Placas de Petri contendo embriões germinados de uma planta agrícola chamada camelina sativa que receberam material genético emendado por meio do processo CRISPR-Cas9 são exibidas no Instituto Leibnitz de Genética Vegetal e Pesquisa de Plantas Culturais em Gatersleben, Alemanha. Essas amostras serão usadas para a criação de híbridos biodiversos adequados para cenários ambientais modelados do futuro. Sean Gallup / Getty Images Recentemente, tem havido muito buzz sobre os mosquitos; especificamente, a variedade geneticamente modificada. Este Verão, uma equipe de cientistas da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara e a Universidade de Washington foram pioneiras em um método para controlar a visão do mosquito, tornando muito difícil para eles encontrar alvos humanos.
Como eles realizaram tal façanha? Usando uma ferramenta de engenharia genética conhecida como CRISPR.
"O CRISPR era originalmente uma forma que as bactérias desenvolveram para combater os vírus, "diz Raphael Ferreira, um engenheiro genômico na Harvard Medical School. Freqüentemente comparado a um par de "tesouras moleculares, "CRISPR usa proteínas especializadas chamadas Cas - abreviação de Enzimas associadas a CRISPR para cortar fitas de DNA ou RNA de forma precisa, localização pré-programada. Então, o sistema pode inserir ou remover o gene desejado nesse local, e viola :organismo editado por genes.
CRISPR abre um mundo de possibilidades, incluindo muitos - como mosquitos que cegam - no domínio da saúde humana. Mas não é só para isso que está sendo usado. "Temos tantas variantes dessa tecnologia, nos permitiu fazer qualquer tipo de engenharia genética possível, "diz Ferreira.
Aqui estão algumas das maneiras mais selvagens pelas quais os cientistas estão aplicando o CRISPR dentro (e potencialmente fora) do laboratório.
Imagine morder um tomate amadurecido na videira. Que sabores vêm à mente? Doce? Ácido, talvez um pouco saboroso? Que tal picante?
Graças a uma equipe internacional de geneticistas, esse pode ser o futuro perfil de sabor do humilde tomate. Pesquisadores no Brasil e na Irlanda propuseram CRISPR um meio de ativar genes capsaicinoides dormentes em tomateiros, a mesma sequência genética que dá impulso às crianças. Além de criar a Bloody Mary perfeita, as plantas prometem uma alternativa econômica às pimentas tradicionais, que são notoriamente difíceis de crescer.
O CRISPR também pode dar um impulso à sua rotina diária de café da manhã - ou levá-lo embora. A empresa britânica Tropic Biosciences está atualmente desenvolvendo um grão de café projetado para crescer sem cafeína. Isso é um grande negócio, porque os grãos de café de hoje precisam ser descafeinados quimicamente, geralmente embebendo-os em acetato de etila ou cloreto de metileno (também um ingrediente no removedor de tinta). Este forte banho químico retira a cafeína dos grãos e muito de seu sabor. O café CRISPR promete uma xícara de Joe sem agitação, com toda a bondade torrada de full-caf.
Se você já desejou ter uma noite na cidade sem sofrer uma ressaca de partir a cabeça na manhã seguinte, você pode estar com sorte. Uma equipe de cientistas da Universidade de Illinois usou sua tesoura genética para aumentar os benefícios à saúde de uma variedade de levedura usada para fermentar vinho - e eles eliminaram os genes responsáveis pelas dores de cabeça no dia seguinte.
Saccharomyces cerevisiae , o fermento em questão, é um organismo poliploide, o que significa que tem muitas cópias de cada gene (em oposição aos dois habituais). Esta característica torna a levedura altamente adaptável e extremamente difícil de ser geneticamente modificada usando métodos mais antigos, que só poderia ter como alvo uma cópia de um gene por vez.
Mas o CRISPR permite que os engenheiros genéticos analisem todas as versões de um gene de uma só vez. Em comparação com tecnologias mais antigas, "a complexidade do que você pode fazer com CRISPR está muito além, "diz Ferreira, "É tudo uma questão de eficiência."
