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Projeto Genoma-FAPESP

Os primeiros resultados

O Projeto Genoma-FAPESP, primeiro projeto de completo seqüenciamento genético de um organismo que vem sendo desenvolvido fora do eixo Estados Unidos-Europa-Japão, já começou a apresentar resultados. No mês de fevereiro último, e até a segunda semana deste mês de março, foram seqüenciadas os primeiros 24 mil nucleotídeos, ou pares de base, da bactéria Xylella fastidiosa, causadora da Clorose Variegada de Citros (CVC), doença popularmente conhecida como “amarelinho”, que ataca os pomares de citros.

O seqüenciamento genético foi realizado pelo Laboratório de Genética do Câncer, do Instituto Ludwig de Pesquisa sobre o Câncer, e ocorreu quatro meses antes do previsto: pelo cronograma do Projeto, lançado em 14 de outubro do ano passado, os primeiros resultados de seqüenciamento deveriam ser obtidos por volta do mês de julho.

De acordo com o Dr. Andrew George Simpson, do Instituto Ludwig e Coordenador de DNA do Projeto Genoma-FAPESP, embora os 24 mil nucleotídeos seqüenciados sejam uma pequeníssima parcela dos 2 milhões que compõem o genoma da bactéria, a sua produção veio demonstrar que todas as etapas do Projeto – cultivo da bactéria, produção do seu DNA, preparação das bibliotecas ( ou seja, o genoma na forma a ser seqüenciado) e seqüenciamento – foram cumpridas com sucesso.

Outro importante resultado obtido é que o Laboratório de Biotecnologia do Centro de Citricultura Sylvio Moreira, do Instituto Agronômico de Campinas (IAC) chefiado pelo Dr. Marcos Antônio Machado, participante do Projeto, já está dominando a tecnologia de cultivo da bactéria em grande quantidade e com alto grau de pureza, para produção do DNA. “Quando o Projeto começou, há poucos meses, não havia nenhum grupo, no Estado de São Paulo, capaz disso”, assinala Simpson.

O cultivo da Xylella fastidiosa com alto grau de pureza possibilitou, ainda, a identificação de três novos genes da bactéria, até então desconhecidos.O Projeto Genoma-FAPESP tem o maior financiamento já concedido no Brasil a um projeto científico: quase US$ 13 milhões.

Ele poderá ser decisivo para o controle da CVC, doença que afeta hoje, seriamente, mais de 30% dos pomares de laranja no Estado de São Paulo. Mas, além disso, o projeto, dados seu porte e a exigência que traz de domínio de novas tecnologias, é uma espécie de passaporte para o Brasil situar-se nos fronts mais avançados da pesquisa científica e tecnológica mundial.

Respostas ágeis
Para o Dr. Andrew George Simpson, os bons resultados que vêm sendo obtidos, e que superam as previsões, se devem em grande parte à agilidade que tem caracterizado o Projeto, desde o seu início.

Lançado oficialmente no mês de outubro do ano passado, em meados de novembro foram selecionados os laboratórios participantes – 1 de coordenação, 1 de informática, 2 de supervisão e 30 de seqüenciamento, dos 100 que se inscreveram.Em quinze dias, eles fizeram o levantamento de suas necessidades quanto a equipamentos.

Em janeiro a FAPESP já havia importado todos os seqüenciadores necessários, que já estão instalados nos laboratórios, alguns já em funcionamento. Atualmente, os pesquisadores estão testando os equipamentos e certificando-se de que dominaram a tecnologia de seqüenciamento.

Em paralelo, no mês de janeiro, o pesquisador Joaquim Machado, da Fundação Antônio Prudente, esteve trabalhando no Instituto Nacional de Pesquisa Agrícola (Institut Nationale de la Recherche Agricole), em Bordeaux, na França, onde adquiriu a tecnologia de construção de bibliotecas. Em fevereiro, um pesquisador da Unicamp e outro do Instituto Ludwig estiveram, respectivamente, em Heidelberg e no TIGR, Estados Unidos, também para aprenderem sobre construção de bibliotecas. “Nosso objetivo é acessar os melhores grupos do mundo na tecnologia de seqüenciamento para absorvermos tudo o que estiver disponível”.

Um desafio
Na opinião do Dr. Simpson, o Projeto Genoma-FAPESP representa uma enorme oportunidade e um desafio para a comunidade científica paulista. “No mundo inteiro, o cientista reclama das más condições de trabalho e falta de recursos. A FAPESP está proporcionando condições quase ideais. O desafio é: dadas as condições, o cientista consegue produzir?

É a capacidade da Ciência que está sendo testada. A resposta àquela questão e o resultado do Projeto são muito importantes para a Ciência, para a FAPESP e para o Brasil”. E o Coordenador do Projeto faz uma ressalva: até agora, a comunidade científica vem demonstrando uma enorme capacidade de trabalho, muita criatividade e dedicação.

