Como vocês já sabem, a biologia é um campo de estudo muito amplo e cheio de novas descobertas. Uma das áreas de estudo da biologia que está em expansão, é a biologia sintética, e é justamente sobre isso que vamos conversar hoje.
Trata-se de um conteúdo novo para muitas pessoas, visto que apesar de existir há muitos anos, essa área da biotecnologia vem se desenvolvendo de forma mais lenta em alguns países, como o Brasil. Através de sua aplicação pode ser feita desde a moldagem de alimentos até a criação de novos organismos.
Para você ficar por dentro desse assunto, no blog de hoje vamos trazer informações sobre a biologia sintética relacionada a temas como bioética e benefícios, riscos e ameaças à vida do ser humano, decorrentes da síntese, manipulação e, principalmente da criação de DNAs.
Mas afinal, o que é a biologia sintética?
A biologia sintética é nada mais do que a união, entre algumas outras áreas da pesquisa, como por exemplo engenharia, física, química, biologia e bioinformática. Essa área da biotecnologia tem como objetivos desenhar circuitos biológicos modulares, por meio do redirecionamento ou construção de novas rotas metabólicas e a criar organismos artificiais, visando maximizar o seu funcionamento (1,2). Interessante, né pessoal?? Associada a isso, ela também visa a construção de novos componentes biológicos, o que envolve o re-design de sistemas biológicos naturais que já existem, e é nesse contexto que biologia sintética se adentra na utilização da tecnologia de DNA recombinante (uma sequência de DNA proveniente de diferentes fontes) (1,2).
A partir da criação de novos produtos e conceitos biológicos, bem como, de medicamentos inovadores, a biologia sintética, apresenta-se como uma opção de melhoria para a condição da vida humana em termos gerais. Todavia, existem alguns riscos, perigos e ameaças que em vista da exaltação da promessa de benefícios, são ignorados ou menosprezados, o que, por sua vez, vem a trazer algumas dificuldades para sua aplicação (1,3). Os riscos criados pelo desenvolvimento da biologia sintética podem estar relacionados a acidentes involuntários ou outros acontecimentos não previstos bem como ao seu uso no terrorismo, como na produção de armas biológicas (5).
De acordo com dados do Conselho Consultivo das Academias Europeias de Ciências (EASAC), a biologia sintética “pode sintetizar desde uma substância particular que não seja produzida naturalmente, até objetivos mais ambiciosos como produzir seres vivos completamente novos e diferentes”. Atualmente, o processo da tecnologia para produção de DNA já permite que os cientistas construam genes inteiros, utilizando apenas técnicas sintéticas (1,3).
Como já mencionado, a biologia sintética é capaz tanto de reprojetar organismos já existentes como também projetar organizamos inexistentes. Com o avanço de pesquisas nessa área, alguns bancos de dados de sequenciamento genético já foram criados, armazenando, portanto, dados referentes ao DNA e ao RNA sintéticos, produzidos a partir desses seres, sejam eles replicados, sejam eles criados. Nesses bancos de dados, pode-se incluir e consultar partes de sequências de DNA, o que possibilita a troca ou compartilhamento de sequenciamentos e experiências entre códigos genéticos diferentes (1,2, 7).
Por conseguinte, a biologia sintética é um campo de pesquisa que atua na formulação, projeção e síntese de novas sequências de DNA, culminando em novas estruturas biológicas (1,7).
Agora que você já sabe o que é essa área incrível, vamos juntos entender qual é a importância dela?
A biologia sintética pode ser utilizada para diversos fins, e, consequentemente, ser encontrada em inúmeros setores como: na produção de energia com o desenvolvimento de microrganismos desenhados para produzir hidrogênio e combustíveis; na realização da fotossíntese de forma artificial; na produção a granel para a indústria química de vários elementos de química fina, incluindo o manejo com as macromoléculas, especialmente as proteínas, que são consideradas uma alternativa às fibras naturais ou até mesmo na síntese de forma sintética com a tecnologia avançada; na produção de agentes de diagnóstico; no desenvolvimento de novos tipos de vacinas e medicamentos; na produção de tecidos biológicos; criação de novos aditivos alimentares; entre outros (1,2,7).
A biologia sintética tem sua importância associada também aos conceitos da economia circular, que é, por sua vez explicada, através de um modelo estrutural o qual representa um ciclo fechado, em que não há perdas nem desperdícios significativos para a economia. Entre os princípios desse modelo, estão: a preservação e aumento do capital natural, controlando estoques e equilibrando os fluxos de recursos renováveis; e a otimização da produção, fazendo circular produtos, componentes e materiais com maior nível de utilidade, tanto no ciclo técnico como no biológico (1,2,7).
Estudo feito pela Royal academy of engineering, que destacou perspectivas e impactos positivos do uso da biologia sintética para o meio ambiente, mostra que essa ela pode contribuir para a produção de biocombustíveis mais avançados; redução dos níveis de emissão de CO2; produção de novos tipos de pesticidas mais sustentáveis; o desenvolvimento de bases biológicas leves e de materiais muito mais resistentes, que terão aplicação diretamente na indústria automotivas e aeronáutica (1,2,7). Com o uso da biologia sintética, no futuro, poderemos ter a capacidade de substituir a extração de certos recursos naturais. Com isso, além de preservarmos o meio ambiente, estaremos economizando uma enorme quantidade de energia (1,7).
Viu só quanta coisa incrível a biologia sintética pode fazer? Fantástico, né? Para saber mais sobre esse assunto, fique ligado nas atualizações do nosso blog e não perca a parte II desse tema.
Referências
- ELANI, YUVAL. Interfacing living and synthetic cells as an emerging frontier in synthetic biology. Angewandte Chemie International Edition, v. 60, n. 11, p. 5602-5611, 2021.
- ROHREGGER, ROBERTO; SGANZERLA, ANOR; SIMÃO-SILVA, DAIANE PRISCILA. BIOLOGIA SINTÉTICA E MANIPULAÇÃO GENÉTICA: Riscos, promessas e responsabilidades. Ambiente & Sociedade, v. 23, 2020.
- GARCÍA-GRANADOS, RAÚL; LERMA-ESCALERA, JORDY ALEXIS; MORONES-RAMÍREZ, JOSÉ R. Metabolic engineering and synthetic biology: synergies, future, and challenges. Frontiers in bioengineering and biotechnology, v. 7, p. 36, 2019.
- BENNER, STEVEN A.; SISMOUR, A. MICHAEL. Synthetic biology. Nature Reviews Genetics, v. 6, n. 7, p. 533-543, 2005.
- EASAC. Biologia Sintética: Uma Introdução. Disponível em: https://easac.eu/fileadmin/Reports/Easac_11_SB-Lay-Portuguese_web.pdf
- TEO, JONATHAN JY; WOO, SUNG SIK; SARPESHKAR, RAHUL. Synthetic biology: a unifying view and review using analog circuits. IEEE transactions on biomedical circuits and systems, v. 9, n. 4, p. 453-474, 2015.
- YADAV, MONIKA; SHUKLA, PRATYOOSH. Efficient engineered probiotics using synthetic biology approaches: a review. Biotechnology and applied biochemistry, v. 67, n. 1, p. 22-29, 2020.
