Bioinformática vem de Marte?

No encontro do Adote um Cientista de 14 de abril, Jéssica Plaça, mestranda pelo programa de Oncologia, Células-Tronco e Terapia Celular, da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP – USP), contou aos alunos que bioinformática não é algo de outro mundo.
Formada em Biotecnologia, Jéssica conta que “apesar do nome do meu programa de mestrado não atuo com o que vocês devem imaginar, trabalhando com células na bancada – eu trabalho com bioinformática”, e isso significa passar horas e mais horas na frente de um computador, processando dados.
A pesquisadora define bioinformática como a “aplicação de métodos matemáticos, estatísticos ou computacionais com o objetivo de solucionar problemas biológicos a partir de sequências de DNA, RNA, aminoácidos ou informações relacionadas”.

Jéssica explicou brevemente aos alunos o que são DNA, RNA e aminoácidos e como essas moléculas podem ser úteis para a bioinformática. Uma forma de olhar para elas é pensar que o DNA é uma fita molde, composta de sequências nucleotídeos (A, C, G e T – adenina, citocina, guanina e timina, respetivamente) que formam genes, que são transcritos em RNAs. O RNA é uma sequência de nucleotídeos complementar ao DNA e que pode ser traduzida em proteínas. As proteínas são importantes na composição estrutural e também no funcionamento da célula, estando envolvidas com as mais diversas funções. Hoje se sabe, também, que nem todo RNA é traduzido em proteínas, e que os RNAs podem atuar na regulação e na expressão gênica, dentre outras funções.
Esse overview (simplificado!) mostra que as informações contidas no DNA podem ser “lidas” como uma sequência de letras (A, C, G, T – se for RNA, A, C, G e U) comum a todas as células de um organismo multicelular, mas que diferem um pouco entre indivíduos e ainda mais entre espécies. Esse é o genótipo, conjunto de informações contidas no DNA, e que são visíveis em um organismo através de seu fenótipo (conjunto de características “observáveis”, que podem ser morfológicas, funcionais, comportamentais, etc.).

plaça1A bioinformática teve sua origem na década de 60, com os dois primeiros trabalhos precursores da área publicados em 1958. Conforme um levantamento mostrado por Jéssica, desde o final da década de 90 vem em um crescente, com cada vez mais trabalhos sendo publicados. Em 2016 (ou seja, em menos de 4 meses!), já foram publicados mais de 5 mil artigos. Vale ressaltar que esse é um levantamento de trabalhos que tragam a palavra-chave “bioinformática” em sua publicação, ou seja, não necessariamente falam sobre bioinformática, mas podem utilizá-la para analisar e discutir os dados apresentados.
Em seu início, a bioinformática trabalhava com coleções de sequências de aminoácidos (componentes estruturais das proteínas). O sequenciamento, técnica amplamente utilizada, foi desenvolvida por Frederick Sanger, que ganhou, em 1980, um Prêmio Nobel por seus avanços.
Desde sua origem, a bioinformática parte do pressuposto de que macromoléculas, como DNA, RNA e proteínas, carregam informações, e, com o surgimento de computadores digitais e de alta velocidade de processamento (para a época), foi possível desenvolver técnicas para analisá-las.

Jéssica mostrou também as diferentes aplicações possíveis para a bioinformática. Desde o desenvolvimento de drogas, análises forenses, criação de armas e produção de pesticidas até terapias gênicas e medicina molecular e preventiva.
A pesquisadora, que trouxe várias vezes durante sua fala estudos recentes, mostrou um estudo de 2016 com o vírus da Zika mostrando as diferentes linhagens de vírus, de diversos países do mundo, e qual o parentesco entre elas, podendo revelar a evolução deste vírus que chamou a atenção do mundo em 2015.
Ela também mostrou um estudo com glioma (câncer das células da glia), expondo aos alunos dois gráficos (chamados heatmaps), um para o grau de metilação das sequências de DNA (gráfico A), e outro para a expressão gênica (gráfico B).

 

ALUNA: Na figura A, vocês pegaram uma sequência de DNA metilado?
JÉSSICA: Os pesquisadores, neste estudo, queriam investigar a metilação destas sequências de DNA. O que você tem ali é a intensidade da metilação do DNA, ou seja, o quanto aquele trecho é metilado. No gráfico B, você tem a intensidade da expressão do DNA, ou seja, o quanto aquele trecho é expresso.

 

Jéssica mostra aos alunos como são os dados com os quais trabalha
Jéssica mostra aos alunos como são os dados com os quais trabalha

Profa. Dra. Marisa Barbieri, coordenadora da Casa, destacou, ao fim da palestra, que além de trazer estudos muito recentes, Jéssica também mostrou que, para a Bioinformática, quanto mais rápido surgem os novos dados, melhor. “E a gente trabalha com o que chamamos de open source, no sentido de que tudo o que é produzido, é disponibilizado para o público”, contou a pesquisadora.
Ao fim de sua fala, Jéssica também destacou que a Bioinformática não vem de Marte. Quando mostrou aos alunos como são os dados com os quais trabalha (veja figura ao lado), contou que pessoas de outras se espantam. Mas a verdade é que o maior desafio é a natureza integrativa desta área do conhecimento, que exige conceitos de biologia, programação, estatística, etc., sendo desafiador trabalhar com esses dados. Ao mesmo tempo, sua aplicação também é integrativa, podendo, inclusive, ajudar no desenvolvimento de curas e tratamentos para doenças – dentre muitas outras contribuições!

 

escrito por Vinicius Anelli

revisado por Marisa Barbieri

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