Filme Molecular Captura Reparo De DNA Do Início Ao Fim

Por Philip Ball | Chemistry World

01.Dezembro.2023

Uma equipe internacional de pesquisadores usou cristalografia ultrarrápida com resolução temporal para acompanhar o progresso do reparo do DNA por uma enzima fotolíase. O trabalho é “a primeira caracterização estrutural de um ciclo completo de reação enzimática”, diz Manuel Maestre-Reyna, que liderou a pesquisa.

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Embora muitas das fases deste processo já tenham sido estudadas antes, a nova investigação vai significativamente mais longe “ao visualizar a coreografia tanto do substrato como da enzima”, diz o biólogo molecular Aziz Sancar, da Faculdade de Medicina da Universidade da Carolina do Norte, que foi laureado com o Prêmio Nobel de Química de 2015 por seu trabalho em estudos mecanísticos de reparo de DNA. Em particular, o estudo superou o desafio de capturar eventos que ocorrem em escalas de tempo muito diferentes para mapear cada etapa enzimática do processo.

Sancar chama isso de “trabalho notável, ultrapassando os limites da cristalogra com resolução temporal”.

▪️ ‘As enzimas são lentas’

As fotolíases reparam danos no DNA causados pela luz ultravioleta em bactérias, fungos, plantas e alguns animais, incluindo marsupiais.

Os humanos e outros mamíferos não contêm estas enzimas, mas nós também sofremos danos induzidos pela luz.

Um resultado comum é a formação de dímeros de ciclobutano pirimidina (CPDs), onde duas bases pirimidinas adjacentes (timina ou citosina) se fundem através de um anel ciclobutano de quatro membros.

A formação de CPD é a principal causa do cancro da pele, e a pele queimada pelo sol contém sempre lesões de CPD”, diz Maestre-Reyna, bioquímico do Instituto de Química Biológica de Taipei, Taiwan.

A enzima repara o DNA mantendo o CPD em seu sítio ativo, enquanto uma coenzima flavina adenina dinucleotídeo (FAD) transfere um elétron para o anel ciclobutano em um processo que é estimulado pela luz. Isso desencadeia uma reação de radicais livres que corta as duas ligações carbono-carbono que mantêm as pirimidinas unidas.

Fonte: © Ciência/AAAS
As etapas do reparo abrangem escalas de tempo de pico a nanossegundos, tornando um desafio capturar todo o processo de ponta a ponta.

Tudo isso acontece rapidamente quando o FAD é ativado: a transferência inicial de elétrons acontece após 100ps, e a segunda ligação C – C se quebra após cerca de 1ns. Mas então são necessários cerca de 500 ns para que o sítio ativo da enzima retorne ao seu estado inicial, e mais 200 μs para que as pirimidinas reparadas saiam do sítio ativo e o DNA seja liberado.

As enzimas são lentas”, diz o biofísico Marius Schmidt, da Universidade de Wisconsin-Milwaukee. ‘Os ciclos catalíticos são concluídos na escala de milissegundos, mas os eventos fundamentais, como a formação de ligações e os relaxamentos locais, são extremamente rápidos. Estas duas escalas de tempo são difíceis de conciliar

Para acompanhar todo o processo, Maestre-Reyna e seus colegas realizaram cristalografia ultrarrápida em co-cristais de uma fotolíase microbiana e DNA contendo CPD, usando duas fontes de laser de elétrons livres (FEL) de raios X brilhantes. Uma equipe, trabalhando na Suíça, coletou dados dos primeiros 10 ns da reação, enquanto a outra equipe, utilizando um FEL no Japão, estudou o relaxamento do complexo enzimático e a liberação do DNA de 10ns a 200μ.


Tivemos que purificar a proteína, ativá-la, cocristalizá-la, colher os cristais e coletar os dados em 20 horas.


O principal desafio, diz Maestre-Reyna, foi que as equipes tiveram que trabalhar rápido para coletar os dados. “As fotolíases só são ativas na sua forma totalmente reduzida, por isso todos os experimentos tiveram que ser realizados em condições livres de oxigênio”, diz ele. E como a forma reduzida é facilmente oxidada, eles estimaram que teriam apenas cerca de 20 horas antes que ela fosse novamente desativada.

Tivemos que purificar a proteína, ativá-la, cocristalizá-la, colher os cristais e prepará-los para a coleta de dados e, em seguida, coletar os dados, tudo no local em no máximo 20 horas”, acrescenta.

Maestre-Reyna ressalta que o trabalho só foi possível com uma grande equipe multidisciplinar.

Isso incluiu Ming-Daw Tsai no laboratório de Taiwan, que trabalhou extensivamente na base estrutural do reparo de DNA, Lars-Oliver Essen da Philipps University Marburg (‘um dos mais importantes cientistas da fotolíase do mundo’), Junpei Yamamoto da Universidade de Osaka (‘possivelmente o único químico sintético do mundo capaz de produzir DNA fotodanificado nas enormes escalas necessárias’) e Antoine Royant da Universidade de Grenoble Alps, especialista em realizar espectroscopia em cristais.

Um componente chave, mas até agora pouco compreendido, da reação é um aglomerado de cinco moléculas de água dentro do sítio ativo.

Este aglomerado, ligado por ligações de hidrogênio a uma parte da proteína, parece ajustar a afinidade do sítio ativo pelos CPDs e permite-lhe reorganizar-se rapidamente quando ocorre a transferência inicial de eletrões – uma ideia anteriormente especulativa que o novo trabalho confirma.

Maestre-Reyna também diz que “embora tenhamos entrado armados com um conhecimento muito bom do que esperar durante o primeiro nanossegundo ou mais, o que aconteceria mais tarde [quando as bases fossem libertadas] era um território muito desconhecido”.

[Ênfase adicionada]


Referências:

M Maestre-Reyna et al, Science, 2023, 382, eadd7795 (DOI: 10.1126/science.add7795

O Tesouro De Novos Sistemas CRISPR É Promissor Para A Edição Do Genoma

Por Sara Heardon | Nature

23.Novembro.2023

O sistema CRISPR – Cas9 (foto) é usado para encontrar e cortar sequências específicas de DNA. Credit: Carlos Clarivan/Science Photo Library

CRISPR–Cas9 é mais conhecido como uma ferramenta de laboratório para edição de DNA, mas sua função natural é como parte do sistema imunológico que ajuda certos microrganismos a combater vírus. Agora, os pesquisadores usaram um algoritmo para classificar milhões de genomas para encontrar novos e raros tipos de sistema CRISPR que poderiam eventualmente ser adaptados em ferramentas de edição de genoma.

Estamos simplesmente impressionados com a diversidade dos sistemas CRISPR”, afirma Feng Zhang, bioquímico do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, em Cambridge, e coautor de um artigo de 23 de novembro na revista Science que descreve os sistemas[1]. “Fazer essa análise nos permite matar dois coelhos com uma cajadada só: ambos estudam biologia e também potencialmente encontram coisas úteis.

Bactérias unicelulares e archaea usam sistemas CRISPR para se defenderem contra vírus conhecidos como bacteriófagos. Os sistemas geralmente têm duas partes: moléculas de “RNA guia” que reconhecem e se ligam ao DNA ou RNA do fago, e enzimas que cortam ou de outra forma interferem no material genético no local indicado pelo RNA guia.

Até agora, os pesquisadores identificaram seis tipos de sistema CRISPR, designados I – VI. Estes têm propriedades diferentes, incluindo o tipo de enzima que utilizam e como reconhecem, se ligam e cortam o RNA ou o DNA.

O sistema CRISPR-Cas9 comumente usado para engenharia genética é classificado como tipo II, mas as características de outros tipos de CRISPR podem torná-los úteis para outras aplicações.

▪️ Sequências semelhantes

Para encontrar diversos sistemas CRISPR na natureza, Zhang, o bioengenheiro do MIT Han Altae-Tran e seus colegas desenvolveram um algoritmo chamado FLSHclust, que analisa sequências genéticas em bancos de dados públicos.

Estas bases de dados contêm centenas de milhares de genomas de bactérias e arquéias, centenas de milhões de sequências que não foram ligadas a uma espécie específica e milhares de milhões de genes que codificam proteínas. FLSHclust encontrou genes associados ao CRISPR procurando semelhanças entre sequências genéticas e agrupando-as em cerca de 500 milhões de clusters.

Ao observar a função prevista dos clusters, os investigadores encontraram cerca de 130.000 genes associados de alguma forma ao CRISPR, 188 dos quais nunca tinham sido vistos antes, e testaram vários em laboratório para descobrir o que fazem. As suas experiências revelam várias estratégias que os sistemas CRISPR utilizam para atacar bacteriófagos, incluindo desenrolar a dupla hélice do DNA e cortar o DNA de forma a permitir a inserção ou eliminação de genes.

Eles também identificaram fragmentos de DNA “anti-CRISPR” que podem ajudar um fago a escapar das defesas bacterianas.

Entre os novos genes estava o código para um sistema CRISPR totalmente desconhecido que tem como alvo o RNA, que a equipe apelidou de tipo VII. O coautor Eugene Koonin, biólogo do Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia em Bethesda, Maryland, diz que é cada vez mais difícil encontrar novos sistemas CRISPR. O tipo VII – e quaisquer outros tipos que ainda não tenham sido identificados – devem ser extremamente raros na natureza, acrescenta.

Provavelmente serão necessários esforços monumentais para encontrar o próximo tipo.

É difícil saber se certos tipos de sistemas CRISPR são raros porque geralmente não são úteis para microrganismos ou se estão especificamente adaptados a um organismo que vive num ambiente específico, diz Christine Pourcel, microbiologista da Universidade Paris-Saclay. Ela acrescenta que, como os bancos de dados genéticos utilizados no estudo incluem fragmentos de genomas que não estão ligados a organismos específicos, será difícil estudar o papel de alguns dos novos sistemas.

▪️ Resultado impressionante

O algoritmo em si é um grande avanço, na medida em que permitirá aos investigadores procurar outros tipos de proteínas entre espécies, diz Chris Brown, bioquímico da Universidade de Otago em Dunedin, Nova Zelândia. “Estou impressionado com o que eles puderam fazer”, diz ele.

É um tesouro para os bioquímicos”, concorda Lennart Randau, microbiologista da Universidade de Marburg, na Alemanha.

O próximo passo, diz ele, será descobrir os mecanismos através dos quais as enzimas e os sistemas funcionam e como poderão ser adaptados à engenharia biológica.

Brown diz que algumas proteínas CRISPR cortam o DNA aleatoriamente e são inúteis para a engenharia. Mas elas são tão precisas na detecção de sequências de DNA ou RNA que podem ser boas ferramentas de diagnóstico ou de pesquisa.

É muito cedo para dizer se os sistemas CRISPR tipo VII ou qualquer outro gene identificado pelo FLSHclust serão úteis para a engenharia genética, diz Altae-Tran, mas eles têm algumas propriedades que podem ser úteis. O tipo VII, por exemplo, envolve apenas alguns genes que poderiam facilmente caber em um vetor viral e ser entregues nas células.

Por outro lado, alguns dos outros sistemas que a equipe encontrou contêm RNAs-guia muito longos, potencialmente permitindo-lhes atingir sequências genéticas específicas com uma precisão sem precedentes.

[Ênfase adicionada]


Referencias

[1] Altae-Tran, H. et al. Science 382, eadi1910 (2023).

Article Google Scholar

Complexo Proteico Recém-Descoberto Desempenha Um Papel Vital Na Proteção E Estabilidade Do RNA

Pela Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah | Phys.Org

08.Mar.23

YB1 e HuR regulam a estabilidade de alvos comuns de mRNA contendo um sítio de consenso rico em U. (A) Células C2C12 em crescimento exponencial tratadas com siRNAs direcionados a YB1 (siYB1), HuR (siHuR) ou tratadas com um siRNA de controle (siCtl) foram usadas para avaliar os níveis de estado estacionário de Myog, MyoD e cMyc mRNAs. Os níveis de mRNA foram avaliados por RT-qPCR usando primers específicos, padronizados contra os níveis de mRNA GAPDH e plotados em relação à condição siCtl. Os dados são apresentados ± o SEM de três experimentos independentes. *P < 0,05, **P < 0,005, ***P < 0,0005 (teste t) (B–D) A estabilidade dos mRNAs Myog, MyoD e cMyc em células C2C12 esgotadas ou não (siCtl) de YB1 (siYB1 ) ou HuR (siHuR) foi determinado por experimentos de busca de pulso ActD. As células foram tratadas com Actinomicina D (ActD) por 0, 2, 4 ou 6 h e o RNA total foi usado para análise RT-qPCR. O nível de expressão do mRNA em cada ponto de tempo foi normalizado para os níveis de GAPDH mRNA e plotado em relação à abundância de cada mensagem em 0 h de tratamento com ActD (considerado como 100%). Os dados na figura são apresentados ± o SEM de três experimentos independentes. *P < 0,05, **P < 0,005 (teste t). Crédito: Nucleic Acids Research (2023). DOI: 10.1093/nar/gkac1245

Duas proteínas se juntam para PROTEGER e ESTABILIZAR o RNA enquanto ele carrega o código de formação de músculos através da célula. Uma compreensão mais aprofundada desse complexo estabilizador de RNA pode ter implicações para influenciar a recuperação muscular e o tratamento de doenças.

O RNA, uma molécula frágil, atua como um intermediário que transporta copiado do DNA para as fábricas de produção de na célula, onde o código é TRADUZIDO para formar os vários componentes minúsculos que, juntos, nos tornam quem somos.

“Mas o RNA não é mais visto apenas como um canal intermediário passivo”, diz a bioquímica Brenda Janice Sánchez, da KAUST Smart-Health Initiative. “Ele atua como um ponto de CONTROLE regulatório, ESSENCIAL para o funcionamento NORMAL de todos os processos biológicos”.

Isso significa que vários aspectos da maquinaria celular precisam trabalhar juntos PARA EVITAR que esses RNAs mensageiros se degradem – e para mantê-los em movimento – e, finalmente, garantir sua TRADUÇÃO em seu DESTINO FINAL em proteína.

Se qualquer parte desse processo for perturbada, será significativamente afetada, levando a um comportamento celular ANORMAL ou até mesmo à morte.

Agora, Janice Sánchez e seus colegas da KAUST e da McGill University, no Canadá, identificaram um que é crucial PARA a estabilidade do RNA mensageiro durante a formação das fibras musculares. O complexo é formado por duas proteínas: o antígeno humano R (HuR) e a proteína de ligação Y-Box 1 (YB1). Seu estudo foi publicado na Nucleic Acids Research.

Crédito: Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah

Os papéis precisos de cada proteína individual neste processo de estabilização ainda precisam ser descobertos. Mas pesquisas adicionais que separam os detalhes de como tudo isso funciona podem ajudar os cientistas a influenciar a quantidade e os tipos de proteínas produzidas no músculo, bem como em outros tecidos a qualquer momento.

“E se pudéssemos promover a associação de HuR a YB1 durante a terapia de recuperação muscular?” pergunta Janice Sánchez. “Isso poderia levar a mais ou melhores fibras musculares?

Aprender a controlar a renovação do RNA durante a formação de fibras musculares pode ter imensas repercussões no desenvolvimento de novas terapêuticas que previnem patologias relacionadas aos músculos.”

Os cientistas já sabiam que o HuR está envolvido na estabilização de RNAs mensageiros contendo sequências distintas de bases nitrogenadas, chamadas de elementos ricos em AU, em suas regiões não traduzidas.

Mas o HuR tem funções múltiplas e às vezes opostas, pois também pode promover a degradação do RNA mensageiro.

O biocientista da KAUST, Imed-Eddine Gallouzi, liderou Janice Sanchez e a equipe para descobrir a rede de proteínas que poderia estar envolvida na GARANTIA da capacidade do HuR de estabilizar o RNA mensageiro especificamente DURANTE a formação de fibras musculares.

Eles fizeram isso usando anticorpos para isolar HuR de células musculares precursoras de camundongos (chamadas mioblastos) e, em seguida, empregando uma técnica chamada espectrometria de massa para identificar as proteínas ligadas a ele. YB1 se destacou porque também é conhecido por estar envolvido na estabilização e ligação do RNA mensageiro.

A equipe então alvejou o gene que codifica YB1 para desligá-lo em mioblastos e descobriu que isso reduzia significativamente a eficiência dessas células para amadurecer em células musculares.

