{"id":11026,"date":"2020-12-22T15:03:51","date_gmt":"2020-12-22T18:03:51","guid":{"rendered":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/?p=11026"},"modified":"2021-04-20T11:16:08","modified_gmt":"2021-04-20T14:16:08","slug":"do-laboratorio-para-o-campo-a-modernizacao-de-tecnicas-moleculares-permite-a-adaptacao-de-analises-complexas-que-cabem-dentro-da-sua-mochila-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/do-laboratorio-para-o-campo-a-modernizacao-de-tecnicas-moleculares-permite-a-adaptacao-de-analises-complexas-que-cabem-dentro-da-sua-mochila-2\/","title":{"rendered":"Do laborat\u00f3rio para o campo: A moderniza\u00e7\u00e3o de t\u00e9cnicas moleculares permite a adapta\u00e7\u00e3o de an\u00e1lises complexas que cabem dentro da sua mochila"},"content":{"rendered":"\t\t
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Por: Paula Valeska Stica<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Uma das perguntas mais respondidas pelo GIA nos \u00faltimos tempos \u00e9 se uma determinada esp\u00e9cie aqu\u00e1tica invasora est\u00e1, ou n\u00e3o, presente em um determinado corpo d’\u00e1gua. Por muito tempo, a comunidade cient\u00edfica fez uso de t\u00e9cnicas tradicionais de monitoramento para responder a essa pergunta: organismo de interesse \u00e9 buscado no local, coletado, identificado e assim sua presen\u00e7a \u00e9 confirmada. Para cada grupo biol\u00f3gico, existe uma gama de m\u00e9todos de coleta, muitos dos quais exigem bastante em tempo e recursos, al\u00e9m de que muitas t\u00e9cnicas s\u00e3o invasivas, causando dano ao ecossistema e aos organismos. Com peixes, por exemplo, para descobrir se uma determinada esp\u00e9cie habita um riacho s\u00e3o usadas diversas t\u00e9cnicas de pesca, com aplica\u00e7\u00e3o de redes, cria\u00e7\u00e3o de campos el\u00e9tricos ou mesmo uso de veneno na \u00e1gua. Como alternativa, \u00e9 poss\u00edvel detectar a presen\u00e7a do material gen\u00e9tico deixado no ambiente pelo organismo durante suas atividades. Esse material \u00e9 comumente chamado de DNA ambiental (eDNA). Para isso, s\u00e3o utilizados uma s\u00e9rie de processos moleculares delicados: primeiro, o DNA contido em uma amostra de \u00e1gua \u00e9 concentrado em membrana filtrante. Ent\u00e3o, o DNA fixado no filtro \u00e9 extra\u00eddo e, posteriormente, \u00e9 submetido a an\u00e1lise gen\u00e9tica que detecta a presen\u00e7a do DNA alvo. Tudo isso precisa ser feito com muito cuidado para evitar a contamina\u00e7\u00e3o da amostra. Por esse motivo, \u00e9 necess\u00e1rio uma equipe treinada, equipamentos sofisticados e reagentes de qualidade e pureza molecular. Por isso, o GIA est\u00e1 sempre de olho nas inova\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas que podem tornar o processo de an\u00e1lises de eDNA mais simples, r\u00e1pido e  econ\u00f4mico.<\/p>\n

Uma das principais ferramentas usadas em laborat\u00f3rios de biologia molecular em todo o mundo \u00e9 a Rea\u00e7\u00e3o em Cadeia da Polimerase (mais conhecida como PCR, do ingl\u00eas Polymerase Chain Reaction). Nesse procedimento, um segmento do DNA de um organismo \u00e9 multiplicado exponencialmente ao longo de ciclos de aumento e redu\u00e7\u00e3o da temperatura, com o objetivo de gerar uma quantidade de c\u00f3pias suficiente para ser visualizada ou usada em an\u00e1lises posteriores. Por muito tempo, a PCR foi sin\u00f4nimo de trabalho na bancada do laborat\u00f3rio, pois os equipamentos necess\u00e1rios para sua execu\u00e7\u00e3o eram grandes, caros e sens\u00edveis (Figura 1). Por esses motivos, muitas perguntas biol\u00f3gicas feitas em locais de dif\u00edcil acesso n\u00e3o podiam ser respondidas devido \u00e0 dist\u00e2ncia do laborat\u00f3rio. Por\u00e9m, nos \u00faltimos anos essa t\u00e9cnica e muitas outras da biologia molecular evolu\u00edram, foram modernizadas e v\u00eam sendo submetidas a um processo de miniaturiza\u00e7\u00e3o. Essa evolu\u00e7\u00e3o e redu\u00e7\u00e3o do tamanho e peso dos equipamentos traz maior praticidade para a an\u00e1lise e permite a  realiza\u00e7\u00e3o de experimentos em campo. Em alguns casos, os aparatos necess\u00e1rios s\u00e3o t\u00e3o compactos que podem ser levados em uma mochila. Atualmente, alguns grupos de pesquisa j\u00e1 realizam todas as etapas de an\u00e1lises de dados experimentais no local de coleta – mesmo sem acesso \u00e0 internet ou eletricidade. No caso da PCR, na d\u00e9cada de 1990, foram desenvolvidos dispositivos port\u00e1teis \u00e0 bateria (pequenos o suficiente para serem acondicionados em maletas) nos quais podem ser inseridos microchips descart\u00e1veis que recebem e processam as amostras. Atualmente, o dispositivo port\u00e1til mais amplamente utilizado para esse fim \u00e9 o miniPCR (Figura 2), que \u00e9 capaz de processar at\u00e9 16 amostras simultaneamente enquanto conectado, via Bluetooth, a um computador. <\/p>