Usando isso, a equipe de Illinois foi capaz de aumentar a quantidade de resveratrol saudável para o coração em seu vinho, enquanto deixa a ressaca no chão da sala de corte.
Quando se trata de pecuária, chifres geralmente são proibidos. Em um touro adulto, eles representam perigo para o fazendeiro, o outro gado, e ocasionalmente para o próprio animal.
Tradicionalmente, gado criado em fazendas é descornado pela aniquilação das células produtoras de chifre na testa do animal, localizado em duas protuberâncias ósseas chamadas botões de chifre. Os botões são destruídos por um dos vários meios dolorosos diferentes:com as boas e velhas facas, ou aplicando ferros quentes, eletricidade, ou substâncias cáusticas como hidróxido de sódio. Essas práticas às vezes podem levar à desfiguração facial ou danos aos olhos. Mas o CRISPR pode apenas oferecer uma alternativa mais ética.
Usando CRISPR, cientistas desenvolveram um gene para a ausência de chifres em bovinos, efetivamente eliminando a necessidade de procedimentos de remoção de chifres nesses animais. Ainda mais interessante, alguns desses touros com edição genética foram capazes de transmitir a característica para seus descendentes - o que é crucial para manter a característica na circulação da população. Nos círculos científicos, isso foi visto como uma história de sucesso potencialmente enorme:tanto assim que a geneticista Alison L. Van Eenennaam, da Universidade da Califórnia, Davis escreveu um ensaio na Nature sobre isso, chamando a remoção de chifres de "uma preocupação de bem-estar animal de alta prioridade" e defendendo a continuidade da pesquisa.
Historicamente, o público em geral tem menos entusiasmo por safras e gado modificados, embora pesquisas recentes sugiram que essas atitudes podem estar mudando. Mas e se CRISPR fosse usado para algo um pouco menos "Charlotte's Web" e um pouco mais "Jurassic Park"?
Talvez o uso mais avançado do CRISPR no momento seja seu potencial de trazer espécies inteiras de volta dos mortos. E neste momento, fala-se seriamente sobre a ressurreição de uma espécie em particular:o pombo-passageiro.
Os pombos-passageiros costumavam vagar pelas florestas da América do Norte em bandos de centenas de milhões de pessoas, escurecendo os céus e trovejando através do sub-bosque no que o conservacionista Aldo Leopold descreveu como "uma tempestade emplumada". Contudo, que começou a mudar nos séculos 18 e 19, enquanto os colonos europeus se espalhavam pelo continente.
Além de ser onipresente, os pombos passageiros tinham a infeliz qualidade de serem deliciosos. Eles foram caçados em massa pelos famintos euro-americanos, tanto para comida quanto para esporte. Isso provavelmente não teria sido tão devastador para a população total de pássaros, exceto que os humanos destruíram simultaneamente grande parte de seus locais de nidificação. Essa combinação brutal levou a espécie a um declínio acentuado no início do século XX. O último pombo-passageiro conhecido, um pássaro chamado Martha, morreu em cativeiro em 1914.
Agora, os cientistas estão olhando para o CRISPR como uma forma de trazer de volta esses pássaros icônicos. A organização de biotecnologia Revive &Restore, sediada na Califórnia, tem um Projeto Pombo Passageiro dedicado, que visa restabelecer a espécie, modificando o genoma do pombo de cauda banda intimamente relacionado. Se for bem sucedido, o grupo diz, eles poderiam usar essa abordagem para ressuscitar todos os tipos de criaturas extintas ou em perigo crítico, do furão de pés pretos ao mamute peludo. Se eles ou não deve é, claro, ainda uma questão de debate, mas não há como negar que o CRISPR tornou possível o material da ficção científica.
Agora isso é interessante:Em 2020, Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna receberam o prêmio Nobel de química pelo pioneirismo na tecnologia CRISPR, tornando-as a sexta e a sétima mulheres a receber o prêmio.
