Uma nova técnica de edição genética descoberta por pesquisadores da UO reduz significativamente o tempo gasto em pesquisas, possibilitando explorar diversas áreas que antes não estavam disponíveis. Graças a este método, os biólogos podem agora comparar muitas versões de um gene para encontrar mutações que dão origem a características específicas, ao mesmo tempo que acompanham a sua evolução ao longo do tempo.
Ao conduzir este tipo de investigação, os cientistas deram um passo importante no sentido de identificar mutações relevantes para a saúde humana ou de compreender os mecanismos subjacentes às doenças humanas. Embora técnicas de edição genética em massa tenham sido desenvolvidas antes para organismos unicelulares, como bactérias e leveduras, esta é a primeira vez que são possíveis nesta escala em um animal.
A edição genética dá um salto à frente
“Na biologia, passamos muito tempo trabalhando com mutantes genéticos. Mas nos animais estamos limitados pela quantidade de mutantes genéticos que podemos produzir de uma só vez”, diz o pesquisador Zach Stevenson, que ajudou a projetar a técnica. “Esta é uma nova maneira de contornar esse gargalo.”
Stevenson e seus colegas descrevem sua nova técnica em um preprint publicado no bioRxiv. Eu linkei para você aqui.
O sistema, desenvolvido com o minúsculo verme C. elegans, também poderia funcionar em outros animais de laboratório, como moscas ou camundongos, diz Stevenson.
Porque é importante
Existem muitas razões pelas quais os cientistas podem querer a capacidade de criar muitas mutações genéticas ao mesmo tempo. Por exemplo, eles podem estar editando para uma mutação que torna um animal resistente a uma droga específica, ou capaz de sobreviver sob certas condições, ou menos suscetível a uma doença.
Eles podem precisar analisar dezenas ou até centenas de variações possíveis em um gene para encontrar a mais eficaz.
A engenharia deste tipo de edição genética experimental é extremamente lento em animais. Cada cepa mutante, uma coleção de vermes com modificação genética pré-determinada, deve ser criada uma por uma. “Normalmente”, diz Stevenson, “são necessárias de sete a 10 horas de prática” para criar um único mutante. Este sistema recém-descoberto permite “criar dezenas de milhares” no tempo que agora leva para criar apenas três ou quatro.
Como funciona o novo método
Para acelerar as coisas, Stevenson e seus colegas desenvolveram uma maneira de compactar centenas ou até milhares de mutações possíveis em uma única “biblioteca”. Cada livro da biblioteca é um pequeno fragmento de código genético, por si só insignificante e não funcional. Cada fragmento se encaixa em um “nicho” projetado no gene alvo.
Este projeto permite uma verdadeira mudança de paradigma: em vez de injetar individualmente muitos vermes individuais com diferentes versões de um gene, os pesquisadores podem injetar toda a biblioteca de mutações em um único verme.
Então, quando o worm se reproduz, a biblioteca se expande. Em cada prole, um livro da biblioteca de mutação é selecionado aleatoriamente para complementar o gene alvo. O resultado: uma coleção de vermes que têm diferentes mutações genéticas selecionadas aleatoriamente.
Os pesquisadores chamaram sua técnica de TARDIS, um aceno brincalhão para a cabine de polícia que viaja no espaço e no tempo do Dr. Who. Aqui significa Transgenic Arrays Resulting in Diversity of Integrated Sequences.
Possíveis aplicações de edição 2.0
Os pesquisadores testaram a TARDIS com um gene que confere aos vermes resistência a antibióticos. Mas eles veem amplas aplicações para a biologia em geral, incluindo pesquisas em outros organismos modelo.
Pode ser particularmente útil para estudar interações entre proteínas ou sinalização entre células, sugere o professor pesquisador da UO Stephen Banse, que ajudou a desenvolver a TARDIS. Tais interações são frequentemente relevantes para a compreensão de doenças, mas os cientistas perdem um contexto importante ao estudá-las em leveduras ou bactérias, disse Banse.
“Agora podemos fazer essas coisas em um modelo animal.” E então no homem.
