O Guia do Mochileiro dos Genomas

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Solidão. Ou é momentânea, ou ilusória. Nunca estamos sozinhos. Dentro de nós existem mais bactérias que gotas da água num dia chuvoso de verão. Algumas nos acompanham do nascimento até o funeral, outras vamos adquirindo através da comida, da respiração e do toque de outra pele... Para o bem e para o mal, convivemos com elas. Algumas são organismos caroneiros, no melhor estilo "On the Road" do escritor Beat, Jack Kerouac. E talvez, a mochileira oficial na estrada da história da vida na Terra é a espécie Wolbachia pipientis, uma Rickettsiacea.

Uma célula de inseto hospedando algumas Wolbachias (os círculos). A dominatrix da Biosfera
Uma bactéria endossimbionte obrigatória, ou seja que não é possível cultivá-la ou a remover de seu hospedeiro sem causar alguma alteração fisiológica no mesmo. Extremamente sexista (se as feministas fossem escolher algum mascote seria esta a ideal) onde na sua presença a proporção de machos e fêmeas é alterada (normalmente fica em torno de 50%) e ainda são mestras na manipulação sexual do hospedeiro. Elas pegam carona nos óvulos das fêmeas, assim sendo transmitidas a sua prole.

Wolbachia está em seus óvulos, matando os seus machos!

Os principais efeitos no hospedeiro são: morte dos machos na prole, partenogênese (quando não há necessidade de fusão de gametas do sexo oposto), ou seja o animal teria somente uma mãe e nenhum pai, transformação de machos em fêmeas e incompatibilidade citoplasmática (quando uma estirpe, um tipo de bactéria da fêmea não é compatível com a estirpe do macho) o que leva a morte de praticamente toda a prole do acasalamento.
É o parasita mais bem sucedido de toda a biosfera, praticamente 70% dos invertebrados possuem Wolbachias em seus corpos, de moscas da fruta, aranhas, escorpiões, crustáceos, borboletas e alguns vermes nematóides, o que nos traz um paradoxo, pois se ela altera tanto a "sexualidade" dos seus hospedeiros, causando um genocídio de machos, por que esta relação simbiótica é tão persistente?

Algumas das manipulações na fecundação entre seus hospedeiros.

Bom, foi descoberto que em algumas espécies de Drosophilas (as moscas da frutas) que estas estão protegidas contra alguns vírus de RNA, na presença destes endossimbiontes, o que torna "incerto" o conceito de parasitismo e mutualismo, não sendo algo eternamente estático, mas sim um conceito que possui uma certa plasticidade.
Não bastasse elas pegarem carona nos ovos e filhotes de outros organismos, existe a evidência dramática, onde em pelo menos uma espécie da mosca hawaiana Drosophila ananassae, possui o genoma inteiro da Wolbachia, praticamente 1 milhão de pares de bases, incrustado em seu cromossomo 2, além de pedaços de outros genes da bactéria nos genomas de vespas, besouros e nematóides através da transferência horizontal gênica. Melhor carona que esta é impossível!
Alguns teóricos especulam que a Wolbachia poderia dar origem a uma nova organela, da mesma forma que a mitocôndria e o cloroplasto surgiram na teia da vida, mas num futuro distante...

A flecha indica o genoma da wolbachia em verde, no cromossomo politênico de Drosophila.

Agora imagine se existisse algum organismo que assume o controle da vida sexual dos seres humanos, e manipulasse a razão macho/fêmea dando ênfase ao nascimento somente de mulheres! Um tema abordado na HQ "Y o último homem", isso se sobrassem homens para deslumbrar tal mundo... Mas deixaremos estas últimas palavras para os escritores de ficção científica...

Referências:

Zimmer, C. (2001). Wolbachia: A Tale of Sex and Survival Science, 292 (5519), 1093-1095 DOI: 10.1126/science.292.5519.1093

Teixeira, L., Ferreira, �., & Ashburner, M. (2008). The Bacterial Symbiont Wolbachia Induces Resistance to RNA Viral Infections in Drosophila melanogaster PLoS Biology, 6 (12) DOI: 10.1371/journal.pbio.1000002

Hotopp, J., Clark, M., Oliveira, D., Foster, J., Fischer, P., Torres, M., Giebel, J., Kumar, N., Ishmael, N., Wang, S., Ingram, J., Nene, R., Shepard, J., Tomkins, J., Richards, S., Spiro, D., Ghedin, E., Slatko, B., Tettelin, H., & Werren, J. (2007). Widespread Lateral Gene Transfer from Intracellular Bacteria to Multicellular Eukaryotes Science, 317 (5845), 1753-1756 DOI: 10.1126/science.1142490

Imagens: infelizmente perdi as referências de algumas...