Além disso, quando os genes foram direcionados em mioblastos normais para produzir quantidades maiores de HuR, a formação de fibras musculares foi aprimorada. Isso não aconteceu, porém, em mioblastos com a proteína YB1 DESLIGADA. Testes posteriores estabeleceram que HuR e YB1 formam um complexo que se liga ao elemento rico em AU em RNAs .

“Estabelecer a rede de proteínas de ligação ao RNA que interagem com o HuR, bem como dissecar o mecanismo pelo qual esses complexos estão envolvidos em processos vitais, como a formação de fibras musculares, será fundamental para nossa compreensão do dogma central da biologia molecular, de quando o código é transcrito para o RNA do DNA, para quando é TRADUZIDO em proteínas”, diz Gallouzi. “Nosso estudo mostra que a afinidade do HuR pelo seu alvo de RNA é diretamente influenciada pela de ligação ao RNA com a qual ele se associa.”

[Ênfase adicionada]


Mais informações: Brenda Janice Sánchez et al, The formation of HuR/YB1 complex is required for the stabilization of target mRNA to promote myogenesis, Nucleic Acids Research (2023). DOI: 10.1093/nar/gkac1245

Jim Tour Desmascara O Duplo Padrão E O Comentário Impreciso de Steve Benner Sobre a Origem da Vida

Por Brian Miller | Evolution News

21 de fevereiro de 2023, 9h54

Em meus artigos mais recentes (aqui, aqui), resumi como a personalidade do YouTube Dave Farina deturpou a pesquisa do químico sintético Bruce Lipshutz e como o colega químico sintético Lee Cronin distorceu a relevância de sua pesquisa para o mistério da origem da vida.

Agora, vou resumir James Tour desmascarado o duplo padrão aplicado por outro químico sintético, Steve Benner, ao avaliar a pesquisa da origem da vida de outros investigadores em comparação com a sua própria.

Veja (áudio em inglês) os vídeos do Tour abaixo:


Se Benner avaliasse seus experimentos pelo mesmo padrão que aplicava aos outros, ele teria reconhecido que suas tentativas de entender a origem da vida não renderam nada de valor. Seu fracasso é particularmente notável, visto que ele é uma figura importante no campo.

▪️ A Crítica Imprecisa de Benner ao Tour

Benner começou sua entrevista com Farina deturpando completamente o conteúdo dos vídeos de Tour, demonstrando que não os assistiu com atenção. Ele então afirmou a crítica de Tour aos experimentos que começam com compostos ultrapuros comprados comercialmente, depois os deixam interagir sob um controle muito estrito e, finalmente, extraem da confusão algumas moléculas que são biologicamente úteis. Tal pesquisa não tem relevância para o que poderia ter ocorrido na Terra primitiva.

Benner então afirmou que os químicos prebióticos “trabalham muito para não fazer essa crítica se aplicar”. Tour demonstrou que o retrato do campo de Benner é totalmente impreciso, listando numerosos químicos sintéticos que realizam o mesmo tipo de experimentos irrealistas.

Todo experimento que gerou algo útil para a vida teve que começar com misturas químicas irreais e empregar controle extremo do investigador, e todo experimento que começa com moléculas e condições realistas gera uma mistura intratável de inúmeras moléculas orgânicas que nunca poderiam contribuir para a origem da vida (aqui, aqui, aqui).

▪️ Sintetizando Nucleotídeos

Tour então analisou o experimento de Benner que produziu ribose, uma porção de nucleotídeos.

O experimento deixou o formaldeído e o glicolaldeído reagirem na presença de borato e outros minerais, e os produtos foram então identificados.

A reação rendeu ribose, mas apenas como um de um grande número de outros produtos, e a ribose se degradou em poucos dias.

Tour caracterizou o resultado do experimento como “lixo”. Como em todos esses experimentos, a ribose nunca poderia se separar dos outros compostos e então se combinar com uma nucleobase e fosfato para formar nucleotídeos em concentrações não-traços sob quaisquer condições naturais realistas.

Tour então expôs como o caminho proposto por Benner para gerar nucleotídeos depende da própria intervenção que Benner afirmou ter trabalhado duro para evitar.

Benner afirmou em seu artigo de 2019 publicado na revista Life que a ribose poderia ter reagido com amidotrifosfato (AmTP) para anexar um fosfato à ribose sem intervenção humana. No entanto, esta reação não funcionará com o produto do experimento de síntese de ribose de Benner. Em vez disso, a ribose ultrapura deve ser comprada comercialmente.

Além disso, Benner não divulgou os detalhes da reação do AmTP, mas simplesmente citou Krishnamurthy et al. (2000). No entanto, esse artigo detalha a enorme intervenção do investigador necessária para conduzir a reação. Tour também expôs como o AmTP e outros agentes de fosforilação, como o diamidofosfato, não poderiam ter se originado na Terra primitiva.

Todas as alegações de que essas moléculas são prebióticamente relevantes são baseadas em trilhas de citações que não levam a lugar nenhum.

Como problema final, Tour identificou o uso de cloreto de magnésio (MgCl 2 ) para viabilizar a reação. O desafio é que esse composto impediria que os nucleotídeos se ligassem em cadeias. Da mesma forma, as condições químicas necessárias para produzir ribose são diferentes daquelas necessárias para produzir nucleobases. Conseqüentemente, a síntese de nucleotídeos requer o transporte de moléculas para diferentes ambientes com tempo e condições muito mais orquestrados do que o que poderia ocorrer naturalmente.

▪️ Formando RNA Em Vidro de Basalto

Mais tarde em sua entrevista, Benner afirmou que seus colegas demonstraram que os nucleotídeos poderiam ter se ligado em longas cadeias em rochas antigas sem “materiais de partida puros ou intervenção humana constante”.

Tour detalhou como Benner deturpou completamente o estudo de 2022 ao qual ele se referiu.

Isso por vários motivos:

A formação de cadeias nunca teria ocorrido sem as condições experimentais cuidadosamente controladas. Mesmo com as condições irrealistas, o experimento gerou cadeias contendo muitos nucleotídeos ligados com as ligações erradas, de modo que as cadeias seriam inúteis para qualquer cenário de origem da vida.

A descrição de Benner da pesquisa dele e de seus colegas foi quase inteiramente sensacionalista.

O mesmo é verdade para as afirmações de que qualquer um dos principais desafios na explicação da origem da vida por meio de processos não direcionados foi resolvido.

Benner, Cronin e muitos outros pesquisadores fariam bem em levar a sério uma crítica dos experimentos de origem da vida escritos pela própria Fundação de Benner para Evolução Molecular Aplicada:

“As comunidades que estudam as origens da vida divergiram nos últimos anos”, observou Steven Benner, coautor do estudo publicado online na revista Astrobiology .

“Uma comunidade revisita questões clássicas com esquemas químicos complexos que exigem química difícil realizada por químicos qualificados”, explicou Benner. “Seus belos trabalhos manuais aparecem em revistas de renome, como Nature e Science .”

No entanto, precisamente por causa da complexidade dessa química, ela não pode explicar como a vida realmente se originou na Terra.

Sobre A Origem Da Vida, James Tour Expõe A Irrelevância Da Pesquisa De Lee Cronin

Por Brian Miller | Evolution News
16 de fevereiro de 2023, 13h38

Em meu último artigo, resumi a segunda temporada da série de vídeos do químico sintético James Tour, da Rice University, sobre a origem da vida. Aqui, vou expandir a resposta de Tour a seu colega químico sintético Lee Cronin, onde ele detalha o exagero consistente de Cronin sobre o progresso que ele e outros pesquisadores fizeram para desvendar o mistério da origem da vida. Veja [áudio em inglês] as Partes 1 a 3 abaixo:


▪️ Hype Autocatalítica

Um tema comum nas teorias da origem da vida centra-se no que é chamado de conjuntos de reações autocatalíticas, onde o produto de uma reação catalisa (isto é, acelera) outra reação cujo produto catalisa outra reação em uma rede de reações interconectadas. Os teóricos esperam que tais conjuntos de reações possam ter evoluído para um metabolismo inicial em uma célula primitiva.

Em sua entrevista, Cronin descreveu sua pesquisa sobre um conjunto de aglomerados atômicos autocatalíticos baseados em molibdênio e sugeriu que isso fornece evidências de que uma química comparável na Terra primitiva poderia ter evoluído para uma célula autônoma. Tour descreveu o conjunto de reações em seu experimento como “um monte de bobagens”, uma vez que não se assemelham a nada que poderia ter ocorrido na Terra antiga.

A rede autocatalítica de Cronin só pode existir em um ambiente de laboratório cuidadosamente controlado, e as reações não têm semelhança com o metabolismo celular ou qualquer processo relevante à vida. Em geral, as redes autocatalíticas orgânicas requerem uma engenharia cuidadosa para iniciar e persistir, e as teorias de origem baseadas em redes autocatalíticas enfrentam obstáculos intransponíveis, como reações colaterais que travariam o sistema.

▪️ Onde está a Ribose?

No próximo clipe de entrevista, Cronin afirmou que em outro experimento ele foi capaz de “dirigir” a química necessária para produzir ribose, o açúcar em nucleotídeos, para reduzir moléculas estranhas.

Tour destacou no artigo publicado de Cronin como ele apenas pensou ter reduzido o número de moléculas estranhas porque examinou apenas os produtos que não precipitaram da solução. Mesmo a solução que Cronin estudou continha um grande número de moléculas contaminantes, muitas das quais eram compostas pelos mesmos átomos da ribose, mas em configurações diferentes.

O produto do experimento não poderia auxiliar na origem da vida já que a ribose estava em concentrações tão pequenas, e nunca poderia ser separada das outras moléculas por nenhum processo natural.

As moléculas de ribose raramente, ou nunca, se combinam com as outras moléculas necessárias para formar nucleotídeos (ou seja, nucleobase e fosfato). Quaisquer nucleotídeos que se formassem estariam em concentrações tão minúsculas que nunca poderiam se ligar a uma cadeia de RNA suficientemente longa para beneficiar uma célula em desenvolvimento e, mesmo que os RNAs se formassem, eles se separariam rapidamente (aqui, aqui).

▪️ Aumentando o Calor

Cronin também descreveu seu experimento ligando aminoácidos em cadeias e, em seguida, afirmou que demonstrou a plausibilidade de aminoácidos ligando-se a proteínas na Terra primitiva. A turnê mostrou que Cronin novamente exagerou grosseiramente sua realização.

Seu experimento começou com aminoácidos homoquirais em purezas e concentrações que não poderiam ter ocorrido na Terra primitiva. Além disso, ele teve que aquecer os aminoácidos a 130°C (266°F) por 15 horas apenas para ligá-los em pequenas cadeias.

No entanto, essas altas temperaturas decompõem rapidamente a maioria dos blocos de construção da vida (aqui, aqui), então qualquer outro progresso em direção à vida seria perdido.

Igualmente problemático, as cadeias geradas continham tantas ligações incorretas e eram tão pequenas que eram biologicamente inúteis.

Tour enviou o artigo de Cronin a um químico de peptídeos para confirmar sua conclusão sobre a irrelevância do experimento de Cronin para explicar como os aminoácidos poderiam ter se formado em proteínas em um ambiente pré-biótico. Seu amigo respondeu que o experimento é “uma química interessante, mas não é prática para nada”. O elogio de Cronin à sua própria pesquisa foi puro exagero.

▪️ Protocélulas Oleosas

Em uma exibição final de bravata, Cronin afirmou ter demonstrado em outro experimento a formação de protocélulas e a replicação. Aqui estão suas palavras exatas:

A única coisa aqui é que fomos capazes de mostrar que podemos combinar catálise com moléculas que produziriam um material semelhante a uma célula e que conduziria a replicação da célula…

Então, o que mostramos é que você tem esse processo em que naturalmente faz células-filhas sem nenhuma informação, você sabe, nenhum DNA necessário, nenhuma genética necessária, nenhuma maquinaria complicada para que possamos obter a replicação antes dos genes.

Tour destacou o completo absurdo de comparar gotículas de óleo com células reais, ou mesmo membranas celulares, e equiparar a divisão de gotículas de óleo com a replicação celular. Tour também detalhou o enorme controle do investigador sobre as condições experimentais e os protocolos químicos altamente complexos necessários para formar as gotículas de óleo e conduzir a divisão.

Não apenas o experimento é irrelevante para a origem da vida, mas a química nunca poderia ocorrer sem equipamento de laboratório avançado e químicos altamente treinados. Tour propôs que a deturpação consistente de Cronin sobre a relevância de sua pesquisa para a origem da vida é uma consequência de ele não saber nada sobre química orgânica, uma deficiência que Cronin reconheceu.

Forças Armadas na Célula Mantêm o DNA Saudável

Por David Coppedge | Evolution News
4 de outubro de 2022, 17h13

Repórteres científicos lutam por metáforas para descrever as operações complexas que eles veem acontecendo na célula. Por exemplo:

▪️ A Orquestra

Notícias da Universidade de Genebra comparam o genoma humano a uma “orquestra complexa”. Sua pesquisa levou a descobertas “inesperadas” e “surpreendentes” mostrando “comportamento harmonizado e sinérgico” na regulação dos genes. A metáfora de um maestro mantendo todos os vários jogadores em harmonia veio à mente:

Uma equipe de geneticistas suíços da Universidade de Genebra (UNIGE), da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) e da Universidade de Lausanne (UNIL) descobriu que a variação genética tem o potencial de afetar o estado do genoma em muitas posições aparentemente separadas e, assim, modular a atividade do gene, muito parecido com um maestro orientando os intérpretes de um conjunto musical para tocar com harmonia.

Esses resultados inesperados, publicados na Cell, revelam a versatilidade da regulação do genoma e oferecem insights sobre a forma como ela é orquestrada. [Enfase adicionada.]

▪️ As forças armadas

Outra metáfora popular entre os repórteres é “forças armadas”. Essa metáfora será instrutiva à medida que lemos sobre proteção do DNA e reparo de danos. Vejamos algumas das etapas desse processo onde encontraremos soldados, técnicos de emergência médica, ambulâncias e hospitais militares em ação, todos bem treinados e equipados para a defesa.

▪️ Vigilância e Inspeção

Qualquer operação militar disciplinada requer altos padrões.

Soldados no campo de treinamento sabem que os sargentos podem ser implacáveis ao inspecionar rifles, engraxates e camas de quartel.

Da mesma forma, as máquinas do genoma inspecionam o DNA em busca de erros e não toleram menos do que a perfeição.

Um artigo da Universidade Estadual da Carolina do Norte descreve a MutS, uma máquina que inspeciona fitas de DNA descompactadas em busca de erros.

Qualquer desencontro faz com que esse sargento pare e encare o recruta, mesmo que ele seja um em um milhão.

Felizmente, nossos corpos têm um sistema para detectar e reparar essas incompatibilidades – um par de proteínas conhecidas como MutS e MutL.

A MutS desliza ao longo do lado recém-criado da fita de DNA depois de replicada, revisando-a. Quando encontra uma incompatibilidade, ele se encaixa no local do erro e recruta a MutL para se juntar a ela.

A MutL faz um corte na fita de DNA recém-sintetizada para marcá-la como defeituosa e sinaliza uma proteína diferente para devorar a porção do DNA que contém o erro.

Em seguida, a correspondência de nucleotídeos recomeça, preenchendo a lacuna novamente. Todo o processo reduz os erros de replicação em cerca de mil vezes, servindo como melhor defesa contra mutações genéticas e os problemas que podem surgir delas, como o câncer.

▪️ Primeira resposta

Se ocorrerem vítimas, elas devem ser detectadas. Uma proteína chamada ATF3 é a capitã de um esquadrão que atua como “primeiro respondedor” a danos no DNA, como explica a Georgia Regents University.

Digamos que uma fita de DNA se rompa por causa da luz solar, quimioterapia ou um raio cósmico.

Se não for corrigida rapidamente, a célula pode se tornar cancerosa ou morrer. O que acontece primeiro?

No cenário rápido e complexo que permite que uma célula repare danos no DNA ou morra, a ATF3, ou Ativador do Fator de Transcrição 3, parece ser um verdadeiro primeiro respondedor, aumentando seus níveis e depois encontrando e se ligando a outra proteína, Tip60, o que acabará por ajudar atrair um enxame de outras proteínas para o local do dano.

▪️ Operações de Combate

Os vírus invadiram! As forças armadas entram em alerta máximo. O Salk Institute for Biological Studies descreve a enxurrada de atividades resultantes, porque todo organismo “deve proteger seu DNA a todo custo”.

