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Primeira Mesa Redonda do Clube de Biologia Sintética da USP

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A Monique já tinha dado as caras no blog – leia aqui, mas ainda não tinha participado das reuniões do clube. Veio de São Carlos só para nos conhecer, que honra! Nós, nada bobos, aproveitamos para para fazer uma breve discussão sobre o contexto da biologia sintética nos EUA – mais precisamente em boston, onde ela esteve e participou do iGEM com a Universidade de Boston – e no Brasil. Estamos engatinhando frente à pesquisa americana, mas estamos no caminho. É isso que importa. Encontros assim servem para abrir nosso olhos e olharmos mais adiante, onde queremos chegar.

Nesse encontro discutimos sobre os projetos e os perfis das equipes participantes, arrecadação de fundos e as diferenças Brasil-EUA. A Monique nos deu uma introdução sobre o projeto que realizaram, e é claro, contamos como foi a experiência do nosso time frente à competição.

Dividi o vídeo em 5 partes, e por temas. Assim pode ficar mais fácil para assistir. Aproveitem e sintam-se livre para fazerem perguntas. Podemos continuar a discussão por aqui.

Parte 1 – Apresentações Equipes do iGEM e Perfil 

Parte 2 – Financiamentos e Captação de Recursos

Parte 3 – O de Time de Boston (BU) e Comparações

Parte 4 – Os Projetos da USP-UNESP 

Parte 5 – Jamboree 

Aproveito para indicar a leitura sobre o time de Groningen. Já falamos neles por aqui.

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A biologia sintética pode tornar sua bebida mais segura? Reloaded – Parte 2

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Como o Pedro disse no vídeo publicado no último post, eu vou tratar da parte um pouco mais cabeluda de se fazer um projeto: os problemas!
Nesse vídeo abaixo (que eu me esforcei para caber em quase 10 min), o meu trabalho foi explorar os outros contaminantes presentes nas bebidas “não comerciais” (ou falsificadas): o carcinogênico carbamato de etila e o cobre.

O grande e emocionante desafio dessa parte é estimar a viabilidade no projeto com base em alguns parâmetros, como preço das técnicas, acessibilidade a equipamentos, o know-how que temos e principalmente o tempo que tudo isso irá tomar até setembro (!!).
Com apenas as pesquisas que fizemos, tentei delinear informações importantes e determinantes para sabermos se o projeto é factível ou não, com base em questionamentos simples, como: “Se tivermos uma amostra com uma bebida com o máximo de contaminantes permitidos por lei, o sistema irá responder com os níveis de atividade gênica que temos!?”.
O objetivo do “produto final” não é ser um detector como um cromatógrafo, da mesma maneira que o seu computador pessoal não foi feito com o objetivo de ser um “Pensador Profundo“. A ideia aqui é explorar é criar um detector extremamente barato e descartável, sem a necessidade de se encomendar análise ou de comprar aparelhos caros. O “público alvo” da tecnologia em pesquisa é o cidadão comum. É o “Seu Antônio” da distribidora de bebidas da esquina, que quer avaliar a qualidade de um novo fornecedor; ou até mesmo a vigilância sanitária de uma cidadezinha de Minas Gerais, que quer avaliar a qualidade das chachaças de um festival regional. Imagine essas pessoas indo no supermercado mais próximo comprar um “fermento” que pode fazer essas análises.
Enfim: estamos abrindo esse projeto a ideias, sugestões e principalmente críticas. Estamos precisando daquelas pessoas que nos digam que é impossível, mas que argumentem o melhor possível suas opiniões. Ao contrário de muitos alunos de pós-graduação, nós adoramos que “falem mal” das nossas ideia de pesquisa – desde que seja pra gente! Apesar de aparentemente contraditório, é assim que os projetos se tornam tangíveis.
Assistam o vídeo para descobrirem os furos que já encontramos da proposta do primeiro vídeo e o que estamos fazendo para “tapá-los”:

Correções e Observações do Vídeo:

A Biologia Sintética pode tornar sua bebida mais segura? – Um possível projeto para o iGEM 2013

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Texto e vídeo de Pedro Medeiros

Os preparativos para o iGEM 2013 já começaram e os times já avaliam as possibilidades de projetos. Nós, do time da USP, não ficamos para traz e já reunimos algumas boas idéias e começamos a explorá-las para sondarmos suas viabilidades.

Dentre essa idéias, apresento agora em uma série de dois vídeos curtos, a possibilidade de detectores de substâncias nocivas comuns encontradas em bebidas não certificadas baseado em uma levedura. O primeiro vídeo traz uma abordagem geral e inicial que fiz do assunto e o segundo vídeo, feito por Otto Heringer, explora mais a fundo possibilidades e gargalos deste projeto.

Fiquem portanto com primeiro vídeo da série!

iGEM 2012 Latin America: Aquilo que realmente importa

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fúria de maca

Esse é o quarto e último post da minha prolixa descrição de como foi a fase da América Latina do iGEM de 2012. Quatro posts são até pequenos para realmente explicar tudo o que aprendemos e o que é realmente importante nisso tudo, mas espero que esses posts possam servir como referência para futuros times do iGEM na organização de suas equipes para competições futuras – pelo menos eu espero que hajam mais times brasileiros nos iGEMs futuros! Haha!

Os “finalmentes” da Competição

Festa

A organização colombiana foi realmente muito boa. Além do fato da Universidade dos Andes ter uma das melhores infra-estruturas que já vi em uma universidade, a organização do iGEM latino criou um grupo de voluntários sensacional que possibilitou muitas coisas legais durante o Jamboree. Uma dessas coisas foi uma festa logo após a apresentação dos pôsteres em um dos lugares mais malucos que já vimos: o bar/baladinha/restaurante/”campo recreativo”/churrascaria “Andres carne de res“, que fica em Chia, uma cidade perto de Bogotá.

