, se reparar num ajuntamento de Drosophila numa qualquer peça de fruta madura ou no mosto da vindima, seja discreto, não interrompa o cortejo esvoaçado e dançado de acasalamento.

António Piedade

O GENOMA DO BACALHAU - e o seu singular sistema imunitário!

Nota publicada no Diário de Coimbra.

O genoma do bacalhau do mar do norte, respondendo na nossa mesa como sendo da Noruega, e entre os cientistas por Gadus morhua, foi publicado na revista Nature. A sequenciação do genoma, por um consórcio internacional de cientistas maioritariamente noruegueses, anotou cerca de 22 mil genes e apresenta resultados muito interessantes sobre a complexa adaptação termal deste grande peixe teleósteo às águas gélidas.

Pescado pelos marinheiros portugueses, pelo menos desde o século XIV, os seus genes codificam alterações estruturais nas proteínas do grupo das hemoglobinas encarregues de transportar oxigénio nas baixas temperaturas do mar do atlântico norte. Muito curiosa é também a inexistência, no seu genoma, dos genes associados a proteínas importantes para a imunidade, nomeadamente os do MHC II (Complexo Principal de Histocompatibilidade II) e CD4 (uma glicoproteína receptora existente na membrana dos linfócitos T, entre outras células do sistema imunitário), revelando assim uma arquitectura imunitária muito pouco comum entre os vertebrados já sequenciados.

Segundo os autores, os resultados obtidos e apresentados neste trabalho, recentemente publicado, permite evidenciar a nível molecular (!) o resultado da forte pressão induzida, sobre esta espécie de bacalhau, pela sua captura intensiva pelo homem. Esta acção ficou, de alguma forma, registada na evolução recente do seu genoma, o que sugere que a captura selectiva e intensiva de espécies pode alterar a trajectória evolutiva de características comuns às populações naturais, tonando-as divergentes. Nada que os evolucionista já não soubessem mas que agora a genômica corrobora.

António Piedade

O GENOMA DA BATATA

Crónica publicada no "O Despertar".


Quando comer a próxima batata (cozida, assada, frita, etc) acompanhe-a com o conhecimento íntimo que sobre ela foi recentemente publicado na revista Nature. Ao trincar a próxima batata imagine que está a saborear o genoma deste tubérculo, cujo conjunto de genes que codificam proteínas é agora melhor conhecido.

Publicado no passado dia 10 de Julho naquela revista pelo consórcio internacional (29 grupos de investigação provenientes de 14 países) dedicado à sequenciação do seu genoma desde Janeiro de 2006, sabemos agora que este é constituído, pelo menos, por 39 mil genes que codificam proteínas (quase o dobro dos existentes no genoma humano) distribuídos em 12 cromossomas.

O genoma existente em cada uma das células da batata é estruturado por quatro cópias destes 12 cromossomas (48 cromossomas no total), enquanto o humano só possui uma cópia de 23 cromossomas (46 cromossomas). A relação complexa que se estabelece entre os genes, do tetraplexo cromossómico do genoma da batata, tem tornado a sua compreensão muito difícil.

O consórcio internacional, que sequenciou 840 milhões de bases (o humano possui cerca de 340 milhões) do ADN (ácido desoxirribonucleico) da batata para chegar ao resultado agora publicado, enfrentou inúmeras dificuldades no mapeamento dos genes, entre elas a grande heterozigosidade que existe mesmo numa única das inúmeras variedades da batata. A variabilidade genética, específica e singular a cada indivíduo (o mesmo é válido para nós), apresenta uma elevada frequência na batata.

Da batata são conhecidas actualmente mais de 3000 variedades, que se consubstanciam em cores, tamanhos, formas e valores nutritivos, e é, segundo a Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura, a terceira principal fonte de alimento agrícola (depois do trigo e do arroz), tendo em 2009 sido produzidas 330 milhões de toneladas. A batata é, na dieta, uma importante fonte de amido (um carboidrato ou hidrato de carbono polímero de glicose), proteínas, substâncias antioxidantes, vitaminas e sais minerais.

