Biologia Sintetica - 2010

Biologia Sintetica - 2010

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Copyleft. É permitida a reprodução total ou parcial dos textos aqui reunidos, desde que seja citado(a) o(a) autor(a) e que se inclua a referência ao artigo original.

Apresentação

A ASA Brasil e a Rede Ecovida de

Agroecologia estão promovendo, juntamente com o Centro Ecológico e o apoio e colaboração de entidades parceiras, a série Novas Tecnologias, com seis publicações: a (1) foi Nanotecnologia - a manipulação do invisível; a (2) é esta, Biologia Sintética - fabricando novas formas de vida. As outra serão: (3) Mudança climática e Geoengenharia; (4) Mudança Climática e Biotecnologia; (5) Genômica e Biopirataria e, por fim, (6) Controle Corporativo.

O objetivo é disponibilizar informações sobre o desenvolvimento técnico e comercial das novas tecnologias e seus impactos na agricultura, na alimentação e na saúde, bem como as consequências sociais, ambientais e econômicas de suas possíveis utilizações.

Acreditamos que, democratizando o acesso a esse tipo de conhecimento, estamos estimulando o debate público sobre as novas tecnologias e sobre as perspectivas de implementação de uso pelas grandes corporações transnacionais, assim como sobre os meios e formas de regulamentação dessas tecnologias no País.

Promoção: ASA Brasil Rede Ecovida de Agroecologia

Produção: Centro Ecológico

Apoio: Fundação Heinrich Böll Conosur Sustentable FASE

Organização: Maria José Guazzelli Julian Perez

Design e diagramação: Amanda Borghetti

Impressão: CV Artes Gráficas Ltda.

A grande maioria das informações apresentadas neste texto são adaptações ou transcrições parciais dos seguintes documentos:

— Grupo ETC. Ingenieria genética extrema: una introducción a la biología sintética. 2007. http://www.etcgroup.org/upload/publication/603/03/synbiospanish_lite.pdf — Grupo ETC. Peak Soil + Peak Oil = Peak Spoils, Communiqué. 2007. http://www.etcgroup.org/en/materials/publications.html?pub_id=668 — Grupo ETC. Biología sintética: opciones para evadir el escrutínio social. 17 de outubro de 2007. http:// w.etcgroup.org/upload/publication/655/01/nwsrls_synbioventerreport17oct07.pdf — Grupo ETC. Cómo volver mercancía hasta la última brizna de hierba. 2008 http://www.etcgroup.org/ upload/publication/704/01/commodiflaststraw_spa_lite.pdf — Grupo ETC. Novas Tecnologias: modas, mentiras e perigos. Caderno 27. Revista Biodiversidade, Sustento e Culturas nº 60. 2009. http://www.grain.org/biodiversidad_files/biodiv-60-pt.pdf — Ribeiro, Silvia. La economía post-petrolera del azúcar: ni dulce ni limpia. 2008 http://www.jornada.unam.mx/2008/1/2/index.php?section=opinion&article=025a1eco — Seminário Internacional “Agrocombustíveis como obstáculo à construção da Soberania Alimentar e Energética”. Carta Final. 2008. http://www.ihu.unisinos.br/index.php?option=com_noticias&Itemid=18&task=detalhe&id=18391

CAPA: Montagem com fotos de Rodolfo Clix; Ramzi Hashisho; Bo de Visser; Stock.xchng e Wikimedia Commons

A leitura da revista Nanotecnologia – a manipulação do invisível auxilia a entender melhor o tema da biologia sintética. Ela está disponível gratuitamente em http://www.centroecologico.org.br/novastecnologias/novastecnologias_1.pdf Para obter exemplares impressos o contato é centro.serra@centroecologico.org.br

Conteúdo

Biologia Sintética – Fabricando novas formas de vida Introdução

1. O que é a biologia sintética No que a biologia sintética é diferente da transgenia? Biologia sintética - uma tecnologia convergente

2. Por que é importante conhecer a biologia sintética? O negócio de sintetizar genes cresce rapidamente enquanto seu custo baixa Quem tem o controle e a propriedade da biologia sintética? Quem investe em biologia sintética? Quem faz biologia sintética?

