Uma equipe de cientistas liderada pela Universidade de Southampton demonstrou um novo método inovador de síntese de genes - uma ferramenta de pesquisa vital com aplicações no mundo real em tudo, desde o cultivo de órgãos transplantáveis ​​até o desenvolvimento de tratamentos para o câncer.

Os métodos atuais para sintetizar genes fazem uso extensivo de enzimas (catalisadores biológicos de ocorrência natural) para conectar fitas curtas de DNA para formar as fitas maiores que constituem os genes.

Esses métodos têm sido usados ​​para montar fitas de DNA muito longas, como o genoma de um organismo (todo o seu conjunto de genes), mas são limitados por causa de sua dependência de enzimas. Uma das principais deficiências é que eles não permitem a incorporação em locais específicos no DNA de informação epigenética - uma camada secundária de informação genética que controla a expressão (o 'ligar' ou 'desligar') de genes nas células.

A informação epigenética desempenha um papel importante em vários processos biológicos, incluindo doenças como câncer, o que significa que o acesso a genes modificados epigeneticamente é fundamental para uma melhor compreensão da doença e seus potenciais tratamentos.

Em um estudo publicado hoje [segunda-feira, 11 de setembro] na revista Química da Natureza , cientistas da Universidade de Southampton, em colaboração com parceiros da Universidade de Oxford e ATDBio (uma empresa de síntese de DNA com sede em Southampton e Oxford), demonstrar um método puramente químico para montagem de genes que supera as limitações dos métodos existentes.

A nova abordagem se baseia em uma reação química rápida e eficiente (a reação de cicloadição alcino-azida catalisada por cobre) conhecida como química de clique para juntar vários fragmentos de DNA modificados em um gene (um processo chamado ligação de DNA de clique).

O DNA de link de clique cria 'cicatrizes' na espinha dorsal do DNA, mas o trabalho anterior da equipe mostrou que a função da fita de DNA resultante em bactérias e células humanas não é afetada.

Ali Tavassoli, Professor de Biologia Química da Universidade de Southampton, quem liderou o estudo, disse:"Nossa abordagem é um avanço significativo na síntese de genes. Não apenas demonstramos a montagem de um gene usando a química do clique, também mostramos que a fita de DNA resultante é totalmente funcional em bactérias, apesar das cicatrizes formadas pela junção de fragmentos.

"A síntese do genoma desempenhará um papel cada vez mais importante na pesquisa científica. Acreditamos que nossa abordagem puramente química tem o potencial de acelerar significativamente os esforços nesta área de vital importância, e, finalmente, levar a uma melhor compreensão dos sistemas biológicos. "

A abordagem química também significa que a síntese de grandes fitas de DNA poderia ser bastante acelerada e permitir a produção de grandes quantidades de um único gene. Também pode permitir que o processo se torne automatizado, reduzindo potencialmente o tempo e os custos envolvidos.

Professor co-autor do estudo Tom Brown, da Universidade de Oxford, que também é professor visitante na Universidade de Southampton, comentou:"A síntese de genes quimicamente modificados, que alcançamos por meio de uma nova abordagem radical, se tornará cada vez mais importante à medida que os efeitos do DNA modificado epigeneticamente na expressão do gene se tornem claros.

"Começamos o trabalho de base na ligadura por clique há mais de 10 anos, por isso é muito gratificante estar agora no estágio em que podemos demonstrar essa nova abordagem viável e altamente eficaz para a síntese de genes. "