O conhecimento da composição e estrutura do seu genoma pode permitir a redução substancial do tempo, actualmente de 10 a 12 anos, necessário para obter por cultivo novas variedades. Isto é importante, quer para encontrar variedades resistentes a pragas e doenças que afectam o seu cultivo, quer para obter tubérculos mais produtivos e com maior qualidade nutritiva.

A batata, cujo nome científico é Solanum tuberosum L., foi "encontrada" pelos espanhóis no Peru em 1536. Disseminada rapidamente por toda a Europa, foi primeiramente, e durante muito tempo, utilizada como medicamento devido às suas propriedades “energizantes”.

No final do século XVIII, a batata era cultivada por toda a Europa instalando-se progressivamente na alimentação de base europeia. A sua dominância agrícola na Irlanda, por exemplo, era tão grande que a seca nos plantios de batata ocorrida em meados do século XIX, causou a morte de milhões de pessoas e é apontada como um dos principais motivos para a imigração massiva daquele povo para os Estados Unidos da América.

António Piedade

O ÁLBUM GENÉTICO

Crónica publicada no "O Despertar":

Avô e neto passeiam os olhos pelo álbum genético da família. É um álbum em que não há rostos de pessoas mas histórias de genes e da sua relação com a história de vida de cada um.

Registos coloridos de interacções fluorescentes desdobram-se em anotações com informações sobre determinados genes que marcaram determinado momento da vida. Desde os que estiveram mais activos durante as diferentes etapas do desenvolvimento embrionário de cada membro da família até aqueles que determinaram momentos cativos em que uma doença trespassou o silêncio celular e explodiu em dor.

Comparando os perfis genéticos com fotos, é engraçado comparar as parecenças fisionómicas com as semelhanças de actividade de certos genes em determinadas alturas da vida da avó e da mãe.

Cada registo está ainda emoldurado com uma outra história: a da interface modeladora do percurso bioquímico de cada um com o meio ambiente, numa espécie de moldura epigenética. “Foi aqui que o pai começou a fumar. Nota-se pelo aumento da actividade destes genes que transcritos activam defesas antioxidantes”. “Foi aqui que comecei a ter mais pelos no corpo, nota-se pelo aumento da actividade dos genes que codificam as proteínas que sintetizam as hormonas masculinas como a testosterona.”

É um álbum repleto de esperança. Foi através da sua análise e interpretação que o médico do tio percebeu o seu genótipo bioquímico e ajustou a terapêutica adequada à sua incipiente propensão para o síndrome metabólico que o levaria a uma diabetes tipo 2 galopante, se não fosse tratado precocemente.

É um álbum hoje de ficção científica, de impressões mágicas, como eram mágicos os primeiros daguerreótipos, depois as primeiras fotografias (e ainda não o são?), depois as radiografias, depois as ressonâncias magnéticas...

Mas é uma janela aberta para um futuro muito próximo, quiçá já neste primeiro quartel do século XXI, propulsionado pelo desenvolvimento de tecnologias de sequenciação genómica e de metodologias bioanalíticas cada vez mais sensíveis, robustas e económicas.

Estamos à porta de uma revolução que nos trará imagens dos nossos genes em acção.

António Piedade

HOMO, PAN & PONGO

Crónica publicada no "Diário de Coimbra".

Cerca de seis anos de trabalho de uma equipa internacional envolvendo 34 instituições de vários países, (incluindo os biólogos portugueses Rui Faria e Olga Fernando na Universidade Pompeu Fabra, em Barcelona), liderada pelo geneticista Devin Locke, da Escola de Medicina da Universidade de Washington (São Luís, Missouri, EUA), determinou a sequência de três mil milhões de moléculas que compõem as longas cadeias de DNA (ácido desoxirribonucleico) nos 48 cromossomas que compõem o genoma do Orangotango (género Pongo). A sua sequenciação genómica foi agora publicada na revista Nature.

Depois do genoma da nossa espécie (Homo sapiens) em 2003, do chimpanzé (Pan troglodytes) em 2005, este é o terceiro primata a ter o genoma mapeado.