Mauro A. Fuentes çlvarez

Esse lugar é completamente maluco porque parece uma pintura viva de Salvador Dalí: cheia de coisas nonsense que ao mesmo tempo pareciam ter um sentido maluco obscuro. As mesas, ao invés de números, têm nomes. Os garçons e garçonetes usavam um avental marrom propositalmente remendado que parecia ter sido emprestado de um açougue. E o mais bizarro (e engraçado) de tudo: a cada meia hora os banheiros masculino e feminino invertiam a restrição de gênero; então se você foi em um banheiro em um momento e quiser ir de novo depois, é preciso checar se ele ainda é masculino/feminino (dependendo do seu sexo, é claro) antes de entrar. Craziness! Eu poderia fazer um post só sobre esse lugar! Mas o que realmente importa aqui é pudemos interagir bem melhor e conhecer mais pessoalmente os outros participantes da América latina do iGEM. A organização acertou em cheio em um lugar para impressionar os estrangeiros.

Cerimônia de Premiação

Depois de termos feito uma típica e incômoda barulheira-no-fundo-do-buzão brasileira na volta da festa (com direito a “fulano-roubou-pão-na-casa-do-joão”), dormimos muito pouco e fomos sonolentos tentar nos orientar no confuso sistema de transporte transmilenio num dia de domingo.

A Universidade dos Andes (assim como provavelmente a maioria das universidades do mundo) estava semi-desértica no domingo. Fiquei preocupado se cairia narcolepticamente em sono pesado durante a premiação, o excelente café colombiano e a animada organização evitaram que isso acontecesse.

Antes de apresentarem os resultados e anunciarem os finalistas, houve uma pequena apresentação de vídeos dos projetos do iGEM e depois algo que me foi particularmente constrangedor: cada time escolhia um hombre e uma mujer para ir ao palco dançar um dos ritmos latinos característico da colômbia (não sei diferenciar qual porque para mim todos são iguais). Adivinha quem o Brasil escolheu… Por motivos de preservação de imagem, vou me limitar apenas uma foto do ocorrido e não o material de chantagem que meus colegas filmaram.

Baila Macarena!

 Ah! Só um detalhe: intencionalmente ou não, eles escolheram um par para dançar justamente de países  com praticamente nada a ver com os ritmos que os outros representantes da América latina compartilhavam: Brasil e Argentina! Samba e Tango! Nada a ver com “os mambos”! E ainda de países rivais no futebol!

  Pois bem. Depois desse preâmbulo vexaminoso, a organização (por algum motivo obscuro) ficou adiando constantemente o anúncio das medalhas, nos dizendo para termos paciência e esperarmos um pouco. Isso só serviu para escancarar a ansiedade nos olhos e nas conversas paralelas do grupo brasileiro. Como eu tinha dito no primeiro post,  eu sinceramente não achava que levaríamos ouro. Acho que alguns do time também não, mas naqueles momentos vivos da cerimônia de premiação a vontade de querer acreditar que era possível se inflava. Eu me controlava para ser racional e me apegar a uma série de pensamentos que havia tecido em momentos de menor tensão. Resolvi me entregar ao esporte de twittar os acontecimentos antes do twitter do iGEM LA o fazer. Na verdade, eu estava mesmo preocupado como seria a reação das outras pessoas do nosso time ao recebermos os resultados.

Special Prizes

Primeiro foram anunciados os ganhadores dos special prizes. Basicamente, o time colombiano e um mexicano levaram quase todos os special prizes. E o best presentation ficou para o time chileno, como já esperávamos (e que relatei nesse post aqui). Confira os resultado abaixo:

Finalistas

O anúncio dos finalistas veio em um slide só e com todo o sensacionalismo que tem direito: uma animação para cada time sendo mostrado entre as quatro classificações possíveis: ouro, prata, bronze e no medal.

Naqueles segundos entre uma revelação e outra, o meu cérebro fez aquilo que os cérebros adoram fazer com os humanos em momentos decisivos: passar um inconveniente filminho de acontecimentos e sensações que nos levou até ali. Pensei no crowdfunding. Pensei em quando o Mateus teve que deixar o grupo para trabalhar na Braskem. Pensei nas reuniões quase “miadas” que organizei. Pensei em como eu me agarrei tão forte e teimosamente àquele sonho depois que saí do Ciências Moleculares. Pensei nos dias decisivos em que consegui juntar ao barco pessoas importantíssimas para o grupo. Pensei nos problemas de laboratório. Pensei nas discussões. Pensei nas jogadas de cintura para resolver os problemas que encontrávamos. Pensei nos nossos erros. Pensei em tudo o que tivemos que fazer para conseguir dinheiro para a viagem. Pensei que representávamos universidades cheias de renome. Pensei que representávamos o Brasil. Pensei no que significava estar ali não só pra mim, mas para todos os outros malucos que foram comigo até lá. Pensei que éramos brasileiros.

Enfim. Como vocês devem ter percebido a minha ingênua capacidade de ver os fatos analiticamente e sem emoção foi pra cucuia. Ao vermos o resultado da medalha de prata, fui invadido por uma sensação de trabalho cumprido. Não fiquei triste. Por incrível que pareça, todo aquele turbilhão de pensamentos desaguou na preocupação de como o grupo estava recebendo aquela notícia, e naquele momento, eu vi o quão teimosos e incríveis nós fomos. Nós fomos brasileiros.

Resultados do Jamboree LA

Pós iGEM

Depois de algumas expectativas confirmadas e outras confrontadas, chegamos a um consenso de que tínhamos mandado bem. Como disse no primeiro post, não se mede o progresso até onde se chegou, mas de onde se saiu até onde se foi. O que importa é a derivada!

Depois da cerimônia eu via em muitos rostos aquela característica cara de digestão mental de pensamentos. Essa cara só ganhou outro molde na tradicional foto do Jamboree, onde todos os times posam para uma única foto.

Jamboree Photo

E ainda pudemos tirar fotos com os times que mais conversamos durante a competição: Panamá, Argentina e um do México.

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Nós e os chilenos e argentinos - viva el Mercosul!

Apesar de o Fernando, o nosso representante da Unesp, ter ido embora no mesmo dia, nosso grupo se dividiu entre aqueles mortos de cansaço e aqueles que estavam chutando o balde. Tive meu momento em ambos os grupos.

Antes de podermos descansar, a organização ainda se deu ao agradável trabalho de organizar uma visita ao Museo del Oro e ao centro histórico de Bogotá.

Visitando a praça Simón Bolivar.

