Um avanço significativo na engenharia genética está sendo alcançado pelo Arc Institute (EUA): os pesquisadores desenvolveram um mecanismo revolucionário conhecido como “ponte recombinase”, potencializando a capacidade dos cientistas de manipular o DNA com extrema precisão.
Publicado recentemente na revista ‘Nature’, o estudo descreve como esta “ponte de DNA” programável permite aos pesquisadores especificar qualquer sequência genética desejada, além de facilitar a inserção de novas moléculas de DNA nos genomas.
Patrick Hsu, autor principal do artigo, descreve a ponte de DNA como uma inovação fundamental na programação biológica. Ele destaca que a “recombinase de ponte” pode modificar universalmente o material genético através de inserção, excisão, inversão de sequências específicas e mais, funcionando como um processador de texto para o genoma vivo.
A “recombinase de ponte” é derivada dos elementos da sequência de inserção 110 (IS110), conhecidos como genes saltadores, que são capazes de cortar e colar para mudar de posição dentro dos genomas microbianos. Esses elementos, presentes em todas as formas de vida, evoluíram como ferramentas altamente especializadas para manipulação de DNA, essenciais para a sobrevivência dos organismos.
No laboratório de Hsu, foi descoberto que quando o IS110 é removido de um genoma, as extremidades do DNA não codificante se unem para formar uma molécula de RNA em ponte, que se dobra em duas voltas. Essa molécula de RNA em ponte é uma inovação por ser uma molécula guia duplamente específica, com cada alça do RNA sendo programável de forma independente.
Essa capacidade permite aos cientistas misturar e combinar qualquer sequência de DNA desejada entre o doador e o alvo, indo além da simples inserção de IS110 para permitir a introdução de qualquer carga genética desejada em qualquer parte do genoma.
O estudo demonstrou uma eficiência de inserção de mais de 60% de um gene específico em E. coli, com uma impressionante especificidade de mais de 94% para a localização genômica correta.
Nick Perry, coautor do estudo, destaca que as pontes de RNA programáveis do IS110 distinguem este mecanismo de outras recombinases conhecidas, que carecem de um componente de RNA e não podem ser programadas. Ele compara o RNA em ponte a um adaptador universal que torna o IS110 compatível com qualquer “tomada” genômica.
Matthew Durran, coautor sênior, enfatiza que esse mecanismo resolve desafios cruciais enfrentados por outros métodos de edição de genoma, possibilitando a reorganização programática de duas moléculas de DNA e abrindo caminho para avanços significativos no design do genoma.
Essa descoberta promete revolucionar a engenharia genética, oferecendo novas ferramentas para pesquisa e aplicação clínica, potencialmente transformando o tratamento de doenças genéticas e o desenvolvimento de terapias personalizadas.