Actualmente já só existem duas espécies de orangotango. A espécie Pongo abelii vive nas florestas de Samatra (Indonésia), enquanto que a Pongo pygmaeus tem como habitat as florestas de Bornéu (Malásia). Ambas estão ameaçadas de extinção devido à acção da mesma espécie que agora a sequenciou: a humana.

O genoma de um exemplar fêmea da espécie Pongo abelii, de nome Susie, vivendo em cativeiro no Jardim Zoológico de Glayds Porter, Texas (EUA), serviu a base à sequenciação. Sobre ele foram anotados as divergências da sequência genómica de outros cinco orangotangos de Sumatra e cinco orangotangos de Bornéu, que também foram sequenciados, embora em menor detalhe, assim como as diferenças com os genomas humano e do chimpanzé.

Os cientistas encontraram uma semelhança de 97% entre o genoma humano e o do orangotango, uma diferença na posição de 120 milhões de moléculas. Recorde-se que a diferença entre o nosso genoma e o do chimpanzé é de apenas 1% (cerca de 40 milhões de bases).

Mas o genoma agora sequenciado apresenta várias surpresas para os geneticistas. O genoma do Orangotango sofreu muito menos variações do que o dos humanos e dos chimpanzés desde que os nossos antepassados comuns divergiram. O género do orangotango originou-se há cerca de 12 a 16 milhões de anos, enquanto que as linhagens que nos deram origem e aos chimpanzés se separaram entre 5 a 6 milhões de anos atrás. Os estudos comparados mostram agora que quer o nosso genoma quer o do chimpanzé ganha ou perde genes a uma taxa dupla daquela que afecta o genoma do orangotango.

O estudo agora publicado redefine também o momento de separação entre as duas espécies de orangotangos ainda existentes. Estudos anteriores apontavam para que as duas espécies se tinham originado há cerca de um milhão de anos. Esta distância foi agora encurtada para 400 mil anos pelo presente estudo.

Curiosamente, num outro artigo publicado no dia seguinte, mas on-line, na revista Genome Research, Mikkel Schierup e Thomas Mailund da Universidade Dinamarquesa de Aarhus (também co-autores do artigo na Nature), comparam a estrutura dos genomas dos três primatas e mostram que apesar de mais distanciados, 0,5% do nosso genoma e do orangotango são muito mais semelhantes entre si do que com o do chimpanzé, nosso primata evolutivamente mais próximo de nós. Isto significa que mantivemos genes comuns ao orangotango que foram suprimidos na evolução do chimpanzé. Muito estudo funcional e proteómico terão ainda de ser feito para descodificar estas semelhanças e diferenças.

As expectativas aumentam sobre o que é que nos trará a sequenciação em curso de mais dois primatas: o gorila (género Gorilla) e o bonobo (Pan paniscus).

De volta ao orangotango, é curiosa a singularidade do genoma desta espécie em vias de extinção ter sido acabado de sequenciar em 2010 (o manuscrito foi submetido a 11 de Março de 2010 e aceite em 19 de Novembro para publicação), ano internacionalmente dedicado à Biodiversidade, e publicado agora no início do Ano Internacional da Floresta. É que o nome orangotango resulta da junção de duas palavras da língua malaia que significam “pessoa da floresta”.

Felizmente o estudo agora publicado mostra uma grande variabilidade genética entre as populações de orangotangos, o que significa uma maior capacidade adaptação a mudanças ambientais o que por si só é um bom indicador para a sobrevivência destas espécies ameaçadas.

António Piedade

A QUÍMICA DO ORANGOTANGO

Crónica publicada no "Diário de Coimbra":

O genoma do orangotango foi agora publicado na revista Nature, e apresenta cerca de 3% de diferença com o nosso. Mas a química do orangotango não é diferente da nossa.

Muito pelo contrário, partilhamos com este primata, assim como com todas as espécies vivas, muitas coisas em comum. Tanto o comum à vida como as diferenças na base da biodiversidade estão inscritas em longas sequências de quatro de moléculas (guanina, adenina, timina e citosina) integrantes do biopolímero que vulgarmente designamos por DNA (ácido desoxirribonucleico). É a diferente sequência daquelas moléculas alinhadas na dupla hélice de DNA que funcionaliza a mensagem química dos genes.