Uma corda sobre um abismo...


"O homem é uma corda estendida entre o animal e o super-homem- uma corda sobre um abismo" (Nietzsche, FW., 1995 [1885]: 31).



Não há uma linha bem definida separando os outros animais de nós. E se é existe é tênue o suficiente para nos confundir o que é do "animal" ou o que faz parte da humanidade. Formigas constroem túneis complexos debaixo dos nossos pés, e nós construímos edifícios... Qual é a diferença?

O abismo seria o tempo, e a corda seria os outros animais... Somente.

A pausa para o Café foi demorada, mas estamos de volta...


Eu, um aglomerado de átomos, a ponderar sobre os átomos que formam eu e você

É incrível até onde podemos ir com o pensamento. A lógica (que é pensamento, por fim matéria) pode te levar de "A" a "B", mas a imaginação te leva a qualquer lugar do universo, como dizia o velho Einstein... Precisamos manter a mente aberta, mas a tal ponto de não deixar transbordar o cerébro para fora (Dawkins). Para podermos hipotetizar novas formas de vida, precisamos entender e estabelecer de comum acordo o que é isso, a vida. E já possuímos uma definição, talvez nao satisfatória para alguns, de que a vida como a conhecemos, a única, a nossa e dos outros organismos terrestres, se baseia nos átomos da tabela periódica.

Não em todos é claro, pois eles precisam possuir algumas propriedades "especiais", como formar longas cadeias estáveis (carbono), doar ou receber energia na forma de eletricidade (comunicação e interatividade que faz o hidrogênio e oxigênio ), formação em conjunto de maior complexidade como o nitrogênio, que é a base dos ácidos nucleicos e aminoácidos, acelerar, dar estrutura e energizar as reações quimícas, um dos papéis do fósforo e o enxofre que faz ligação com algumas proteínas (note que cada vez mais a complexidade e o nível hierárquico aumenta). Aqui temos o acrônimo mnemônico "CHONPS", os elementos básicos para a vida na Terra.

A alguns dias atrás, descobrimos que ao menos um desses átomos, o fósforo (P) talvez possa ser substituído por arsênico (As) e desempenhar funções semelhantes num organismo vivo, a agora famosa bactéria Halomonadaceae, estirpe "GFAJ-1", descrita no trabalho da Dra. Felisa Wolve-Simon da Astrobiologia da NASA. Bom, ainda não chegamos lá na nossa definição de vida (imagine uma lista de compras de supermercado). Os átomos detalhados acima não são suficientes, para manter um ser vivo, outros, como o Ferro (Fe) que forma a molécula da hemoglobina, tem papel fundamental no transporte de oxigênio em alguns animais, já outros possuem uma molécula semelhante, como os fotossintetizadores que possuem a clorofila mas outro átomo que faz esse papel, o magnésio (Mg), já alguns cefalópodes como os polvos e as lulas, possuem o Cobre (Cu) em molécula e papel semelhante.

Não é um trabalho fácil não é mesmo? por que ainda não paramos por aí, pois um organismo vivo troca, rouba e devolve energia para o meio ambiente, e também precisa nao somente se replicar (forma uma cópia de si) mas se reproduzir (formar uma cópia de si de forma "autônoma"), um dos motivos dos vírus não entrarem no escopo de seres vivos (pois eles utilizam o maquinário da célula invadida para tal). Esse sistema vivo ainda precisa mudar, sofrer mutações, ou adições e deleções e por fim evoluir.
Aqui estamos, talvez tenha conseguido descrever a forma de vida mais simples de todas, uma bactéria.

Mas e outras "vidas"? outros seres? Nós estamos aqui, mas onde estão todos os outros? isso se eles existem... No próximo post, vamos continuar em cima dessa questão. Então ainda dá tempo de preparar o café, limpar os óculos (se você os usar) por que é cedo para ir dormir, ainda mais que o próximo texto irei discorrer a respeito de vida feita de nuvens... Até lá.

Imagens: aqui, aqui e aqui


Eu sou de arsênico. Uma bactéria seduzida por um veneno, no lugar mais solitário do planeta

Ah... Bactérias. Organismos primordiais do nosso planeta. Ocupam praticamente todos os nichos da Biosfera, até mesmo vivemos em paz com elas (em nosso estômago) ou as vezes elas podem nos matar. Entidades simples, mas que "inventaram" as mais diversificadas e estranhas maneiras de sobreviver. Manipuladoras sexuais, sobreviventes a radiação alta, fazem nuvens, constroem colônias petrificadas em praias antigas, comem enxofre, e agora, em artigo publicado na revista Science, e divulgado em coletiva de imprensa as 17 hs (horário de Brasília) e 2 hs de Washington D.C, Estados Unidos pelo centro de Astrobiologia da NASA, podem utilizar o elemento Arsênico (As) em sua bioquímica, substituindo o Fósforo (P) como estrutura essencial na molécula de DNA, e possívelmente em outras biomoléculas.

