O empresário Antony Evans, de São Francisco, surgiu com uma idéia radical de coibir o uso de energia: "E se usarmos árvores para iluminar nossas ruas em vez de lâmpadas elétricas?"
Evans e seus colegas, os biólogos Omri Amirav-Drory e Kyle Taylor, querem criar plantas que literalmente brilhem. Evans foi inspirado por organismos transgênicos, plantas ou animais com genes de outras espécies em seu próprio DNA, que foram usados para preencher muitas necessidades humanas. Um gene da bactéria Bacillus thuringiensis é rotineiramente introduzido em milho e algodão, por exemplo, para tornar as culturas resistentes a insetos. Em um método chamado "pharming", os cientistas inseriram genes humanos em plantas e animais para que esses hospedeiros possam produzir proteínas para produtos farmacêuticos. Outros adicionaram um gene da gelatina de cristal responsável pela criação de proteínas fluorescentes verdes para animais como gatos e porcos; Dessa forma, eles podem determinar se uma doença foi transmitida de uma geração para outra, apenas vendo se a prole brilha no escuro.
Nesta primavera, a equipe de Evans postou um vídeo para o Kickstarter, explicando como eles planejam inserir genes de bactérias bioluminescentes em uma espécie de flora como um primeiro passo para a criação de árvores brilhantes. Para alimentar a imaginação dos espectadores, o vídeo incluiu uma imagem de Pandora, o cenário luminoso do meio do século 22 do filme Avatar . Em uma campanha bem-sucedida de 46 dias, o grupo levantou quase US $ 500.000 para financiar o esforço. Falei com Evans sobre o seu projeto.
Os cientistas projetaram geneticamente a primeira planta que brilha no escuro nos anos 80, uma planta de tabaco com um gene de pirilampo inserido nela. Historicamente, qual tem sido o propósito de fazer isso?
A primeira vez, penso eu, foi apenas um projeto de demonstração. Mas os cientistas têm usado isso desde o início para estudar coisas como o crescimento das raízes. Eles realmente usam isso para fins de pesquisa básica.
Tradicionalmente, o que eles fizeram foi inserir o gene da luciferase [uma enzima de um organismo luminescente] juntamente com um promotor [uma região no início de um gene que diz a uma célula para iniciar a transcrição, o primeiro passo para produzir uma proteína] e depois adicione a luciferina [uma substância química que produz luz quando oxidada] manualmente. Eles até têm essas plantas brilhantes na Estação Espacial Internacional, então é uma técnica bem estabelecida.
Para o seu projeto de planta brilhante, você escolheu usar uma espécie de flor chamada Arabidopsis thaliana . Por que esta planta?
Escolhemos essa planta porque ela foi extremamente bem estudada pela comunidade acadêmica. É a mosca da fruta da biologia vegetal. A razão pela qual tem sido muito estudada é porque tem o menor genoma de qualquer planta [florescente].
Qual gene você está adicionando para criar o brilho?
Estamos usando genes da Vibrio fischeri . São bactérias marinhas.
Como isso é feito? Você pode me levar através do processo de criação de uma planta brilhante?
Começamos com um software chamado Genome Compiler. O Genome Compiler permite-nos procurar seqüências de genes e depois modificá-las em uma interface gráfica agradável. Usamos esse software para procurar os genes Vibrio fischeri e depois fazemos algo chamado código e otimização, que basicamente ajusta as seqüências para que elas [trabalhem] em plantas ao invés de em bactérias. Nós então sintetizamos o DNA. Há um botão "imprimir" e nós "imprimimos" esse DNA. Isso envia o arquivo por e-mail para uma empresa, que faz o DNA para nós. Eles FedEx que de volta para nós, e então nós fazemos duas coisas.
Primeiro, inserimos o DNA em algumas bactérias chamadas agrobacterium. Essa bactéria é muito inteligente, descobriu como fazer engenharia genética por conta própria. [A bactéria] insere o DNA nos gametas femininos da planta. Podemos cultivar as sementes que vêm dessas flores e teremos o DNA que desenhamos no computador da planta. A segunda coisa que estamos fazendo é usar uma pistola de genes, que é um equipamento que dispara o DNA em alta velocidade nas células da planta. Algumas dessas células absorverão o DNA e começarão a expressá-lo.
Você está fazendo a sua parte do trabalho no BioCurious, um laboratório biológico comunitário em Sunnyville, Califórnia, no Vale do Silício. Mas como DIY é isso? Isso é algo que um funileiro de garagem pode gerenciar?
Como parte da campanha do Kickstarter, temos um kit que você pode usar para criar uma dessas plantas. A parte difícil é projetar as seqüências, mas uma vez que alguém tenha descoberto, você pode seguir a receita.
No total, você tinha 8.433 apoiadores do Kickstarter que prometeram US $ 484.013. Essa reação surpreendeu você?
