Cada vez mais perto da vida baseada em silício

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Um modelo de um ser vivo baseado em carbono (Créditos: Caltech)

YARA LAIZ SOUZA – Séries como Star Trek já nos mostraram como que seriam os seres habitantes de planetas e luas distantes e bem diferentes da Terra. Alguns dos seres eram baseados em silício, ou seja, este seria o elemento químico chave para uma forma de vida a invés do carbono. Agora, Frances Arnold, engenheiro químico do Instituto da Califórnia (Caltech), mostrou uma enzima capaz de fazer ligações químicas utilizando o silício.

“Meu sentimento é que se um ser humano pode fazer eixos entre a vida e o silício a natureza também pode ser capaz”, explica Arnold, autor principal da pesquisa publicada na revista Science.

Sabemos que o carbono é o principal átomo da molécula de DNA, o grande código da vida terrestre.  Além disso, os seres vivos fazem inúmeras funções vitais utilizando o carbono. Entretanto, em alguns locais dentro e fora do nosso Sistema Solar, o carbono não é algo tão fácil de ser encontrado. O silício acabou tornando-se uma opção interessante para algum tipo de vida surgir e viver em seus ambientes extraterrestres.

Quimicamente, o carbono e o silício são semelhantes por fazem quatro ligações simultâneas com outros elementos químicos. Além disso, o silício torna-se uma boa opção alienígena por ser bastante comum no Universo. Só aqui na Terra, o silício compõe cerca de 30% da massa da crosta terrestre, um número cerca de 150 vezes mais abundante que o carbono na crosta terrestre.

Cientistas já são capazes de manipular o silício em laboratório e foi isso que Arnold fez em sua pesquisa. “Nós queríamos ver se poderíamos usar o que a biologia já fez para se expandir em novas áreas da química que a natureza ainda não explorou”, explicou o cientista.

Arnold é o pioneiro da chamada ‘evolução direcionada’ em que micróbios foram manipulados para criarem moléculas ainda não vistas na natureza nos anos 90. Dessa vez, Arnold e sua equipe focaram em enzimas (que são proteínas que catalisam ou aceleram reações químicas). O objetivo era criar enzimas que pudessem gerar compostos tendo o silício como ligação.

“Meu laboratório usa a evolução para projetar novas enzimas”, diz Arnold. “Ninguém realmente sabe como projetá-los, são tremendamente complicados. Mas estamos aprendendo a usar a evolução para fazer novas formas assim como a natureza faz”.

O primeiro passo foi começar com enzimas que poderiam, de alguma forma, manipular o silício. Eles utilizaram as hemeproteínas, que têm uma grande quantidade de ferro e catalisam uma grande variedade de reações.

 Depois, eles alteraram o desenho do DNA dessa enzima para que ela pudesse cada vez mais atingir o objetivo de manipular o silício. As enzimas que obtiveram maior êxito eram cada vez mais mutadas até que o objetivo fosse alcançado.

Analisando a estrutura do chamado citocromo C, que é uma hemeproteina transportadora de elétrons para outras proteínas na bactéria Rhodothermus marinus, eles descobriram que haviam criado uma enzima capaz de gerar ligações de carbono-silício 15 vezes mais eficientes que qualquer outra técnica sintética.

“A maior surpresa deste trabalho era a facilidade de obter novas funções biológicas talvez nunca selecionadas no mundo natural e que são úteis para os seres humanos. O mundo biológico parece sempre estar pronto para inovar”, comenta Arnold.

Agora, pesquisas futuras podem mostrar quais as vantagens de continuar utilizando mutações para ter mais compostos de silício. “Colocando em um microrganismo essa capacidade poderemos observar se há ou não a possibilidade de isso acontecer no mundo natural”, finaliza Arnold.

Via Astrobiology Magazine 

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