O que é a vida? Durante a maior parte do século 20, essa questão não preocupou muito os biólogos. Vida é um termo para poetas, não cientistas, disse o biólogo sintético Andrew Ellington em 2008, que começou sua carreira estudando como a vida começou. Apesar das palavras de Ellington, áreas relacionadas à origem da vida e à pesquisa em astrobiologia renovaram seu foco no significado da vida. Para reconhecer outra forma que a vida pode ter assumido há quatro bilhões de anos, ou uma forma que poderia ter assumido em outros planetas, os cientistas devem entender o que é, de fato, que torna algo vivo.
A vida, entretanto, é um alvo móvel, como os filósofos observaram há muito tempo. Aristóteles considerava "vida" e "viver" conceitos diferentes - este último, no caso dele, era uma coleção de criaturas existentes que habitam nosso mundo, como cães, vizinhos e bactérias na pele. Para conhecer a vida, devemos examinar os vivos; mas a vida está sempre mudando no espaço e no tempo. Ao tentar definir a vida, devemos considerar a vida que conhecemos e não conhecemos. De acordo com o pesquisador da origem da vida Pierre Luigi Luisi, da Universidade de Roma Tre, existe a vida como ela agora, a vida como poderia ser e a vida como antes. Essas categorias apontam para o dilema enfrentado pelos filósofos místicos medievais. A vida, como perceberam, é sempre muito mais do que viver, e por isso, paradoxalmente,nunca estará disponível para os vivos. Por causa dessa lacuna entre a vida real e a vida possível, muitas definições de vida enfocam sua capacidade de mudar e evoluir, em vez de se limitar a definir propriedades fixas da vida.
A vida pode ser criada em um laboratório?
No início da década de 1990, ao aconselhar a NASA sobre as possibilidades de vida em outros planetas, o biólogo Gerald Joyce, atualmente no Salk Institute for Biological Research, na Califórnia, ajudou a desenvolver uma das definições de vida mais amplamente utilizadas. É conhecida como a definição química darwiniana: "A vida é um sistema químico autossustentável capaz de evolução darwiniana." Em 2009, após décadas de trabalho, o grupo de Joyce publicou um artigo descrevendo uma molécula de RNA capaz de catalisar sua própria reação de síntese para criar mais cópias de si mesma. Esse sistema químico satisfazia a definição de vida de Joyce. Mas ninguém se atreveu a chamá-la de viva. O problema é que ela não estava fazendo nada novo ou incomum.
“Um dia esse genoma será capaz de surpreender seu criador com uma palavra - um truque ou uma nova etapa no jogo da quase vida - que ele não espera ouvir”, escreveu o New York Times sobre a criação. “Se acontecesse, se acontecesse comigo, ficaria feliz”, diz o Dr. Joyce. E acrescenta: “Não pretendo afirmar, mas está vivo”.
Joyce tenta entender a vida gerando sistemas vivos simples em laboratório. No processo, ele e outros biólogos sintéticos incorporam novas espécies de vida em forma viva. Cada tentativa de sintetizar novas formas de vida aponta para o fato de que existem muito mais, talvez infinitamente mais, formas de vida possíveis. Os biólogos sintéticos podem mudar a maneira como a vida se desenvolve ou as habilidades que ela desenvolve. Seu trabalho levanta novas questões sobre a definição evolutiva da vida. Como categorizar a vida que mudou, que se tornou produto de um ponto de inflexão evolucionário, produto de uma ruptura na cadeia evolutiva?
A história das origens da biologia sintética remonta a 1977, quando Drew Andy, um dos fundadores da biologia sintética e agora professor de bioengenharia na Universidade de Stanford, na Califórnia, tentou criar um modelo computacional da forma de vida mais simples que pôde encontrar: o bacteriófago T7, um vírus que infecta bactérias. colibacillus. A cabeça de cristal nas pernas curvas deste vírus é como uma sonda que pousa na lua e agarra uma bactéria portadora. Esse bacteriófago é tão simples que, de acordo com algumas definições, nem pode ser chamado de vivo. (Como todos os vírus, ele depende da engenharia molecular de sua célula hospedeira para se reproduzir.) O bacteriófago T7 tem 56 genes no total, e Andy achou que seria possível criar um modelo que levasse em consideração cada parte do fago e como essas partes funcionam juntas:uma representação ideal que prevê como um fago mudará se um desses genes for removido ou removido.
Vídeo promocional:
Andy construiu uma série de mutantes bacteriófagos T7 eliminando genes sistematicamente ou mudando sua localização no minúsculo genoma T7. Mas os fagos mutantes se encaixam no modelo por um período muito curto. A mudança, que deveria ter levado ao seu enfraquecimento, levou ao fato de que seus descendentes romperam as células de E. coli duas vezes mais rápido do que antes. Não funcionou. Por fim, Andy percebeu: "Se quisermos modelar o mundo natural, temos que reescrever o mundo natural para que se torne simulado." Em vez de procurar um mapa melhor, mude o território. Assim nasceu o campo da biologia sintética. Emprestando métodos de programação, Andy começou a "refatorar" o genoma do bacteriófago T7. Ele criou o bacteriófago T7.1, uma forma de vida projetada para ser mais fácil de ser interpretada pela mente humana.
O Phage T7.1 é um exemplo da chamada vida super darwiniana: uma vida que deve sua existência ao design humano, não à seleção natural. Bioengenheiros como Andy veem a vida de duas maneiras: como uma estrutura física, por um lado, e como uma estrutura de informação, por outro. Em teoria, a representação ideal da vida deveria ativar uma transição invisível entre informação e matéria, design e realização: mudar algumas letras do DNA na tela do seu computador, imprimir um organismo de acordo com o seu design. Com essa abordagem, a evolução ameaça estragar o projeto do engenheiro. Preservar o design biológico pode exigir que o organismo pretendido não possa se reproduzir ou evoluir.
Pelo contrário, o desejo de Joyce de ser surpreendido por suas moléculas sugere que a capacidade de abrir a evolução - "engenhosa, onipotente, ilimitada" - é o critério mais importante de vida. Mantendo essa ideia, Joyce agora define a vida como um sistema genético que contém mais bits de informação do que o número necessário para fazê-lo funcionar. Mas, de acordo com essa definição, se tomarmos dois sistemas idênticos com histórias diferentes - um projetado e outro desenvolvido - apenas o último será considerado vivo; um sistema projetado racionalmente, independentemente de sua complexidade, será simplesmente um "artefato tecnológico".
Design e evolução nem sempre se opõem. Muitos projetos de biologia sintética usam uma mistura de design racional e evolução direcionada: eles constroem uma série de células mutantes - em diferentes versões - e escolhem a melhor. Embora a nova visão da vida de Joyce inclua a evolução, ela também requer um aparecimento repentino, em vez de um longo desenvolvimento darwiniano. A vida emergente se encaixa em uma cultura de inovações repentinas, ideias que incluem a aparência mágica de um botão de trabalho em uma impressora 3D. Design e evolução também são compatíveis se os bioengenheiros virem a diversidade genética como um tesouro de elementos de design para formas de vida futuras.
Para alguns biólogos sintéticos, o caminho para o que os místicos chamam de vida além da vida - que transcende a vida como a conhecemos - é por meio da engenharia biológica. Andy descreve sua vocação em termos de um desejo de contribuir para a vida, de gerar novos tipos de "modelos incríveis que irão florescer e existir". Joyce contrasta vida e tecnologia com uma tendência termodinâmica fundamental para a desordem e a decadência. Que novas formas a vida receberá? O tempo vai dizer.
Ilya Khel