Em que é que diferem aquelas quatro moléculas? Diferem em arranjos e proporções diferentes de átomos de carbono, oxigénio, nitrogénio e hidrogénio. As diferenças nas vizinhanças químicas locais na dupla hélice de DNA expressam genes diferentes, que por sua vez corporizam instruções para proteínas com funções diferenciadas e específicas. O resultado global é uma espécie de organismo diferente. Um braço peludo mais comprido, uma posição bípede mais vertical, etc.

Recorde-se, a propósito do presente Ano Internacional da Química, que se deve muito à Química (mas também à Física, à Matemática e à Biologia, entre outras disciplinas) o conhecimento que está na base da genética molecular e que permite hoje, de forma multidisciplinar, a sequenciação genómica. Vejamos, de forma breve, porquê.

Como se disse, o genoma é constituído por longas moléculas de DNA. Este foi descoberto em 1869 pelo químico alemão Johann Friedrich Miescher (1844 – 1895) no núcleo de glóbulos brancos. Miescher escolheu estas células por serem relativamente grandes e também por possuírem núcleos grandes. Esta descoberta não permitiu associar de imediato o DNA à “molécula da hereditariedade”. De facto, foram necessários cerca de mais 80 anos para que se confirmasse que são os ácidos nucleicos os componentes estruturais e funcionais dos genes. Durante todo este tempo muitos cientistas defenderam que eram as proteínas, e não os ácidos nucleicos, as moléculas de que os genes eram feitos. Parecia estranho toda a diversidade da vida poder ser codificada pela monótona constituição molecular do DNA, pelo que a genética deveria ser escrita com a maior diversidade apresentada pelas proteínas.

Duas experiências foram determinantes para esclarecer a comunidade científica sobre a "molécula dos genes".

Em 1944, o médico e bioquímico Oswald Avery (1877 – 1955) e seus colaboradores demonstraram que só o DNA (o “princípio transformador” como lhe chamaram), era “capaz” de “transformar” estirpes diferentes da bactéria pneumococo (R e S) umas nas outras.

Em 1952, o trabalho do microbiologista Alfred Hershey (1908 -1997) e da geneticista Martha Chase (1927 – 2003) colocou um ponto final e abriu um novo capítulo à genética molecular com a experiência de transferência de DNA viral (do bacteriófago T2) para bactérias, na qual ficou claramente demonstrada que era o DNA e não as proteínas a argamassa genética da vida.

Martha Chase

Em 1953, o biólogo James Watson e os físicos Francis Crick, Maurice Wilkinson e Rosalind Franklin, através dos estudos por difracção de raios X de cristais de sais de DNA, recolheram a informação física e química necessária para propor a estrutura tridimensional em dupla fita helicoidal do DNA. Note-se que esta descoberta resultou de um trabalho fundamentalmente de física e química. Diríamos hoje de biofísica e bioquímica.

Rosalind Franklin

Neste ano também dedicado às mulheres na química é de realçar nesta história que tanto Martha Chase como Rosalind Franklin não foram galardoadas com o prémio Nobel, enquanto os seus colaboradores directos o foram pelas mesmas descobertas.

António Piedade

Café, livros e ciência

Informação recebida do Museu de Ciência da Universidade de Coimbra:


Café, Livros e Ciência é um projecto de comunicação de ciência com o objectivo principal de promover a leitura de livros de ciência junto do público em geral. Este evento acontece num ambiente informal, onde o café acompanha os livros.
Trata-se de uma parceria entre o Museu da Ciência da Universidade de Coimbra, o Centro Ciência Viva Rómulo de Carvalho e a Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro e acontece na primeira quinta-feira de cada mês num périplo por cada instituição parceira. Os eventos contam com uma cobertura multimédia que posteriormente será colocada no sítio internet de cada parceiro, bem como no CVTV.

