Cortar DNA no lugar certo e depois reconstruir seus fragmentos é uma das operações fundamentais da biotecnologia. Durante décadas, pesquisadores dependeram principalmente de ferramentas biológicas especializadas para fazer esse trabalho. Agora, um grupo de cientistas no Japão encontrou uma alternativa que funciona de maneira bastante diferente: em vez de depender apenas de enzimas, eles recorreram à química em escala nanométrica.
Uma nova maneira de cortar onde os cientistas querem
Modificar uma molécula de DNA parece simples quando descrito em poucas palavras: cortar, reorganizar e unir novamente. Na prática, porém, cada etapa exige bastante controle. As ferramentas tradicionais utilizadas nos laboratórios são as chamadas enzimas de restrição, proteínas capazes de reconhecer determinadas sequências do DNA e realizar cortes nesses pontos.
Essa característica é extremamente útil, mas também impõe limitações. Cada enzima reconhece padrões específicos, o que significa que o pesquisador nem sempre consegue escolher livremente o local onde deseja realizar a operação.
Foi justamente nesse ponto que a equipe japonesa decidiu procurar uma alternativa. Pesquisadores das universidades de Nagoya e Gifu desenvolveram um método que utiliza nanopartículas de prata para provocar uma reação química diretamente no DNA.
O segredo está em preparar previamente a molécula. Em vez de simplesmente colocar as nanopartículas em contato com o material genético e esperar que encontrem um determinado gene, os cientistas primeiro definem o ponto exato onde o corte deverá acontecer.
Depois, introduzem ali uma ligação química especialmente preparada. Quando o DNA entra em contato com as nanopartículas, a superfície da prata favorece uma reação que rompe essa ligação e separa a molécula.
O resultado é particularmente interessante porque os fragmentos podem ser preparados para apresentar extremidades compatíveis entre si.
A prata ganhou uma função inesperada em escala nanométrica
Essas extremidades funcionam como pequenas áreas de reconhecimento. Quanto maior for a região complementar entre dois fragmentos, maiores podem ser as chances de eles se encontrarem e voltarem a se unir corretamente.
Nos testes realizados pelos pesquisadores, o novo procedimento apresentou uma eficiência de montagem entre duas e cinco vezes superior à obtida com o método enzimático utilizado como referência no estudo.
Isso não significa que as nanopartículas sejam capazes de localizar e modificar qualquer gene de maneira autônoma. O processo ainda depende de planejamento e preparação por parte dos pesquisadores. A vantagem está justamente na possibilidade de controlar quimicamente as características das extremidades produzidas após o corte.
A ideia de utilizar prata para manipular DNA, aliás, não surgiu agora. Pesquisas realizadas desde a década de 1990 já haviam mostrado que íons de prata poderiam romper determinados segmentos de DNA modificados quimicamente.
Havia, porém, um problema: a prata podia se ligar ao DNA e fazer com que o material precipitasse, dificultando sua recuperação.
A equipe japonesa contornou parte dessa dificuldade utilizando nanopartículas revestidas com polietilenoglicol. O revestimento ajuda a manter as partículas dispersas e permitiu recuperar melhor os fragmentos depois das reações.
O verdadeiro teste será construir moléculas muito maiores
Apesar dos resultados promissores, a técnica ainda está longe de substituir as ferramentas utilizadas rotineiramente nos laboratórios. Até agora, os pesquisadores demonstraram principalmente a capacidade de unir dois segmentos de DNA de maneira eficiente.
O próximo desafio é muito mais ambicioso: descobrir se o mesmo princípio pode ser utilizado para montar moléculas maiores a partir de vários fragmentos simultaneamente.
Essa etapa será importante porque muitas aplicações de engenharia genética exigem a construção de estruturas de DNA cada vez mais complexas. Se o método conseguir manter sua eficiência à medida que o número e o tamanho dos fragmentos aumentarem, poderá se tornar uma ferramenta complementar interessante para pesquisas em biotecnologia e biomedicina.
A descoberta, portanto, não significa que as tradicionais “tesouras moleculares” estejam com os dias contados. O que os pesquisadores demonstraram é que existe outra maneira de realizar uma tarefa fundamental da engenharia genética.
E talvez essa seja a parte mais curiosa: a ferramenta não se parece com uma enzima sofisticada nem com um equipamento gigantesco de laboratório. São nanopartículas de prata, trabalhando em uma escala invisível, que agora demonstraram ser capazes de ajudar cientistas a cortar e reconstruir uma das moléculas mais importantes da vida.