Estávamos alvejando $ 65.000, então é ótimo termos muito. Com o Kickstarter, você nunca sabe. Sabíamos que tínhamos algo interessante, porque todos queriam falar sobre isso. Mas nós não sabíamos que ficaria tão grande.
Quão realista é pensar que um dia poderíamos ter árvores que brilham no escuro alinhando ruas em vez de postes de luz?
Nós achamos que deveria ser viável, mas é definitivamente um objetivo de longo prazo. O grande desafio com as árvores é que as árvores levam muito tempo para crescer. Fazer experimentos em árvores e testar diferentes promotores levará muito tempo. Nós realmente precisamos de uma das poucas tecnologias diferentes para sair. Uma seria uma melhor tecnologia de simulação, para que pudéssemos simular as seqüências genéticas em um computador. Dois seriam uma impressora biológica ou algo semelhante, para que pudéssemos imprimir uma folha e testar realisticamente as sequências na folha [em vez de ter que esperar que uma árvore inteira crescesse]. Ou, em terceiro lugar, haveria alguma maneira de fazer terapia genética em árvores e ajustá-las in situ e usá-las para mudar seu DNA. Precisamos de alguns desenvolvimentos em um desses antes de podermos realmente enfrentar grandes árvores.
Em cálculos preliminares, você imagina que uma árvore brilhante que cobre cerca de 1.000 pés quadrados lançaria tanta luz quanto a luz da rua.
Será um tipo de efeito de iluminação muito diferente. Se você pensar no modo como o dia está aceso, a luz vem de todo o céu; não vem apenas de um ponto, enquanto as lâmpadas vêm de um ponto. Nossa iluminação será muito mais difusa e nós achamos muito mais bonita.
Quais são suas vistas agora?
Estamos focados em executar as coisas que prometemos aos nossos patrocinadores do Kickstarter. Então, estamos fazendo o trabalho, montando o laboratório, encomendando o DNA e começando a transformar as plantas [ Arabidopsis ].
Você e seus colegas prometeram enviar a cada apoiadora, de certo nível de doação, uma planta brilhante. O que as pessoas podem esperar? Quão forte será a luz e quanto tempo durará?
A luz estará acesa à noite enquanto a planta estiver viva, mas não será super brilhante. Nós estamos apontando para algo como uma pintura que brilha no escuro. Você precisa estar em um quarto escuro, e então você pode vê-lo brilhando vagamente. A partir daí, vamos trabalhar na otimização e no aumento da saída de luz.
No vídeo da campanha, você diz: "a planta brilhante é um símbolo do futuro". O que esse futuro lhe parece?
O futuro a que estamos nos referindo é um futuro de biologia sintética. Achamos que esse tipo de tecnologia vai se democratizar; será acessível a muitas pessoas. Eu gostaria de ver um futuro em que adolescentes e amadores sejam geneticamente engenheiros em casa ou em laboratórios de bio-bricolage. Queremos representar esse futuro, dizer às pessoas que está chegando e começar uma discussão sobre essa tecnologia - o que isso significa e o que isso significa para nós.
Essa tecnologia está sendo adotada rapidamente. Vai ser muito transformacional, e acho que é hora de as pessoas se tornarem conscientes disso e do potencial dele, de se interessar por ele. Haverá algumas oportunidades fantásticas, então se as pessoas olharem para o projeto e pensarem “Eu gostaria de fazer isso”, eu acho que a resposta é “Você pode”. Basta ir ao seu laboratório de bioquímica local e começar. brincando, comece a aprender.
Existem outros organismos transgênicos sendo criados que você acha promissores?
Há toneladas de pessoas trabalhando em coisas, toneladas e toneladas e toneladas. Se você olhar para os projetos da Fundação iGEM [Máquina Geneticamente Projetada Internacional], poderá ver um pouco da amplitude e variedade de coisas que estão sendo feitas. A seda da aranha é legal. Eu acho que os caras que trabalham em novas versões de carne são legais. Há algumas coisas interessantes acontecendo com algas no laboratório de biologia em South Bay [San Francisco], BioCurious. Algas de engenharia para que possamos usá-las na produção de energia - acho que há muito trabalho a ser feito, mas é muito promissor.
Existe algum projeto que te preocupe?
Por enquanto não. Mas acho que algumas coisas assustadoras vão acontecer eventualmente.
Algumas pessoas expressaram preocupação com você distribuindo plantas brilhantes e liberando plantas sintéticas na natureza. O que você tem a dizer para aqueles que temem isso?
As pessoas têm feito engenharia genética há muitas décadas. Estamos apenas seguindo os passos de todas as outras plantas que já foram lançadas nos últimos 20 anos. Não achamos que estamos fazendo algo radicalmente diferente. O que é diferente neste projeto é como ele foi financiado e que o trabalho está sendo realizado em um laboratório de bioquímica, e não em uma instituição de pesquisa profissional.