3. Por que é um assunto que afeta a todos? Bioguerra Conservação sintética da biodiversidade Biossegurança A biologia sintética na agricultura Biodevastação - uma economia pós-petróleo baseada em biomassa Uma panorâmica de algumas das empresas de biologia sintética

4. Regulamentação Desafios para avaliar riscos e regulamentar O que tem acontecido na discussão sobre regulamentação

5. O que se pode fazer em relação à biologia sintética?

BIOLOGIA SINTÉTICA - Novas Tecnologias

Biologia Sintética: Fabricando novas formas de vida

Introdução

Cerca de 30 anos depois do início das técnicas de DNA recombinante, que possibilitam produzir plantas transgênicas, uma nova geração de entusiastas da biotecnologia dá mais um passo para o limite seguinte da manipulação da vida: construí-la a partir do nada. A isso se dá o nome de biologia sintética, também conhecida como synbio, genômica sintética, biologia construtiva ou biologia de sistemas. É uma tecnologia que envolve obter um novo código genético usando DNA fabricado, a partir do qual é possível projetar e construir, ou re-projetar, organismos vivos para que executem tarefas específicas.

A biologia sintética evolui rapidamente. Sai dos laboratórios para usos aplicados no dia a dia sem debate público e regulamentação apropriada. Os entusiastas dizem que esse novo campo de desenvolvimento tecnológico tem um enorme potencial para beneficiar a sociedade e para criar riqueza em áreas como saúde, energia e meio ambiente.

As grandes empresas transnacionais que controlam agrocombustíveis, sementes (inclusive transgênicas), comercialização de grãos, petróleo, fabricação de automóveis, monocultivos florestais, fabricação de celulose e de produtos farmacêuticos apostam nessa tecnologia. A biologia sintética oferece uma nova plataforma tecnológica capaz de transformar os setores de alimentação, agricultura, saúde, indústria manufatureira, e toda a natureza. Ela também significa um instrumental mais barato e acessível para construir armas biológicas, patógenos virulentos e organismos artificiais que podem representar graves ameaças para os seres humanos e para o Planeta. Essa tecnologia permite amplas alianças entre corporações de setores distintos, por exemplo, entre companhias petroleiras, de reflorestamento e do agronegócio, associadas a empresas emergentes de biologia sintética. Entusiastas dizem que, nos próximos 20 anos, a genômica sintética se tornará o padrão para fazer qualquer coisa. E a indústria química - talvez também a indústria de energia - dependerá dela.

Já está ocorrendo um massivo e deliberado redirecionamento na economia do planeta, buscando aproveitar ao máximo a produção de biomassa para transformá-la em químicos, combustíveis e novos materiais ‘verdes’ de alto valor. É a chamada ‘economia de carboidratos’ ou ‘economia do açúcar’. O objetivo é substituir recursos fósseis (carvão, petróleo e gás) por carboidratos vivos (plantas) e monetarizar o valor ecológico da flora, fauna e dos chamados ‘serviços ambientais’.

No geral, o que se ouve falar são as coisas positivas da biologia sintética, os benefícios que ela pode trazer para a humanidade. Mas há uma série de questões ainda não respondidas. O que ela significa em termos éticos quando rompe o limite natural, criando novas formas de vida? Que impactos essa tecnologia pode ter na saúde e no meio ambiente? E no campo social?

Este material não pretende esgotar o assunto. Busca apresentar informações que dêem uma ideia geral da situação atual e futura, assim como algumas possibilidades do que fazer enquanto indivíduos e sociedade.