O que pensávamos sobre a vida, ou sobre os elementos essenciais da "vida como ela é" era baseado nos "big six", ou seja, todas as formas de vida, de um grão de bactéria, de um cavalo marinho, uma bromélia solitária, e até a ruiva apetitosa Christina Hendricks, todos são formados de básicamente Carbono (C), Hidrogênio (H), Oxigênio (O), Nitrogênio (N), Fósforo (P) e enxofre (S). A arquitetura molecular desses organismos é estruturada por estes átomos em forma de biomoléculas, nas estruturas celulares, no ATP (trifosfato de adenosina) a "energia que dá força", e na molécula da vida, o DNA. Para o nosso interesse o fósforo desempenha a função de formar o "esqueleto" do DNA, na forma de fosfato (PO43-) ligando-se ao oxigênio e açúcares, constituindo a estrutura externa dessa molécula.

A pesquisa liderada pela Bioquímica Felisa Wolve-Simon do NASA Astrobiology Institute, demonstrou em seus experimentos com o organismo do Domínio Bacteria, filo das Proteobacteria, da família Halomonadaceae, estirpe "GFAJ-1", que é possível que esse organismo substitua o fosfato por arsenato (AsO43- ) em funções analógas ao DNA "padrão", formando o esqueleto do DNA, talvez ATA (Triarsenato de adenosina?) e também nas estruturas celulares que compoem essa estranha amante do arsênico.
O lago onde vivem estas bactérias chama-se "Mono", na califórnia E.U.A, sua paisagem alienígena dá asas a imaginação. É um ambiente hipersalínico e alcalino, sua temperatura fica em torno de -15 C° a 17 C°, a vida nesta faixa sofre uma redução em seu metabolismo (o que o arsênico pode desempenhar papel fundamental neste caso).

Quando fiquei sabendo ontem a noite sobre essa coletiva, esperava algo um pouco mais surpreendente (mas, que de fato é sim, para a biologia), mas imaginava um novo código genético, ou uma nova forma de vida terrestre, que foi batizada hipotéticamente como "Biosfera das Sombras" pelo Astronomo Paul Davies, que seriam formas de "vida", que evoluíram de forma independente no sentido de não compartilharem estes constituintes básicos, não sendo possível sua inclusão dentro das classificações que conhecemos. Bem, não foi isso que aconteceu. Tão pouco a descoberta de vida extraterrestre como muitos haviam pensado, já que o tema era Astrobiologia. O que provavelmente aconteceu neste estranho e "sedutor" evento evolutivo foi uma adaptação extrema para utilizar o elemento "As" invés de "P", como constituinte básico em sua biologia.

"I am arsenic, half dead and cold as a stone,
I'll burn your guts and crush your bone.
If I should venture, corruption would spread.
No one should approach the living dead!
I am a poison - a knife in your guts.
I need to be blameless, disguise my sin,
I need to have a hide for a skin!
I need to be tidy, need to be clean,
need to have my best efforts seen. "

Então, não encontramos E.Ts, nem uma nova forma de vida completamente disparate, mas um tipo tomado de estranheza à bioquímica convencional utilizada por todas os outros (até onde sabemos). No contexto cosmólogico, abre possibilidades de encontrar outros organismos em exoluas e exoplanetas, e até mesmo no nosso sistema solar, já que a vida, de certa forma ainda pode nos surpreender cada vez mais,e me surpreendeu. E quanto a você, querido leitor?

Prometo mais detalhes a seguir (e correções), preciso dormir agora e aproveitar que o meu velho computador me permitiu escrever este texto tarde da noite.

Referências:
Sience Magazine: "A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus" DOI: 10.1126/science.1197258

Nature News: "Arsenic-eating microbe may redefine chemistry of life"
Poema: "I am arsenic" por Misha Norland
Mark Twain

Amanhã eu não sei...