Nós, colombianos, mexicanos e a profa. Tie.

Durante isso aproveitamos e conversamos bastante com uma juíza brasileira da competição, Tie Koide. Simpática, ela respondeu a todos os questionamentos sobre o julgamento dos times que povoaram a mente do grupo após a cerimônia de premiação. Algumas (não todas) confirmações de expectativas foram:

  • Sim, a wiki ficou boa - apesar de estar faltando algumas coisas…
  • Sim, os resultados do Plug’nPlay foram convincentes!
  • Sim, aquela pergunta-de-quem-não-entendeu-nada que nos apareceu pós apresentação foi realmente vista como se nós não soubéssemos o que estávamos fazendo.

Já algumas coisas que não corresponderam ao que esperávamos foram:

  • Não, a Human Practices não estava OK. Acho que o que fizemos com o Blog e o Clube de Biologia Sintética foi sensacional nos parâmetros brasileiros, mas se olhando no parâmetro internacional não é grande coisa. Talvez tenhamos sofrido com um pouco de descontextualização: um site sobre Biologia Sintética (o synbiobrasil) em um país que praticamente não tem nada disso causa bem mais impacto do que um site em um país que já faz algo do tipo, como nos EUA por exemplo. Apesar disso eu concordo que deveríamos ter nos preocupado mais com essa parte.
  • A modelagem ficou OK, mas poderia ser melhor. O que eles estão procurando mesmo é algo além de equações diferenciais. Não fomos tão bem como poderíamos por uma certa ingenuidade em não saber ao certo como eles nos iriam avaliar.

No dia seguinte, dia que iríamos embora, aproveitamos e nos encontramos com algumas pessoas da organização com quem fizemos amizade e fomos dar mais uma volta por lugares históricos de Bogotá. Foi ótimo para tirar um pouco o stress.

O que realmente importa

Nos reunimos cerca de uma semana depois na USP para conversarmos sobre o que todos tinham aprendido com aquilo tudo; sobre quem ainda ia continuar na empreitada, o que precisava ser mudado, quais são os novos planos e etc. Uma das coisas que mais me tocou foi saber aquilo que tinha ficado curioso em saber desde o dia da cerimônia de premiação: o que diabos está se passando na cabeça de todos!? Quando perguntei o que significou o iGEM para as pessoas do grupo, algumas pessoas disseram que era essa a única coisa que ainda a motivava a estar na universidade. Em meio a centenas de aulas meramente contemplativas, iniciações científicas desestimulantes (em que o aluno recebe o projeto pronto e não tem liberdade de criar e fazer algo “seu” – dentro dos limites e a temática do lab em questão, é claro) e em um ambiente academicista desetimulador de atividades empreendedoras (pelo menos entre os institutos da maioria das pessoas envolvidas), o iGEM surgiu como a oportunidade dos alunos acharem seu propósito dentro da faculdade, de estimulá-los a estudar, a criar, a fazer! Também achei interessante que algumas pessoas só foram realmente entender o que é o iGEM e todo o seu impacto só quando estavam lá em Bogotá.

O que realmente importa: as pessoas!

Essa reunião foi uma das reuniões mais importantes do Clube de Biologia Sintética. Nela, ficou bem claro pra mim o que realmente importa – aquilo que às vezes se perde em meio ao stress e a prazos apertados. Como o Carlos já havia me dito antes (mas só nesse momento percebi de verdade), a grande ideia do projeto em lab é fazer as pessoas aprenderem e se desenvolverem como cientistas. O que vier além disso é lucro. Contudo o essencial é isso: as pessoas. Não importa a medalha, a wiki, a apresentação, os experimentos e tudo mais se o que fazemos não atinge direta ou indiretamente as pessoas, se não é uma oportunidade de mudar e gerar pessoas com capacidade de mudança.

Esperamos continuar a ser aquilo que fomos (e tentar melhorar um pouquinho mais!): teimosos, questionadores e pró-ativos. Talvez assim consigamos manter acesa a chama da oportunidade de poder fazer algo diferente na academia, algo “com as próprias mãos”, algo em busca de resultados. Não sei se vamos conseguir tudo isso, mas com certeza vamos fazer o que realmente importa: criar a oportunidade para pessoas crescerem e se reinventarem. Isso vale mais do que ouro.

iGEM 2012 Latin America: Nossos Projetos

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animação total

Depois de dias no laboratório, noites mal dormidas (vide foto acima), muita teimosia, discussões (construtivas e não construtivas)  e principalmente com um pequeno “salto de fé”, nós conseguimos representar o Brasil na competição internacional de máquinas geneticamente modificadas de 2012 (para saber mais do iGEM, veja esse post e esse outro aqui)!

no bolt

Antes de falar como foi a experiência, a viagem e tudo mais (próximo post!), vamos falar nesse post sobre o que diabos fomos apresentar lá na Colômbia , como é o julgamento dos projetos e o que nós conseguimos/esperávamos conseguir.

Projetos

Fomos para a competição com dois projetos  (o que pode ser entendido desde como algo “arriscado” ou “ousado”, até a “completamente insano”) que já haviamos comentado no blog bem antes mesmo de colocarmos a “mão na massa” em laboratório. A grande estratégia foi ter um dos projetos bem factível, que nos daria uma maior certeza de resultados positivos, e um projeto mais ambicioso, que nos destacaria entre os demais por sua inovação e criatividade – mas que a chance de dar certo não era lá assim tão boa quanto a do outro projeto.

Levamos para o Jamboree (palavra em inglês que significa algo como “reunião de celebração”) o projeto “Plamídeo Plug’nPlay” – o factível – e o “Rede de Memória Associativa usando Bactérias” – o ambicioso.

