Pular para o conteúdo principal

O DNA Espelho e os germes do permafrost que podem acabar com a vida na Terra

 

                                        


Dois perigos que parecem ficção científica despontam no horizonte e em um horizonte já não tão longínquo assim e quem está com temor são os próprios cientistas e pesquisadores que lidam com a genética e a biologia.  Acontece que recentemente  uma liga de cientistas foi criada  com a intenção de  pedir   uma discussão crítica por parte da sociedade sobre os perigos das formas de vida compostas de "moléculas de imagem espelhada", e dos riscos que podem significar devido aos perigos significativos que essas criações podem representar para a saúde global.



Esses organismos misteriosos ainda não existem de verdade , mas os autores acham que precisamos  ''refletir bastante no espelho .''


 

 Uma enzima celular conhecida como RNA polimerase T7 (à esquerda) ajuda a construir o componente de RNA das fábricas de construção de proteínas conhecidas como ribossomos. Os cientistas criaram uma forma de imagem espelhada (à direita) que poderia ajudar a criar proteínas invertidas de forma semelhante.


38 especialistas publicaram na conceituada revista científica Science  que "Impulsionados pela curiosidade e aplicações plausíveis, alguns pesquisadores começaram a trabalhar para criar formas de vida compostas inteiramente de moléculas biológicas de imagem espelhada "


"Tais organismos-espelho seriam uma mudança radical da vida conhecida, e sua criação merece uma consideração cuidadosa.


Toda a vida como a conhecemos surge de nucleotídeos "destros" em nosso DNA e RNA, e aminoácidos "canhotos" que se juntam para formar proteínas.


E esta informação básica é denominada de homoquiralidade. Não sabemos ao certo por que ele existe, mas essa característica definidora das reações químicas de nossa biosfera não deixa espaço para outras alternativas.


Porém, existem alternativas de imagem espelhada para fazer funcionar nossos aminoácidos e nucleotídeos. O que levou alguns pesquisadores a se perguntar  se um novo tipo de vida baseado nessas moléculas invertidas pode ser criado.


 E tudo poderia começar por uma criatura pequena,  como por exemplo uma bactéria.


O interesse  dos  pesquisadores  pela criação  destas   bactérias bizarras é porque  fabricar  moléculas do zero é um processo trabalhoso e as empresas farmacêuticas preferem ''terceirizar'' para bactérias, mas para produzir as moléculas de imagem espelhada, elas precisam de micróbios de imagem espelhada.


Em 2016, o geneticista de Harvard George Church fez parte de uma equipe que criou uma versão espelhada da DNA polimerase, a molécula que coordena a cópia e transcrição do DNA em RNA.


Naquela época, Church estava entusiasmado com o avanço, descrevendo-o como um "marco fantástico" que um dia o aproximaria da criação de uma célula inteira de imagem espelhada.



Porém ele agora    está entre os 38 cientistas que estão alertando contra  .


O fato de o corpo não poder quebrar essas proteínas da versão espelhada foi inicialmente considerado um  avanço, pois poderia significar também a posssíbilidade de criar medicamentos  para enganar vírus , por exemplo . mas essa incompatibilidade com a vida "natural"   agora  preocupa os cientistas.


"Existe uma ameaça plausível de que a vida espelhada possa se replicar sem controle, porque é improvável que seja controlada por qualquer um dos mecanismos naturais que impedem o crescimento excessivo das bactérias", alerta o bioquímico Michael Kay, da Universidade de Utah.


 "São coisas como predadores da bactéria que ajudam a mantê-la sob controle, antibióticos e o sistema imunológico, que não devem funcionar em um organismo-espelho, e enzimas digestivas.


Esta forma de vida de trás para frente pode ser limitada por sua própria incompatibilidade orgânica. 


Mas as dezenas de cientistas por trás do novo artigo concordam que não podemos nos dar ao luxo de brincar com essas incógnitas, mesmo que a ameaça esteja longe de ser iminente.


"Seria necessário um enorme esforço para construir tal organismo", diz Vaughn Cooper, microbiologista da Universidade de Pittsburg. "Mas devemos interromper esse progresso e ter um diálogo organizado e inclusivo sobre como governar isso de forma segura  .


