DNA condensado em biochip abre novos caminhos de pesquisa

Estrutura interna do biochip, mostrando o DNA condensado.
[Imagem: G. Pardatscher/TUM]

Condensação de DNA

Normalmente, as moléculas individuais do material genético - o DNA - repelem-se mutuamente devido às suas características elétricas.

No entanto, quando o espaço é limitado, as moléculas de DNA precisam se aglutinar ainda mais fortemente. Isto acontece, por exemplo, no esperma, nos núcleos das células e nos invólucros proteicos dos vírus.

Esse fenômeno é conhecido como "condensação", porque lembra um processo de mudança de fase - de gasoso para líquido, por exemplo.

Tudo funciona de forma um pouco parecida com a água em um congelador, quando o líquido congela abruptamente a partir de um ponto específico - a chamada "semente de cristalização" - e, em seguida, se espalha para o exterior. A única diferença é que a transição de fases do DNA não é controlada pela temperatura, mas sim pela concentração de moléculas carregadas positivamente.

Vida artificial

Agora, uma equipe internacional de físicos conseguiu recriar artificialmente essa condensação de DNA dentro de um biochip, abrindo o caminho para uma série totalmente nova de experimentos e desenvolvimentos.

"É bastante plausível implementar sistemas semelhantes a células com DNA densamente empacotado em um chip," exemplifica o professor Friedrich Simmel, da Universidade Técnica de Munique (Alemanha).

A expectativa é que a condensação de DNA possa ser utilizada para melhorar o controle da expressão genética e a cópia de informação genética em células artificiais criadas dentro dos biochips.

Transmissão de informações biológicas

Em princípio, também é possível utilizar as moléculas de DNA densamente aglutinadas para distribuir e retransmitir sinais e informações dentro dos biochips. Além disso, a condensação e a descondensação de DNA podem ser usadas como chaves liga/desliga para o controle temporal de reações bioquímicas.

"Nós também queremos entender as condições da transição de fase durante a condensação," disse Simmel, esclarecendo que ainda há muito a aprender sobre o processo que eles acabaram de domar. "Para isso temos as condições ideais no chip. Nós podemos controlar com precisão onde a condensação ocorre e quanto tempo leva."

Os resultados foram apresentados na revista Nature Nanotechnology.