Cientistas identificaram em vírus um sistema de defesa genética que pode ter mais de 4 bilhões de anos e ser ancestral do Crispr, tecnologia usada para modificar o material genético. Batizado de Vipr, o mecanismo reconhece sequências genéticas e desativa genes virais. Os pesquisadores avaliam que ele poderá se tornar uma ferramenta de edição genética com alcance maior e moléculas mais fáceis de introduzir nas células.
A descoberta foi anunciada em 17 de setembro deste ano e descrita em dois artigos publicados na revista Science. O Vipr parece reconhecer uma variedade maior de sequências genéticas do que o Crispr, o que poderia permitir alterações em uma porção mais ampla do genoma. Suas moléculas também são menores, uma característica que pode facilitar sua entrada nas células.
Uma origem viral para o Crispr
O Crispr foi identificado em bactérias e outros micróbios, onde funciona como defesa contra vírus. Seus sistemas combinam proteínas e moléculas de ARN. O ARN se liga a genes virais específicos, enquanto a proteína associada corta a fita de DNA e neutraliza o invasor.
Desde que os primeiros sistemas Crispr foram descobertos na década de 1990, pesquisadores encontraram essas estruturas em um número crescente de micróbios. Em 2024, cientistas concluíram que os ancestrais comuns de todos os seres vivos carregavam moléculas de Crispr. Ainda permanecia, porém, a dúvida sobre a origem dessa defesa.
Jennifer Doudna, bioquímica da Universidade da Califórnia, em Berkeley e uma das autoras dos estudos, recebeu o Prêmio Nobel de Química em 2020 por seu trabalho com Crispr. Depois disso, passou a investigar como a versão natural do editor genético havia evoluído.
Há dois anos, Peter Yoon, então aluno de pós-graduação que trabalhava com Doudna, decidiu analisar as moléculas produzidas pelos genes associados ao Crispr, em vez de examinar apenas os próprios genes. Com Kenneth Loi, também aluno de pós-graduação, ele estudou 2,3 milhões de proteínas e encontrou centenas semelhantes às moléculas do Crispr, mas ausentes dos sistemas de edição genética de micróbios.
Quase todas essas proteínas vinham de vírus. Para Yoon, essa foi uma mudança completa em relação à expectativa inicial: o Crispr era conhecido como uma arma de bactérias e outros micróbios contra vírus, mas os vírus também pareciam carregar uma versão do mecanismo.
Como o Vipr age
Os pesquisadores deram o nome de Vipr às proteínas e fizeram experimentos com vírus para entender seu funcionamento. Uma das cepas candidatas havia sido guardada por Doudna no freezer de seu laboratório para outros experimentos.
Quando células foram infectadas, produziram proteínas Vipr que se ligaram a moléculas de ARN viral. Assim como o Crispr, o sistema teve como alvo o DNA de vírus. A diferença é que as proteínas Crispr cortam os genes, enquanto as proteínas Vipr se enrolam ao redor deles. O resultado, nos dois casos, é a desativação dos genes atingidos.
Doudna e seus alunos propõem que o Vipr seja uma arma usada por vírus contra outros vírus. Quando dois vírus infectam a mesma célula, eles competem pelo controle da maquinaria molecular. Um vírus que carrega genes Vipr pode desativar o rival, permitindo que apenas o vencedor se replique dentro do hospedeiro.
A hipótese dos pesquisadores é que o Vipr surgiu nos primeiros momentos da história da Terra, há bem mais de quatro bilhões de anos. O Crispr teria aparecido quando micróbios se apropriaram dessa arma viral e passaram a usá-la como defesa própria. Ainda não se sabe se o Vipr poderá ser convertido em uma ferramenta de edição genética, mas a descoberta sugere que a disputa entre vírus pode ter produzido outros sistemas genéticos ainda desconhecidos.