É importante ressaltar ainda que por outro lado, toda a vida na Terra pode vir a correr perigo  de ser eliminada como se ''queimada '' do nada.


 Jack W. Szostak, químico ganhador do Prêmio Nobel da Universidade de Chicago que ajudou a escrever o relatório técnico de 299 páginas  na Science alertou ainda junto com seus colegas do artigo de que  um organismo criado com a nova tecnologia poderia causar "consequências extraordinariamente prejudiciais para o meio ambiente, a agricultura e o bem-estar humano".



A dificuldade em construir tal micróbio mutante  em tese teria que fazer com que os cientistas tivessem que construir uma célula que desafiasse uma das propriedades fundamentais da vida na Terra. As moléculas que servem como blocos de construção do DNA e das proteínas normalmente existem em uma das duas formas de imagem espelhada. Mas as células vivas dependem de apenas uma forma.


Nosso DNA, por exemplo, tem uma espinha dorsal feita parcialmente de açúcar. Enquanto as moléculas de açúcar podem existir nas formas canhota e destra, o DNA usa apenas as moléculas destras.


E é justamente por isso que a dupla hélice do DNA tem uma torção destra. Nossas proteínas,  entretanto, são feitas de aminoácidos canhotos. E essa combinação é encontrada   em todas as espécies da Terra.


Os cientistas ainda estão debatendo  por que a evolução chegou a este caminho. Em teoria, uma célula-espelho - com DNA canhoto e proteínas destras - pode realizar todas as reações bioquímicas necessárias para se manter viva.


E apesar de ainda não terem sido criadas na prática,  os químicos sabem como criar as proteínas-espelho. Há algum tempo os pesquisadores uniram aminoácidos destros para criar versões espelhadas de proteínas naturais feitas por nossos próprios corpos.


As proteínas-espelho se comportam como suas contrapartes naturais, com uma diferença importante: elas demoram muito mais para se decompor. Isso porque as enzimas naturais que normalmente degradam proteínas têm formas adaptadas para atacar proteínas canhotas.


 Ainda  não é possível  agarrar as proteínas-espelho e cortá-las em fragmentos. O fracasso é semelhante ao que acontece se a gente tentar abrir a tampa de um frasco girando-o no sentido anti-horário.


Os químicos agora estão tentando explorar as proteínas-espelho, esperando que elas possam ser usadas para criar medicamentos de ação prolongada para doenças que vão desde o HIV a doença de Alzheimer.


Nos últimos anos, o DNA espelho  foi mais ainda explorado. As células comuns produzem proteínas lendo um gene, fazendo uma cópia da sequência do gene em uma molécula de RNA e enviando esse RNA para uma fábrica de produção de proteínas.


 Em 2022, Yuan Xu e Ting Zhu, dois pesquisadores da Westlake University, na China, criaram enzimas espelho que podem produzir moléculas de RNA espelho lendo genes espelho. Avanços semelhantes ligaram o alerta de que talvez em até 10 a 30 anos  os   cientistas poderiam eventualmente fazer todas as peças necessárias para construir uma célula-espelho.



Em algum tempo a ciência construindo  uma célula de espelho,  praticamente terá-se criado uma segunda árvore da vida.


 Na medicina, por exemplo os  cientistas poderiam programar uma célula espelho para produzir proteínas-espelho maiores e mais poderosas. 


 O problema com as células-espelho é que elas provavelmente poderiam escapar da maioria das barreiras que mantêm os organismos comuns sob controle. Para combater patógenos, por exemplo, nossos corpos devem primeiro detectá-los com sensores moleculares.


Esses sensores só podem se prender a proteínas canhotas ou DNA e RNA destros. Uma célula-espelho  que infectar alguém   pode se espalhar por esta pessoa sem desencadear qualquer resistência de seu sistemas imunológico.


Não há muitas moléculas orgânicas dentro de um corpo humano para uma célula-espelho se alimentar. Mas  ela pode encontrar o suficiente para crescer lentamente. E se o sistema imunológico não detectar a infecção crescente, ela pode se espalhar sem limites e por fim por todo o sistema biológico da Terra até ''derreter'' tudo o que existe. 


Os desenvolvedores de medicamentos poderiam ser capazes de criar antibióticos espelho, mas os tratamentos podem não estar prontos para uso até que uma pandemia espelho esteja fora de controle.  


