Cientistas permitem bactérias funcionarem com 19 aminoácidos em vez de 20

Cientistas mostraram que bactérias podem funcionar com 19 aminoácidos, removendo a isoleucina entre os blocos básicos da vida.
O alvo foi o ribossomo da Escherichia coli, formado por 52 proteínas e 382 moléculas de isoleucina, substituídas com apoio de IA.
Em 39 proteínas-chave, 43% das versões modificadas funcionaram; mudanças simples não bastaram para manter tudo estável.
Modelos de IA, como AlphaFold2 e “modelos de linguagem de proteínas”, ajudaram a prever dobramento das proteínas e indicar substituições viáveis.
A bactéria Ec19 cresceu about 90% do ritmo das bactérias normais e ficou estável por mais de 450 gerações; avanços apontam para futuras células com 19 aminoácidos e possíveis aplicações em biologia sintética e origem da vida.

A equipe de pesquisadores publicou o estudo na revista Science ao mostrar que bactérias podem funcionar com 19 aminoácidos, em vez dos 20 universalmente usados para formar proteínas. A pesquisa questiona a rigidez do chamado alfabeto químico da vida.

Os cientistas removeram o aminoácido isoleucina, marcado pela sigla Ile, de parte da maquinaria celular da Escherichia coli. Em muitos casos, substituições por aminoácidos semelhantes mantiveram a função, sem que a célula entrasse em colapso.

O resultado não cria uma nova forma de vida, mas indica que o conjunto de aminoácidos usados pela natureza pode não ser tão fixo quanto se pensava. A experiênciausou IA para guiar substituições que preservassem estabilidade proteica.

Como aconteceu

Os autores usaram IA para prever dobramentos de proteínas e sugerir substituições viáveis. Entre as ferramentas estavam AlphaFold2 e modelos de linguagem de proteínas, que analisam sequências de aminoácidos.

O alvo inicial foi o ribossomo, a fábrica de proteínas dentro da célula. O ribossomo da E. coli tem 52 proteínas e 382 moléculas de Ile. Cada substituição precisava manter o conjunto funcional.

A equipe criou versões alteradas de proteínas e testou nelas a manutenção da vida. Em muitos casos, escolhas não óbvias, como arginina ou triptofano, resultaram em funcionamento estável.

Resultados e próximos passos

Ao final, conseguiram remover todas as Ile do ribossomo e reunir parte das peças em uma bactéria chamada Ec19. Ela cresceu quase normalmente, mantendo cerca de 90% da capacidade de crescimento e estável por mais de 450 gerações.

O sequenciamento revelou que a Ec19 não voltou espontaneamente à presença de Ile. Contudo, a Ile permanece em outras proteínas da célula, mantendo o aminoácido fora do conjunto principal do ribossomo.

Segundo os autores, isso sugere que o alfabeto químico da vida pode ter mais flexibilidade do que se imaginava. Ainda assim, a experiência representa apenas o primeiro passo de uma trajetória maior.

Implicações e contexto

Pesquisas futuras visam construir uma célula inteira com apenas 19 aminoácidos. Se obtida, essa redução pode favorecer aplicações de biologia sintética, como produção de fármacos, materiais ou biorremediação com menor risco de troca genética com organismos naturais.

A pesquisa também alimenta debates sobre a origem da vida. Se formas de vida atuais funcionam com menos aminoácidos, os primeiros organismos poderiam ter sido ainda mais simples do que se supunha.