Antes de entrar em pânico, os comandantes da célula precisam de inteligência. Se uma quebra de DNA coloca a célula em estresse, seja uma quebra natural, digamos de um raio cósmico, ou de um vírus, como um insurgente jogando uma granada? Um movimento em falso pode levar a baixas de fogo amigo.

Os pesquisadores explicam como a célula descobre se o dano ao DNA foi interno ou externo. Primeiro, o complexo MRN dá o sinal de “todas as mãos no convés”. Ele interrompe a replicação e outras operações da célula até que a quebra seja corrigida.

O interessante é que mesmo uma única interrupção transmite um sinal global através da célula, interrompendo a divisão e o crescimento celular”, diz O’Shea.

“Essa resposta impede a replicação para que a célula não passe por uma pausa .”

A resposta viral começa da mesma forma, mas não dá o alarme global.

Em vez disso, o alarme é localizado e sentinelas na área despacham os invasores. Há uma razão para isso.

“Se todos os vírus que chegam estimulassem uma resposta igualmente forte, aponta O’Shea, nossas células seriam pausadas com frequência, prejudicando nosso crescimento”. Mas quando a célula fica preocupada com o reparo de danos no DNA, os vírus podem se infiltrar.

Um vídeo no artigo aplica a metáfora das forças armadas:

Govind Shah: “As proteínas de reparo do DNA servem como guardas de segurança dentro do núcleo. Eles pegam o DNA do vírus e os escoltam para fora da célula.

Se uma célula sofrer uma grande quantidade de danos no DNA, esses guardas de segurança serão afastados do DNA viral e permitirão que o DNA viral se replique em altos níveis”.

Clodagh O’Shea: “Descobrimos que se você tem danos no DNA em seu próprio genoma, e o alarme dispara, na verdade isso recruta todas as forças: toda a polícia, guarda nacional – todo mundo está lá. Todas as forças estão lidando com seu próprio dano ao DNA, e não há mais nada para realmente ver ou desligar o vírus.”

Isso lhes deu uma ideia. Shah diz: “Então, por que não usar isso para matar células cancerígenas” com vírus projetados para entrar nas células tumorais? A resposta programada que eles descobriram fará com que a célula deixe os vírus entrarem enquanto está preocupada em consertar quebras de DNA.

“Se a célula não puder consertar a quebra do DNA, ela induzirá a morte celular – um mecanismo de autodestruição que ajuda a impedir que as células mutantes se repliquem (e, portanto, impede o crescimento do tumor)”.

▪️ Médicos

Estamos todos familiarizados com as imagens de helicópteros no campo de batalha entregando médicos para dar primeiros socorros aos feridos, ou transportando-os de avião para a estação de triagem ou hospital mais próximo. O núcleo da célula tem hospitais, diz um artigo da Biotechniques, e “ Uma ambulância molecular para DNA ” sabe como levar as vítimas ao pronto-socorro.

As quebras de fita dupla no DNA são uma fonte de estresse e às vezes a morte das células.

Mas as quebras podem ser corrigidas se encontrarem uma maneira de reparar os locais dentro da célula.

Em leveduras, um dos principais sítios de reparo reside no envelope nuclear, onde um conjunto de proteínas, incluindo o sub-complexo de poros nucleares Nup84, serve como uma espécie de hospital molecular.

O complexo de proteína motora cinesina-14, uma “ambulância de DNA”, move as pausas para locais de reparo, de acordo com um novo estudo da Nature Communications.

Pesquisadores da Universidade de Toronto acharam “muito surpreendente” que o motorista da ambulância seja a conhecida proteína motora cinesina-14 (veja nossa animação da cinesina em ação abaixo [áudio original em inglês]).

▪️ Funcionários do Hospital

Notícias do MD Anderson Cancer Center da Universidade do Texas apresentam alguns dos especialistas do hospital de reparo de DNA: fumarase, uma enzima metabólica; DNA-PK, uma proteína quinase; e enzimas de metilação de histonas que regulam o processo de reparo.

Esses médicos qualificados realizam cirurgias restauradoras para “quebras de fita dupla de DNA (DSBs)”, que “são a pior forma possível de mau funcionamento genético que pode causar câncer e resistência à terapia”.

▪️ Equipe de limpeza

As células investem muita energia em seus ribossomos, as organelas que traduzem o DNA. Os ribossomos são montados a partir de domínios de proteína e RNA. O que acontece com as sobras? Um item da Universidade de Heidelberg descreve máquinas moleculares que codificam os fragmentos em código de barras para serem entregues a um triturador em forma de barril chamado exossomo.

Embora não sejam descritos em termos militares, os agentes estão sob ordens estritas e obrigados a passar por postos de controle.

De acordo com o Prof. Hurt, a produção de ribossomos é um processo extremamente complexo que segue um esquema rígido com vários pontos de controle de qualidade .

As fábricas de proteínas são feitas de inúmeras proteínas ribossômicas (r-proteínas) e ácido ribonucleico ribossômico (rRNA).

Mais de 200 proteínas auxiliares, conhecidas como fatores de biogênese do ribossomo, são necessárias nas células eucarióticas para montar corretamente as proteínas-r e os diferentes rRNAs. Três do total de quatro rRNAs diferentes são fabricados a partir de um grande RNA precursor. Eles precisam ser “aparados” em pontos específicos durante o processo de fabricação, e as peças supérfluas são descartadas.

“Como esses processos são irreversíveis , é necessária uma verificação especial ”, explica Ed Hurt.

O número de pessoas das “forças armadas” envolvidas na defesa do DNA e no controle de qualidade das células é surpreendente. Está além de uma orquestra bem conduzida. É como uma operação militar, com protocolos rígidos, estrutura de comando hierárquica e especialistas treinados. Esses sistemas são orientados a objetivos: eles existem para proteger o genoma. Eles estão de plantão inspecionando componentes mesmo quando nada está errado. E quando as coisas dão errado, eles sabem exatamente o que fazer, como se estivessem bem treinados em seguir ordens.

Não estamos surpresos ao notar que esses artigos não dizem nada sobre evolução. Por quê? Porque todos sabemos pela nossa experiência que os fenómenos caracterizados por sistemas de comando e controle hierárquicos com procedimentos documentados e agentes qualificados são sempre concebidos de forma inteligente.

Este artigo foi publicado originalmente em 2015.

DNA É Gerenciado Como A Corda Dos Alpinistas Para Ajudar A Manter Emaranhados Afastados

Por Universidade de Edimburgo | Science Daily

22 de abril de 2019


Um processo que as células usam para desvendar filamentos de DNA nodosos – assemelhando-se a um método usado para controlar cordas de escalada – foi descoberto por cientistas.

As descobertas ajudam a explicar como cerca de 2 metros de DNA podem ser empacotados Ordenadamente em cada uma de nossas células, em um espaço que tem aproximadamente a largura de um fio de cabelo.

Os cientistas identificaram dois conjuntos de proteínas nas células que trabalham juntas PARA manter os fios soltos, evitando emaranhados que dificultariam processos biológicos vitais.

Essas proteínas são encontradas em muitos organismos, e os cientistas acreditam que seu papel no GERENCIAMENTO do DNA pode ser comum em toda a natureza.

Uma família de proteínas – conhecida como SMC – atua como um dispositivo de segurança usado por alpinistas, que passa cordas por uma série de laços.

Descobriu-se que essas proteínas funcionam ao lado de outro conjunto, conhecido como TopoII, que anteriormente pensava-se ser para ajudar a RESOLVER emaranhados, mas de uma maneira que não era bem compreendida.

Pesquisadores das Universidades de Edimburgo e Pádua, na Itália, estudaram o processo criando modelos de computador de DNA com nós e links.

Eles descobriram que o SMC age como um segurança, deslizando para frente e para trás para aumentar ou reduzir as alças em segmentos ligados de DNA. Os nós são primeiro espremidos e comprimidos pelo SMC e, posteriormente, são facilmente DETECTADOS e RESOLVIDOS pelo TopoII.

Seu estudo é o primeiro a explicar como as duas famílias de proteínas MANTÊM o DNA livre de emaranhados sob as condições confinadas e lotadas da célula.

A pesquisa, publicada na revista Proceedings of the National Academy of Science, foi apoiada pelo Conselho Europeu de Pesquisa.

Davide Michieletto, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Edimburgo, que liderou o estudo, disse: “Pode-se esperar que os longos fios de DNA fiquem HORRIVELMENTE emaranhados – um pouco como tirar fones de ouvido com nós do bolso. Mas, em vez disso, a natureza CRIOU essas MÁQUINAS INCRÍVEIS para RESOLVER esse PROBLEMA de Maneira Notável, aparentemente em muitas espécies.”


[Ênfase adicionada]


Referência do Jornal:

  1. Enzo Orlandini, Davide Marenduzzo, Davide Michieletto. Synergy of topoisomerase and structural-maintenance-of-chromosomes proteins creates a universal pathway to simplify genome topology. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019; 201815394 DOI: 10.1073/pnas.1815394116

[Obs: o artigo original não possui imagem didática, ficou por conta desse blog]

Estudo Desafia Teoria Evolucionista De Que Mutações No DNA São Aleatórias

Por Science Daily
12 de janeiro de 2022

Uma simples erva daninha numa estrada pode ser a chave para entender e prever a mutação do DNA, de acordo com uma nova pesquisa da Universidade da Califórnia, Davis, e do Instituto Max Planck de Biologia do Desenvolvimento, na Alemanha.

As descobertas, publicadas em 12 de janeiro na revista Nature, mudam radicalmente nossa compreensão da evolução e podem um dia ajudar os pesquisadores a produzir melhores colheitas ou até mesmo ajudar os humanos a combater o câncer.

As mutações ocorrem quando o DNA é danificado e não é reparado, criando uma nova variação. Os cientistas queriam saber se a mutação era puramente aleatória ou algo mais profundo. O que encontraram foi inesperado.

“Sempre pensamos na mutação como basicamente aleatória em todo o genoma”, disse Gray Monroe, professor assistente do Departamento de Ciências Vegetais da UC Davis, principal autor do artigo. “Acontece que a mutação é muito não-aleatória e é não aleatória de uma forma que beneficia a planta. É uma maneira totalmente nova de pensar sobre a mutação.”

Os pesquisadores passaram três anos sequenciando o DNA de centenas de Arabidopsis thaliana , ou agrião thale, uma pequena erva daninha florida considerada o “rato de laboratório entre as plantas” por causa de seu genoma relativamente pequeno, composto por cerca de 120 milhões de pares de bases. Os humanos, em comparação, têm cerca de 3 bilhões de pares de bases.

“É um organismo modelo para a genética”, disse Monroe.

▪️ Plantas cultivadas em laboratório produzem muitas variações

O trabalho começou no Instituto Max Planck, onde os pesquisadores cultivaram espécimes em um ambiente de laboratório protegido, o que permitiu que plantas com defeitos que podem não ter sobrevivido na natureza pudessem sobreviver em um espaço controlado.

O sequenciamento dessas centenas de plantas Arabidopsis thaliana revelou mais de 1 milhão de mutações. Dentro dessas mutações foi revelado um padrão não aleatório, contrário ao que se esperava.

“À primeira vista, o que descobrimos parecia contradizer a teoria estabelecida de que as mutações iniciais são totalmente aleatórias e que apenas a seleção natural determina quais mutações são observadas nos organismos”, disse Detlef Weigel, diretor científico do Instituto Max Planck e autor sênior do estudo.

Em vez de aleatoriedade, eles encontraram trechos do genoma com baixas taxas de mutação. Nessas manchas, eles ficaram surpresos ao descobrir uma representação exagerada de genes essenciais, como os envolvidos no crescimento celular e na expressão gênica.

Estas são as regiões realmente importantes do genoma”, disse Monroe. “As áreas que são biologicamente mais importantes são as que estão protegidas contra mutações.”

As áreas também são sensíveis aos efeitos nocivos de novas mutações. “O reparo de danos ao DNA parece, portanto, ser particularmente eficaz nessas regiões”, acrescentou Weigel.

▪️ Planta evoluiu para se proteger

Os cientistas descobriram que a forma como o DNA estava envolvido em diferentes tipos de proteínas era um bom preditor de se um gene sofreria mutação ou não. “Isso significa que podemos prever quais genes são mais propensos a sofrer mutações do que outros e nos dá uma boa ideia do que está acontecendo”, disse Weigel.

As descobertas adicionam uma reviravolta surpreendente à teoria da evolução por seleção natural de Charles Darwin porque revela que a planta evoluiu para proteger [Oi? Hã? Teleologia???] seus genes de mutações para garantir a sobrevivência.

“A planta desenvolveu uma maneira de proteger [😒] seus lugares mais importantes da mutação”, disse Weigel. “Isso é empolgante porque podemos até usar essas descobertas para pensar em como proteger os genes humanos da mutação”.

▪️ Usos futuros

Saber por que algumas regiões do genoma sofrem mais mutações do que outras pode ajudar os criadores que dependem da variação genética para desenvolver colheitas melhores. Os cientistas também podem usar as informações para prever melhor ou desenvolver novos tratamentos para doenças como o câncer, causadas por mutação.

“Nossas descobertas fornecem um relato mais completo das forças que impulsionam os padrões de variação natural; elas devem inspirar novos caminhos de pesquisa teórica e prática sobre o papel da mutação na evolução”, conclui o artigo.

Os co-autores da UC Davis incluem Daniel Kliebenstein, Mariele Lensink, Marie Klein, do Departamento de Ciências das Plantas. Pesquisadores da Carnegie Institution for Science, Stanford University, Westfield State University, University of Montpellier, Uppsala University, College of Charleston e South Dakota State University contribuíram para a pesquisa.

O financiamento veio da Max Planck Society, da National Science Foundation e da German Research Foundation.


[Ênfase adicionada. E a imagem é do Evolution News que cita esse artigo do Science Daily]


Referência do jornal:

  1. J. Grey Monroe, Thanvi Srikant, Pablo Carbonell-Bejerano, Claude Becker, Mariele Lensink, Moises Exposito-Alonso, Marie Klein, Julia Hildebrandt, Manuela Neumann, Daniel Kliebenstein, Mao-Lun Weng, Eric Imbert, Jon Ågren, Matthew T. Rutter, Charles B. Fenster, Detlef Weigel. Mutation bias reflects natural selection in Arabidopsis thaliana. Nature, 2022; DOI: 10.1038/s41586-021-04269-6


Comentário do blog:

Percebem a linguagem teleológica? E percebem que mesmo um modelo fundamental não serve para descartar o modelo evolucionista na sua natureza materialista, não guiada, sem objetivos, enfim, não teleológica? Isso ocorre porque esse modelo não se submete mais a critérios científicos mas se trata de uma espécie de religião secular, um dogma, uma ideologia, não havendo dados brutos que a refute, enfim, a TE é na prática aquilo que ela acusa a TDI de ser: uma pseudociência moderna.

Cientistas Da NYU Confundem Seleção Artificial Com Darwinismo

Por Evolution News | DiscoveryCSC
7 de janeiro de 2022, 6h14

É cansativo continuar corrigindo o mau uso dos termos pelos evolucionistas. A seleção artificial é o oposto da seleção natural. Não se deve confundir os dois. A diferença deveria ser evidente, mas de alguma forma não é.

Considere um artigo de quatro químicos e físicos da Universidade de Nova York, “Mutações em telhas artificiais auto-replicantes: um passo em direção à evolução darwiniana” (Zhou, Sha et al., PNAS).

Na natureza, a mutação é a primeira etapa da evolução, onde fornece a variação genética para a ação da seleção natural.

Aqui, pegamos um sistema de ladrilhos artificiais que se auto-replicam, origami de DNA, que exibem reprodução modelada. Podemos gerar uma pequena fração de mutações, introduzindo uma incompatibilidade na hibridação entre pai e filha. Podemos modificar a funcionalidade do origami para afetar a taxa de crescimento das espécies mutantes, dando-lhe menos ou mais vantagem evolutiva, e se tornar dominante em várias gerações. A introdução de mutações em um sistema artificial auto-replicante fornece novas direções para pesquisas em processos de auto-montagem.
[Ênfase adicionada.]

Este não é “um passo em direção à evolução darwiniana”. É um passo na direção oposta. Se eles realmente quisessem dar um passo em direção à evolução darwiniana, eles sairiam do laboratório e deixariam acontecer qualquer coisa. O que vai acontecer é um aumento da entropia.