Plug’nPlay

Basicamente, o Plasmídeo Plug’nPlay é uma maneira mais espertinha de se pegar um gene qualquer e colocá-lo para ser expresso dentro de uma bactéria. Para quem entende melhor do assunto, ao se explicar o projeto o nome de outros sistemas comerciais podem vir à cabeça – como o método Gateway, TOPO e o In-Fusion - mas a grande ideia é: se você tem um gene que quer clonar (ser expresso em algum ser vivo), basta fazer um PCR dele (milhões de cópias do dito cujo) e seguir o protocolo de transformação, como se os pequenos pedaços de DNA lineares fossem um plasmídeo. O plasmídeo Plug’nPlay (já presente dentro da bactéria) cria uma maquinaria para reconhecer esse produto de PCR e inseri-lo no próprio vetor. A grande vantagem desse método é que não existem certos passos que consomem um tempo desnecessário, como certas reações in vitro presentes nos três métodos citados anteriormente. A E.coli faz tudo isso por você!

Explicação do Plug&Play

Quando já estávamos começando a fazer os experimentos, descobrimos um método lançado recentemente pela empresa GenTarget, o método Eco PCR, que faz EXATAMENTE a mesma coisa: PCR e transformação – dois passos: “Plug” e “Play”. Contudo, existem duas diferenças entre o Plug’nPlay e o Eco:

  • o Plasmídeo Plug’nPlay usa uma recombinase, enquanto o Eco PCR usa recombinação homóloga;
  • o Plug’nPlay é Open Source!

Conseguimos resultados bem legais com esse projeto, mostrando uma prova de conceito que indicava a recombinação do produto de PCR com o Plasmídeo Plug’nPlay! Veja isso na nossa wiki, aqui.

Rede de Memória Associativa

Essa foi a aposta ousada do nosso time. Eufemicamente “ousada”.

Tudo parte de uma pergunta muito provocante: bactérias podem se comportar como neurônios para manter e lembrar uma memória!?

Toda dificuldade em explicar esse projeto está em tentar responder essa pergunta. Há várias “subperguntas” a serem respondidas dentro dessa, como: o que é (pragmaticamente) um neurônio!? O que é uma memória? Como é armazenada? Como se resgata uma memória!?

A memória do nosso cérebro não existe em “um neurônio”, e nem mesmo fica dividida literalmente em pedacinhos dentro de vários neurônios (pode até ser de fato, dependendo de como você interpreta “dividir em pedacinhos”). Ela é “sistêmica”, o que significa que você só consegue alcançar sua memória se todo um grupo de neurônios se comportar de uma maneira específica – ativando e/ou inibindo outros neurônios da rede.

esquema comparação neurônio - pop english
Enfim, essa é a ideia do projeto: fazer populações de bactérias se comportarem como um neurônio, podendo ser “excitadas” ou “inibidas”, e podendo “excitar” ou “inibir” outras populações – igual ao que um neurônio faz com outros neurônios. A(s) memória(s) seria(m) definida(s) quando “programássemos” geneticamente as populações para interagir entre si.

Se tivéssemos conseguido produzir isso completamente, teríamos a base para construir uma rede de comunicação entre as populações de bactérias, que seria análoga a uma rede de comunicação entre neurônios. À partir daí, seria possível criar um sistema que, dado um padrão de estímulo de populações inicial, poderia associar esse estímulo a uma das memórias do padrão de comunicação entre as populações, que já tinham sido “pré-programadas” com a memória.

Complicado né!? E só descrevi bem brevemente a ideia. Imagine ter que apresentar toda essa densidade de conteúdo em menos de 10 min!? E olha que eu nem mencionei o modelo de Hopfield para redes neurais, o aparato que teríamos que testar para ver o sistema funcionando e muito menos como funciona o sistema de Quorum Sensing. Acho que até mesmo Steve Jobs teria dificuldade em vender essa ideia.

Apesar de não termos conseguido finalizar as construções para realizar os experimentos, conseguimos fazer uma modelagem interessante do sistema, que mostra que para dois neurônios, há teoricamente quatro pontos de equilíbrio do sistema, o que indica – pelo menos teoricamente – que há o armazenamento das quatro memórias distintas num sistema simplificado. Na verdade, faltou fazer a análise da estabilidade desses pontos de equilíbrio, mas isso é outra história.

Se tudo o que planejamos desse hipoteticamente certo, poderíamos ter criado a prova de conceito para um sistema de auto-monitoramento de biorreatores, em que quantidades específicas de substâncias seriam mantidas nas devidas proporções através de um sistema de memória associativa que reestabeleceria sempre as concentrações das substâncias em questão, caso haja alguma alteração devido à fatores aleatórios do cultivo. Veja uma explicação melhor do projeto e até onde chegamos através da nossa wiki.

Resultados

Apesar de não termos chegado a resultados com o projeto de Redes, conseguimos “consertar” um BioBrick com erro e mostramos que o Plug’nPlay funciona, por isso conseguimos levar medalha de prata!

Certificado iGEM 2012

Para o incauto viajante, pode parecer claro que isso não é um bom resultado. Afinal “merecíamos ouro!”, “o time é da USP!” (ohh!), “a Unicamp foi melhor antes!”…

Particularmente, eu já esparava que o ouro fosse pouco provável. Não porque somos ruins, mas porque há uma condição necessária para levar o título áureo: a melhoria de novas partes e/ou novos devices (que são novas combinações de BioBricks já existentes). A maioria dos times de sucesso (a.k.a. europeus, norte-americanos e chineses) pesquisa os elementos de DNA desejados na literatura e manda sintetizá-los, o que agiliza muito o processo de redesign de BioBricks e viabiliza construções muito grandes. Não tínhamos verba o suficiente para a síntese, o que dificultava muito a criação de um device novo funcional, que seria construído no projeto de Memória Associativa. É lógico que existem outros fatores envolvidos para ganhar a classificação de medalha de ouro, mas escolhendo um como principal – aquele que, se diferente, poderia mudar bastante coisa – acho que seria esse: síntese de DNA. Infelizmente os devices do Plug’nPlay que construímos não foram considerados como “improvements”, mas apenas como uma caracterização funcional de uma nova parte/design. :(

Portanto, para mim, a briga estava mesmo se íamos levar prata ou bronze, porque ainda precisávamos de mais um dado para mostrar com um maior grau de “inequivocidade” que o Plug’nPlay funcionou. Mas parece que conseguimos convencer os juízes. :D

O que aprendemos

A primeria coisa que aprendi nisso tudo foi: não se mede o desenvolvimento e os resultados de um projeto vendo apenas onde se chegou, mas de onde se saiu e até onde se foi.