Correr e permanecer no mesmo lugar (só que num diferente, sempre) ei? (mas se é o mesmo, como é diferente?) bem, isso é uma citação literária não precisa se preocupar ok?, um pouco de Rainha Vermelha, e a morte de Leigh Van Valen, que observou essa dinâmica entre parasitas e hospedeiros, o que pode ter dado origem ao Sexo...
Neste último mês comecei um novo espaço, dedicado a microtextos e imagens sobre genes, microscopia por tunelamento quântico, extinção, arte? que deriva do mundo natural, do real e imaginário (sim!!!! existe um mundo lá fora, de VERDADE) e através da observação, podemos construir conhecimentos para termos o poder de pensar, e agir sobre essas coisas todas. Eu vejo que tudo se trata de encontrar o seu lugar no mundo. Talvez tenha encontrado agora, amanhã eu não sei...
Então, o espaço está aberto com algumas imagens e textos (confesso que estou me divertindo muito) : "A mosca e o Jarro" . Apareçam, comentem, copiem e mandem fotos...

Para encerrar, seguindo o estilo do meu novo "Tumblr" um poema do Richard Feynman que eu gosto bastante.
Contemplo a sós o mar e penso ...
Vejo as ondas em agitado movimento ...
São montanhas de moléculas,
cada umas indiferente às outras ...
triliões as separam
formam, porém um uníssono a branca espuma.

Idades primervas sucessivas ...
´inda as ondas não eram por humanos olhos visíveis
ano após ano
ano após ano, tão estrondosamente
como agora, batiam nas praias.


para quem, para quê? ...
num planeta ainda sem vida,
um espectáculo sem espectadores.

Jamais em repouso ...
torturado era o mar pela energia
prodigiosa do Sol ...
desperdiçada sem trégua, derramada no espaço.
Uma migalha apenas faz bramir o mar.

Na profundidade dos oceanos, as moléculas
repetiam-se em padrões codificados
e repetindo-se, repetindo-se sem fim,
moléculas complexas formaram.
Novas e outras iguais a si ...
E uma dança original iniciaram.

Crescendo em tamanho, escolheram a via da
complexidade ...
Eis, por fim, a vida, multidões de átomos,
ADN, proteínas ...
Sempre, sempre embalando-se em estrutura complicada

Saídos já do berço-mar, agora
terrestres ...
átomos que ponderam,
matéria observadora.

À beira-mar ...
um Eu ...
Pergunta e pergunta-se:
um universo de átomos ...
um átomo-ilha no universo



As amantes dos cabelos das preguiças

Você olha para uma árvore. Lá em cima. Um animal com o olhar tristonho. Um tanto relutante, talvez. Você nota que seus pelos são esverdeados, quase misturando-se com os tons dos líquens que também vivem nestas mesmas árvores. Essa cor verde, confere um bom disfarce para o animal. Embora não seja um primata, lembra muito os membros da nossa familia, possívelmente pela convergência nos ambientes arbóreos. Tão bonito em seu silêncio. Pois, enfim você percebe que esta encantado por esse animal, uma preguiça.


Mas o encantamento não para por ai. Imagine que você está provido de um microscópio e resolve examinar minuciosamente estes cabelos, os seus pêlos esverdeados. daí você encontra milhares de outros organismos menores vivendo por ali. Claro, muitos piolhos, acáros e aranhas, mas também descobre que lá dentro, na superfície e também profundamente, vivem algas verdes! pequenos seres que "comem" as partículas do sol.



As algas da espécie Trichophilus welckeri, receberam este nome pois Trichophilus significa "amante dos pêlos" e foi descoberto que esta espécie existe somente em associação com o animal, numa simbiose mutualista, profunda e duradoura. Os pêlos absorvem água, e acabam tornando-se um local ideal para as algas, e a sobrevivência das algas de certa forma, contribuem na camuflagem da preguiça.
Agora só resta saber quem ama mais. A pequeníssima alga verde ou a esverdeada e sonolenta preguiça...


Nestes links é possível encontrar maiores informações sobre as evidencias moleculares, filogenia das algas e sobre a simbiose entre estes dois organismos:


SUUTARI. M. et al. Molecular evidence for a diverse green algal community growing in the hair of sloths and a specific association with Trichophilus welckeri (Chlorophyta, Ulvophyceae). BMC Evolutionary Biology.

http://www.helsinki.fi/research/news/2010/week15.html

Imagens:
http://cabinetmagazine.org/events/images/sloth
http://view3.picapp.com/pictures.photo/image/9606758/baby-sloth-fed-teresa/baby-sloth-fed-teresa.jpg


Saturno em Setembro

Nasce Setembro, e 31 anos atrás, a sonda Pioneer 11 foi passear próxima a Saturno... Tenho um pequeno caso de amor com os planetas gigantes, talvez por eles serem tão pesados e massivos, pelo cinturão de gelo que existe em alguns, e principalmente por suas incríveis luas...Mas o que é mais incrível que direcionar um objeto para as estrelas?
Antes da Pioneer 11, veio a Pioneer 10, aquela que carrega uma placa de ouro e nos descreve e diz aonde estamos a quem se interessar...