Mesmo que uma célula-espelho escapasse apenas para um rio ou para o solo, ela poderia causar estragos ecológicos. Os vírus seriam incapazes de infectá-la. Amebas e outros predadores também não a detectariam.


Sem controle, as células-espelho podem vir assim a dominar ecossistemas inteiros. "


O que torna uma célula-espelho (ainda) mais perigosa é que ela sofrerá mutações à medida que se replica, dando-lhe o potencial de evoluir para uma ameaça ainda mais grave.

 

Até não ser mais possível imaginar o que aconteceria.


Como resultado dessas hipóteses  vários pesquisadores decidiram abandonar seu trabalho com células-espelho. 


Por outro lado, a genialidade e a engenhosidade humana são impressionantes e poderia virar a descobrir um jeito seguro de evitar que o mundo ''evapore '' tudo por causa de uma mísera célula   que funciona  ao contrário . E por tudo isso é necessário debater com o público até mesmo para evitar que quem sabe até mesmo terroristas venham a se apoderar e aprimorar a tecnologia em um mundo já tão inseguro.

O perigo que vem do permafrost


Um outro perigo também biológico que está sendo debatido é sobre o degelo do permafrost que pode liberar bactérias e vírus desconhecidos  pela ciência e ao mesmo tempo  desconhecidos por nossos sistemas de defesa do corpo. sem falar dos resíduos radioativos de reatores nucleares e submarinos da Guerra Fria.

Uma pesquisa recente da ESA,  a agência espacial Europeia em conjunto com a NASA , confirmou o perigo. 


O degelo do permafrost libera gases de efeito estufa – dióxido de carbono e metano – para a atmosfera, além de causar mudanças abruptas na paisagem.


 Antes da confirmação da ESA/NASA,  a pesquisa, publicada recentemente  na Nature Climate Change, descobriu que as implicações do declínio do permafrost podem ser muito mais difundidas - com potencial para a liberação de bactérias, vírus desconhecidos, resíduos nucleares e radiação e outros produtos químicos preocupantes.


O artigo  demonstrou como o  permafrost profundo, a uma profundidade de mais de três metros, é um dos poucos ambientes na Terra que ainda não foi exposto a antibióticos modernos. E com isso, mais de 100 microrganismos diversos no permafrost profundo da Sibéria foram considerados resistentes a antibióticos. E à medida que o permafrost derrete, aumenta o potencial para que tais  bactérias se misturem com a água derretida e criem novas cepas resistentes a antibióticos.


Sem falar ainda que mais de 1000 assentamentos, sejam de extração de recursos, projetos militares e científicos, foram criados no permafrost durante os últimos 70 anos.  E este fator juntamente com a população que habitam o local, aumentam ainda mais  a probabilidade de contato ou liberação acidental.  


 A principal autora da revisão, Kimberley Miner, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, disse: "Temos uma compreensão muito pequena de que tipo de extremófilos – micróbios que vivem em muitas condições diferentes por um longo tempo – têm o potencial de ressurgir. Estes são micróbios que coevoluíram com coisas como preguiças gigantes ou mamutes, e não temos ideia do que eles poderiam fazer quando liberados em nossos ecossistemas.


"É importante entender os impactos secundários e terciários dessas mudanças em grande escala na Terra, como o degelo do permafrost. Embora alguns dos perigos associados ao degelo de até um milhão de anos de material tenham sido capturados, estamos muito longe de ser capazes de modelar e prever exatamente quando e onde eles acontecerão. Esta pesquisa é crítica."


A vida não é apenas nossa, dos seres humanos, mas somos ao mesmo tempo os únicos que podem entende-la cientificamente e com profundidade e  ao mesmo tempo mexer e modificar ela  para o bem e para o conhecimento  mas também podemos usar   o conhecimento e a compreensão para fins maléficos . e evitar o uso negativo de algo que também tem outro lado, o positivo e usar este último ao máximo , e tudo depende da nossa noção de responsabilidade que por sua vez é o que nos faz levar nosso DNA  em frente através de gerações . que na biologia, é o fim principal de todo ser vivo.

Fonte: Science Alert , New York Times , ESA  .