Cientistas "revivem" bactérias desconhecidas da Idade da Pedra

Para alcançar os resultados, ao longo de três anos de testes, o grupo de pesquisadores se concentrou na reconstituição de genomas bacterianos envoltos em tártaro dentário

Correio Braziliense

postado em 05/05/2023 06:00

(crédito: Fundação Werner Siemens, Felix Wey)

A evolução de tecnologias para reconstrução de genomas pode ajudar a compreender características da Terra de muitas eras atrás. Um estudo divulgado ontem na revista Science — liderado pelo Instituto Leibniz de Pesquisa de Produtos Naturais e Biologia de Infecções, pelo Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva e pela Universidade de Harvard — mostra que cientistas conseguiram recompor o código genético de bactérias ainda não conhecidas com até 100 mil anos de idade, ainda na Idade da Pedra. No futuro, a equipe espera usar a técnica para desenvolver novos antibióticos.

"Nesse estudo, alcançamos um marco importante ao revelar a vasta diversidade genética e química de nosso passado microbiano", assinala Christina Warinner, professora associada de antropologia na Universidade de Harvard e líder do grupo de pesquisa no Instituto Max Planck. "Nosso objetivo é traçar um caminho para a descoberta de produtos naturais antigos e informar seu potencial em aplicações futuras", acrescentou o professor de química bioorgânica Pierre Stallforth, que esteve à frente da equipe do Leibniz.

Para alcançar os resultados, ao longo de três anos de testes, o grupo de pesquisadores se concentrou na reconstituição de genomas bacterianos envoltos em tártaro dentário. Foi analisado o material de 12 neandertais que datam cerca de 102 mil a 40 mil anos atrás, bem como de 34 humanos de sítios arqueológicos com idade estimada entre 30 mil e 150 anos. Para comparação, foram examinadas ainda placas de 18 humanos atuais.

De acordo com os cientistas, os cálculos dentários são os únicos no corpo que comumente se fossilizam durante a vida, transformando a placa bacteriana viva em um cemitério de microrganismos mineralizados.

Durante o estudo, os pesquisadores reconstruíram várias espécies bacterianas orais, além de outras mais exóticas cujos genomas não haviam sido analisados antes. Entre elas estava uma desconhecida do gênero Chlorobium, do qual fazem parte bactérias verdes sulfurosas. O DNA muito danificado mostrava as marcas da idade avançada. Esse organismo foi encontrado no cálculo dentário de sete humanos paleolíticos e neandertais.

Quebra-cabeça

Conforme o artigo, quando um organismo morre o DNA se degrada de maneira rápida e se fragmenta em uma inúmeros pequenos pedaços. Avanços recentes na computação estão tornando possível reajustar os fragmentos genéticos, como se fossem peças de um quebra-cabeça, para reconstruir genes e genomas desconhecidos, mas o trabalho é mais difícil quando se trata de DNA muito antigo e pequeno.

Coautor principal do estudo, Alexander Hübner contou que, em três anos de testes, a equipe conseguiu alcançar trechos de DNA reconstruídos com mais de 100 mil pares de bases e com recuperação de uma grande quantidade de genes e genomas antigos. "Agora, podemos começar com bilhões de fragmentos de DNA antigos desconhecidos e ordená-los sistematicamente em genomas bacterianos há muito perdidos da Idade do Gelo", disse, em nota.

Os cientistas também utilizaram ferramentas da biotecnologia molecular sintética para que as bactérias vivas produzissem as substâncias químicas codificadas pelos genes antigos. É a primeira vez que essa abordagem é utilizada com sucesso usando bactérias antigas. "Esse é o primeiro passo para acessar a diversidade química oculta dos micróbios do passado da Terra e adiciona uma nova e empolgante dimensão de tempo à descoberta de produtos naturais", afirmou em nota o pesquisador Martin Klapper, também coautor do estudo.