▪️ O erro de interferência

Em The Mystery of Life’s Origin (veja a edição expandida, publicada em 2020 ), Thaxton, Bradley e Olsen enfatizam o erro da interferência do investigador em experimentos de origem da vida. Quando Zhou et al. digamos, “Aqui nós introduzimos vantagens de mutação e crescimento para estudar a possibilidade de uma evolução parecida com a de Darwin”, elas revelam um mal-entendido fundamental do Darwinismo. Chamar seu trabalho de “evolução de tipo darwiniana” quando eles estão puxando os cordões é uma contradição em termos.

Em uma tentativa de ser caridoso, vamos ver se eles entendem a natureza contraditória de sua afirmação em qualquer parte do jornal. O parágrafo final resume sua pesquisa:

Desenvolvemos um sistema artificial de peças de origami de DNA de duas espécies em que podemos controlar as taxas de crescimento separadamente.

Adicionando a capacidade de uma espécie de se transformar em outra, estudamos a evolução do sistema em que apenas uma espécie é semeada. Quando as taxas de crescimento são iguais, o sistema evolui para um estado estacionário de populações iguais.

Quando se tem a vantagem competitiva de um crescimento mais rápido, ele rapidamente se torna a espécie dominante, mesmo quando resulta apenas de uma mutação da espécie originalmente semeada e de crescimento exponencial.

Este é o resultado esperado e um exemplo mais elementar da evolução darwiniana, mas aqui em um sistema de auto-replicação artificial.

Infelizmente, a contradição permanece.

▪️ As simulações são inúteis?

Isso não quer dizer que os experimentos com seleção artificial não tenham valor educacional. Esses experimentos, como a simulação de computador Avida (discutida aqui e aqui ), serviram a um propósito ao mostrar os limites da aleatoriedade. Podem ser apontados casos de interferência do investigador, para falsificar afirmações impetuosas de que uma simulação mal concebida representa uma evolução “semelhante a darwiniana”. De fato, alguns defensores do design criaram suas próprias simulações de computador para ilustrar as limitações do mecanismo de mutação / seleção quando parâmetros mais realistas são especificados.

Algoritmos evolutivos também podem levar a resultados científicos com valor prático. Zhou et al. especulam sobre o que outras pesquisas com seus “blocos de DNA” em evolução podem trazer:

Ele abre a porta para o uso de sistemas, dispositivos e materiais feitos pelo homem que evoluem para ter as propriedades desejadas.

Em um determinado ambiente, as mutações permitem a criação de um conjunto de espécies e a evolução escolhe as espécies que mais crescem naquele ambiente, imitando a natureza, mas com construções artificiais.

Se algo útil sair desses experimentos, muito bem – mas não será por causa do darwinismo. Quem faz os “sistemas, dispositivos e materiais” que evoluem? Quem decide o que são “propriedades desejadas”? Quem define as “construções artificiais” que geram produtos potencialmente úteis? Claramente, designers humanos estão fazendo tudo isso.

Eles definem a taxa de mutação e monitoram os resultados para escolher vencedores e perdedores. A evolução não “escolhe a espécie” que cresce mais rápido; os designers fazem isso decidindo com antecedência quais serão as propriedades desejadas e ajustando as configurações para obter o rendimento mais alto.

Empregar o acaso como ferramenta não anula o DI. Na maioria dos jogos de cartas, o baralho é embaralhado primeiro. Os jogadores não sabem que cartas vão aparecer em suas mãos, mas conhecem as regras do jogo e aprendem estratégias para vencer. Em um processo de seleção artificial que faz uso de variações aleatórias, o darwinismo para quando uma mente inteligente interfere e faz a seleção.

Aqui, relatamos o estudo da mutação e evolução de um sistema de auto-replicação artificial de jangadas de dímero de origami de DNA. Isso representa um primeiro passo em direção ao uso de tais mutações em direção à evolução direcionada de um sistema artificial e ilustra alguns dos princípios básicos da seleção natural.

Nós concebemos duas espécies auto-replicantes AB e CD, que partilham o mesmo procedimento de replicação, mas com uma controlável taxa de crescimento ….

▪️ Valor duvidoso

Quando os autores começaram e terminaram com premissas erradas, quaisquer conclusões serão duvidosas. Veja como eles projetaram as espécies auto-replicantes. Veja como eles direcionaram a evolução.

Veja como eles chamam de sistema artificial. Eles definem os procedimentos. Eles controlaram os parâmetros. Com base em que eles podem dizer que seu trabalho “ilustra alguns dos princípios básicos da seleção natural”? Não há nada de natural nisso. Eles foram os seletores do início ao fim. Na verdade, eles admitem que a aleatoriedade pura levaria à catástrofe do erro sem a interferência contínua do investigador.

A mutação e o domínio da população pelas espécies mais aptas equivaleriam à seleção natural neste sistema artificial. [???]

Visando usar este processo para evolução direcionada e o fato de que uma alta taxa de mutação leva a uma catástrofe de Eigen, ou uma espécie não persiste por tempo suficiente para tirar vantagem de sua vantagem evolutiva, mantivemos a mutação numa taxa baixa, embora ainda não tão baixa quanto nos sistemas vivos.

No caso presente, uma taxa de mutação baixa é particularmente importante, pois as mutações direta e reversa estão igualmente limitando a proporção final das espécies com alta e baixa vantagem de crescimento.

É preciso rir de frases como “seleção natural neste sistema artificial” e intervenções como definir uma taxa de mutação baixa para evitar a catástrofe de Eigen.

Se você está controlando as mutações e selecionando os resultados, não está praticando o darwinismo. Críticas como essa têm sido feitas contra os discípulos de Darwin por mais de um século, mas elas caem em ouvidos surdos. Por que a mensagem não está chegando?

Artigo Científico Sobre Elementos Repetitivos Critica O “DNA Lixo”

Por Casey Luskin | Evolution News


Quando me envolvi pela primeira vez com o debate sobre design inteligente no final dos anos 1990 e no início dos anos 2000, uma das refutações mais comuns que ouvíamos era:

“Se a vida foi projetada, então por que mais de 90% do genoma é composto de DNA lixo?” 

Os críticos pensaram que isso era uma refutação completa do DI e usaram o argumento com frequência. Mas isso foi nos primeiros dias do sequenciamento do genoma, e muito pouco se sabia na época sobre o DNA não codificador e se era realmente lixo ou tinha funções úteis e importantes. 

Muitos pensadores do movimento DI acharam que seria imprudente admitir que a maior parte do genoma era lixo quando a ciência ainda não havia estabelecido que esse era de fato o caso. Nossa resposta foi, portanto, “nós realmente não sabemos o que a maior parte do genoma está fazendo. É melhor adotar uma abordagem de esperar para ver. Vamos descobrir para onde vai a pesquisa no futuro antes de concluirmos que o genoma é principalmente lixo.” É incrível ver como as coisas mudaram desde aquela época. 

O estado da pesquisa


Considere o estado da pesquisa hoje, cerca de 20 anos depois. 

Conforme observado brevemente ontem pelo Evolution News, um novo artigo na revista Genome Biology and Evolution  Satellite-Like W-Elements: Repetitive, Transcribed, and Putative Mobile Genetic Factors with Potential Roles for Biology and Evolution of Schistosoma mansoni – contém impressionantes linguagem que documenta o pensamento atual sobre o DNA-lixo e como esse pensamento mudou ao longo do tempo. O artigo começa observando o quão prevalente é o DNA não codificador: 

Uma grande parte dos genomas de animais e plantas consiste em DNA não codificador. Esta parte inclui sequências repetidas em tandem e ganhou atenção porque oferece ideias interessantes sobre a biologia do genoma. 


Os autores estudaram o verme do filo platelmintoSchistosoma mansoni, e observaram o DNA repetitivo no cromossomo W feminino. Eles investigaram elementos repetitivos no cromossomo W, chamados WEs, e identificaram 19 famílias diferentes de WEs, chamados WEFs.

Apenas tive sorte?


À parte, estou vagamente familiarizado com esse tipo de verme, já que esses parasitas causam bilharzia, uma doença comum e desagradável, mas tratável, que se pode contrair no sul da África depois de passar muito tempo na água parada. 

Durante meus estudos de doutorado na África do Sul, passei muito tempo – quero dizer  muito – caminhando com dificuldade através de rios, muitas vezes perfurando afloramentos rochosos e coletando enquanto estava de pé na água até os joelhos. Sempre tive o cuidado de fazer isso apenas na água em movimento, onde parasitas do gênero Schistosoma, me disseram, não seriam um problema. Ou tive sorte ou fiz alguma coisa certa porque nunca contraí bilharzia. 

Em qualquer caso, o artigo previu que esses WEs são funcionais, pois eles “desafiam a visão clássica de que o DNA repetitivo nos cromossomos sexuais é simplesmente um subproduto da heterocromatização e fornecem mais evidências de sua importância funcional”. 

Eles descobriram que esses WEFs codificam RNAs não codificantes (ncRNAs) e estão envolvidos na determinação do sexo no Schistosoma. Depois de analisar extensas evidências de função nesses WEFs, eles oferecem uma descoberta surpreendente:

Os dias de “DNA lixo” acabaram. Quando os autores seniores deste artigo estudaram genética em suas respectivas universidades, a doutrina comum era que a parte codificadora não proteica dos genomas eucarióticos consiste em sequências intercaladas “inúteis”, muitas vezes organizadas em elementos repetitivos como o satDNA. Este último pode ter se acumulado durante a evolução, por exemplo, como consequência de eventos de duplicação de genes para separar e individualizar a função do gene. Essa visão mudou fundamentalmente, e nosso estudo é o primeiro a abordar essa questão com aspectos estruturais, funcionais e evolutivos para o genoma de um parasita multicelular… Aqui, fornecemos evidências conclusivas para a expressão de WEF ao longo do desenvolvimento do esquistossomo, do miracídio aos estágios adultos.

[…]

A partir dos dados obtidos em nosso estudo e contra o pano de fundo da literatura recente, é tentador especular que mais do “DNA-lixo” do WE pode ser funcional e relevante mais do que o esperado. WEs de todos os WEFs investigados exibem uma incidência caprichosa, e são transcritos em um estágio, sexo, pareamento, gônada e padrão específico de cepa ou preferencial. 

A partir de descobertas exemplares de características típicas da atividade de elementos genéticos móveis, formulamos a hipótese de que WEs podem ter um caráter móvel. Junto com achados anteriores de eventos de recombinação intraclonal de WEs, seu papel presuntivo na emergência de cromossomos sexuais, sua capacidade putativa de expressar RNAs reguladores, propomos que WEs podem influenciar a biologia de S. mansoni. 

Além disso, com base na ocorrência variável de WEFs em diferentes cepas de esquistossomos, isolados e até mesmo espécies, nossa hipótese é que os WEs representam uma das fontes de variabilidade hereditária na evolução da família Schistosomatidae. [Ênfase adicionada; citações internas removidas.]


Antigamente


O que é surpreendente sobre esta passagem não é apenas que a evidência da função no DNA lixo é tão avassaladora que eles declaram “Os dias do ‘DNA lixo’ acabaram”, mas também que esses autores se lembram de um dia em que “a doutrina comum era que o parte codificadora não proteica do genoma eucariótico “consistia em” sequências ‘inúteis’, muitas vezes organizadas em elementos repetitivos “. 

Eu também me lembro daqueles dias. Quando comecei o primeiro IDEA Club na UC San Diego, éramos constantemente atingidos na cabeça por aquela “doutrina comum” de que o DNA não codificado era lixo, e nos disseram que isso refutava o design inteligente. Mas os autores continuam, dizendo que “essa visão mudou fundamentalmente”. 

Não vejo evidências de que esses autores apóiem o design inteligente. Mas acontece que nós, proponentes do DI, estávamos certos o tempo todo em encorajar os críticos a adotar uma abordagem cautelosa de “esperar para ver” e deixar que as evidências, em vez da “doutrina” evolucionista, determinassem qual paradigma estava correto. 

Células usam extrusão em loop para manter o DNA otimizado

Por Evolution News | @DiscoveryCSC

Como a condensação de proteínas diminui a atividade do gene e garante a sobrevivência de células estressadas

Pelo Instituto Max Planck de Imunobiologia e Epigenética | Phys Org

Modelo para a regulação da condensação NELF sob estresse, como choque térmico. Crédito: MPI of Immunbiology and Epigenetic, P. Rawat

Toda a vida na Terra desenvolveu várias camadas e redes para garantir a sobrevivência em eventos catastróficos. Até as células têm seu plano de emergência: a resposta ao choque térmico. Disparado por múltiplos estímulos de estresse, como calor, toxinas ou radiação, este programa de segurança celular tenta prevenir danos permanentes ao organismo. A resposta se assemelha a uma estratégia geral de ‘bloqueio’ adotada, testemunhada durante a pandemia global do vírus corona. Durante um bloqueio, apenas as atividades essenciais são permitidas e os recursos são desviados para medidas que garantam a minimização do impacto de uma pandemia.

Em condições normais, a RNA polimerase II desce pelo DNA. Nos locais corretos, o DNA é transcrito em mRNA, que é então traduzido em proteínas. Em uma crise, entretanto, essa atividade de transcrição deve parar, na maior parte, para interromper ou minimizar a produção de proteínas não essenciais durante condições de . Este movimento libera as capacidades necessárias para aumentar a produção de RNA e proteínas chamadas , que ajudam a lidar com a ameaça e os efeitos do estresse. A questão permanece: como colocar uma célula inteira sob bloqueio? diz Ritwick Sawarkar, líder do grupo no MPI de Imunobiologia e Epigenética e na Universidade de Cambridge.

Condensação NELF sob estresse – garante atenuação da transcrição do gene

Estudos anteriores do laboratório de Sawarkar deram os primeiros insights sobre o que acontece nas células, quando elas mudam do normal para o de emergência. O estresse causa o acúmulo do fator de alongamento negativo (NELF) no núcleo e interrompe a transcrição em um grande número de genes. Mas como exatamente o regulador transcricional NELF executa a chamada Atenuação Transcricional Induzida por Estresse (SITA) permaneceu desconhecido.

No início deste projeto, tentamos visualizar a proteína NELF com imagens de células vivas para entender melhor seu papel e regulação. Surpreendentemente, descobrimos que NELF forma puncta ou gotículas sob estresse, enquanto a mesma proteína permanece difundida sob . Chamamos essas gotículas de condensados NELF“, diz Prashant Rawat, primeiro autor do estudo. Junto com o Laboratório de Patrick Cramer no MPI for Biophysical Chemistry, que poderia recapitular as mesmas gotículas de NELF in vitro com proteínas purificadas recombinantes, as equipes propõem que a condensação biomolecular induzida por estresse facilita um recrutamento aprimorado de NELF para as regiões promotoras dos genes. Aqui, as gotículas NELF presumivelmente bloqueiam a atividade da polimerase e conduzem a regulação negativa da expressão gênica.

Imagens de microscopia confocal de alta resolução da proteína NELF-A marcada com mCherry (vermelha) em células HeLa humanas. A proteína NELF-A de tipo selvagem forma condensados induzidos por estresse após choque térmico (esquerda), enquanto a proteína sem região IDR falha em formar esses condensados (direita). Barra de escala: 5μm. Crédito: © MPI de Immunbiology and Epigenetic, P. Rawat

Condensação NELF movida a tentáculos

As subunidades NELF contêm as chamadas regiões intrinsecamente desordenadas (IDRs). IDRs são as partes de proteínas sem estrutura fixa e atuam como tentáculos. Os cientistas do Max Planck conseguiram mostrar que as interações entre os tentáculos do NELF são essenciais para a condensação. Muitas moléculas NELF individuais se unem e seus tentáculos se unem fortemente para formar a gota, como se segurassem as mãos uns dos outros. Mas o que mais nos intrigou foi que NELF sempre contém IDRs como parte de sua estrutura, mas só sofre condensação sob estresse“, diz Prashant Rawat.

Usando abordagens moleculares e bioquímicas do genoma e do proteoma, a equipe identificou modificações pós-tradução específicas (PTMs) que são essenciais para a condensação NELF. PTMs são alterações de proteínas após sua síntese e são frequentemente usados por células para responder a estímulos ambientais. Os resultados mostram que duas modificações diferentes tornam os condensados NELF possíveis. Descobrimos que mudanças contingentes ao estresse na fosforilação de NELF e mais SUMOilação governam a condensação de NELF”, disse Ritwick Sawarkar.