Facilitando a descoberta de genes
Dentro das atividades do Projeto Genoma-FAPESP, a Fundação promoveu, no dia 10 deste mês de março, em seu auditório, lotado por pesquisadores e estudantes, a palestra cDNA Based Approach to Facilitate Gene Discovery – Abordagem Baseada no cDNA para Facilitar a Descoberta de Genes -, proferida pelo professor doutor Marcelo Bento de Mello Soares, o brasileiro que é um dos cientistas mais importantes dentro do Projeto Genoma Humano e professor associado da Universidade de Iowa, nos Estados Unidos. É ele o pesquisador, em todo o mundo, que descobriu o maior número de genes humanos.

Na abertura do evento, o diretor científico da FAPESP, professor José Fernando Perez, destacou os resultados do Projeto Genoma-FAPESP e o grande interesse dos pesquisadores nessa área, assinalando que, em razão disso, a Fundação está estudando a possibilidade de lançar outros projetos Genoma, como subprodutos do projeto original, e entre eles citou um específico para o estudo do câncer e outro para a cana-de-açúcar.

Em sua palestra, o professor Marcelo Bento Soares explicou o método desenvolvido por ele, dentro do Projeto Genoma Humano, para facilitar o seqüenciamento genético, a partir do cDNA. Para entender o que é o cDNA e sua importância, é importante lembrar que o objetivo do Projeto Genoma Humano é seqüenciar todo o DNA humano, composto por aproximadamente 3 bilhões de bases. No entanto, apenas cerca de 3% do nosso DNA carrega informação genética para codificação de proteínas. E são as proteínas as responsáveis por todas as nossas funções e características. Os 97% restantes do nosso DNA são seqüências de bases com funções reguladoras e estruturais do organismo.

Genes codificam proteínas
Embora a maioria dos leigos confunda DNA e genes, somente as porções do DNA que codificam as proteínas representam os genes. Num processo natural do organismo, esses genes são copiados, pelo sistema de transcrição da célula, e aparecem na forma de RNA mensageiro. É o RNA mensageiro quem, na verdade, codifica as proteínas.

Marcelo Bento Soares desenvolveu um método muito eficaz de seqüenciar as moléculas de RNA mensageiro, ou seja, de dizer qual é a seqüência de bases nessas moléculas de RNA mensageiro. Ele calcula que já foram identificados por volta de 90% de todos os RNAs mensageiros.

Mas como o RNA é uma molécula muito frágil, que se desintegra facilmente, Bento Soares se utiliza de uma técnica de laboratório, já conhecida dos especialistas, para fazer com que ela volte à forma de DNA, passando a chamar-se cDNA. Uma célula tem cerca de 10.000 a 15.000 RNAs diferentes; logo, são obtidos entre 10.000 e 15.000 cDNAs. A separação desses cDNAs é chamada de construção de biblioteca, algo feito de modo muito eficiente pelo pesquisador.Ele manipula os cDNAs de forma a introduzi-los em bactérias, sendo cada bactéria inoculada com apenas um cDNA. O conjunto de bactérias, entretanto, vai representar a totalidade de cDNAs da célula.

Como o crescimento de bactérias se dá facilmente e é simples isolá-las, explicou Bento Soares, nessa cultura de bactérias estão perpetuados todos os cDNAs que havia no tubo de ensaio original, caracterizando uma biblioteca. Em seguida, as bactérias são mantidas bem separadas, para se multiplicarem e formarem colônias específicas. Nessas colônias é lida a informação do cDNA humano, que vai sendo classificado e seqüenciado, identificando-se a ordem das bases que compõem o DNA.

O passo seguinte é a normalização. Ela vai organizar melhor essa biblioteca, acabando com a redundância, isto é, eliminando cDNAs que contêm a mesma informação. Essa repetição acontece porque existem proteínas que são codificadas rotineiramente pelas células, aparecendo em maior proporção, enquanto outras fazem parte de processos bem específicos, e ocorrem raramente. Na normalização, todos os tipos de cDNA ficam um número mais ou menos aproximado de cópias. Outro trabalho executado por Marcelo Bento Soares é a subtração, quando são excluídos os cDNAS já lidos.

Para facilitar o seqüenciamento, em vez de ler todas as bases de cada cDNA, costuma-se examinar apenas uma pequena quantidade. Como proteínas com função parecida podem ter seqüências de bases também muito semelhantes, esse processo pode levar a erros. Por isso, Marcelo Soares tem-se valido da região 3´dos nossos cDNAs, que é uma porção do cDNA que não é responsável pela codificação de proteínas e, freqüentemente, é única, ou seja, funciona como uma carteira de identidade ou impressão digital do cDNA.

O trabalho do pesquisador brasileiro também envolve o seqüenciamento dos genes de camundongos e ratos, porque eles são utilizados em experimentos, como modelos de doenças humanas.

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