MUTANTES - FORMA, VARIAÇÕES E ERROS DO CORPO
de Armand Marie Leroi
apresentação por Paulo Gama Mota, Departamento de Ciências da Vida, UC
9 de Dezembro | 18H00
Museu da Ciência da UC
Entrada livre



Quem são os mutantes? Todos somos mutantes.
Porque nasce a maioria de nós com um só nariz, duas pernas, dez dedos e vinte e quatro costelas - e outros não?
Porque interrompe a maioria de nós o seu crescimento durante a adolescência - e outros continuam a crescer?
Porque têm alguns de nós cabeças revestidas de cabelo ruivo - e outros não têm cabelo nenhum?
O genoma humano, dizem-nos, faz de nós o que somos. Mas como?
Este é um livro de histórias: de uma menina, aluna num convento de freiras, que deu consigo a mudar de sexo na puberdade; de crianças que, trazendo-nos à memória os ciclopes de Homero, nascem com um único olho a meio da testa; de uma aldeia croata de anões de idades invulgarmente avançadas; de uma família hirsuta que foi conservada na corte do reino da Birmânia durante quatro gerações (e inspirou a Darwin uma das suas mais certeiras visões acerca da hereditariedade); e do povo dos pés de avestruz: os Wadoma, do vale do Zambeze.
Em Mutantes, Armand Marie Leroi brinda-nos com uma brilhante narrativa da nossa gramática genética, falando-nos das pessoas cujos corpos no-la revelaram. Passando aparentemente sem esforço do mito para a biologia molecular, o objecto desta obra elegante e esclarecedora somos todos nós.

TEATRO: A máquina dos genes

Informação recebida da FNAC:

A FNAC e o Instituto Gulbenkian de Ciência celebram a Semana da Ciência e Tecnologia com uma peça de teatro, encenada e interpretada por três cientistas: Mónica Dias, Zita Santos e Catarina Júlio. Esta peça fomenta o debate sobre as questões científicas, sociais e éticas associadas à utilização da informação contida nos nossos genes.

A MÁQUINA DOS GENES

Teatro seguido de debate promovido pelo Instituto Gulbenkian de Ciência

Domingo, 28 de Novembro

19h

Fnac Vasco da Gama, Lisboa

Entrada Livre

CASAR OU NÃO CASAR: EIS A QUESTÃO DE DARWIN

A Colecção de Livros de Bolso da Europa-América acaba de publicar "Escritos Íntimos" de Charles Darwin (n.º 683 da colecção), que inclui notas pessoais do grande naturalista inglês: Eis as suas reflexões sobre um futuro casamento rabiscadas num papel em 1838:

"1. Eis a questão

Casar

Filhos - (se aprouver a Deus) - uma companheira fiel (e uma amiga na velhice) que se interesse por nós - um objecto para amarmos e para nos divertirmos - melhor do que um cão em todos os sentidos. - Uma lareira e alguém que se ocupe da casa. - Os encantos da música e da tagarelice femininas. - Essas coisas são boas para a saúde - mas terríveis perdas de tempo. - Forçado a fazer visitas e a receber os parentes. -

Meu Deus, será suportável pensar que vamos passar a vida como uma abelha, a trabalhar, a trabalhar, sem conseguir nada no fim. - Não, não, impossível.- Imagine-se alguém que passa todos os seus dias sozinho numa casa suja e cheia de fumo em Londres. - Agora imagine-se com uma esposa doce, calmamente sentado no sofá, talvez com livros e música - compare-se esta visão com a terna realidade de Great Marlboro' St.

O casamento - o casamento - o casamento QED.

Não casar

Nada de filhos (nada de vida dupla) ninguém para cuidar de nós na velhice. - Para quê trabalhar no duro sem a amizade dos bons velhos amigos - e quem são os bons velhos amigos de um velho senão os membros da família?

Liberdade para ir onde se quiser - escolha de lugares a frequentar, em pequeno número. Conversas em clubes com homens inteligentes. - Nenhuma obrigação de fazer visitas a parentes e de vergar a todas as ninharias . Nem de fazer face às despesas e preocupações com os filhos - talvez mesmo às disputas - perda de tempo. - Ler o mais possível à noite - gordo e ocioso - a inquietude e responsabilidade - menos dinheiro para os livros, etc. - Se tiver muitos filhos, forçado a ganhar o seu sustento. - (Mas, por outro lado, é muito mau para a saúde trabalhar demasiado). Talvez a minha mulher não goste de Londres; então a sentença será o exílio e a degradação no sentido de um imbecil indolente e sem obra. -

2. Estando provado que o casamento é necessário

Quando? Cedo ou tarde.