Condensação NELF relevante para aptidão celular

As células que falham em formar as gotículas NELF devido ao IDR prejudicado ou deficiência de SUMOilação também falham em regular negativamente os genes e a transcrição sob estresse. Se as células não ficarem bloqueadas pela condensação NELF e pela regulação negativa da transcrição, elas arriscam sua aptidão. Nossos dados mostram taxas de morte significativamente maiores de células sem NELF adequada durante o estresse“, disse Prashant Rawat.

Para Ritwick Sawarkar, esses resultados também destacam os aspectos colaborativos da vida nos Institutos Max Planck. Esta pesquisa só se tornou possível devido à estreita cooperação. O laboratório de Andrea Pichler no MPI-IE foi fundamental para entender o papel da máquina SUMO, enquanto outra colaboração com o laboratório de Patrick Cramer no MPI-BPC Göttingen poderia recapitular as mesmas gotículas NELF in vitro com purificado recombinante proteico“, diz Ritwick Sawarkar, principal autor do estudo.

Já se especula que a regulação negativa da transcrição induzida por estresse esteja associada a distúrbios neurológicos como Huntington. Já geramos modelos de camundongos no instituto para estender nossas descobertas in vivo e a modelos de doenças relevantes“, disse Prashant Rawat. A possibilidade de explorar o papel dos condensados NELF em diferentes doenças parece ser um caminho estimulante para pesquisas futuras em laboratório.

[Ênfase adicionada]


Mais informações: Prashant Rawat et al. Stress-induced nuclear condensation of NELF drives transcriptional downregulation. Molecular Cell. February 05, 2021 DOI:doi.org/10.1016/j.molcel.2021.01.016

Diário informativo: Molecular Cell

Como o relógio circadiano regula os genes do fígado no tempo e no espaço

Pela Ecole Polytechnique Federale de Lausanne | MedicalXpress

fígado
Crédito CC0: domínio público


Nada na biologia é estático. Os processos biológicos flutuam com o tempo e, se quisermos reunir uma imagem precisa das células, tecidos, órgãos etc., devemos levar em consideração seus padrões temporais. Na verdade, esse esforço deu origem a todo um campo de estudo conhecido como “cronobiologia“.

fígado é um excelente exemplo. Tudo o que comemos ou bebemos é eventualmente processado lá para separar os nutrientes dos resíduos e regular o equilíbrio metabólico do corpo. Na verdade, o fígado como um todo é amplamente regulado pelo tempo, e esse padrão é orquestrado pelo chamado relógio circadiano, o metrônomo interno do nosso corpo, bem como por sinais bioquímicos e ritmos alimentares.

Mas o fígado está realmente dividido em pequenas unidades repetitivas chamadas lóbulos, nas quais zonas distintas desempenham funções diferentes. Essa intrincada organização espacial é conhecida como ‘zoneamento do fígado‘. Por exemplo, a quebra de açúcares durante a digestão ocorre preferencialmente em um lado do lóbulo, a chamada zona central, enquanto a produção de glicose enquanto descansamos de estoques como gordura, ocorre no outro lado do fígado, no lado do portal.

Até agora, o zoneamento do fígado foi estudado apenas estaticamente, observando o que cada zona faz independentemente do tempo e vice-versa. E dada a importância do fígado na fisiologia dos mamíferos, as duas abordagens de pesquisa devem unir esforços para entender como os programas temporais e espaciais do fígado interagem.

Em um estudo inédito, cientistas da EPFL e do Weizmann Institute of Science, liderados pelos professores Felix Naef da Escola de Ciências da Vida da EPFL e Shalev Itzkovitz do Weizmann, foram capazes de monitorar as mudanças espaciais da expressão gênica nos lóbulos do fígado em relação para o relógio circadiano. O estudo dessa ligação é o foco da pesquisa de Naef, que já havia descoberto conexões entre o relógio circadiano e as proteínas do fígado, nossos ciclos celulares e até mesmo a estrutura 3-D da cromatina, o DNA compactado no núcleo da célula.

Explorando a capacidade de analisar o tecido do fígado em cada célula individual, os pesquisadores estudaram aproximadamente 5.000 genes nas células do fígado em vários pontos de tempo ao longo do dia de 24 horas. Eles então classificaram estatisticamente os padrões de espaço-tempo que descobriram com um modelo que pode capturar variações espaciais e temporais nos níveis de RNA mensageiro (mRNA), um marcador de expressão gênica.

O estudo revelou que muitos dos genes do fígado parecem ser zoneados e rítmicos, o que significa que são regulados por sua localização no fígado e pela hora do dia. Esses genes duplamente regulados estão principalmente ligados a funções-chave do fígado, por exemplo, o metabolismo de lipídios, carboidratos e aminoácidos, mas também incluem alguns genes que nunca foram associados ao metabolismo, por exemplo, genes relacionados a proteínas chaperonas, que ajudam outras biomoléculas mudam sua estrutura 3-D ou mesmo se montam e desmontam.

O trabalho revela uma riqueza da dinâmica da expressão gênica do espaço-tempo do fígado e mostra como a compartimentação da função hepática no espaço e no tempo é a marca registrada da atividade metabólica no fígado dos mamíferos“, disse Felix Naef.

O estudo foi publicado na Nature Metabolism.

[Ênfase adicionada]


Mais informações: Space-time logic of liver gene expression at sub-lobular scale, Nature Metabolism (2021). DOI: 10.1038/s42255-020-00323-1 , www.nature.com/articles/s42255-020-00323-1

Diário informativo: Nature Metabolism

Pesquisadores descobrem que bloco de construção celular age como um gel, não líquido como se acreditava anteriormente

Pela Faculdade de Medicina e Odontologia da Universidade de Alberta | PhysOrg

DNA
Crédito CC0: domínio público

Pesquisadores da Universidade de Alberta encontraram uma resposta para uma questão fundamental na biologia genômica que tem escapado aos cientistas desde a descoberta do DNA: dentro do núcleo de nossas células, o complexo pacote de DNA e proteínas chamado cromatina é um sólido ou um líquido?

Em um estudo publicado na revista Cell, a equipe de pesquisa, liderada pelo professor do Departamento de Oncologia Michael Hendzel e pelo colaborador Jeffrey Hansen da Colorado State University, descobriu que a cromatina não é nem sólida nem líquida, mas algo mais parecido com um gel.

Anteriormente, campos como a bioquímica operavam sob o pressuposto de que a cromatina e outros elementos do núcleo operavam em estado líquido, disse Hendzel. Esta nova compreensão das propriedades físicas da cromatina desafia essa ideia e pode levar a uma compreensão mais precisa de como o genoma é codificado e decodificado.

Todos nós sabemos a diferença entre água e gelo, e todos nós entendemos que se você quiser amarrar duas coisas, por exemplo, você não pode fazer isso com um líquido. Você precisa de uma corda, algo que tenha resistência mecânica”, afirmou disse Hendzel, que também é membro do Instituto de Pesquisa do Câncer do Norte de Alberta (CRINA). “É disso que estamos falando aqui. No momento, todo o nosso conhecimento sobre a regulação do gene é amplamente baseado na suposição de proteínas que se movem livremente que encontram DNA e cuja acessibilidade é regulada apenas pelo bloqueio desse movimento. Portanto, esta pesquisa poderia potencialmente levar a tipos muito diferentes de maneiras de compreender a expressão do gene.

Outra maneira de olhar para isso é que ossos, músculos e tecido conjuntivo têm propriedades físicas muito diferentes e, se essas propriedades físicas se quebram de alguma forma, isso quase sempre está associado a doenças“, disse Alan Underhill, professor associado do Departamento de Oncologia, Membro CRINA e colaborador do estudo. “No caso da cromatina, trata-se de reduzir esse princípio ao nível do núcleo da célula, porque está tudo conectado.”

O que estamos vendo aqui faz uma ponte entre a bioquímica do conteúdo celular e a física subjacente, permitindo-nos chegar aos princípios organizacionaisnão apenas para as células, mas para todo o corpo“, acrescentou.

Todos os nossos cromossomos são feitos de cromatina, que é metade histona (ou proteínas estruturais) e metade DNA, organizados em longas cordas com estruturas semelhantes a elos de um colar de pérolas (nucleossomos). Dentro do núcleo de uma célula, a fibra da cromatina interage consigo mesma para se condensar em um cromossomo. A fibra de cromatina também suporta a expressão gênica e a replicação do DNA cromossômico. Embora haja alguma compreensão das estruturas que compõem um núcleo, como essas estruturas são organizadas e toda a extensão de como as estruturas interagem entre si não é bem conhecido.

As descobertas da equipe fazem uma ponte sobre pesquisas feitas nos últimos 50 anos em géis de cromatina produzidos em laboratório para demonstrar sua existência em células vivas, o que tem implicações importantes para interpretar suas propriedades elásticas e mecânicas, explicou Hendzel.

Por exemplo, estudos recentes mostraram que a deformabilidade da cromatina em células cancerosas é um determinante importante de sua capacidade de se espremer por pequenos espaços para viajar para fora de um tumor e metastatizar em outras partes do corpo – algo que é muito mais fácil de explicar se a cromatina for como gel em vez de um líquido. As células cancerosas fazem isso alterando quimicamente a parte histona da cromatina para torná-la menos pegajosa, disse Hendzel.

Com base na nova pesquisa, isso agora pode ser explicado como um processo que reduz a resistência do gel, tornando-o mais deformável e permitindo que as células cancerosas se espalhem pelo corpo. Definir como esse estado de gel é regulado pode levar a novas abordagens para prevenir metástases, encontrando drogas que mantêm o gel de cromatina em um estado mais rígido.

Uma melhor compreensão da cromatina também pode afetar o diagnóstico de câncer, disse Underhill.

A textura e aparência da cromatina é algo que os patologistas têm usado para fazer avaliações clínicas em amostras de tumor de pacientes“, disse ele. “É realmente observar como a cromatina está organizada dentro do núcleo que lhes permite fazer uma compreensão desse diagnóstico clínico. Portanto, agora é um processo que podemos reformular em um novo contexto do estado material da cromatina.

Hendzel disse estar confiante de que a descoberta do estado gelatinoso da cromatina fornecerá um princípio orientador para pesquisas futuras que buscam entender como as propriedades materiais da cromatina moldam a função do núcleo para garantir a saúde das células e dos organismos que elas constituem.

Uma das coisas mais significativas para mim é que esta pesquisa destaca o quão limitado é o nosso conhecimento nesta área”, disse ele. “Atualmente, estamos focados em testar a crença amplamente difundida de que o tamanho físico das moléculas determina sua capacidade de acessar o DNA. Nossos experimentos em andamento sugerem que isso também pode estar incorreto, e estamos bastante entusiasmados em aprender novos mecanismos que controlam o acesso a DNA baseado nas propriedades do gel de cromatina e nos microambientes líquidos que se agrupam ao seu redor.

Acho que isso nos força a voltar e olhar o que está nos livros didáticos e reinterpretar muitas dessas informações no contexto de se ‘isto é um líquido’ ou ‘isto é um gel’ em termos de como o processo realmente ocorre,” acrescentou Underhill. “Isso terá um grande impacto sobre como realmente pensamos sobre as coisas que estão avançando e como projetamos experimentos e os interpretamos.

[Ênfase adicionada]

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Mais informações: Hilmar Strickfaden et al, Condensed Chromatin Behaves like a Solid in the Mesoscale In Vitro and in Living Cells, Cell (2020). DOI: 10.1016 / j.cell.2020.11.027

InformaçãDiário: Célula

Perdendo O Ponto: Os Códigos Não São Produtos Da Física

Por Evolution News | @DiscoveryCSC

2 de dezembro de 2020
design inteligente

Esquemas elaborados para explicar a origem do código genético a partir das leis da física e da química perdem todo o ponto sobre os códigos: a origem da informação. Livros do design inteligente tornam isso bastante claro, como em  Signature in the Cell,  de Stephen Meyer, e  The Mystery of Life’s Origin: The Continuing Controversy (reimpressão expandida), de Thaxton, Bradley e Olsen e autores colaboradores. Intencionalmente ou não, os pesquisadores da origem da vida continuam a ignorar o ponto principal sobre os códigos: um código é uma mensagem, e uma mensagem pressupõe uma mente. Por outro lado, se um processo material pode explicar a disposição dos blocos de construção em uma sequência, não é um código. 

Os códigos podem fazer uso de blocos de construção materiais, como letras em uma página impressa ou pulsos de rádio através do espaço, mas a essência de um código é a informação que ele transmite. A essência de uma mensagem é o significado pretendido pelo mensageiro. O significado pode ser ao vivo ou programado. Em ambos os casos, um código transmite a previsão de uma mente com a intenção de se comunicar.

Com toda a insistência sobre esse aspecto fundamental dos códigos por cientistas do DI nos últimos 36 anos (e mais), é triste ver outros cientistas continuando a insistir na falácia de que códigos podem surgir de processos irracionais. Se isso fosse verdade, seria o equivalente a um milagre. Se outros querem descartar os “milagres” que eles acham que o design inteligente requer, o que os defensores do design deveriam dizer sobre os milagres do acaso dos evolucionistas? Se outros desejam limitar seu kit de ferramentas explicativas às “leis naturais”, o que dizer das leis da probabilidade?

Caso 1: Códigos da Termodinâmica

Nas  Revisões Trimestrais de Biofísica, Klump, Völker e Breslauer tentam argumentar que o código de DNA existente foi naturalmente selecionado como o mais ideal para estabilidade energética. Que seleção natural é o significado pretendido fica claro a partir do título: “Mapeamento de energia do código genético e domínios genômicos: implicações para a evolução do código e darwinismo molecular.” Em outras palavras, eles propõem que a seleção natural se estende até a vida pré-biótica, apesar do entendimento comum de que a replicação precisa é um pré-requisito para a seleção natural. Nesse caso, as leis da termodinâmica fazem a seleção. Isso fica claro no título de uma notícia da  Rutgers University, “A Evolução do Código Genético e a Teoria da Evolução de Darwin Devem Considerar o DNA um ‘Código de Energia’ – o fenômeno ‘Sobrevivência do mais apto’ é apenas parte da equação de evolução”. Mas como o significado (semântica) emerge em um “código de energia” criado pelo “darwinismo molecular”? A hipótese deles ignora totalmente esse requisito.

“As origens da evolução do código genético do DNA e a evolução de todas as espécies vivas estão  embutidas nos diferentes perfis de energia de seus projetos de DNA molecular. Sob a  influência das leis da termodinâmica, este código de energia evoluiu, de um número astronômico de possibilidades alternativas, para um código quase singular em todas as espécies vivas.”

Os cientistas investigaram esse chamado “enigma universal”, investigando as origens da observação surpreendente de que o código genético evoluiu para um projeto quase uniforme que surgiu de trilhões de possibilidades.

Os cientistas expandiram as bases do  marco da teoria evolucionária darwiniana de “sobrevivência do mais apto” para incluir o “darwinismo molecular”. A teoria revolucionária de Darwin é baseada na persistência geracional das características físicas de uma espécie que permitem que ela sobreviva em um determinado ambiente por meio da “seleção natural”. O darwinismo molecular se refere a características físicas que persistem através das gerações porque as regiões do DNA molecular que codificam essas características são  excepcionalmente estáveis. [Enfase adicionada.]

O argumento deles é semelhante à hipótese do multiverso: dentre “trilhões de possibilidades”, um universo foi selecionado naturalmente com condições que permitiam vida complexa – e aqui estamos nós! Na história do “darwinismo molecular”, as leis da termodinâmica “selecionaram” arranjos de blocos de construção de DNA que eram estáveis, e pronto! Informações funcionais! É por isso que todas as formas de vida o usam! (Observe o non-sequitur.)

O pessoal da Rutgers não menciona  informações e apenas mencionam a  função  de uma forma posterior, sugerindo que o “darwinismo molecular” pode  permitir  ou  favorecer  funções biológicas.

Diferentes regiões de DNA podem exibir assinaturas diferenciais de energia  que podem favorecer estruturas físicas  em organismos que  permitem funções biológicas específicas, disse Breslauer.

A seguinte citação do artigo deve ser lida para ser apreciada como um exemplo clássico de *gobbledygook acadêmico [ *linguagem sem sentido ou ininteligível pelo uso excessivo de termos técnicos obscuros;  Absurdo.]. Em suma, eles derivam o código genético da segunda lei da termodinâmica, a mesma lei que degrada a informação!