"Pioneer 10 will continue to coast silently as a ghost ship through deep space into interstellar space, heading generally for the red star Aldebaran, which forms the eye of the constellation Taurus (The Bull). Aldebaran is about 68 light years away. It will take Pioneer 10 more than 2 million years to reach it.
Its sister ship, Pioneer 11, ended its mission Sept. 30, 1995, when the last transmission from the spacecraft was received."

Daqui a 2 milhões de anos, Pionner 10 atinge a "constelação" de Touro, mais precisamente a estrela Aldebaran. Pionerr 11 cortou comunicações há 15 anos.

Longe de casa


"I know that the molecules

in my body are

traceable to phenomena in the cosmos.

That makes me want to grab people in the street and say,



‘have
you heard this?!’



-Neil deGrasse Tyson

Ciência que rouba

Li em algum lugar, talvez no blog do Mauro, que o melhor lugar para se fazer ciência não é sempre no laboratório, e sim muitas vezes em uma mesa de bar.

Alguns dias atrás, num boteco no centro antigo de Curitiba estava eu e meu grande amigo Químico, o Giorgio, conversando sobre o ensino de ciências, ambos já lecionamos, e obviamente já fomos (e ainda somos) estudantes. O tema principal foi a Eletrodinâmica e a Cromodinâmica Quântica, a Epigenética, metaloproteínas, ligações orgânometálicas, transposons e agentes quelantes. MINDFUCK!Mas isso foi só pano de fundo, a ciência, pois a grande questão em meio aos copos de cerveja e o frio estranho a mim, foi o porque dos métodos de lecionar ciência eram tão chatos quando estávamos na escola (e ainda é?), o que nos admira estarmos fazendo uma graduação em licenciatura em ciências e com objetivos de passar esse conhecimento para frente.
E pelas notícias do ministério da educação, falta professores de ciências, e os poucos com formação na área e já lecionam, tornam a matéria dura, enfadonha, e simplesmente chata!!!o que fazer na nossa humilde opinião? Introduzir exatamente estes assuntos complexos, que conversamos no bar, em tom de conversa, com o objetivo de "roubar "a atenção dos estudantes! certo que a primeira vista é paradoxal, ensinar por exemplo, a Relatividade, quando os alunos mal compreendem ou não gostam da física Newtoniana, mas a idéia é exatamente seduzir mesmo! através destes temas considerados "esotéricos", um roubo no sentido mais belo da palavra. Dai então ficaria mais suave a transição para outros temas mais "prosaicos", que são aqueles que a gente vê na escola, e claro no dia a dia.

E o mais precioso, o catalisador dessa sedução é o professor, ele que irá mostrar como é esse método especial de descobrir as coisas, que é a ciência. Que nada tira da beleza do mundo, mas só adiciona. Abrir as janelas da mente... Parece utópico eu sei, mas das vezes que toquei em assuntos complexos em aulas, os olhos da gurizada brilhavam, com esse mundo novo, grande e assombroso que se descortina quando estudamos a natureza das coisas através da ciência.
Tem o efeito Mpemba, descoberto por um estudante secundário africano, e que consiste no fato da água morna congelar mais rápido do que agua fria! muitas pessoas duvidam desse fato, mas então faça o seguinte, peça para a pessoa, ou seu aluno ir para casa e tentar reproduzir esse fenômeno, anotar os resultados e comparar com a teoria, agora sim, isso é ciência, e isso que a distingue de outros saberes, é um saber que te dá a possibilidade de confirmação e refutação pessoal de certas teorias.

J. Robert Oppenheimer

Então, dessa forma poderemos começar a falar de uma real educação científica. Que não pode se limitar a transmissão de dados, decoreba, e passar em provas... Certo, ainda há muitos "Muros" para impedir essas ações, essas conversas, mas comece em sua casa, em seu bar favorito, na sua sala de aula, daí sim alguma coisa importante poderá surgir disso.

O termo ciência que rouba foi um problema meu de tradução do espanhol, de uma série sobre ciências "Ciencia que ladra". Mas eu gostei!

Imagem: aqui.

Extinção e esquecimento


"Todos os meus amigos estão mortos...
Assim como os Brontossauros (apatossauros)
.
A maioria dos meus amigos estão mortos...
Assim como o Dodô.
Todos os meus amigos expiraram na terça...

Assim como o leite."

Livro de Avery Monsen e Jory John, minha próxima aquisição aqui... Existe um poema lindo de John Griffin: Extinction, leiam...