Metaboloma - Biotecnologia

Figura 7: Ciclo de atividades característico da Engenharia Metabólica (adaptado de Nielsen, J. Appl. Microbiol. Biotechnol.55:263-283, 2001)Após pouco mais de uma décadade existência oficial, contandoinclusive, desde 1999, com umapublicação específica, a revistaMetabolic Engineering (Elsevier), aEM provavelmente não causou oimpacto imaginado por seus pioneiros.Isto se deve principalmente aofato de não conhecermos ainda todosos detalhes do metabolismo dosprincipais organismos de interesseindustrial, em particular os aspectosde regulação metabólica. Como jámencionado neste artigo, a partir doconhecimento do genoma, não épossível prever o funcionamento deum organismo. Em outras palavras,uma simples modificação genéticamuito raramente produz um únicoefeito fenotípico.No caso de microrganismos,tem-se adotado nos anos recentesuma estratégia diferente e complementarao uso da tecnologia do DNArecombinante, para introduzir modificaçõesgenéticas em um organismocom o objetivo de melhorar suaspropriedades metabólicas. Trata-se,resumidamente, em exercer umapressão seletiva sobre o organismoem estudo, de forma a provocar nomesmo a expressão de um fenótipodesejado. Nesta abordagem, as mutaçõesespontâneas e a sobrevivênciados indivíduos mais bem adaptadosao ambiente imposto são oselementos responsáveis por introduziras alterações no genoma. Esteprocesso tem sido denominadoEvolutionary Engineering e resultadosmuito interessantes têm sidoobtidos, como demonstram algumaspublicações recentes (Overkamp etal., 2002; Kuyper et al., 2005). Alémdisto, este processo de seleção forçadade um determinado fenótipopermite que as modificações genéticase fisiológicas, direta ou indiretamenteligadas a este fenótipo, sejammapeadas a posteriori pelas técnicas“ômicas” de alto processamento.Isto, por sua vez, permite que novosalvos de EM sejam identificados eque as linhagens possam ser melhoradasainda mais. Este processo comoum todo tem sido denominado naliteratura como Engenharia MetabólicaInversa, ou seja, em vez de serealizar uma (ou mais) modificaçõesgenéticas, em busca de um fenótipo,provoca-se um fenótipo desejado,para depois mapear as alteraçõesresponsáveis por este fenótipo, deforma a se poder melhorá-lo aindamais (Bro & Nielsen, 2004).Combinando-se a EM direta coma EM inversa (envolvendo experimentosde EvolutionaryEngineering), pode-se imaginar umciclo de atividades ligeiramente diferentepara o melhoramento de organismosde interesse econômico,em relação àquele apresentado naFigura 7. Neste novo ciclo, na etapade síntese, opta-se por introduzir asmodificações genéticas projetadas oupela tecnologia do DNArecombinante, ou através de experimentosde seleção dirigida, conformeindicado acima. Em seguida, passa-sea uma nova etapa de análise eassim por diante.Em ambos os casos (aplicandoseEM inversa ou não), pode-se ob-