Quando o icônico código genético do DNA é expresso em termos de diferenciais de energia, observa-se que a  informação embutida nas sequências químicas, incluindo alguns resultados biológicos, se correlaciona com perfis de energia livre distintos. Especificamente, encontramos correlações entre o uso do códon e a energia livre do códon, o que sugere uma seleção termodinâmica para o uso do códon. Também encontramos correlações entre o que são considerados aminoácidos antigos e altos valores de energia livre de códons. Tais correlações podem ser reflexivas do  código genético baseado em sequência mapeando fundamentalmente como um código de energia. Em  tal perspectiva, pode-se imaginar  o código genético como composto de  ciclos termodinâmicos interligados que permitem que os códons “evoluam” uns dos outros por meio de uma série de transições e transversões sequenciais, que são influenciadas por uma paisagem de energia modulada por fatores termodinâmicos e cinéticos. Como tal, a evolução inicial do código genético pode ter sido conduzida, em parte, por energias diferenciadas, em oposição exclusivamente à funcionalidade de qualquer produto gênico. Em tal cenário, as pressões evolutivas podem, em parte, derivar da otimização das propriedades biofísicas (por exemplo, estabilidades relativas e taxas relativas), além da perspectiva clássica de ser impulsionado por uma vantagem adaptativa fenotípica (seleção natural). Tal mapeamento de energia diferencial do código genético, bem como domínios genômicos maiores, pode refletir  uma paisagem genômica evoluída e energeticamente resolvida, consistente com um tipo de ‘darwinismo molecular’ diferencial, movido por energia. Não deveria ser surpresa que a evolução do código foi influenciada pela energética diferencial, já que a termodinâmica é o ramo mais geral e universal da ciência que opera em todas as escalas de tempo e comprimento.

A estabilidade de uma dupla hélice de DNA não tem correlação com seu conteúdo de informação.

Presumivelmente, uma sequência repetitiva de AGTCAGTC em toda a cadeia pode ser a mais estável de todas, mas não transmitiria mensagem e não teria função. Um “código de energia” que se estabeleceu a partir da entropia nunca se traduziria em uma máquina molecular com uma função sofisticada. Os autores assumem que, como o código existente é estável e tem o  potencial  de ser rico em informações, ele será selecionado naturalmente para  ser  rico em informações. Isso não faz sentido. Será que o surgimento de carrinhos de compras mais estáveis com quatro rodas em vez de três garantirá que serão preenchidos com mantimentos? Nenhuma retórica pode defender tal ideia. 

Os autores percebem que sua hipótese ainda tem um longo caminho a percorrer:

As próximas etapas  incluem reformular e mapear a sequência química do genoma humano em  um “genoma de energia”,  para que as regiões de DNA com diferentes estabilidades de energia possam ser correlacionadas com estruturas físicas e funções biológicas.

Boa sorte com isso. Nenhuma quantidade de pesquisa pode justificar uma premissa falha.

Caso 2: Sequências Naturais

Outro artigo tenta obter códigos por processos materiais. É encontrado no  PNAS  por Inouye et al., “Evolução do código genético; Evidências de disparidade de uso de códon serina em  Escherichia coli.” Esta equipe rebate o conceito de códons sinônimos, onde um aminoácido pode ser representado por dois a seis códons. O código da serina, por exemplo, pode ser representado por AGU / C (uma “caixa”) ou UCU / C / A / G (uma segunda caixa). Este é o único caso em que são necessárias duas substituições de bases para passar de uma caixa para a outra. “Decifrar como isso aconteceu fornecerá  informações importantes sobre a origem da vida e o código genético”, eles prometem. 

Os autores tentam organizar os aminoácidos em árvores filogenéticas. Na origem da vida, apenas sete aminoácidos estavam em uso, eles propõem; depois, a alanina ramificou-se para a segunda caixa de serina e assim por diante. Eles assumem que aqueles com os códons mais sinônimos evoluíram primeiro e, posteriormente, aqueles com códons únicos. Eles contam quantas espécies de aminoácidos existem nas bactérias e partem, elaborando um cenário de como o código genético evoluiu. Estranhamente ausente está a palavra  informação  no esquema. Como esses códons se traduzem em uma função? Ora, eles o “adquirem”! O Iluminismo floresceu!

A substituição de resíduos Ala por Ser não apenas torna uma proteína mais hidrofílica, mas também, em alguns casos, pode fazer com que uma proteína adquira uma função enzimática ou forneça  um local para modificação de proteína, como fosforilação e acetilação.

Não há sentido em continuar com essa noção. Está tudo misturado.

Portanto, especula-se ainda  que os resíduos Ser codificados por AGU ou AGC em proteínas  tinham funções originalmente diferentes  dos resíduos Ser codificados por UCX. Desde então, os dois conjuntos diferentes de códons Ser foram completamente misturados durante a evolução.

Não leia este artigo como o método científico em ação. Leia como uma história para dormir.

Olhando para a tabela de códons (Tabela 1), parece que somos capazes de decifrar histórias ocultas sobre como os códons genéticos evoluiram. Com base na hipótese de que o aminoácido mais simples e, portanto, o mais primitivo entre os 20 aminoácidos é GGX ou Gly, os códons para outros aminoácidos são propostos como tendo evoluído de GGX. Na segunda etapa da evolução do códon, novos conjuntos de códons para sete aminoácidos surgiram ….

Emergiu. Sim, crianças, graças a Darwin, sabemos que códigos e outras coisas maravilhosas podem emergir da matéria – por si mesmas. 

O poder de um código

Os materialistas que se limitam ao mecanismo de Darwin continuam lutando por maneiras naturais de obter códigos. Eles olham para a energia. Eles olham para os blocos de construção. Eles conectam blocos de construção à energia. Mas, como conectar um cabo de extensão em si mesmo, não há poder que “emerge” no sistema – exceto por meio de histórias especulativas na imaginação dos materialistas. Meyer, Thaxton e os outros permanecem justificados: o poder de um código só flui quando conectado às informações.

DNA Funcionalmente Irrestrito Não É Conservado

Por Cornelius Hunter | DarwinsPredictions

À medida que diferentes espécies evoluem, seus segmentos de DNA são preservados apenas se contribuírem para a aptidão do organismo. Os segmentos de DNA que não são funcionalmente restritos devem sofrer mutação e divergir ao longo do tempo. O resultado é que segmentos de DNA semelhantes, mas sem restrições funcionais, não devem ser encontrados em espécies distantes. O corolário dessa previsão é que sequências de DNA semelhantes encontradas em espécies distantes devem ser funcionalmente restritas.

Essa previsão foi falsificada em muitos exemplos de trechos de DNA funcionalmente irrestritos e altamente semelhantes que foram descobertos em espécies distantes. Por exemplo, milhares dos chamados elementos ultra-conservados (UCEs), centenas de pares de bases de comprimento, foram encontrados em uma variedade de espécies, incluindo humanos, camundongos, ratos, cães, galinhas e peixes. Na verdade, nas diferentes espécies, algumas dessas sequências são 100% idênticas. As espécies que deveriam ter evoluído independentemente por 80 milhões de anos certamente não deveriam ter segmentos de DNA idênticos. “Quase caí da cadeira”, comentou um evolucionista. (Lurie) “Não pode ser verdade” comento uma evolucionista. (Pennisi)

Os evolucionistas presumiram que essas sequências altamente preservadas devem ter uma função importante. Mas os estudos de laboratório não revelaram quaisquer efeitos significativos em ratos. Uma variedade de experimentos foi feita para determinar a função dessas sequências que a evolução supostamente preservou. Mas em muitas das regiões nenhuma função foi encontrada. Um estudo excluiu várias regiões UCE, incluindo um trecho de 731 pares de bases de DNA que foi hipotetizado para regular um gene crucial. Os evolucionistas esperavam que a remoção resultasse em letalidade ou infertilidade, mas em vez disso encontraram ratos normais e saudáveis. Meses de observação e uma bateria de testes não encontraram anormalidades ou diferenças significativas em comparação com ratos normais. (Ahituv, et. Al.) Como um dos principais pesquisadores explicou:

Para nós, foi um resultado realmente surpreendente. Esperávamos demonstrar o papel vital que esses elementos ultra-conservados desempenham, mostrando o que acontece quando eles estão ausentes. Em vez disso, nossos camundongos knockout não eram apenas viáveis e férteis, mas não apresentavam anormalidades críticas no crescimento, longevidade, patologia ou metabolismo. (Os camundongos prosperam sem sequências de DNA antigas)

Outro estudo eliminou duas regiões de DNA massivas e altamente conservadas de 1,5 milhão e 0,8 milhões de pares de bases em ratos de laboratório e, novamente, os resultados foram ratos viáveis, indistinguíveis dos ratos normais em todas as características que mediram, incluindo crescimento, funções metabólicas, longevidade e desenvolvimento geral. (Nóbrega, et. Al.) “Ficamos bastante surpresos”, explicou o pesquisador principal. (Westphal)

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Referências
Ahituv, N., Y. Zhu, A. Visel, A. Holt, V. Afzal, L. Pennacchio, E. Rubin. 2007. “Deletion of ultraconserved elements yields viable mice.” PLoS Biol 5:e234.
Lurie, Karen. 2004. “Junk DNA.” ScienCentral July 20.
“Mice thrive missing ancient DNA sequences.” 2007. ScienceDaily September 6. http://www.sciencedaily.com/releases/2007/09/070904151351.htm
Nobrega, M., Y. Zhu, I. Plajzer-Frick, V. Afzal, E. Rubin. 2004. “Megabase deletions of gene deserts result in viable mice.” Nature 431:988-993.
Pennisi, Elizabeth. 2004. “Disposable DNA puzzles researchers.” Science 304:1590-1591.

Westphal, S. 2004. “Life goes on without ‘vital’ DNA.” New Scientist June 3.

Morfogênese: Codificação Para Forma

Evolution News

Organismos são hierarquias de formas. As bactérias formam hastes, espirais e esferas. Os eucariotos unicelulares constroem diversas organelas por dentro e assumem uma forma característica por fora (compare Stentor, Paramecium e Amoeba ). Pense em todas as variedades de formas em organismos multicelulares de Volvox(colônia de organismos unicelulares aquáticos [algas]) a eucariotos complexos – hidra, rotíferos, planários na extremidade microscópica; caranguejos, polvos e besouros na faixa intermediária inferior; castores, rosas e humanos na faixa média superior; baleias, sequóias e braquiossauros na extremidade grande. As plantas geram caules, folhas e flores. Os animais desenvolvem tecidos que se organizam em órgãos que se combinam nos planos do corpo. Como todas essas formas 3-D emergem de um código linear? Esse é o enigma da morfogênese.

Totalidades Funcionais

Os biólogos sabem sobre códigos genéticos para moléculas muito bem agora, mas onde está o software para anatomia? O modismo recente para impressão 3D é rude em comparação. Essas máquinas podem produzir uma forma a partir de um código linear, mas elas simplesmente constroem um objeto estático, uma camada de cada vez, usando material homogêneo. A morfogênese requer reunir diversos materiais para construir máquinas em movimento, como corações. Elas devem continuar funcionando em todos os níveis enquanto estão em conexão com outras máquinas móveis durante a construção. O produto final é o que Douglas Axe chama de “todo funcional” ( Inegável , p. 143).

Todos funcionais em biologia são compostos de componentes e subcomponentes funcionais organizados hierarquicamente e constituintes elementares que não funcionam apenas no espaço tridimensional, mas na quarta dimensão do tempo. Elas também possuem a notável propriedade de auto-reparo.

Michael Levin, diretor do Allen Discovery Center na Tufts University e Associate Faculty no Instituto Wyss da Harvard University, está perplexo com a origem das formas biológicas. Ele escreve em The Scientist:

Embora os genomas codifiquem previsivelmente as proteínas presentes nas células, uma lista simples de partes moleculares não nos diz o suficiente sobre o layout anatômico ou o potencial regenerativo do corpo que as células trabalharão para construir. Os genomas não são um projeto para a anatomia e a edição do genoma é fundamentalmente limitada pelo fato de que é muito difícil inferir quais genes ajustar e como atingir os resultados anatômicos complexos desejados. Da mesma forma, as células-tronco geram os blocos de construção dos órgãos, mas a capacidade de organizar tipos específicos de células em uma mão ou olho humano funcional esteve e estará além do alcance da manipulação direta por muito tempo. [Enfase adicionada.]

No filme Terminator 2, o assassino do futuro é esmagado em mil fragmentos de metal líquido e, em seguida, se reconstitui para continuar sua missão. É uma peça de efeitos especiais muito inteligente, mas quando você pensa sobre o problema, como cada fragmento poderia saber para onde ir? E, no entanto, algo assim acontece em organismos que são capazes de se regenerar, como hidras, planárias, axolotes e algumas outras espécies. Algo assim também ocorre durante o desenvolvimento embrionário.

Após várias rodadas de divisão celular de clones, começa a diversificação e a forma começa a surgir. Cada célula ganha um papel e um destino para cumprir esse papel. Veja o videoclipe da Illustra Media sobre o desenvolvimento embrionário de pintinhos:

Além do DNA

No desenvolvimento embrionário humano, algo além do DNA diz à massa em crescimento quantas células do fígado são necessárias, como elas devem se organizar na forma familiar do fígado, quantos vasos sanguíneos são necessários para suprir o fígado. Além disso, algo regula como essas formas coordenam seu crescimento desde o bebê até o adulto. O fígado sempre termina no tamanho e posição adequados sob as costelas do lado direito, com as conexões certas com outros órgãos. Todos os órgãos e sistemas seguem esse processo direcionado a um objetivo.

Alcançar esse resultado requer muito mais informações do que o código do DNA possui apenas para as enzimas hepáticas, por mais complexo que seja. Onde está o “software de biologia – as regras que permitem grande plasticidade em como os coletivos de células geram anatomias confiáveis”?

Responder à questão exigirá pesquisas interdisciplinares, ressalta Levin. Os cientistas apenas deram alguns passos de bebê para resolver esse enorme quebra-cabeça. Tudo o que eles podem fazer atualmente é tentar dividir a questão em subquestões administráveis.

Mas os pesquisadores que trabalham nas áreas de morfologia sintética e biofísica regenerativa estão começando a entender as regras que regem a plasticidade do crescimento e reparo de órgãos. Em vez de tarefas de microgerenciamento que são complexas demais para serem implementadas diretamente no nível celular ou molecular, e se resolvêssemos o mistério de como grupos de células cooperam para construir corpos multicelulares específicos durante a embriogênese e a regeneração? Talvez então pudéssemos descobrir como motivar os coletivos de células a construir quaisquer características anatômicas que desejamos.

Até agora, eles conseguiram apenas que embriões de sapo desenvolvessem estranhas formas sintéticas por meio da engenharia genética. É um começo emocionante, pensa Levin, mas o trabalho lembra crianças em um parquinho.

Essas células reiniciaram sua multicelularidade em uma nova forma, sem alterações genômicas. Isso representa uma caixa de areia extremamente emocionante na qual os bioengenheiros podem atuar, com o objetivo de decodificar a lógica do controle anatômico e comportamental, bem como compreender a plasticidade das células e a relação dos genomas com as anatomias.

Uma revolução biológica

Este trabalho pode representar o início de uma revolução biológica tão significativa quanto a revolução genômica, quando a genética passou das moléculas aos códigos. Ele representa o próximo passo: “elucidar os cálculos que as células e grupos de células realizam para orquestrar a construção de tecidos e órgãos em uma escala de corpo inteiro”. É como se os bioquímicos tivessem entendido como os instrumentos musicais são feitos e agora quisessem ver como a música é executada e como a música é derivada de uma partitura codificada por símbolos silenciosos em uma página. Mas eles estão tentando fazer tudo isso sem o protagonista: o compositor!

A próxima geração de avanços nesta área de pesquisa surgirá do fluxo de ideias entre cientistas da computação e biólogos. Desbloquear todo o potencial da medicina regenerativa exigirá que a biologia faça a jornada que a ciência da computação já percorreu , desde o foco no hardware – as proteínas e vias bioquímicas que realizam operações celulares – até o software fisiológico que permite que redes de células adquiram, armazenem e agir com base nas informações sobre a geometria do órgão e, na verdade, do corpo inteiro.

No mundo da informática, essa transição de reconectar o hardware para a reprogramação do fluxo de informações, alterando as entradas, deu origem à revolução da tecnologia da informação. Essa mudança de perspectiva pode transformar a biologia, permitindo que os cientistas alcancem as visões ainda futurísticas da medicina regenerativa.