O perceptor diz "cedo", porque senão mau será se tivermos filhos - temos o carácter mais flexível - os sentimentos mais vivos, e, se não casarmos rapidamente, passamos ao lado de muita felicidade pura. -

Mas, enfim, se casasse amanhã: haveria uma infinitude de complicações e despesas para adquirir e mobilar uma casa - lutar contra as mundanidades - os toques de alvorada - a falta de jeito- a perda quotidiana de tempo (a menos que a esposa seja um anjo e faça as coisas de modo a podermos continuar a trabalhar). - E depois como posso tratar de todos os meus assuntos se serei obrigado a fazer todos os dias um passeio com uma* a minha mulher. Eheu!! Nunca poderei aprender francês, - nem ver o continente - nem ir à América, nem andar de balão, nem fazer uma viagem sozinho pelo País de Gales - pobre escravo! - Valerás menos do que um negro - e então pobreza horrível (a menos que a esposa seja ainda melhor do que um anjo e tenha dinheiro) - vamos, meu rapaz, nada de inquietações - Coração ao alto - Não podes viver esta vida sozinho, com uma velhice coxa, sem amigos, sem filhos e ao frio. Olhando cada um frente a frente enquanto as rugas se multiplicam. Fia-te na virgem e não corras. Olho aberto. Há muitos escravos felizes. - "

Charles Darwin

* Palavra "uma" riscada no original.

A 29 de Janeiro de 1939, poucos dias depois de ter entrado para a Royal Society, Charles Darwin casou com Emma Wedgwood.

PROJECTO 1000 GENOMAS

Nova crónica saída no "Diário de Coimbra":

É já uma longa história a do mapeamento do genoma humano, a da cartografia dos genes nas extensas molécula de DNA que arquitectam os 23 pares de cromossomas que formam o nosso cariótipo. E, contudo, ainda mal passaram dez anos sobre as primeiras publicações nas revistas Nature e Science, em meados de Fevereiro de 2001, nas quais foram apresentados rascunhos, aqui e ali ainda muito pouco definidos e incompletos, da eucromatina (a porção do genoma “rica” em genes) e da heterocromatina (restante parte do genoma, aparentemente pobre em genes, mas com importância estrutural e reguladora).

Muitos investigadores avisaram então que, apesar do feito constituir o finalizar de uma enorme tarefa, só estávamos a iniciar uma nova etapa da longa caminhada em compreender as relações entre genótipo e fenótipo, que tornam cada ser humano único, apesar do seu desenvolvimento ontológico seguir um mesmo plano comum e característico à espécie humana, mas gerador de diversidade.

Se, por um lado, o Projecto do Genoma Humano abriu novos janelas para o entendimento de como o genoma se expressa e se torna funcional num proteoma estruturante de um fenotipo modelado por determinado ambiente e história do desenvolvimento da cada ser humano, por outro lado, a base de amostragem da população que foi utilizada para os estudos era, à partida, pouco representativa da sua própria diversidade. Relembre-se que a “versão” do Consórcio do Genoma Humano é um compósito derivado de amostras haplóides (só com 23 cromossomas) de numerosos dadores, enquanto a “versão” da empresa Celera Genomics resultou numa sequência consensual derivada dos genomas de cinco indivíduos.

Apesar de os genomas de dois quaisquer seres humanos diferirem entre si em menos de 1%, é exactamente nestes detalhes de variabilidade que se encontram os polimorfismos de único nucleótido, variações de uma única base por outra em determinados genes hoje seguramente associados a doenças ou a características metabólicas que podem potenciar o desenvolvimento de distúrbios funcionais em determinados contextos de vida. E os cientistas sabem que para mapear essa variabilidade nos genomas humanos, com significado estatístico útil a uma medicina e à , é necessário sequenciar milhares de genomas completos de indivíduos humanos, de diferentes proveniências

E quantos genomas humanos inteiros é que já foram sequenciados? Só em 2007 é que foi descrita e publicada a primeira sequência completa e diploide(46 cromossomas) de um único individuo, no caso, o do cientista Craig Venter, fundador da Celera Genomics. No ano seguinte, 2008, foi a vez do genoma de James Watson, descobridor da estrutura e dupla hélice para o ADN, ter sido sequenciado pelo consórcio público do genoma humano (aqui). Seguiu-se a sequenciação de um indivíduo da tribo Yoruba, na Nigéria (aqui), de um asiático (aqui) e de um coreano (aqui).

