Nova abordagem na síntese de DNA

Cientistas da Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences criaram um chip de silício que atua como uma pequena fábrica de escrita de DNA. Este dispositivo inovador pode sintetizar até 64 sequências de DNA diferentes simultaneamente, utilizando uma abordagem baseada em água e enzimas, ao invés dos processos químicos tradicionais, que são mais poluentes.

O estudo, publicado na revista Nature Electronics, marca um avanço significativo na biotecnologia, permitindo a produção de DNA de forma mais limpa e potencialmente mais acessível. A pesquisa foi liderada por Donhee Ham, professor de Engenharia e Ciências Aplicadas na Harvard SEAS.

Uma alternativa mais sustentável

A produção de DNA sintético é crucial em diversas áreas da ciência moderna, incluindo diagnósticos e engenharia genética. Atualmente, a maioria do DNA customizado é fabricada utilizando química de fosforamidito, um método que, embora eficiente, depende de solventes orgânicos perigosos e geralmente requer instalações especializadas. A nova técnica, que utiliza uma abordagem enzimática, promete reduzir esses riscos e facilitar a produção em menor escala.

Até o momento, métodos enzimáticos anteriores eram limitados a cerca de uma dúzia de sequências por vez. O chip desenvolvido pela equipe de Harvard, no entanto, é capaz de sintetizar 64 sequências de até 39 nucleotídeos cada, estabelecendo um novo marco para a tecnologia.

Funcionamento do chip de silício

A síntese de DNA ocorre um nucleotídeo por vez. Após a adição de cada nucleotídeo, um grupo bloqueador temporário impede o crescimento adicional. Para adicionar um novo nucleotídeo, é necessário remover esse grupo por meio de um processo denominado desproteção, que é ativado em condições ácidas.

O chip de Harvard possui 64 locais de síntese, cada um com eletrodos em anel que controlam a acidez local, permitindo que a sequência de DNA cresça de maneira controlada. Essa tecnologia foi inicialmente desenvolvida para registrar a atividade elétrica de neurônios, mas os pesquisadores descobriram que poderia ser adaptada para a síntese de DNA.

Perspectivas futuras e desafios

Além das aplicações em biologia sintética, a equipe usou as sequências de DNA sintetizadas para codificar um texto de 169 bytes, indicando um potencial para armazenamento de dados em DNA. Embora essa forma de armazenamento ainda exija produção em larga escala, a síntese enzimática em água pode se tornar uma alternativa viável à medida que a demanda aumenta.

Os pesquisadores identificaram que o próximo desafio é desenvolver uma química de desproteção que funcione em conjunto com a capacidade do chip de controlar o pH, para aumentar ainda mais a quantidade de sequências que podem ser sintetizadas simultaneamente.