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O que é a ‘evolução dirigida’, técnica que rendeu o Nobel de Química a três cientistas

Da BBC, 3 de Outubro, 2018


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A evolução foi premiada pelo prêmio Nobel de Química de 2018. A láurea foi conferida a três cientistas por suas descobertas feitas em uma pesquisa com enzimas.

Eles usaram uma técnica chamada "evolução dirigida" para criar novas proteínas aplicadas em diversas áreas, como a produção de medicamentos e de combustíveis menos poluentes.

A cientista Frances Arnold e seu colega George P. Smith, ambos americanos, compartilharão o prêmio com o britânico Gregory Winter, da Universidade de Cambridge.

"O poder da evolução se revela por meio da diversidade da vida", destacou a academia sueca em um comunicado.

"Os ganhadores do Nobel de Química de 2018 conseguiram controlar a evolução e usá-la para fins que geram grandes benefícios para a humanidade."

Frances Arnold, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) em Pasadena, nos Estados Unidos, foi a primeira a usar o método.

A evolução dirigida é um método cíclico que imita a evolução natural e se demonstrou eficaz para melhorar ou alterar a atividade de biomoléculas para fins industriais, de pesquisa e terapêuticos.

Ele é usado na engenharia de proteínas e submete genes a rodadas sucessivas de mutações, seleção e amplificação, realizadas in vivo ou in vitro, para fazer com que proteinas ou ácidos nucleicos tenham propriedades e cumpram objetivos específicos.

No caso de Arnold, as proteínas foram enzimas, catalisadores biológicos que aceleram reações químicas em células. Suas técnicas são atualmente usadas rotineiramente para criar novas enzimas.
Técnica está 'transformando a medicina'

Smith e Winter desenvolveram uma técnica chamada phage display para fazer com que novas proteínas evoluam.

Eles usaram bacteriófagos - vírus que infectam bactérias - para gerar novos anticorpos, proteínas que são usadas pelo sistema imunológico para neutralizar bactérias e vírus nocivos.

O primeiro anticorpo baseado neste método foi aprovado em 2002 e usado para tratar artrite reumatóide, psoríase e inflamações intestinais.

Desde então, a técnica produziu anticorpos que neutralizam toxinas, combatem doenças autoimunes e tratam a metástese de câncer.

Direito de imagemEPAImage captionA americana Frances Arnold foi a quinta mulher a ganhar o Nobel de Química

Carol Robinson, presidente da Sociedade Real de Química, que reúne profissionais da área no Reino Unido, disse que a evolução dirigida de enzimas e anticorpos "estão transformando a medicina".

"Seria difícil prever o resultado dessa pesquisa quando ela começou. Isso diz muito sobre a necessidade de se realizar pesquisa básica."
Quem são os ganhadores

Aos 62 anos, Arnold é a quinta mulher a ganhar o Nobel de Química. A última premiada havia sido Ada Yonath, de Israel, que compartilhou a vitória em 2009 com Thomas A. Steitz e Venkatraman Ramakrishnan por descobertas sobre a estrutura e a função de ribossomos - estruturas celulares envolvidas na síntese de proteínas no organismo.

A cientista se formou em Engenharia Química e Aeroespacial antes de se tornar doutora em Química pela Universidade da Califórnia. Atualmente, é professora de Engenharia Química e Bioengenharia da Caltech.

Direito de imagemPRÊMIO NOBELImage caption'Estamos no início da revolução de evolução dirigida', destacou a academia sueca

Em 1993, ela conduziu a primeira evolução dirigida de enzimas e, desde então, refinou sua técnica, que tornou-se um método padrão para o desenvolvimento destes catalisadores.

A cientista americana receberá metade dos 9 milhões de coroas suecas (R$ 3,82 milhões) conferidos aos ganhadores do Nobel de Química, enquanto Smith e Winter dividirão a outra metade.

Smith, de 77 anos, é biólogo e formou-se doutor em Bacteriologia e Imunologia pela Universidade de Harvard, nos Estados Unidos. Atualmente, é professor da Universidade de Missouri.

O bioquímico Winter, de 67 anos, obteve seu doutorado da Universidade de Cambridg, na Inglaterra. Hoje, é pesquisador do Laboratório de Biologia Molecular na mesma instituição.

Smith desenvolveu a técnica phage display em 1985, e Winter aplicou o método à evolução de anticorpos.
Início de uma revolução

Direito de imagemJOHAN JARNESTADImage captionCientistas premiados com o Nobel de Química foram inspirados pelo poder da evolução

A academia sueca destacou na premiação que, desde o surgimento das primeiras sementes de vida há 3,7 bilhões de anos, cada canto da Terra foi povoado por diferentes organismos.

"A vida floresceu em fontes termais, em oceanos profundos e desertos secos, graças ao fato da evolução ter conseguido resolver problemas químicos."

As ferramentas químicas da vida, as proteínas, mudaram e se renovaram incessantemente, criando uma incrível diversidade.

Os cientistas premiados neste ano foram inspirados pelo poder da evolução, disse a academia, e usaram os mesmos princípios, as alterações e seleções genéticas - para criar em tubos de ensaio proteínas que resolvem problemas químicos da humanidade.

"Estamos no início da revolução da evolução dirigida, que, de formas diferentes, está trazendo e trará grandes benefícios aos seres humanos."


Quem foram os ganhadores do Nobel de Química em anos anteriores

2017 - Jacques Dubochet, Joachim Frank e Richard Henderson, por melhorias nas imagens de moléculas biológicas.

2016 - Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart e Bernard Feringa, por máquinas produzidas em escala molecular.

2015 - Tomas Lindahl, Paul Modrich e Aziz Sancar, por descobertas sobre reparos ao DNA.

2014 - Eric Betzig, Stefan Hell e William Moerner, por melhorias na resolução de microscópios ópticos.

2013 - Michael Levitt, Martin Karplus e Arieh Warshel, por simulações computacionais de processos químicos.

2012 - Robert Lefkowitz e Brian Kobilka, por mostrar como receptores de proteína enviam sinais entre células vivas e o ambiente.

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