A tecnologia derivada do conhecimento adquirido com o Projecto do Genoma Humano permitiu o desenvolvimento de sequenciadores mais rápidos e robustos. O próprio desenvolvimento paralelo dos hardwares informáticos ampliou a capacidade de cálculo, essencial para a comparação de extensas bases de dados. Hoje, os sequenciadores de ADN são cerca de 50 mil vezes mais rápidos do que então e os algoritmos de analise desenvolvidos permitem melhores decisões na identificação e validação das diferenças encontradas nos genomas sequenciados

Entretanto, em 2008 é iniciado o Projecto 1000 Genomas com o objectivo de criar uma base de dados pública do polimorfismo humano, um catálogo funcional da variabilidade genética na nossa espécie. Este projecto público resulta de uma colaboração em consórcio entre 78 universidades, companhias privadas e grupos de investigação sediados nos Estados Unidos da América, Reino Unido, Alemanha e China. Uma das metas iniciais do Projecto 1000 Genomas era a de efectuar três estudos pilotos para estabelecer e validar metodologias robustas de sequenciação e comparação da variabilidade genética humana. Os resultados destes estudos-piloto foram apresentados em vários artigos publicados no final do passado mês de Outubro na revista Nature.

Merecendo este assunto mais espaço que o realce em crónicas futuras, adiante-se desde já que nesta primeira fase foram analisados o ADN “inteiro” de 179 pessoas, assim como os genes que codificam proteínas em genomas de 679 voluntários com origem europeia, do oeste da África e do leste da Ásia. Ao todo foram analisadas 4,5 "terabases" de ADN (1 tera = 1 x 10 ^12, 1 seguido de doze zeros)! Refira-se que num único genoma humano existem cerca de 3 x 10^6 das quatro bases azotadas guanina, adenina, citosina e timina.

António Piedade

Os ladrões genéticos

Há não muito tempo atrás houve uma corrida para sequenciar o genoma humano. Tal como a maioria das corridas foi desigual. De um lado um consórcio público internacional essencialmente britânico e norte-americano, mas que envolveu universidades e grupos de investigação do Japão, França, Alemanha, China, Índia, Canadá e Nova Zelândia. Este consórcio público, chamado Human Genome Project, foi inicialmente liderado por James Watson (o da estrutura do ADN em 1953) e começou a trabalhar a partir de 1990 para ler os três mil milhões de pares de bases contidos em 23 cromossomas. Na pista do lado, e partindo atrasada (apenas começou em 1998) uma empresa privada americana chamada Celera Genomics, liderada por um investigador e empreendedor chamado Craig Venter. Para a história fica que chegaram ao mesmo tempo à meta, com a publicação simultânea em 2000 de ambas as sequências rascunho nas revistas Science e Nature. O consórcio público fica muito mal nesta história da lebre e da tartaruga. Mas essa é uma história mal contada.

O consórcio público começou por desenvolver as metodologias para sequenciar o genoma humano num tempo útil e não ao longo de várias gerações. Essa tecnologia não existia em 1990: não se sabia bem como pegar num ADN tão grande e parti-lo em bocados complementares mas com pequenas sobreposições sem perder nada (pois não é possível sequenciar mais de 1000 bases de cada vez e lembremos que estamos a falar de um total de 3 000 0000 000 de bases), não existiam os programas de computador suficientemente fiáveis para ler as sobreposições de sequências de vários fragmentos e ordená-las de forma correcta e os aparelhos de sequenciação eram bem mais limitados. Foi preciso construir livrarias genéticas, ou seja porções de ADN que se sabe muito bem a que sítio do genoma é que pertencem. Para desenvolver estes métodos o consórcio público avançou em paralelo com a sequenciação de genomas mais pequenos, como o da mosca do vinagre. E isto permitiu desenvolver processos fiáveis e robustos que permitiram sequenciar a totalidade do genoma humano com um grande rigor.