O que vale mesmo é o Delta!

Tudo começou no início de 2011, e depois recomeçou no segundo semestre do mesmo ano à partir do zero (pra não dizer à partir do “negativo”). Não tínhamos nada além da vontade de fazer acontecer. Conhecemos pessoas, o grupo cresceu e se fortaleceu, discutimos ideias, firmamos parcerias, criamos projetos,  arrecadamos verbas, aprendemos uma infinidade de coisas como: design, marketing, gestão de pessoas, planejamento, análise de viabilidade de projetos, web design,  programação, resolução de problemas do dia-a-dia em laboratório… Enfim, fizemos muitas coisas que muita gente duvidava no início de tudo – acho que até eu duvidava!

Outras coisa menos subjetivas que aprendemos principalmente através do feedback que recebemos dos juízes – e que podem ajudar futuros times brasileiros do iGEM – foram:

  • Os BioBricks são o foco, o resto do projeto em si é apenas o complemento da caracterização deles.
  • Os projetos que vão além da mera caracterização dos BioBricks são os de mais sucesso – parece contradição com a conclusão anterior, mas não é: experimentos de caracterização e experimentos de funcionalidade de um projeto devem ser complementares; os dois não são sempre necessariamente a mesma coisa.
  • Apresente a apresentação do Jamboree para o maior número de pessoas possível (de preferências professores da área) antes da apresentação fatídica: assim você consegue imaginar todas as perguntas possíveis que podem fazer para seu projeto – na verdade, isso vale para qualquer apresentação importante na sua vida.
  • Na modelagem: vá além de equações diferenciais.
  • Descreva bem os materiais usados e os protocolos na wiki!
  • Seja criativo e tente criar projetos de impacto no “mundo real”.
  • Tente criar uma Human Practice que tenha contato direto com as pessoas, de uma maneira criativa.
  • Foque nos resultados e em como eles foram feitos.
  • Ajude outro time do iGEM.
  • Fiscalize os outros times latinos para falarem INGLÊS e não ESPANHOL  no Jamboree da América Latina(importante!) – haha.
  • Nunca, em hipotese alguma, JAMAIS preencha os documentos de inscrição/submissão de partes com pressa ou sem atenção. Esse ano houve um time mexicano que não medalhou por falhar nesse quesito.

Futuro dos Projetos

Como parte da iniciativa do Clube de Biologia Sintética, queremos estimular a criação de projetos em Biologia Sintética não unicamente para o iGEM, mas para virarem publicações científicas ou empreendimentos mesmo. A competição é uma ótima plataforma para testes piloto de projetos e ideias, principalmente por contar com o acervo dos BioBricks e com a interação da comunidade internacional envolvida na área. Por isso, faz parte do nosso trabalho levar esses projetos além, fazer com que cheguem até ao “produto final”.

O plasmídeo Plug’nPlay ainda está sendo desenvolvido e testado no GaTE Lab visando futuras aplicações comerciais. O projeto de Redes está engavetado até definirmos o projeto do iGEM do ano que vem, mas há grande interesse de darmos continuidade a ele, principalmente por parte do pessoal da modelagem. Estamos com alguns contatos que podem se interessar em criar oportunidades para fazer essa rede de memória associativa com bactérias funcionar – muitos acharam interessantíssimo o nosso projeto no Jamboree, foi muito estimulador.

No próximo post vou falar de como foi a viagem a Bogotá e quais foram as impressões da competição para o único time tupiniquim deste ano. iGEM 2012 Latin America: Estivemos lá!

Enquanto isso, vejam nos comentários aí embaixo se meus comapnheiros concordam comigo sobre esse post (não me deixem no vácuo)! Hahaha! Até!

Time Brown-Stanford e suas máquinas marcianas

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Marte não está tão distante assim. Pelo menos é isso que afirmam os participantes do time Brown-Stanford do iGEM 2011. Os projetos desenvolvidos por eles utilizam o princípio dos exploradores: “Vamos usar o que encontrarmos no local.” No entanto, quando paramos para pensar em Marte, não conseguimos imaginar que lá haja uma fonte de recursos que facilitaria nossa “mudança” para lá. Pensando nas nossa necessidades primárias, e nas condições dos planeta vermelho, eles  em companhia dos caras da NASA,  decidiram por atacar principalmente duas questões: Energia e Abrigo.

Para o Primeiro, eles desenvolveram o projeto Powercell que consiste em modificar uma bactéria fotossintetizante para produzir compostos de carbono e nitrogênio que servirão de energia para movimentar outras máquinas biológicas, como aquelas que produzem álcool e outros combustíveis a partir de compostos orgânicos.  Em um resumo simplista, podemos dizer que eles farão combustível a partir de sol e ar. Mas não é só para produzir combustível que serve a matéria orgânica da PowerCell. Ela alimentará outras bactérias que podem produzir alimentos, remédios e até abrigos. Sim, Abrigos.

Assim introduzimos o segundo projeto e carro chefe das pesquisas: os REGObricks. Consiste em utilizar bactérias para a biocimentação de regolitos (composto que recobre a superfície de marte e da lua). Ou seja, fazer tijolos como os de concreto e com esses, construir abrigos e outros tipos de estruturas, como escudos contra radiação e plataformas de pouso.

Na nossa próxima reunião, que acontecerá na quarta feira, dia 12 vamos tentar entender os processos realizados por essas bactérias e como esse time, utilizando os princípios da biologia sintética e ajuda de pessoas e grupos especias tem construído essas máquinas. Marte é a motivação, mas a aplicação dos resultados obtidos por esse grupo pode revolucionar também a nossa vida aqui mesmo na Terra.

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Depois de impressioná-los com os trabalhos dos meninos do time Brown-Stranford, venhos informá-los que o nosso cronograma de reuniões está atualizado. Nos reuniremos semanalmente para discutirmos os avanços da biologia sintética e, é claro, construirmos planos mirabolantes para a nossa participação no iGEM em 2013. Se você ainda não faz parte do clube de biologia sintética e gostaria de participar inscreva-se no post abaixo e solicite sua participação no nosso grupo do google. Não é preciso ser especialista, também não é preciso ser da usp. Você pode nos acompanhar totalmente on-line. Nós transmitimos nossa reunião ao vivo, via Livestream.
Se você já faz parte do clube, fique atento ao e-mail. Confirmarei por lá o local exato da reunião.

