Pela primeira vez, células vivas fazem ligações de carbono-silício

(dr) Lei Chen and Yan Liang /Caltech

Conceito artístico do que poderia ser uma vida baseada em silício no lugar de carbono

Cientistas conseguiram pela primeira vez fazer com que células vivas formassem ligações de carbono-silício, demonstrando que a natureza pode incorporar silício, um dos elementos mais abundantes na Terra, nos blocos de construção da vida.

Depois do oxigênio, o silício é o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, e mesmo assim não parece ter nada a ver com a vida biológica.

Enquanto os químicos já haviam conseguido fazer em laboratório ligações de carbono-silício antes, até agora tais ligações nunca foram encontradas na natureza.

Essas novas células poderiam nos ajudar a entender mais sobre a possibilidade de vida baseada em silício em outras partes do universo.

Não só o carbono e o silício são extremamente abundantes na crosta terrestre, como também são muito semelhantes em sua composição química. Uma das características mais importantes de ambos é a capacidade de formar ligações com quatro átomos ao mesmo tempo.

Isso significa que são capazes de unir as longas cadeias de moléculas necessárias para formar a base da vida como a conhecemos – proteínas e DNA. No entanto, formas de vida baseadas em silício não existem fora do universo Star Trek, até onde sabemos.

A pesquisadora Jennifer Kan, do Caltech – Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos EUA, e sua equipe conseguiram fazer com que células vivas formassem ligações de carbono-silício, algo que elas não poderiam ter feito facilmente por conta própria.

Mas a experiência é a prova de que esses laços podem ser formados na natureza – contanto que você tenha as condições certas. A pesquisa foi publicada na revista Science.

(dr) Caltech

Jennifer Kan, pesquisadora de Engenharia Química da Caltech

Jennifer Kan, pesquisadora de Engenharia Química da Caltech

Os cientistas começaram isolando uma proteína que ocorre naturalmente na bactéria Rhodothermus marinus, que prospera nas fontes termais da Islândia.

Eles gostaram dessa proteína, a enzima citocromo c, porque, embora seu papel principal seja o transporte de elétrons através das células, testes de laboratório revelaram que poderia facilitar os tipos de ligações que poderiam anexar átomos de silício ao carbono.

Depois de isolar a proteína, os pesquisadores inseriram o gene para ela em algumas bactérias E. coli para verificar se facilitava a produção de ligações carbono-silício nas células vivas.

A equipe continuou a mutar o gene da proteína dentro de uma região específica do genoma do E. coli até que o esperado acontecesse. Após três rodadas de mutações, a proteína pode ligar o silício ao carbono de forma 15 vezes mais eficiente do que qualquer catalisador sintético.

O fato de que esta bactéria foi projetada para produzir ligações de carbono-silício mais eficientemente do que os químicos podem no laboratório é muito interessante.

Primeiro, porque oferece uma maneira melhor de produzir as ligações que precisamos para fazer coisas como produtos farmacêuticos, produtos químicos agrícolas e combustíveis.

E depois porque significa que uma forma de vida poderia, pelo menos parcialmente, ser baseada em silício. Se os pesquisadores continuarem a cultivar esses tipos de bactérias, poderíamos obter uma melhor compreensão de como essa vida poderia se parecer.

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