Meio ambiente
Redação do Site Inovação Tecnológica – 03/09/2025
Diagrama esquemtico resumindo as vrias etapas e processos associados ao sistema de vida sinttica. No topo, a primeira gerao recebe um catalisador e se desenvolve em um sistema vesicular autorreprodutor.
[Imagem: Sai Krishna Katla et al. – 10.1073/pnas.2412514122]
Emergncia da vida
Apesar dos temores levantados pela biologia sinttica, a construo de clulas sintticas, o primeiro passo rumo a uma vida artificial, tem inmeros adeptos entre os cientistas.
Mas, antes de qualquer avano mais controverso, Sai Katla e colegas da Universidade de Harvard, nos EUA, esto preocupados em responder quela questo que pode ser considerada o mistrio supremo da biologia: Como a vida comeou?
Eles acreditam estar chegando mais perto de uma resposta ao criar sistemas qumicos artificiais semelhantes a clulas, que permitem simular de modo controlado o metabolismo, a reproduo e at a evoluo – ou seja, as caractersticas essenciais da vida.
So sistemas simples, mas que podem ser construdos a partir de molculas no bioqumicas – no vida realmente, mas uma simulao do comportamento da vida.
“Esta a primeira vez, at onde sei, que algum fez algo assim: Gerar uma estrutura que tem as propriedades da vida a partir de algo completamente homogneo no nvel qumico, e desprovido de qualquer semelhana com a vida natural,” disse o professor Juan Mercader, coordenador da pesquisa.
Emergncia das micelas, semelhantes a clulas muito simples.
[Imagem: Sai Krishna Katla et al. – 10.1073/pnas.2412514122]
Testando as teorias
Todas as formas de vida compartilham alguns atributos bsicos: Elas lidam com informaes qumicas, metabolizam alguma forma de energia – como consumir alimentos ou fazer fotossntese – para se sustentar e crescer, se reproduzem e evoluem em resposta ao ambiente.
Mercader comeou elaborando equaes matemticas para a fsica e a qumica bsicas da biologia, partindo das condies existentes em ambientes astrofsicos. Ento, ele e seus alunos usaram suas solues como orientao para sintetizar vida artificial em um tubo de ensaio.
A ideia no nova, claro, mas durante anos esses esforos permaneceram como exploraes tericas, sem demonstraes experimentais. Isso comeou a mudar com o advento da automontagem induzida por polimerizao, um processo no qual nanopartculas desordenadas so projetadas para emergir espontaneamente, se auto-organizar e se montar em objetos estruturados em escalas de milionsimos ou bilionsimos de metro.
Isso permitiu dar vida s teorias – quase literalmente. Neste novo experimento, a equipe buscou demonstrar como a vida poderia surgir a partir de materiais semelhantes aos disponveis no meio interestelar – as nuvens de gases e partculas slidas remanescentes da evoluo das estrelas em uma galxia – e utilizando a energia luminosa das estrelas. Um tubo de ensaio serviu como a verso de laboratrio do famoso “laguinho quente” de Darwin.
O professor Mercader comeou como astrofsico, interessou-se pela emergncia da vida, e agora foi parar na biologia.
[Imagem: Grace DuVal/Harvard]
Anlogos de clulas que evoluem
A equipe misturou quatro molculas no bioqumicas (mas baseadas em carbono) com gua dentro de frascos de vidro cercados por lmpadas LED verdes. Quando as luzes foram acesas, a mistura reagiu e formou anfiflicos, molculas com partes hidrofbicas (resistentes gua) e hidroflicas (que gostam de gua).
As molculas se automontaram em estruturas semelhantes a bolas, chamadas micelas. Essas estruturas retiveram o fluido em seu interior, onde ele desenvolveu uma composio qumica diferente e se transformou em vesculas, estruturas semelhantes a clulas – so essencialmente sacos cheios de fluido.
Por fim, as vesculas ejetaram mais anfiflicos, como esporos, ou simplesmente se romperam – e os componentes soltos formaram novas geraes de estruturas mais semelhantes a clulas. Mas o nmero crescente de esporos expelidos diferiu ligeiramente entre si, com alguns se mostrando mais propensos a sobreviver e se reproduzir, modelando assim o que os pesquisadores chamaram de “um mecanismo de variao hereditria frouxa”, a base da evoluo darwiniana.
Animado, o professor Mercader caracteriza o experimento como um modelo de como a vida pode ter comeado h cerca de 4 bilhes de anos na Terra. Segundo sua avaliao, um sistema similar ao que sua equipe demonstrou pode ter evoludo quimicamente e dado origem ao ltimo ancestral comum universal – a forma primordial que deu origem a toda a vida subsequente.
“O que estamos vendo neste cenrio que voc pode facilmente comear com molculas que no so nada especiais – no como as molculas bioqumicas complexas associadas hoje aos sistemas naturais vivos. Esse sistema simples o melhor para comear esse negcio de vida,” afirmou ele.
Bibliografia:
Artigo: Self-reproduction as an autonomous process of growth and reorganization in fully abiotic, artificial and synthetic cells
Autores: Sai Krishna Katla, Chenyu Lin, Juan Prez-Mercader
Revista: Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: 122 (22) e2412514122
DOI: 10.1073/pnas.2412514122
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