Um Grande Abraço.  Até terça!!

ps: depois de terça colocarei um resumo e a apresentação da reunião. Vocês não terão desculpa para não conhecer essas bactérias interplanetárias.

Novidades para o Clube e um Super Prêmio

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Olá interessados e interessadas em biologia sintética do meu Brasil.
Semana passada, mais precisamente no dia 15 de Agosto, demos início às reuniões do clube de biologia sintética. Nessa reunião, o Otto explicou direitinho o que é a biologia sintética e entendemos o nosso papel como agentes da inovação. Certo?

Quem participou com a gente, seja na sala ou via Livestream ficou bastante empolgado. (Se você perdeu a reunião e gostaria de assisti-la, basta entrar em nosso canal no Livestream - aconselho que pule os 5  primeiros minutos, pelo menos.)

Ao final, entregamos um formulário para os participantes. Para conhecer seus interesses e claro, conseguir os seus emails para enche-los de spam  para marcamos as nossas próximas reuniões. Ainda não temos certeza da data. Sabe por quê?? Porque você ainda não preencheu o formulário.

Que tal fazer isso agora??

Agora que você preencheu esse formulário posso te dizer que criamos um grupo no Google para as nossas discussões. Você está mais que convidado para participar. É só clicar aqui: Clube de Biologia Sintética – USP 2012 

Na nossa próxima reunião (que ocorrerá na semana que vem) quem irá vos falar sou eu. \o/ eeeeeeee!! (comemoração para esconder o medo, rs) Estejam preparados para se surpreenderem com um projeto muito interessante do iGEM 2011.

Esse projeto ganhou um prêmio de melhor inovação. Não percam a próxima reunião.

Por falar em prêmio, sabe quem mais ganhou prêmio essa semana?

Achou uma carinha conhecida? Um nome conhecido??
É o Otto, minha gente…
Parabéns coleguinha, você merece. É você que coloca esse clube para funcionar. É você, com esse jeitinho de cientista maluco nos motiva.
ps: Você vai deixar eu brincar com o seu iPad?

Até o próximo post, pessoal. Nos vemos no google groups para marcarmos a reunião.

Grande Abraço.

A Incrível Sociedade dos Microrganismos

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ResearchBlogging.orgÉ bem óbvio que um ser humano não existiria sozinho. Não só porque ele não poderia ser gerado, mas porque dificilmente conseguiria sobreviver. Já reparou na quantidade de pessoas que permitem (e permitiram) que você tivesse o dia de hoje como você tem? Cada parafuso, tecido, metal, tijolo e etc que permite você estudar, trabalhar, andar de automóvel, comer e ler esse texto foram pensados, feitos, montados, transportados e vendidos por alguém. Não é possível portanto tentar entender os humanos, bem como a maneira com que eles se comunicam, isoladamente. É preciso olhá-los sistemicamente, como seres sociais. As bactérias também. É cada vez mais reconhecido que as bactérias não existem como células solitárias, mas são como um “organismo colonizador” que elabora complexos sistemas de comunicação que facilitam a sua adaptação às recorrentes mudanças ambientais. E elas nascem poliglotas. A seleção natural esculpiu em diferentes espécies diversos genes que as permitem se comunicar cooperativamente e repressivamente entre espécies e até mesmo entre reinos (como por exemplo em bactérias patogênicas). Damos à essa comunicação bacteriana o nome de “quorum sensing” (“detecção em quórum” – tradução livre).

Quorum Sensing

O termo “quorum sensing” foi cunhado devido à habilidade dos microorganismos expressarem ou aumentarem a expressão de certos genes quando em grande população, podendo dessa forma monitorar a densidade celular (quantidade de células ao seu redor) antes de manifestar algum fenótipo. Um dos exemplos mais ilustrativos disso é da Dictyostelium discoideum, um protozoário que passa uma das fases do seu ciclo de vida produzindo um corpo multicelular. Tem um vídeo bem legal mostrando a formação de um corpo de frutificação através de várias células individuais de Dictyostelium:

Reparem rapidamente em 00:30 min as células se locomovendo em “pulsos”, na direção de um local em que todas estão se agregando (é difícil de perceber!). Esse local inicial é em geral onde um grupo de bactérias encontrou alguma fonte de nutrientes. A “pulsação” da locomoção das bactérias acontece devido à substância de quorum sensing que é difundida pelo espaço vinda das células do local de agregação; um pulso inicial provoca – quando em uma população não muito grande, para ser perceptível – um comportamento oscilatório de resposta das células: quando uma célula recebe um sinal (do tipo “Ei, tem comida aqui!”), ela emite um de volta (como se etivesse gritando “Caramba, tem comida lá!”), que é recebido pelas células que mandaram o sinal incialmente (o que seria um “Ótimo! Estou indo praí!”) e por outras ao seu redor, propagando o sinal. Como a transmissão de informação com as substâncias não é imediata e nem totalmente contínua, observa-se os “pulsos”, que são resultado do “gap” entre enviar e receber informações pela difusão de moléculas.

As diferentes Línguas das bactérias

As “línguas”, ou simplesmente certas coisas que as bactérias querem “dizer” (como “Estou afim de dar uma reproduzida!” ou “Fujam, eles estão vindo!”) são “ditas” através de diferentes tipos de substâncias que os microorganismos produzem. No caso da Dictyostelium ali em cima, a substância é AMP cíclico (é quase um ATP, só que duas vezes menos fosfatado… e cíclico, é claro), mas se tratando de bactérias – que ainda é a principal plataforma de aplicação da Biologia Sintética – existem três tipos principais de substâncias de quorum sensing: as acil-homoserinas lactonas (HSL ou AHL), auto-indutores 2 (AI-2) e pequenos ácidos graxos, chamados de “DSF”s (Diffusible Signal Factor – do inglês: Fator Sinalizador Difusível). Existem ainda outras famílias de substâncias de QS, mas aparentemente menos comuns que essas três principais.

