Cientistas estão mapeando o DNA de todos os seres vivos nas Ilhas Britânicas

A conclusão do Projeto Genoma Humano em 2003 foi um divisor de águas na história da ciência e da medicina. A capacidade de sequenciar o DNA humano tornou possível tantas coisas que nunca poderíamos imaginar antes – entre as quais, é claro, o teste de DNA para genealogia e a disponibilidade de kits de teste de DNA caseiros acessíveis, como o MyHeritage DNA.

O Instituto Sanger, responsável por essa conquista científica inovadora, está agora trabalhando em um novo projeto ambicioso: o projeto Árvore da Vida de Darwin. O objetivo do projeto é sequenciar os genomas de cerca de 70 mil espécies, incluindo animais, plantas, fungos e protistas, localizados na Grã-Bretanha e na Irlanda. Quando estiver concluído, será a primeira vez que os genomas de um ecossistema inteiro serão sequenciados.

“Quando o genoma humano foi sequenciado, mudou a maneira como fazemos biologia humana para sempre”, disse Mark Blaxter, que lidera o projeto Árvore da Vida, à BBC News em uma entrevista recente. “Isso realmente transformou a forma como nos vemos e como trabalhamos com nossa saúde e doença. E queremos tornar isso possível para toda a biologia. Então, queremos que todos, trabalhando em qualquer espécie, ou qualquer grupo de espécies, em qualquer lugar do mundo, possam ter essa base definitiva… está enchendo a biblioteca da vida.”

Mapa das Ilhas Britânicas

Além de expandir os horizontes do conhecimento humano, um dos objetivos do projeto é nos ajudar a entender melhor como as espécies se adaptam para sobreviver em ambientes hostis e voláteis. Isso pode nos ajudar não apenas a aprender como proteger as espécies de ameaças ambientais – como as mudanças climáticas – mas também a descobrir novos materiais que podem nos ajudar, como antibióticos e outros medicamentos.

Demorou mais de uma década para sequenciar o genoma humano. Nos 20 anos que se passaram desde 2003, a tecnologia melhorou muito, tornando possível sequenciar o DNA em um ritmo muito mais rápido. No Instituto Sanger, graças a computadores mais poderosos e processos automatizados, um genoma inteiro pode ser mapeado em questão de dias.

Mesmo assim, a grande escala do projeto Árvore da Vida o torna um empreendimento enorme. O site do projeto informa que pouco mais de mil espécies foram sequenciadas até agora. 1.000 completos… 69.000 faltando!

Além disso, muitos dos genomas que estão mapeando são mais complexos do que os humanos. O visco, por exemplo, tem um código genético contendo 94 bilhões de bases – mais de 30 vezes mais que o genoma humano! Como o processo de mapeamento do genoma envolve quebrar o DNA de cada espécie em fragmentos, entender o que há nesses fragmentos e juntá-los na sequência correta… há muito trabalho pela frente.

O primeiro passo no processo é obter tecido biológico de cada uma das espécies. O Sanger Institute recebe essas amostras de vários parceiros e organizações do Reino Unido e da Irlanda e as insere em um sistema de gerenciamento de amostras. As amostras são armazenadas a -70 ℃ (-94 ℉) até que a equipe de extração esteja pronta para elas.

O processo de extração apresenta alguns desafios. Existem técnicas testadas e comprovadas para extrair o DNA dos tecidos de algumas espécies, especialmente mamíferos. Mas, para trabalhar com muitas das espécies que passam pelo laboratório, a equipe deve mergulhar em águas desconhecidas. Para mapear 70.000 genomas em apenas 10 anos, eles precisarão desenvolver um processo padronizado e vêm fazendo um bom progresso em direção a esse objetivo. Os métodos que eles desenvolvem guiarão o caminho para outros cientistas mapeando ecossistemas adicionais no futuro.

Uma vez extraído o DNA, é hora de sequenciá-lo: ou seja, determinar as identidades dos pares de bases que constituem os blocos de construção do DNA da espécie. O que vem a seguir é provavelmente a etapa mais desafiadora do processo: remontar essas peças no genoma completo. O site do projeto compara esta etapa à montagem de um quebra-cabeça, exceto que a imagem na frente do quebra-cabeça foi quase toda apagada, a caixa pode conter várias cópias da mesma peça e pode haver peças de um quebra-cabeça totalmente diferente !

Uma vez que o genoma foi montado, ele é verificado quanto a erros pela equipe de curadoria e, em seguida, enviado ao Instituto Europeu de Bioinformática do Laboratório Europeu de Biologia Molecular (EMBL-EBI) para que possa ser compilado e apresentado ao mundo em um formato digerível. A equipe do EMBL-EBI anota os conjuntos para incluir informações biológicas e, em seguida, os carrega no navegador do genoma Ensembl, onde pessoas de todo o mundo podem visualizá-los.

Navegador de genoma Ensembl

À medida que o projeto avança e a equipe desenvolve métodos padronizados para extrair e analisar o DNA de criaturas e plantas que nunca foram sequenciadas antes, eles abrirão as portas para pesquisadores de outros lugares do mundo estudarem diferentes ecossistemas – nos levando um passo mais perto para criar um mapa genômico de todo o planeta.

Não são apenas as pessoas dos lugares em que vivemos que fazem nossa herança. Os animais, as árvores, as flores, os pássaros, até os microorganismos nos quais nem pensamos, fazem parte do ecossistema que constitui nossa casa e nos torna quem somos. No MyHeritage, estamos empolgados em ver projetos como esses avançando, não apenas porque são bons para a humanidade e para o planeta, mas também porque os avanços realizados por esses cientistas pioneiros certamente aprimorarão o campo dos testes de DNA como um todo.

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