Ap\u00f3s a PCR, \u00e9 comum a realiza\u00e7\u00e3o de uma eletroforese em gel (procedimento no qual fragmentos de DNA s\u00e3o separados por tamanho em um gel de agarose submerso em l\u00edquido tamp\u00e3o e conectado a uma corrente el\u00e9trica). Aparatos miniaturizados tamb\u00e9m foram desenvolvidos j\u00e1 na d\u00e9cada de 1990 usando microcapilares para reduzir em muitas vezes o peso e espa\u00e7o utilizado, podendo ser acoplados diretamente ao equipamento reduzido de PCR.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Figura 1. Termociclador de bancada, <\/span>aparelho comumente usado para regular os ciclos de temperatura da PCR. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 2. Kit miniPCR, com destaque para o equipamento de eletroforese (1) e termociclador port\u00e1til (2)<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Mais recentemente, no entanto, a substitui\u00e7\u00e3o do laborat\u00f3rio moderno pelo campo passou a outro n\u00edvel. Nos sequenciamentos gen\u00e9ticos, onde as \u201cletras\u201d que comp\u00f5em o DNA dos organismos s\u00e3o lidas, tradicionalmente s\u00e3o necess\u00e1rios equipamentos grandes e pesados, que precisam ser mantidos em salas fechadas protegidos de intemp\u00e9ries ambientais. Nesse caso, as tecnologias de nova gera\u00e7\u00e3o apostam em efici\u00eancia, baixo custo por amostra e confiabilidade dos dados, deixando a desejar na praticidade. O Nanopore \u00e9 uma tecnologia que se tornou comercialmente dispon\u00edvel em 2005 trazendo portabilidade pela primeira vez a essa \u00e1rea. Os aparelhos sequenciadores de DNA dessa tecnologia chegam ao tamanho da palma da m\u00e3o, podendo ser conectados, via USB, a um computador ou tablet. Tendo em m\u00e3os (literalmente) esta e as demais etapas laboratoriais otimizadas, hoje em dia \u00e9 poss\u00edvel chegar ao centro isolado de uma floresta tropical com uma mochila cheia de equipamentos e voltar com um <\/span>pendrive<\/span><\/i> cheio de sequ\u00eancias gen\u00e9ticas relevantes em menos de 24h. Foi exatamente isso que pesquisadores dos EUA e Equador mostraram em um estudo publicado em 2018, intitulado \u201cReal-time DNA barcoding in a rainforest using nanopore sequencing: opportunities for rapid biodiversity assessments and local capacity building\u201d.<\/span><\/p>\n

No futuro, responder se uma determinada esp\u00e9cie aqu\u00e1tica invasora est\u00e1 ou n\u00e3o presente em um determinado local vai ser ainda mais r\u00e1pido e pr\u00e1tico para o GIA, com a promessa do desenvolvimento de ensaios LAMP (<\/span>Loop mediated isothermal amplification<\/span><\/i>), ou \u201cAmplifica\u00e7\u00e3o isotermal mediada por <\/span>loops<\/span><\/i>\u201d, que \u00e9 uma t\u00e9cnica j\u00e1 bem difundida no meio cient\u00edfico para multiplica\u00e7\u00e3o de fragmentos de DNA, e que tem o potencial de substituir a PCR. Essa t\u00e9cnica dispensa a necessidade da etapa de extra\u00e7\u00e3o de DNA, podendo ser aplicada na amostra bruta no campo. Por ser isotermal, dispensa tamb\u00e9m um aparelho termociclador, que regula a temperatura dos ciclos da PCR. Al\u00e9m disso, seu resultado pode ser visualizado a olho nu, sem a adi\u00e7\u00e3o de reagentes extras ou etapas de eletroforese. Assim, podemos esperar que no futuro qualquer pessoa consiga realizar o diagn\u00f3stico r\u00e1pido da presen\u00e7a ou aus\u00eancia de esp\u00e9cies invasoras ou mesmo a identifica\u00e7\u00e3o de uma nova esp\u00e9cie.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Os estudos biol\u00f3gicos come\u00e7am a viver uma nova era , ancorados na gen\u00e9tica molecular.\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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