O Mecanismo Gênico

Para um microrganismo ganhar a abilidade de “falar em outra língua”, em geral são necessários apenas três elementos de DNA: um gene que gere uma enzima que produza uma substância de QS, outro gene que produza o “receptor” dessa substância – que em geral é um fator de transcrição – e um promotor, no qual o fator de transcrição (após se associar à substância de QS) se liga para controlar a expressão gênica (imagem ao lado).

Se uma bactéria (por exemplo) “fala” a mesma “língua” que suas companheiras de colônia, como ela diferenciaria então um sinal próprio (a própria substância de QS sendo produzida) de um sinal de outras células (substância de QS externa)!? Isso é importante, porque se a bactéria receber o próprio sinal que envia, ela entrará em um processo autocatalítico que resultará em uma contínua auto-ativação da célula independente do sinal das bactérias ao seu redor. Acontece que uma bactéria não produz níveis suficientes de QS para “se ouvir”. Sem o sinal externo, a transcrição de genes pelo sistema de quorum sensing é fraca e insuficiente para iniciar um feedback positivo; apenas em alta densidade celular se consegue alcançar uma concentração crítica de substâncias de QS para estimular a transcrição dos genes que o QS controla.

Quorum Sensing no iGEM

Apesar de não ser um meio de transmissão de informação tão rápido e eficiente como o dos light switches, os sistemas de QS são bastante utilizados em dispositivos sintéticos devido à sua especificidade e falta de “falsos sinais” – afinal, é extremamente fácil estimular não-intencionalmente uma célula sensível à luz. No Registry of Parts existem cerca de 6 sistemas de QS completos, padronizados e disponíveis para construção, todos usando (em geral) diferentes AHLs, usados tanto na ativação e inibição da expressão de genes.

Exemplos de utilização desse sistema de transmissão de informação não faltam no iGEM. Já tratamos no blog de um dos inúmeros projetos do iGEM que utilizam quorum sensing, o da Unicamp de 2009. Em seu projeto, o time brasileiro utilizou sinais de AI-2 como um “sistema de alerta” em bactérias produtoras de bioprodutos em um bioreator. Quando um microrganismo contanimante surgisse (produzindo AI-2), o sistema de QS atuaria para comunicar sua presença a todas as bactérias ao redor do organismo invasor, iniciando gatilhos gênicos para produção de substâncias nocivas ao contaminante, afim de exterminá-lo do bioreator.

Parte do vídeo explicativo do time da Unicamp de 2009. Uma pequena esquematização de como usaram quorum sensing.

Aprender como uma população de microrganismos de comunica é extremamente útil para saber como ela se comporta, e no caso da biologia sintética, muito útil para conseguir controlar esse comportamento para transmitir informações em um dispositivo gênico sintético. Mas é claro que prever todo um comportamento de um sistema biológico não é nada fácil. Como já salientava Asimov, há algo em comum no comportamento de humanos e átomos: ambos são muito previsíveis singularmente, mas praticamente caóticos quando em coletivo. Apesar de mais simples, populações de microrganismos também se comportam assim, o que é uma das razões que tornam o trabalho em laboratório muitas vezes frustante e cansativo. Um guia nesse caos é essa compreensão sistêmica da comunicação entre bactérias (que origina certas resistências a antibióticos inesperadas e outras coisas bizarras), que assim como seres humanos, as torna seres mais sociais do que você possa imaginar.

Referências

  1. Whitehead, N. (2001). Quorum-sensing in Gram-negative bacteria FEMS Microbiology Reviews, 25 (4), 365-404 DOI: 10.1016/S0168-6445(01)00059-6
  2. Atkinson, S., & Williams, P. (2009). Quorum sensing and social networking in the microbial world Journal of The Royal Society Interface, 6 (40), 959-978 DOI: 10.1098/rsif.2009.0203
  3. He YW, & Zhang LH (2008). Quorum sensing and virulence regulation in Xanthomonas campestris. FEMS microbiology reviews, 32 (5), 842-57 PMID: 18557946

Um por Todos e Todos por Um! Agradecimentos à Multidão que Faz Acontecer!

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Acho que conseguimos fazer algo sensacional. E aparentemente inédito também. Eu já disse em outro post o quão somos todos poderosos com a internet, e foi com esse incrível poder – quase utópico – que conseguimos ser (pelo o que tudo indica) o primeiro projeto de ciência brasileiro a ser financiado com sucesso por crowdfunding, com incríveis 109% financiados.

Até agora não caiu a ficha que conseguimos quase cerca de 6000 reais em um mês e meio. Me lembro do dia em que cheguei no meu apartamento e disse aos meus colegas: “Cara, eu preciso de 2700 dólares nos próximos dois meses!” (antes de me explicar acharam que estava envolvido com algum tipo de máfia de agiotas).
Eu não fazia a mínima ideia de como arrumar esse dinheiro. Parecia impossível. Tínhamos caído em uma grande “sinuca financeira” ao tentar pedir financiamento pela universidade para um projeto que não se encaixa direito em quase nenhum dos programas de apoio que ela oferece. Essa é a sina da inovação: não existe nada pré-definido para aquilo que é novo. Bem, como estávamos fazendo algo novo, porque então não sair do óbvio? Porque esperar sempre apoio das mesmas fontes de financiamento que ditam o que pode e o que não pode ser feito? Foi aí que o Hotta me veio com a intrigante ideia: “Porque vocês não tentam financiamento por esse site aqui?”. Desde então descobri que além de algo chamado crowsourcing, existe algo tão velho quanto o imposto de renda (só que um pouco diferente) chamado crowdfunding, o financiamento pela multidão.

Sem saber a dificuldade de tal tarefa, simplesmente criei uma página de financiamento no RocketHub (o site de crowdfunding que usamos) para um projeto brasileiro de Biologia Sintética. De novo: brasileiro e em algo chamado Biologia Sintética. Como fazer a multidão se interessar por esse projeto dentre vários outros bem mais atrativos envolvendo música, filmes, arte e etc? Estereotipando, éramos um projetinho latinoamericano nerd junto de vários outros gringos, super chamativos e descolados. Eu não sabia em que estava me metendo. Talvez seja por isso que a ficha ainda não caiu depois que tudo deu certo. Você tabém não iria acreditar na quantidade de pessoas que existem aí fora dispostas a apoiar suas ideias.