O esforço também pode transformar a engenharia, diz ele. Os engenheiros podem aprender como os organismos constroem estruturas que ainda funcionam em ambientes ruidosos e podem permanecer resistentes a perturbações.

Mesmo quando seu grupo faz a engenharia genética de embriões de rã, diz Levin, os embriões tendem a encontrar o caminho de volta à forma desejada, como se um processo de monitoramento comparasse constantemente suas atividades com a forma ideal. Como essas informações são armazenadas e comunicadas?

O notável não é simplesmente que o crescimento começa após uma lesão e que vários tipos de células são gerados, mas que esses corpos crescerão e se remodelarão até que uma anatomia correta esteja completa, e então eles param. Como o sistema identifica a morfologia alvo correta, orquestra os comportamentos individuais das células para chegar lá e determina quando o trabalho está concluído? Como ele comunica essas informações para controlar as atividades celulares subjacentes?

Essas são questões estimulantes para a comunidade de DIs considerar. O DI compreende previsão, controle e comunicação.

O darwinismo está à altura da tarefa?

Levin tenta trazer a evolução para o cenário.

A evolução explora três modalidades para atingir essa homeostase anatômica: gradientes bioquímicos, circuitos bioelétricos e forças biofísicas. Eles interagem para permitir que a mesma forma em grande escala surja, apesar de perturbações significativas.

Mas isso não é evolução darwiniana de forma alguma! Um processo físico sem sentido e sem objetivo não se importa com o que acontece. Não pode explorar. Não pode alcançar. Não pode ativar. Essa afirmação é como colocar um adesivo de Darwin em um maquinário de design inteligente. Muito menos pode o darwinismo sinalizar, criar e operar redes elétricas, tomar decisões ou regular qualquer coisa.

Observar não é explicar. O grupo de Levin pode observar o que acontece, mas ele apela a causas inadequadas para explicá-las. A equipe pode ajustar os processos de trabalho para obter resultados modificados, mas não pode explicar seu surgimento. Eles podem imitá-los, mas não originá-los. Eles podem compará-los a computadores e softwares projetados de forma inteligente, mas não levam em conta as semelhanças apelando para causas opostas.

A imagem emergente neste campo é que o software anatômico é altamente modular – uma propriedade-chave que os cientistas da computação exploram como sub rotinas e que muito provavelmente contribui em grande parte para a evolução biológica e a plasticidade evolutiva.

“Evolucionabilidade” e “plasticidade evolutiva” são termos altamente enganosos. O que Levin significa é a capacidade de aprender e se adaptar às circunstâncias. Isso requer design. E por que a plasticidade deve ser evolutiva?Pegue a palavra eletrônica e reconheça o conceito como robustez. Isso também é design. A tolerância a perturbações, com alguma margem de manobra para mudanças, é uma boa estratégia de projeto. As composições musicais também permitem alguma plasticidade, como quando o compositor marca “Ad lib” para uma improvisação ou dá espaço para uma cadência. As obras também podem ser modificadas para conjuntos diferentes, como quando uma obra orquestral é transcrita para orquestra de câmara ou piano.

Aqui está outro exemplo de fixação de um adesivo “Feito por Darwin” em conceitos de design:

Na biomedicina molecular, ainda estamos focados principalmente na manipulação do hardware celular – as proteínas que cada célula pode explorar. Mas a evolução garantiu que os coletivos celulares usem essa máquina versátil para processar informações de maneira flexível e implementar uma ampla gama de resultados de formato corporal em grande escala. Este é o software da biologia: a memória, a plasticidade e a reprogramação das redes de controle morfogenético.

Tal afirmação não faz sentido. A evolução não consegue entender as máquinas ou garantir que as células as usem.

Design Science está à altura da tarefa?

Somente a ciência do design tem a estrutura conceitual para entender este “novo tipo de epigenética, informação que é armazenada em um meio diferente de sequências de DNA e cromatina”. Tecnologia da Informação (TI) é design science por definição. Levin essencialmente repete a falácia de Darwin de usar a seleção artificial como um análogo da seleção natural, exceto que, na morfogênese, inferimos a atividade de uma inteligência projetada a partir de seus efeitos e de nossa experiência uniforme com a capacidade da mente de organizar componentes para atingir alvos de maneira confiável.

O progresso será lento se o DI assumir a liderança na pesquisa em morfogênese? Certamente não. Os cientistas do design podem continuar o trabalho com embriões de rã e engenharia genética. Na verdade, eles provavelmente trabalharão de forma mais produtiva, sem o peso da bagagem do antigo mito vitoriano de Darwin.

O acaso não é uma causa; inteligência é. A inteligência pode conceber um plano, exercer a previsão para identificar os requisitos e, então, executar o plano programando os componentes para cumprir o plano. Na vanguarda desta grande revolução biológica, é hora de reconhecer que o software anatômico é um design inteligente em todos os seus aspectos.

Neurocientistas descobrem um mecanismo molecular que permite a formação de memórias

pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts | Medical Express

Um novo estudo do MIT revela que a codificação de memórias em células engramadas é controlada pela remodelação em larga escala das proteínas e do DNA que compõem a cromatina das células. Nesta imagem do cérebro, o hipocampo é a grande estrutura amarela próxima ao topo. Verde indica neurônios que foram ativados na formação da memória; o vermelho mostra os neurônios que foram ativados na recuperação da memória; o azul mostra o DNA das células; e o amarelo mostra os neurônios que foram ativados tanto na formação da memória quanto na evocação e, portanto, são considerados neurônios engramas. Crédito: MIT

Quando o cérebro forma uma memória de uma nova experiência, os neurônios chamados células engramas codificam os detalhes da memória e são reativados posteriormente sempre que a recordamos. Um novo estudo do MIT revela que esse processo é controlado pela remodelação em larga escala da cromatina das células.

Essa remodelação, que permite que envolvidos no armazenamento de memórias se tornem mais ativos, ocorre em vários estágios espalhados por vários dias.

Mudanças na densidade e no arranjo da cromatina, uma estrutura altamente comprimida que consiste em DNA e proteínas chamadas histonas, podem controlar o quão ativos genes específicos estão dentro de uma determinada célula.

Este artigo é o primeiro a realmente revelar esse processo muito misterioso de como diferentes ondas de genes são ativadas e qual é o mecanismo epigenético subjacente a essas diferentes ondas de expressão gênica“, disse Li-Huei Tsai, diretor do Instituto Picower do MIT para Aprendizagem e memória e o autor sênior do estudo.

Asaf Marco, um pós-doutorado do MIT, é o autor principal do artigo, que despontou hoje na Nature Neuroscience.

Controle epigenômico

As células engrama são encontradas no hipocampo, bem como em outras partes do cérebro. Muitos estudos recentes mostraram que essas células formam redes que estão associadas a memórias específicas, e essas redes são ativadas quando essa é recuperada. No entanto, os mecanismos moleculares subjacentes à codificação e recuperação dessas memórias não são bem compreendidos.

Os neurocientistas sabem que, no primeiro estágio da formação da memória, os genes conhecidos como genes iniciais imediatos são ativados nas células engramadas, mas esses genes logo retornam aos níveis de atividade normais. A equipe do MIT queria explorar o que acontece mais tarde no processo para coordenar o armazenamento de memórias de longo prazo.

A formação e preservação da memória é um evento muito delicado e coordenado que se espalha por horas e dias, e pode durar até meses – não temos certeza”, diz Marco. Durante esse processo, existem algumas ondas de expressão gênica e síntese de proteínas que tornam as conexões entre os neurônios mais fortes e mais rápidas.

Tsai e Marco levantaram a hipótese de que essas ondas poderiam ser controladas por modificações epigenômicas, que são alterações químicas da cromatina que controlam se um determinado gene está acessível ou não. Estudos anteriores do laboratório de Tsai mostraram que, quando as enzimas que tornam a cromatina inacessível estão muito ativas, podem interferir na capacidade de formar novas memórias.

Para estudar as mudanças epigenômicas que ocorrem em células de engramas individuais ao longo do tempo, os pesquisadores usaram camundongos geneticamente modificados nos quais podem marcar células de engramas permanentemente no hipocampo com uma proteína fluorescente quando uma memória é formada. Esses ratos receberam um leve choque nas patas, que aprenderam a associar à gaiola em que receberam o choque.

Quando essa memória se forma, as células do hipocampo que codificam a memória começam a produzir um marcador de proteína fluorescente amarelo.

Então, podemos rastrear esses neurônios para sempre e podemos separá-los e perguntar o que acontece com eles uma hora após o choque no pé, o que acontece cinco dias depois e o que acontece quando esses neurônios são reativados durante a recuperação da memória“, diz Marco.

Logo no primeiro estágio, logo após a formação da memória, os pesquisadores descobriram que muitas regiões do DNA sofrem modificações na cromatina.

Nessas regiões, a cromatina se torna mais frouxa, permitindo que o DNA se torne mais acessível. Para surpresa dos pesquisadores, quase todas essas regiões estavam em trechos de DNA onde nenhum gene foi encontrado. Essas regiões contêm sequências não codificantes chamadas intensificadores, que interagem com os genes para ajudar a ativá-los. Os pesquisadores também descobriram que, neste estágio inicial, as modificações da cromatina não tiveram nenhum efeito na expressão do gene.

Os pesquisadores então analisaram células engrama cinco dias após a formação da memória. Eles descobriram que à medida que as memórias foram consolidadas, ou fortalecidas, ao longo desses cinco dias, a estrutura 3-D da cromatina em torno dos realçadores mudou, trazendo os realçadores para mais perto de seus genes-alvo. Isso ainda não ativa esses genes, mas os prepara para serem expressos quando a memória é recuperada.

Em seguida, os pesquisadores colocaram alguns dos ratos de volta na câmara onde receberam o choque nas patas, reativando a memória de medo. Em células engramadas desses camundongos, os pesquisadores descobriram que os estimuladores preparados interagiam frequentemente com seus genes-alvo, levando a um aumento na expressão desses genes.

Muitos dos genes ativados durante a recuperação da memória estão envolvidos na promoção da nas sinapses, ajudando os neurônios a fortalecer suas conexões com outros neurônios. Os pesquisadores também descobriram que os dendritos dos neurônios – extensões ramificadas que recebem informações de outros neurônios – desenvolveram mais espinhas, oferecendo mais evidências de que suas conexões foram fortalecidas.

Preparado para expressão

O estudo é o primeiro a mostrar que a formação da memória é impulsionada por intensificadores epigenomicamente primários para estimular a expressão do gene quando uma memória é relembrada, diz Marco.

Este é o primeiro trabalho que mostra no nível molecular como o epigenoma pode ser preparado para ganhar acessibilidade. Primeiro, você torna os intensificadores mais acessíveis, mas a acessibilidade por si só não é suficiente. Você precisa dessas regiões para interagir fisicamente com o , que é a segunda fase ”, afirma. Agora estamos percebendo que a arquitetura do genoma 3-D desempenha um papel muito significativo na orquestração da expressão do gene.

Os pesquisadores não exploraram quanto tempo essas modificações epigenômicas duram, mas Marco diz que acredita que elas podem permanecer por semanas ou até meses. Ele agora espera estudar como a cromatina das do engrama é afetada pela doença de Alzheimer. Trabalhos anteriores do laboratório de Tsai mostraram que o tratamento de um modelo de rato com Alzheimer com um inibidor de HDAC, uma droga que ajuda a reabrir a inacessível , pode ajudar a restaurar as memórias perdidas.

[**Obs: ênfase adicionada]


Mais informações: Mapping the epigenomic and transcriptomic interplay during memory formation and recall in the hippocampal engram ensemble, Nature Neuroscience(2020). DOI: 10.1038/s41593-020-00717-0 , www.nature.com/articles/s41593-020-00717-0

Jornal referência: Nature Neuroscience

Sim, O Design Inteligente É Detectável Pela Ciência

STEPHEN C. MEYER | DISCOVERY INSTITUTE 26 DE ABRIL DE 2018 Em DESIGN INTELIGENTE PUBLICADO ORIGINALMENTE NO SAPIENTIA JOURNAL

Nota do editor: O jornal online Sapientia recentemente colocou uma boa pergunta para vários participantes em um fórum: “Is Intelligent Design Detectable by Science?” Esta é uma questão chave na qual os proponentes do DI e da evolução teísta diferem. Stephen Meyer, filósofo da ciência e diretor do Centro de Ciência e Cultura do Discovery Institute, deu a seguinte resposta.


Os biólogos há muito reconheceram que muitas estruturas organizadas nos organismos vivos – a forma elegante e a cobertura protetora do nautilus enrolado; as partes interdependentes do olho dos vertebrados; os ossos, músculos e penas entrelaçadas de uma asa de pássaro – “dão a aparência de terem sido projetados para um propósito“. 1

Antes de Darwin, os biólogos atribuíam a beleza, a complexidade integrada e a adaptação dos organismos a seus ambientes a uma poderosa inteligência projetual. Conseqüentemente, eles também pensaram que o estudo da vida tornava a atividade de uma inteligência projetista detectável no mundo natural.

Ainda assim, Darwin argumentou que essa aparência de design poderia ser explicada de forma mais simples como o produto de um mecanismo puramente não direcionado, a saber, seleção natural e variação aleatória. Os neodarwinistas modernos também afirmaram que o processo não direcionado da seleção natural e da mutação aleatória produziu as intrincadas estruturas semelhantes a designs nos sistemas vivos. Eles afirmam que a seleção natural pode imitar os poderes de uma inteligência projetista sem ser guiada por um agente inteligente. Assim, os organismos vivos podem parecer projetados, mas, segundo essa visão, essa aparência é ilusória e, conseqüentemente, o estudo da vida não torna a atividade de uma inteligência projetista detectável no mundo natural.

Como o próprio Darwin insistiu: “Parece não haver mais desígnio na variabilidade dos seres orgânicos e na ação da seleção natural, do que no curso em que o vento sopra”. 2 Ou como argumentou o eminente biólogo evolucionista Francisco Ayala, Darwin representou “design sem designer” e mostrou “que a organização diretiva dos seres vivos pode ser explicada como o resultado de um processo natural, a seleção natural, sem necessidade de recurso para um Criador ou outro agente externo“.3

Mas Darwin explicou todas as evidências de aparente design na biologia? Darwin tentou explicar a origem de novas formas de vida a partir de formas de vida pré-existentes mais simples, mas sua teoria da evolução por seleção natural nem mesmo tentou explicar a origem da vida – a célula viva mais simples – em primeiro lugar. No entanto, agora há evidências convincentes de design inteligente nos recessos internos até mesmo dos organismos unicelulares vivos mais simples. Além disso, há uma característica fundamental das células vivas – uma que torna o design inteligente da vida detectável – que Darwin desconhecia e que os teóricos da evolução contemporâneos não explicaram.

O Enigma da Informação

Em 1953, quando Watson e Crick elucidaram a estrutura da molécula de DNA, eles fizeram uma descoberta surpreendente. A estrutura do DNA permite armazenar informações na forma de um código digital de quatro caracteres. Cordas de substâncias químicas em seqüência precisa, chamadas de bases de nucleotídeos, armazenam e transmitem as instruções de montagem – as informações – para construir as moléculas de proteína essenciais e as máquinas de que a célula precisa para sobreviver.

Francis Crick desenvolveu mais tarde essa ideia com sua famosa “hipótese da sequência”, segundo a qual os constituintes químicos do DNA funcionam como letras em uma linguagem escrita ou de símbolos em um código de computador. Assim como as letras em inglês podem transmitir uma mensagem específica dependendo de seu arranjo, o mesmo acontece com certas sequências de bases químicas ao longo da espinha dorsal de uma molécula de DNA. O arranjo dos caracteres químicos determina a função da sequência como um todo. Assim, a molécula de DNA possui a mesma propriedade de “especificidade de sequência” que caracteriza os códigos e a linguagem.

Além disso, as sequências de DNA não possuem apenas “informações” no sentido estritamente matemático descrito pelo pioneiro teórico da informação Claude Shannon. Shannon relacionou a quantidade de informações em uma sequência de símbolos com a probabilidade im da sequência (e a redução da incerteza associada a ela). Mas as sequências de bases do DNA não exibem apenas um grau de improbabilidade matematicamente mensurável. Em vez disso, o DNA contém informações no sentido mais rico e comum do dicionário de “sequências alternativas ou arranjos de caracteres que produzem um efeito específico“. As sequências de bases de DNA transmitem instruções. Elas desempenham funções e produzem efeitos específicos. Assim, elas não possuem apenas “informações de Shannon“, mas também o que foi chamado de “informações específicas” ou “funcionais“.