A Celera Genomics entrou na corrida com um outro método, chamado Shotgun sequencing, ou método da caçadeira, que basicamente consiste em partir o ADN em bocados aleatórios, sequenciar o que se encontra e depois tentar a partir de sobreposições dos vários bocados identificar quais são contíguos e reconstruir a sequencia completa original usando programas de computador. Isto resulta bem para genomas pequenos, mas para o genoma humano não resulta tão bem: a Celera Genomics completou o genoma de Craig Venter (coisa pouco narcisista e egocêntrica, o genoma do consórcio público é de múltiplos dadores) usando a sequência do consórcio público para preencher os bocados que lhe faltavam.

A Celera Genomics também entrou na corrida com outras motivações: pretendia efectivamente patentear genes e condicionar o acesso à sequência. Acesso parcial gratuito a grupos de investigação sem fins lucrativos, mas o genoma completo seria a pagar ou mediante requisões e acordos de confidêncialidade. Numa outra fase queria "dar um avanço" de seis meses no conhecimento da sequência aos clientes pagantes, sobre o resto da comunidade científica. Claro que tudo isto é eticamente inaceitável. Patenteiam-se invenções, não o conhecimento. Há quem ache que a sequência do ADN humano é uma invenção divina, mas certamente não é uma invenção de Craig Venter.

Hoje a sequência do ADN humano é de livre acesso muito graças ao esforço do consórcio público que divulgava os resultados da sequenciação no final de cada dia, à medida que os ia obtendo, fazendo cair a sequência no domínio público.

Mas, para os media e generalidade do público, a história que ficou foi a de que a Celera Genomics fez em dois anos o mesmo que o consórcio público fez em dez, e que talvez tenha havido um desperdício de fundos públicos numa estrutura ineficiente quando comparada com a agilidade de uma única empresa privada.

Mas Craig Venter não desistiu de roubar património genético, usando as chamadas leis de propriedade intelectual. Nos anos seguintes, entre outras coisas perscrutou o fundo dos mares à procura de organismos desconhecidos com alguma utilidade para patentear. E agora surge com o progresso notável da vida artificial. E é verdadeiramente notável, reconheçamos: introduziu um material genético completamente sintético dentro de uma bactéria, que começou a expressá-lo e se transformou nessa outra bactéria sintética. Fazendo uma especulação de ficção científica, e tendo em conta a sequenciação recente do genoma do Neandertal, conceptualmente poderíamos pensar num Neandertal sintético a andar entre nós. Claro que há obstáculos técnicos grandes (as bactérias são seres unicelulares sem um compartimento para o material genético e têm um único cromossoma) e gritantes questões éticas, naturalmente.

Os media mais uma vez bateram palmas aos sucessos de Craig Venter. E este mais uma vez submeteu uma montanha de patentes. O que é bastante perigoso, porque o ADN sintético pode ter sido feito em laboratório, mas usando a sequência de uma série de genes que não foram inventados pelo Craig Venter e que existem em organismos naturais.

Há a ideia de que as patentes servem para proteger os inventores e criadores. Não servem. Servem para que as invenções inovadoras apenas possam ser exploradas por quem tenha um exército planetário de advogados para travar batalhas legais nos tribunais de todo o mundo. Por isso o mercado farmacêutico mundial está na mão de meia dúzia de empresas. Também há a ideia de que esta protecção das patentes estimula a inovação: isso é mais um mito ou uma convicção subjectiva do que um facto demonstrável. Há alternativas e limites às patentes.

E mesmo considerando as patentes como necessárias, o conhecimento não se protege, partilha-se (claro que há excepções bem conhecidas, nomeadamente no campo militar). Mas uma coisa é conhecimento fundamental, outra é uma aplicação tecnológica para produzir um bem ou serviço.