Seguimos à risca as recomendações que o site dá para conseguir os projetos financiados: entrar em contato primeiro um círculo de pessoas diretamente relacionadas conosco e depois com um círculo de pessoas desconhecidas. O engraçado é que ficou tudo misturado. Ao mesmo tempo que apareciam pessoas totalmente não-relacionadas com qualquer pessoa do grupo, apareciam amigos e parentes dando uma engordada na vaquinha online.

Em cada email que recebia com uma quantia de dinheiro, independente da quantia que fosse, era como um pequeno presente de natal fora de época. Mais do que pessoas dando dinheiro a nós, tínhamos pessoas acreditando no nosso projeto, acreditando em nós. É aquele tipo de coisa que os cartões de crédito nos ensinaram muito bem que não tem preço. É principalmente por isso que por mais que eu escreva, não vou encontrar palavras para agradecer esse apoio de todos deram, seja de amigo, parente, professor, blogueiro, empresa, escritor, entusiasta e parceiro do grupo. Fomos muito além da expectativa mais otimista que tínhamos. Estamos muito mais motivados, felizes e com certeza de toda a responsabilidade que temos agora, que além de representar nosso país na maior competição de Biologia Sintética do mundo, é fazer todos os apoiadores também merecedores (além dos rewards, é claro) do sucesso que tivermos. Mas por enquanto gostaríamos muito de dizer:

Joana Guiro, Tania, Douglas Domingues, Cristiano Breuel, Kathleen Raven, Elias de A. Rodrigues, Renilda Souza, Roseane Souza, Adriana Marcelino Escarabichi, Regivaldo, Bruno Vellutini, Cleandho, Cristina Caldas, Luis Brudna, Daniel Ariano, Bernardo Lemos, Silvério Flora Filho, Alex Gorshkov, Shridhar Jayanthi, Carlos Gustavo, Marcus Nunes, Carlos Hotta, Gilberto, Andrés Ochoa, Blog Blabos de Blebe, Mateus Schriener G. Lopes, Mariana Machado de Paula Albuquerque, Jean Marcel Duvoisin Schmidt, Débora Pimentel, Andre Pimenta Freire, Rafael Calsaverini, Bruno de Medeiros, Integrated DNA Technologies (IDT), Felipe (phi!), Carolina Carrijo, Rafael Tuma Guariento, Fábio Cespedes, Carolina Menezes Silverio, Konrad Förstner, Francisco Camargo (Chico!), Cláudia Chow, Roberto Takata, e o Instituto de Pesquisas Sociais, Políticas e Econômicas…

:)

Há ainda muito trabalho pela frente e vários outros desafios a serem encarados, mas esse nosso primeiro sucesso tangível já está ganhando repercussão em alguns lugares, como no blog sobre ciência da revista piauí (“De grão em grão“) e no blog do próprio RocketHub (“Brazilian Science Dreams Comes Alive” e “A RocketHub Story: Dreamers Don’t Blink“). Espero que essa moda gringa pegue por aqui, e que ainda possamos ver no Brasil vários projetos científicos criativos mais livres, abertos e possíveis com crowdfunding, sem depender muito dos programas pré-formatados de apoio à pesquisa e desenvolvimento. Afinal, como já disse no nosso vídeo promocial: “Because when you help science, you help everyone!”.

OBS: agora eu tenho uma exclusiva “Wings Badge” no RocketHub! A melhor badge que já ganhei! :D

Enquete: Qual projeto você acha mais interessante!?

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Chegamos ao fim do ano com três projetos bastante interessantes para levarmos ao iGEM e queríamos a opinião de vocês sobre qual deles vocês acham mais legal e o porquê! Deêm uma conferida num resumo super rápido de cada proposta:

Plasmídeo Plug&Play

Cansado de ter que fazer vários passos metodológicos para transformar microrganismos? Você adoraria expressar um gene que você sempre quis em sua bactéria de um jeito fácil, rápido, barato e acessível? Chegou a solução! Com apenas dois pequenos passos você tem em mãos um kit de transformação “faça-você-mesmo” (DIY), sem precisar de equipamentos e reagentes caros! Basta fazer um PCR e depois a transformação! Esqueça outros passos como digestão, ligação, e vários outros PCRs cansativos! Veja aqui o link de um vídeo sobre a proposta.

Rede de Memória Associativa em Bactérias

Imagine se fosse possível reproduzir um comportamento cerebral… sem o cérebro! Esse é um tipo de desafio que muitos cientistas da computação e programadores andam trabalhando por aí. Na Biologia Sintética também! Inspirado em algumas publicações recentes envolvendo experimentos in vitro de sistemas com comportamento de uma rede neural, queremos criar um modelo in vivo disso, e sem usar neurônios: com populações de bactérias! Elas seriam capazes de reconhecer um padrão luminoso incompleto de uma “memória” que possuem e depois completar esse padrão, dando uma saída (output) luminosa com o padrão mais próximo de sua memória em relação ao padrão inicial dado. Já escrevemos um post sobre o caminho de ligações improváveis que fizemos para chegar na ideia desse projeto. Veja aqui o link de um vídeo sobre a proposta.

Sensor de Tensão Mecânica de Membrana

Nós temos mecanismos sensoriais bem parecidos dos que existem em microrganismos. Basicamente eles podem ser: metabólitos, temperatura, luz, voltagem, e até mesmo campos magnéticos. Mas e o “tato”!? Aquele tipo de sensor que usamos a todo momento! Como fazer microrganismos traduzirem um contato físico em uma resposta (igual por exemplo à essa plantinha aqui)!? É o que propõe a ideia desse projeto. Propor um novo sensor que pretende fazer microrganismos nos contarem que os estamos tocando (através desse Biobrick, um “stretch channel”), emitindo luz azul nesse processo (através desse Biobrick, Aequorina). No final, podemos aplicar isso igual ao esquema da figura aí em cima. Veja o link de um vídeo sobre a proposta aqui (< desatualizado, mas no mínimo dá pra entender de onde veio o insight da ideia).

E aí!? O que você acha? Dê o seu pitaco!