Novas Tecnologias - BIOLOGIA SINTÉTICA

Utilizando conceitos de engenharia, tomados emprestados da eletrônica e da computação, os biólogos sintéticos estão construindo versões simplificadas de bactérias e reprogramando o DNA, na tentativa de montar sistemas genéticos controlados pelo homem.

Os avanços nas tecnologias em nanoescala1 – a manipulação da matéria em nível de átomos e moléculas – contribuem para o desenvolvimento da biologia sintética.

O que é mesmo o DNA?

O DNA é uma molécula longa encontrada nas células de todas as formas de vida, desde os vírus até os seres humanos. A molécula de DNA contém o código da informação genética - os genes - ou seja, contém as instruções genéticas para o desenvolvimento e funcionamento de qualquer forma de vida. Essas informações são responsáveis pelo comando da atividade das células e pelas características hereditárias, isto é, as que passam de uma geração para a outra. Cada molécula de DNA contém vários genes arranjados em linha ao longo da molécula.

Pode-se imaginar o DNA como duas fitas paralelas em forma de dupla espiral. Essas fitas, em todos os seres vivos, são formadas por uma seqüência de 4 bases, a adenina, a timina, a citosina e a guanina. Essas quatro bases são representadas pelas suas letras iniciais: A, T, C e G. Elas se arranjam aos pares – a adenina faz par com a timina (A-T) e a citosina faz par com a guanina (C-G).

Pode-se imaginar, também, que o DNA é como uma escada em caracol, em que os degraus são formados pelos pares de bases.

O código genético de um ser vivo é determinado pela ordem, ou pela sequência, de pares de bases ao longo das fitas paralelas.

A espessura do DNA é medida em nanômetros2, enquanto o comprimento pode

1Ver revista Nanotecnologia, a manipulação do invisível, da série Novas Tecnologias.
21 nanômetro = 1 bilionésimo de 1 metro.

A biologia sintética é uma tecnologia que possibilita fabricar artificialmente o código genético (o DNA). Com o DNA sintético é possível criar vírus que funcionam, ou inserir elementos artificiais em organismos vivos que já existem, reprogramando-os para que realizem novas tarefas, diferentes das naturais. A meta é fabricar organismos vivos completos, totalmente artificiais e autorreplicantes, para que executem funções úteis à indústria.

BIOLOGIA SINTÉTICA - Novas Tecnologias alcançar até alguns metros. Como ele é todo enrolado, parecendo um novelo de lã, cabe dentro de cada célula. No ser humano, praticamente cada célula tem as 2 fitas de DNA, cada uma delas com o comprimento de 3 bilhões de bases.

O DNA coordena a fabricação dele mesmo (sua duplicação), assim como a fabricação de outros componentes das células, como, por exemplo, as proteínas.

Durante muitas décadas, o enfoque foi conseguir LER e DECIFRAR o código genético de organismos vivos. Hoje, com a biologia sintética, a atenção se volta para ESCREVER e PROGRAMAR o código.

No que a biologia sintética é diferente da transgenia?

Na transgenia, os cientistas cortam e emendam sequências genéticas que já existem na natureza. Ou seja, fazem o intercâmbio de genes entre organismos que não são parentes, como, por exemplo, entre plantas e bactérias, ou entre animais e bactérias. A biologia sintética aposta em usar sequências de DNA projetadas artificialmente para reprogramar microrganismos vivos, ou em modificar seu metabolismo através de engenharia genética. Aposta também em fabricar a própria vida.

Em resumo, com a biologia sintética é possível: (a) usar microrganismos que foram reprogramados para fabricar moléculas similares às naturais; (b) incorporar novas letras ao código genético, além das 4 que existem (A, C, G, T); e, (c), criar organismos completamente novos. Isso significa que não se tem mais o limite de ter que trabalhar com sistemas genéticos naturais. A tecnologia genética, nas duas últimas décadas, estava mais envolvida em decifrar a informação genética (o sequenciamento dos genes), com a finalidade de identificar e entender o papel dos genes que existem na natureza.