Como os zeros e uns arranjados com precisão em um programa de computador, as bases químicas no DNA transmitem instruções em virtude de seu arranjo específico – e de acordo com uma convenção de símbolo independente conhecida como “código genético“. Assim, o biólogo Richard Dawkins observa que “o código de máquina dos genes é estranhamente semelhante ao de um computador“. 4 Da mesma forma, Bill Gates observa que “o DNA é como um programa de computador, mas muito, muito mais avançado do que qualquer software que já criamos”. 5 Da mesma forma, o biotecnologista Leroy Hood descreve as informações no DNA como “código digital“. 6

Após o início da década de 1960, novas descobertas revelaram que a informação digital no DNA e no RNA é apenas parte de um sistema complexo de processamento de informações – uma forma avançada de nanotecnologia que tanto espelha quanto excede a nossa em sua complexidade, lógica de design e densidade de armazenamento de informações.

De onde vêm as informações na célula? E como surgiu o complexo sistema de processamento de informações da célula? Essas questões estão no cerne da pesquisa contemporânea sobre a origem da vida. Claramente, os recursos informativos da célula pelo menos parecem projetados. E, como mostro com muitos detalhes em meu livro Signature in the Cell, nenhuma teoria da evolução química não direcionada explica a origem da informação necessária para construir a primeira célula viva. 7

Por quê? Simplesmente, há informações demais na célula para serem explicadas apenas pelo acaso. E as tentativas de explicar a origem da informação como conseqüência da seleção natural pré-biótica agindo sobre mudanças aleatórias inevitavelmente pressupõem precisamente o que precisa ser explicado, a saber, resmas de informação genética pré-existente. A informação no DNA também desafia a explicação por referência às leis da química. Dizer o contrário é como dizer que a manchete de um jornal pode surgir da atração química entre a tinta e o papel. Claramente, algo mais está em ação.

Ainda assim, os cientistas que inferem o design inteligente não o fazem meramente porque os processos naturais – acaso, leis ou sua combinação – falharam em explicar a origem da informação e dos sistemas de processamento de informação nas células. Em vez disso, pensamos que o design inteligente é detectável em sistemas vivos porque sabemos por experiência que os sistemas que possuem grandes quantidades dessas informações surgem invariavelmente de causas inteligentes. As informações na tela de um computador podem ser rastreadas até um usuário ou programador. A informação em um jornal veio em última análise de um escritor – de uma mente. Como observou o pioneiro teórico da informação Henry Quastler, “A informação normalmente surge da atividade consciente”. 8

Essa conexão entre a informação e a inteligência anterior nos permite detectar ou inferir atividade inteligente, mesmo de fontes não observáveis no passado distante. Arqueólogos inferem escribas antigos de inscrições hieroglíficas. A busca do SETI por inteligência extraterrestre pressupõe que a informação embutida em sinais eletromagnéticos do espaço indicaria uma fonte inteligente. Os radioastrônomos não encontraram nenhum sinal desse tipo em sistemas estelares distantes; mas mais perto de casa, os biólogos moleculares descobriram informações na célula, sugerindo – pela mesma lógica que sustenta o programa SETI e o raciocínio científico comum sobre outros artefatos de informação – uma fonte inteligente.

O DNA funciona como um programa de software e contém informações específicas assim como o software. Sabemos por experiência própria que o software vem de programadores. Em geral, sabemos que a informação especificada – seja inscrita em hieróglifos, escrita em um livro ou codificada em um sinal de rádio – sempre surge de uma fonte inteligente. Portanto, a descoberta de tais informações na molécula de DNA fornece bases sólidas para inferir (ou detectar) que a inteligência desempenhou um papel na origem do DNA, mesmo se não estivéssemos lá para observar o sistema surgindo.

A Lógica de Detecção de Design

Em The Design Inference, o matemático William Dembski explica a lógica da detecção de design. Seu trabalho reforça a conclusão de que a informação especificada presente no DNA aponta para uma mente projetista.

Dembski mostra que os agentes racionais freqüentemente detectam a atividade anterior de outras mentes projetistas pelo caráter dos efeitos que deixam para trás. Os arqueólogos presumem que agentes racionais produziram as inscrições na Pedra de Roseta. Os investigadores de fraudes de seguros detectam certos “padrões de trapaça” que sugerem manipulação intencional das circunstâncias em vez de um desastre natural. Os criptógrafos distinguem entre sinais aleatórios e aqueles que carregam mensagens codificadas, o último indicando uma fonte inteligente. Reconhecer a atividade de agentes inteligentes constitui um modo comum e totalmente racional de inferência.

Mais importante, Dembski explica os critérios pelos quais os agentes racionais reconhecem ou detectam os efeitos de outros agentes racionais e os distingue dos efeitos de causas naturais. Ele demonstra que sistemas ou sequências com propriedades conjuntas de “alta complexidade” (ou pequena probabilidade) e “especificação” resultam invariavelmente de causas inteligentes, não do acaso ou de leis físico-químicas. 9

Dembski observou que sequências complexas exibem um arranjo irregular e improvável que desafia a expressão por uma regra ou algoritmo simples, enquanto a especificação envolve uma combinação ou correspondência entre um sistema físico ou sequência e um padrão ou conjunto de requisitos funcionais independentemente reconhecível.

A título de ilustração, considere os seguintes três conjuntos de símbolos:

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O TEMPO NÃO PERDOA NINGUÉM

ABABABABABABABABABABAB

As duas primeiras sequências são complexas porque ambas desafiam a redução a uma regra simples. Cada um representa uma sequência altamente irregular, aperiódica e improvável. A terceira sequência não é complexa, mas altamente ordenada e repetitiva. Das duas sequências complexas, apenas a segunda, entretanto, exemplifica um conjunto de requisitos funcionais independentes – ou seja, é especificada .

O inglês tem muitos desses requisitos funcionais. Por exemplo, para transmitir significado em inglês, deve-se empregar as convenções existentes de vocabulário (associações de sequências de símbolos com objetos, conceitos ou idéias particulares) e as convenções existentes de sintaxe e gramática. Quando os arranjos de símbolos “combinam” com o vocabulário existente e as convenções gramaticais (ou seja, requisitos funcionais), a comunicação pode ocorrer. Tais arranjos exibem “especificação“. A sequência “O tempo e a maré não esperam por ninguém” claramente exibe tal correspondência e, portanto, desempenha uma função de comunicação.

Assim, das três sequências, apenas a segunda manifesta os dois indicadores necessários de um sistema projetado. A terceira sequência carece de complexidade, embora exiba um padrão periódico simples, uma espécie de especificação. A primeira sequência é complexa, mas não especificada. Apenas a segunda sequência apresenta tanto complexidade e especificação. Assim, de acordo com a teoria de detecção de design de Dembski, apenas a segunda sequência implica uma causa inteligente – como afirma nossa experiência uniforme.

Em meu livro Signature in the Cell , mostro que os critérios conjuntos de complexidade e especificação de Dembski são equivalentes a “informações funcionais” ou “informações especificadas“. Também mostro que as regiões codificantes do DNA exemplificam tanto a alta complexidade quanto a especificação e, portanto, não surpreendentemente, também contêm “informações especificadas“. Conseqüentemente, o método científico de Dembski para detecção de design reforça a conclusão de que a informação digital no DNA indica atividade inteligente anterior.

Portanto, ao contrário dos relatos da mídia, a teoria do design inteligente não é baseada na ignorância ou “lacunas” em nosso conhecimento, mas em descobertas científicas sobre o DNA e em métodos científicos estabelecidos de raciocínio nos quais nossa experiência uniforme de causa e efeito orienta nossas inferências sobre os tipos de causas que produzem (ou melhor explicam) diferentes tipos de eventos ou sequências.

Ajuste Fino Antrópico

A evidência de design em células vivas não é a única evidência na natureza. A física moderna agora revela evidências de design inteligente na própria estrutura do universo. Desde a década de 1960, os físicos reconheceram que as condições iniciais e as leis e constantes da física são perfeitamente ajustadas, contra todas as probabilidades, para tornar a vida possível. Mesmo alterações extremamente leves nos valores de muitos fatores independentes – como a taxa de expansão do universo, a velocidade da luz e a força precisa da atração gravitacional ou eletromagnética – tornariam a vida impossível. Os físicos se referem a esses fatores como “coincidências antrópicas” e à feliz convergência de todas essas coincidências como o “ajuste fino do universo“.

Muitos notaram que esse ajuste fino sugere fortemente o projeto de uma inteligência pré-existente. O físico Paul Davies disse que “a impressão do design é avassaladora”. 10 Fred Hoyle argumentou que, “Uma interpretação de bom senso dos fatos sugere que um superintelecto se envolveu com a física, assim como com a química e a biologia”. 11 Muitos físicos agora concordam. Eles argumentariam que – de fato – os mostradores na sala de controle cósmico parecem bem ajustados porque alguém os ajustou cuidadosamente.

Para explicar as vastas improbabilidades associadas a esses parâmetros de ajuste fino, alguns físicos postularam não um “ajuste fino” ou um designer inteligente, mas a existência de um vasto número de outros universos paralelos. Este conceito de “multiverso” também necessariamente postula vários mecanismos para a produção desses universos. Nessa visão, ter algum mecanismo para gerar novos universos aumentaria o número de oportunidades para o surgimento de um universo favorável à vida como o nosso – tornando o nosso algo como um sortudo vencedor de uma loteria cósmica.

Mas os defensores dessas propostas de multiverso negligenciaram um problema óbvio. As cosmologias especulativas (tais como a cosmologia inflacionária e teoria das cordas) propostas para a geração de universos alternativos invariavelmente invocam mecanismos que propriamente necessitam de ajuste fino, pedindo, assim, a questão de saber a origem desses ajustes. Na verdade, todas as várias explicações materialistas para a origem do ajuste fino – ou seja, as explicações que tentam explicar o ajuste fino sem invocar o design inteligente – invariavelmente invocam um ajuste fino inexplicado anterior.

Além disso, como Jay Richards mostrou, 12 o ajuste fino do universo exibe precisamente aquelas características – extrema improbabilidade e especificação funcional – que invariavelmente desencadeiam uma consciência de, e justificam uma inferência para, design inteligente. Uma vez que a teoria do multiverso não pode explicar o ajuste fino sem invocar o ajuste fino prévio, e uma vez que o ajuste fino de um sistema físico para alcançar um fim propício é exatamente o tipo de coisa que sabemos que os agentes inteligentes fazem, segue-se que o design inteligente permanece como a melhor explicação para o ajuste fino do universo.

E isso torna o design inteligente detectável tanto nos parâmetros físicos do universo quanto nas propriedades portadoras de informações da vida, melhor explicação para o ajuste fino do universo.

Notas

  1. Richard Dawkins, The Blind Watchmaker (New York, NY: Norton, 1986), 1.
  2. Charles Darwin, The Life and Letters of Charles Darwin, ed. Francis Darwin, vol. 1 (New York: Appleton, 1887), 278–279.
  3. Francisco J. Ayala, “Darwin’s Greatest Discovery: Design without Designer,” Proceedings of the National Academy of Sciences USA 104 (May 15, 2007): 8567–8573.
  4. Richard Dawkins, River out of Eden: A Darwinian View of Life (New York: Basic, 1995), 17.
  5. Bill Gates, The Road Ahead (New York: Viking, 1995), 188.
  6. Leroy Hood and David Galas, “The Digital Code of DNA.” Nature 421 (2003), 444-448.
  7. Stephen Meyer, Signature in the Cell: DNA and the Evidence for Intelligent Design (San Francisco: HarperOne, 2009), 173-323.
  8. Henry Quastler, The Emergence of Biological Organization (New Haven: Yale UP, 1964), 16.
  9. William Dembski, The Design Inference: Eliminating Chance Through Small Probabilities (Cambridge: Cambridge University Press, 1998), 36-66.
  10. Paul Davies, The Cosmic Blueprint (New York: Simon & Schuster, 1988), 203.
  11. Fred Hoyle, “The Universe: Past and Present Reflections.” Annual Review of Astronomy and Astrophysics 20 (1982): 16.
  12. Guillermo Gonzalez and Jay Richards, The Privileged Planet: How Our Place in the Cosmos is Designed for Discovery (Washington, DC: Regnery Publishing, 2004), 293-311.

Os cientistas estão tentando decifrar a linguagem escondida em nossos corpos

By FETFX [Jan – 2018]

Sim, o DNA tem uma linguagem própria e os cientistas querem entendê-lo para aplicar soluções terapêuticas personalizadas com base na análise dos biomarcadores genômicos do indivíduo e sua regulação.

O DNA é como uma linguagem, com seu próprio alfabeto e gramática. E os cientistas do MRG-GRammar querem desvendar suas regras.

Sobre o que estamos conversando? Um grupo de pesquisadores sob a bandeira do projeto MRG-GRammar (Massive Reverse Genomics to Decipher Gene Regulatory Grammar), um projeto europeu financiado sob Future and Emerging Technologies in Horizon 2020, está empenhado em compreender a linguagem do DNA, combinando biologia sintética com tecnologias inovadoras de impressão de DNA e bioinformática. A compreensão dessa linguagem será útil para implementar um sistema de saúde adequado às necessidades de cada pessoa, para a detecção de diferentes tipos de câncer, como o melanoma, por exemplo, e de forma mais geral para encontrar a origem de muitas doenças.

Como para qualquer outra língua, a linguagem do DNA é composta por um alfabeto e uma gramática. Quatro letras (pares de bases) constituem o alfabeto genético: A, T, G, C; e um gene nada mais é do que uma palavra, que é uma sequência daquelas letras como TCGATTAGG…

Quando o Projeto Genoma Humano terminou em 2003, os cientistas determinaram a sequência de pareamento de bases de nucleotídeos no DNA do Homo sapiens. Deu-nos um livro para ler, mas embora possamos ler as letras e reconhecer muitas palavras de seu vocabulário, não conhecemos regras gramaticais suficientes para sermos capazes de compreender o significado de todo o livro.

Compreender a regulação do gene pode ter impactos em campos além da medicina, como a agricultura. Créditos: via flickr.com.

Para administrar essa complexidade, os pesquisadores do projeto MRG-GRammar estreitaram seus interesses, focando nas regras que regulam a expressão gênica, as proteínas finais feitas pelo DNA. Na verdade, a atividade regulatória do genoma, que determina como os genes são expressos, é essencial para entender que tipo de consequências uma mutação pode trazer nas regiões regulatórias do genoma, por exemplo, um câncer de melanoma. Além da saúde, essa compreensão da regulação do gene poderia ser usada para uma melhor produção de biocombustíveis, na agricultura e em outros campos industriais.

Se pudéssemos entender o que está errado e por quê, por exemplo, com as células, capturando e depois mudando as regras que as instruem a reagir de uma determinada forma, este seria um incrível passo à frente para a medicina”, diz Sarah Goldberg, pesquisador do Technion – Instituto de Tecnologia  de Israel em Haifa, um dos cientistas envolvidos no projeto.

Em particular, a estratégia seguida pelos membros do projeto consiste em gerar novos tipos de conjuntos de dados biológicos que exploram sistematicamente todas as combinações regulatórias possíveis, construindo uma base de conhecimento a partir da qual o algoritmo regulatório pode ser derivado. Partindo desse algoritmo, seria possível não apenas decifrar o código regulatório natural existente, mas também interpretar variações que levassem a uma compreensão profundamente mais profunda das origens de muitas doenças.

O progresso promissor foi documentado por uma publicação na Nature Communications.

A equipe MRG-Grammar também colaborou com a artista Anna Dumitriu no âmbito do FEAT, um projeto FET que explora a arte como um novo canal de comunicação científica. O resultado da colaboração é a obra de Dumitiu “Make Do and Mend”, que o artista realizou editando o genoma de uma bactéria E. coli com a revolucionária técnica CRISPR. O objetivo desse esforço é aumentar a conscientização sobre a resistência aos antibióticos desenvolvida por bactérias, um dos maiores desafios da medicina moderna.

O projeto MRG-GRammar de € 4M envolveu sete parceiros e é coordenado pelo Technion – Instituto de Tecnologia de Israel em Haifa, Israel.

Imagem da capa: via pixabay.com