Metagenômica e a microbiologia moderna, artigo de Eloi S. Garcia

Artigo de Eloi S. Garcia *

A microbiologia estuda os organismos que são essenciais para a vida no planeta, pois são importantes para produção de energia, manutenção do equilíbrio químico na atmosfera, fornecimento de nutrientes para plantas e animais, além de outras funções para a sobrevivência dos seres na natureza.

Por questões metodológicas, historicamente a microbiologia estudava somente as espécies de organismos que eram cultivados em laboratório e analisados no microscópio.

Um campo emergente da microbiologia está tomando importância cada vez maior: a metagenômica, que é o estudo simultâneo do DNA de uma comunidade inteira de micróbios.

A utilização da metagenômica abriu mundos nunca imaginados, mostrando os bilhões de espécies de bactérias existentes no solo, nas arvores, no ar, nos oceanos, e também no interior do ser humano e dos animais.

Assim, descobriu-se que um número vastíssimo de micróbios existe na natureza, por exemplo, podendo ajudar na digestão de alimento, destruir toxinas e poluições, produzir antibióticos e vitaminas, aumentar a produção de vegetais e de biocombustíveis e muitas coisas mais.

A metodologia da metagenômica possibilitou a investigação de comunidades inteiras de microorganismos, sendo que a maioria absoluta deles não podia ser cultivada pelos métodos utilizados em laboratório.

A técnica baseia-se na extração de DNA de todos os microorganismos existentes em uma comunidade de um determinado ambiente. Este extrato contém milhões de fragmentos randômicos de DNA que podem ser clonados e mantidos em bactérias utilizadas no laboratório para desenvolver “livrarias”, que incluem os genomas de todos os microorganismos encontrados naquele habitat natural.

Embora os genomas estejam fragmentados, as novas tecnologias de seqüenciamento de DNA e a utilização da bioinformática e novos e modernos algoritmos permitem que cientistas comecem a entender e desvendar as espécies desses organismos existentes no ambiente considerado. Por exemplo, eles podem analisar as seqüências genéticas de milhares de microorganismos desconhecidos ou induzir as bactérias expressar proteínas dos genes clonados e, assim, revelar um mundo de organismos ainda invisíveis aos cientistas.

Esta tecnologia está sendo utilizada por grupos de pesquisadores da Universidade Federal do Rio de Janeiro e do Instituto Oswaldo Cruz para estudarem os microorganismos existentes na Mata Atlântica fluminense.

Devido ao potencial e aos enormes desafios e oportunidades apresentados pela metagenômica, é justificado e necessário um projeto nacional nesta área com o objetivo de caracterizar, com detalhes, comunidades microbianas em habitats de importância para o nosso país como as comunidades de microorganismos associadas ao seres humanos e animais. Ao mesmo tempo, outros projetos poderiam focalizar os solos de regiões férteis ou mesmo os organismos do oceano que nos cerca ou o ar que respiramos.

A metagenômica microbiológica vai permitir o conhecimento de milhares de bactérias, criando novos conceitos biológicos bem como aplicações práticas para a saúde humana e animal, agricultura e meio ambiente.

* Eloi S. Garcia é pesquisador do Instituto Oswaldo Cruz, ex-presidente da Fundação Oswaldo Cruz e membro da Academia Brasileira de Ciências

02/04/07