No dia que Watson e
Crick compuseram um modelo com estrutura da molécula de DNA, o entusiasmo de
Crick não lhe permitiu sossego. Nesse mesmo dia, à hora de almoço, no Eagle
pub, Francis Crick anuncia que ele e James Watson haviam descoberto o “segredo
da vida”. Esta descoberta, que lhes valeu um prémio nobel da medicina e
fisiologia*, mudou a biologia abrindo portas, até então inimagináveis, na
medicina, genética, evolução, biogeografia, delineação de espécies,
antropologia, ciências forenses ...
Nas primeiras décadas, os
ditos RFLP e os AFLPs popularizaram-se e estabeleceram-se enquanto práticas
comuns. Estas técnicas permitiram a comparação de fragmentos de DNA, onde se correlacionavam
variações de tamanho destes fragmentos com fenómenos biológicos. A
possibilidade de “leitura” do DNA veio mais tarde com a reação em cadeia da
polimerase (PCR; Mullis e Smith nobel da química em 1993). Através da reacção
de PCR, um troço de DNA (escolhido pelo utilizador e por volta de 1000 pares de
bases) é amplificado milhões de vezes e depois “lido” através de uma reacção de
fluorescência, onde cada par de base (A; C; G; T) origina uma cor diferente e assim
permitindo o registo da sequência do DNA (Método de Sanger). Até aqui tenho
utilizado a denominação “leitura” do DNA – substituo agora pelo termo correcto:
sequenciação. Portanto, o sequenciamento de porções modestas (1000 pares de
bases) é bastante limitado tendo em conta o potencial tamanho do genoma de um
organismo (o DNA completo de um organismo). Por exemplo, o genoma de um humano
tem cerca de 3.234.830.000 pares de base (3 biliões de bases). Ora,
considerando o genoma de um humano, necessitamos de cerca de 3234830 PCRs e sucessivas
sequenciações para obtermos um genoma completo – assim começa o projecto do
genoma humano que custou entre 2.7
biliões de dólares, durando 13 anos entre 1990 e 2013.
Se 2.7 biliões de
dólares saltam à vista de qualquer orçamento, nos últimos anos temos assistido
a uma revolução: a queda abismal no preço de sequenciamento (ver imagem acima)
porventura das técnicas de sequenciamento de nova geração, as ditas cujas NGS
(next-generation sequencing**). Estas técnicas abriram portas ao sequenciamento
massivo do genoma, diminuindo de forma abrupta o preço de sequenciação. A meio
2015 a sequenciação de um genoma humano estava pouco acima de 4000 $, em 2016 os
preços rondavam os 1500 $. Hoje fala-se (anuncia-se/compete-se) no genoma de
100$.
Coloquemos a história em
nossa perspectiva: 1953 – descoberta do DNA; 1985 – Primeiro PCR (datas
referentes às publicações); 2003 – sequenciamento do genoma humano por PCR;
2016 – sequenciamento de um genoma humano por 1500$ (num par de dias). A
quantidade (e qualidade) de dados proporcionados por estas técnicas tem aberto
portas onde até à 10 anos não se achavam possíveis. Hoje procuram-se e
contractam-se bioinformáticos para análise computacional de dados e as teses de
doutoramento em biologia já possuem, de forma vulgar, um “mero” capítulo de
sequenciação de um genoma. Se até então grande uma considerável parte das
descobertas da biologia visavam o estudo de um, dois, um grupo limitado de
genes, a possibilidade de sequenciar cromossomas e genomas por inteiro está a
abrir uma nova era na biologia – na detecção de variantes genéticas que geram
doenças; na precisão de ancestria de espécies; a estudar processos evolutivos
como seleção natural; a estudar a história evolutiva de populações e espécies...
Mas isto é hoje, e daqui a 10 anos?
* A história da
descoberta do DNA (e respectiva atribuição do nobel) é bastante controversa.
Existem fontes que sugerem a apropriação de dados, sexismo, misoginia, entre
outros eventos.
** Sem ser muito técnico
o NGS refere-se a uma família de técnicas cuja finalidade é a sequenciação de
partes consideráveis do genoma. As companhias mais populares são a Illumina e a
PacBio. Cada método possui diferentes especificidades, taxas de erro e tamanho
de fragmento sequenciado, sendo úteis em diferentes ocasiões. Aqui fica um
vídeo explicativo da química por detrás da PacBio: https://www.youtube.com/watch?v=NHCJ8PtYCFc ; e da illumina https://www.youtube.com/watch?v=fCd6B5HRaZ8 .
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