Há três possibilidades de re-escrever o código genético ou modificar o DNA:

1. Sexo = cruzar

No método ‘tradicional’ de reprodução, a célula reprodutiva feminina e a célula reprodutiva masculina se juntam para formar um embrião, que carrega sua bagagem de genes com as características que lhe foram transmitidas.

2. Transgênicos = cortar e emendar

Em laboratório, genes são retirados de uma espécie e colocados nas células de uma outra. O resultado é um organismo geneticamente modificado (OGM). Para criar a soja transgênica, por exemplo, os cientistas ‘cortaram’ um gene de uma bactéria de solo e ‘emendaram’ numa célula de soja.

3. Síntese = escrever

É possível comprar as quatro bases, A, T, C e G, pelo correio.

Rodolfo Clix / Stock.xchng

Novas Tecnologias - BIOLOGIA SINTÉTICA

Como resultado da corrida para ler e mapear genomas, agora é possível sequenciar dezenas de milhares de pares de bases por minuto, e de forma barata. Na medida em que o foco passa do ler para o escrever o código genético, os cientistas podem ir deixando de lado os programas da natureza, favorecendo formas de vida feitas sob medida.

As empresas comerciais sintetizadoras de DNA estão localizadas nos 5 continentes. Há empresas que se especializam em sintetizar longas peças de fita dupla de DNA. Encomendar genes pelo correio* já é uma realidade, e fazer encomenda de genomas está a caminho. Segundo propaganda de empresas na internet, a síntese de genes é muito mais rápida e tem custo/benefício maior do que a biologia molecular tradicional – é muito mais rápido fazer genes sintéticos. Em resumo, o DNA sintético é hoje uma commodity.

Na base da biologia sintética está a visão de que a natureza funcionaria como uma máquina. A crença é de que todas as partes da vida podem ser feitas sinteticamente (quer dizer, com química), que podem ser projetadas com engenharia, e acopladas/unidas para produzir organismos que funcionem.

A biologia sintética é um campo emergente de pesquisa. E, ao mesmo tempo, é uma indústria crescente.

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A engenharia genética (biotecnologia) é como recortar as letras de um jornal e montar uma palavra.

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Já a biologia sintética pode ser comparada com ter que escrever cada uma das letras para poder montar a palavra.

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E, com o uso de aparelhos chamados de sintetizadores de genes, é possível escrever as ‘frases’ do código do DNA juntando uma ‘letra’ por vez.

* O exemplo dado na página 15 mostra como é possível:

1. Identificar e localizar uma sequência desejada de bases (as ATs- CGs) num banco de dados na internet.

2. Encomendar essa sequência de uma empresa de síntese de DNA e recebê-la pelo correio. Ilustração: Stig

BIOLOGIA SINTÉTICA - Novas Tecnologias

Biologia sintética - uma tecnologia convergente

A biologia sintética é um bom exemplo de uma tecnologia convergente3. Uma tecnologia convergente combina conhecimentos de diferentes áreas para poder obter resultados.

Uma molécula de DNA tem um diâmentro extremamente pequeno, de cerca de 2,5 nanômetros. Para sintetizar DNA é necessário conseguir fabricar uma molécula biológica que carregue a informação, o código genético. Para conseguir isso, é necessário usar conhecimentos da nanotecnologia, da biotecnologia, da informática e da engenharia.

Portanto, a biologia sintética só é possível devido à convergência, em escala nano, da biologia molecular, da informática e da engenharia para a fabricação de sistemas biológicos.

De fato, se dermos uma olhada na biografia dos expoentes da biologia sintética, encontraremos doutores em engenharia química, elétrica e bioquímica, em física e farmacologia (e o mais surpreendente: bem poucos são biólogos).

A convergência de tecnologias é vista por distintos governos ao redor do mundo como a mais nova estratégia industrial. Eles abrem os braços com entusiasmo para acolher (e financiar abundantemente) a convergência tecnológica em nanoescala.

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