O DNA tradicional é composto de quatro pares de bases A, C, G e T. Mas o sistema genético recém-criado é empacotado em oito - o dobro do que seria normalmente encontrado em moléculas autorreplicantes. O novo sistema foi chamado de "hachimoji", e o que é mais interessante - pode parecer os blocos de construção da vida extraterrestre, isto é, alienígenas. Um novo estudo publicado recentemente na Science descreve hachimoji, que significa "oito letras" em japonês.
Além dos quatro pares básicos, esse sistema genético possui quatro blocos de construção, que aumentam significativamente a densidade da informação em comparação ao DNA convencional. Os cientistas que enviaram o trabalho dizem que o novo sistema pode ser robusto o suficiente para suportar vida - isto é, suportar os processos necessários para a autorreplicação darwiniana.
DNA alienígena de oito letras
Vamos deixar bem claro que o hachimoji não é um organismo autônomo e autossustentável. Em vez disso, é um modelo de uma estrutura genética alternativa necessária para sustentar a vida que se auto-reproduz. Na Terra, apenas o RNA e o DNA desempenham essa função, mas isso não significa que outras opções no espaço não possam existir. Na verdade, os astrobiólogos estão muito interessados neste estudo, pois demonstra outro possível mecanismo a partir do qual a vida poderia surgir, evoluir e se tornar complexa.
Os autores do estudo não afirmam que hachimoji exista em todo o universo, mas acreditam que é possível pegar e "imaginar processos paralelos", diz Andrew Ellington, coautor da nova pesquisa e biólogo sintético da Universidade do Texas, Austin. "Ao analisar cuidadosamente os papéis da forma, tamanho e estrutura no DNA do hachimoji, neste trabalho expandimos nossa compreensão dos tipos de moléculas que podem armazenar informações sobre a vida extraterrestre em mundos alienígenas."
No RNA e no DNA normais, a combinação de quatro pares de bases permite o armazenamento e a transmissão da informação genética. Esses quatro blocos de DNA, ou nucleotídeos, são compostos de adenina, citosina, guanina e timina, ou simplesmente A, C, G e T. No RNA, T é substituído por uracila (U). As bases básicas codificam aminoácidos, os blocos de construção fundamentais das proteínas.
Pesquisas anteriores criaram DNA sintético com quatro letras alternativas no total e um sistema com dois pares de bases adicionais (seis no total), mas no estudo mais recente, os cientistas aumentaram esse número para oito.
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As quatro novas letras, P, B, Z e S, são aproximadamente semelhantes em estrutura e funcionalidade ao DNA regular, de acordo com novas pesquisas; P e B têm função semelhante a purina, enquanto Z e S são semelhantes a pirimidina. Em testes, o sistema genético mostrou a capacidade de armazenar e transmitir informações, essencialmente imitando o comportamento molecular do DNA normal de quatro letras. É importante ressaltar que o hachimoji também satisfaz os requisitos de Schrödinger, que definem o sistema darwiniano de evolução molecular (o mesmo Schrödinger cujo gato não está vivo nem morto). Schrödinger descreveu quatro requisitos para a evolução: armazenamento de informações, transmissão, integridade estrutural e uma forma ou estrutura física discernível.
“O DNA de Hachimoji pode fazer tudo o que o DNA faz para sustentar a vida. Os pares são previsíveis e as regras ditam sua estabilidade. O DNA de Hachimoji pode ser copiado para criar o RNA de Hachimoji, pode sintetizar proteínas diretamente. O RNA de Hachimoji pode ter um fenótipo seletivo (estrutura física) e, neste experimento, um brilho fluorescente verde."
Laurie Haze, diretora interina da Divisão de Ciência Planetária da NASA, elogiou o estudo: "A descoberta da vida é um objetivo cada vez mais importante das missões científicas planetárias da NASA e este novo trabalho ajudará a desenvolver ferramentas e experimentos eficazes que irão expandir nossa pesquisa."
“Essa pesquisa é importante porque o DNA sempre foi considerado único. Por exemplo, o DNA é o único material com o qual podemos projetar sequências com estabilidade previsível”, diz Floyd Romesberg, geneticista do Instituto Scripps e autor de um estudo com seis pares sintéticos. “E, como Steve Benner demonstrou, suas novas quatro letras também cumprem todos os aspectos dessa estabilidade previsível. Embora tenha havido indícios de que outras coisas além das quatro letras naturais do DNA podem ter essa propriedade, este trabalho realmente demonstra isso pela primeira vez.”
Romesberg também afirma que uma aplicação importante do alfabeto de oito letras é no controle de associações moleculares, ou seja, na capacidade de programar a configuração dos nucleotídeos. O alfabeto de oito letras, disse ele, é inerentemente mais específico do que o alfabeto de quatro letras.
“No entanto, será inútil se a estabilidade do alfabeto de oito letras não for previsível ou programável”, diz Romesberg. "Ao demonstrar isso, Steve descobriu novos aplicativos que provavelmente aparecerão em seu laboratório em breve."
Os resultados do trabalho podem levar não só a consequências astrobiológicas, mas também deixar uma marca no mundo real - por exemplo, melhorar equipamentos de diagnóstico, monitoramento ambiental (como a detecção de vírus perigosos), levar ao surgimento de armazenamento alternativo de informações, proteínas com aminoácidos adicionados e novos medicamentos inovadores …
Ilya Khel
