O sonho de Roberts e Sharp

  

   O ano de 1977 foi de certa forma mágico para as ciências da vida. Os métodos de sequenciamento de DNA, desenvolvidos independentemente por Fred Sanger e Wally Gilbert, começavam a revolucionar a biologia e a medicina. Dois jovens pesquisadores, Richard Roberts e Phil Sharp, também independentemente, fizeram uma descoberta que os colocou na história da ciência e chocou a comunidade científica. Os genes na maioria dos eucariotos eram interrompidos por sequências (chamadas de introns pelo mesmo Gilbert no ano seguinte) que eram retiradas ao nível do RNA, em um processo chamado de splicing. Roberts e Sharp ganharam o Nobel de Medicina em 1993 por esta descoberta.
  Hoje sabemos que praticamente todos os eucariotos têm ou tiveram introns e que a grande maioria dos genes em organismos mais complexos, como os mamíferos, apresentam uma variabilidade ao nível de RNA e proteína, causado pelo processo de splicing alternativo. A maquinaria responsável pela retiradas dos introns, o faz de forma variável dependendo de uma série de circunstâncias que são na maioria das vezes significativas do ponto de vista biológico. Ou seja, quase todos os fenômenos biológicos sofrem a influência do splicing alternativo. As doenças humanas não são exceções. Uma das mais conhecidas é a atrofia muscular espinhal (SMA, do inglês Spinal Muscular Atrophy). Mutações em um gene chamado de "survival of motor neuron 1" (SMN1), codificador de uma proteína pertencente à maquinaria celular responsável pela retirada dos introns, causa a doença, a mais frequente doença genética em crianças. A proteína mutada afeta o splicing de vários genes causando problemas aos neurônios motores da medula espinhal.
   Imagino que o sonho hipotético de Roberts e Sharp esteja relacionado à cura de doenças graças ao seu trabalho. A edição de 08 de Agosto da revista Science traz um artigo (disponível para assinantes aqui) onde Naryshkin e colegas mostram que algumas drogas são capazes de reverter o quadro de SMA em um modelo animal. As drogas funcionam restaurando a atividade de splicing deficiente nas células neuronais. O sonho de Roberts e Sharp está mais próximo da realidade.
  

Apenas 1% dos cientistas publicam ano após ano!

    Esta é a conclusão de um estudo conduzido por John Ioannidis e colegas (da Universidade de Stanford) e publicado na revista Plos One. Ele usou dados provenientes do banco de dados Scopus para estimar que apenas 1% dos autores que publicaram algo de 1996-2011 o fizeram ano após ano. Um total de 15.153.100 cientistas publicaram pelo menos um artigo no período acima. Destes, apenas 150.608 (ou seja menos de 1%) publicaram em todos os anos de 1996 até 2011. O impacto deste 1% dos cientistas é significativamente maior que o 99% restante. Eles publicaram 41% de todos os artigos no período (impressionante!) e tiveram mais citações.

   Apenas 1.4% destes 150.608 autores são da América do Sul. Perdemos para a Europa (42,7%), América do Norte (31,8%), Ásia/Pacífico (21,2%) e Oriente Médio (1,6%). Ganhamos mesmo só da África (0.4%). Observem que as percentagens foram baseadas em números que não foram normalizados pelo número de cientistas em cada região, ou seja, após a normalização pode ser que percamos até para a África. Infelizmente, não há dados por país, apenas por região.

   A boa notícia (pelo menos para mim) é que faço parte do 1%. Publico pelo menos 1 artigo por ano desde 1992, ano em que publiquei o meu primeiro artigo.

Fonte: Wikimedia Commons

Estendendo Dawkins!

 
Fonte: Wikimedia Commons
   
Um dos assuntos mais controversos em biologia evolutiva refere-se ao alvo da seleção natural. Até a década de 60 o pensamento predominante era que tanto o indivíduo quanto o grupo seriam alvos da seleção natural. George Williams publicou em 1966 um dos livros mais impactantes da biologia no século 20: Adaptation and Natural Selection. Nele, Williams argumenta fortemente contra a ideia da seleção por grupo. Dois anos antes, Bill Hamilton já havia proposto a ideia do "inclusive fitness" que explicaria eventos de altruísmo como uma ação entre parentes. Na base das teorias de Williams e Hamilton encontramos o argumento que o alvo da seleção natural seria o gene, ideia popularizada por Richard Dawkins em seu "O gene egoísta" (várias traduções para o português). A última década testemunhou um renascimento da seleção por grupo, agora denominada de "multilevel selection", graças principalmente aos trabalhos de David Wilson (um livro imperdível é "Unto Others" de Wilson e Sober).
     Um outro conceito importante nesta discussão é o "fenótipo estendido", principal contribuição científica de Richard Dawkins (segundo ele mesmo diz em seu livro homônimo).  Um fenótipo estendido seria o produto da ação dos genes de um organismo que não se manifesta no corpo do próprio organismo. Complicado? Pense no ninho de um pássaro. Ele é o produto da ação de genes que estão localizados no indivíduo que construiu o ninho, porém ele não está associado ao físico daquele indivíduo, ao contrário por exemplo da cor da plumagem do pássaro.  O mesmo vale para a rede de uma aranha, a represa construída por um castor, entre muitos outros exemplos de fenótipo estendido. Pois bem, publiquei recentemente uma teoria (por mim chamada de "extended fitness" ou "adaptabilidade estendida" em portugês) que argumenta que os fenótipos estendidos representam um elo entre a seleção do indivíduo e do grupo.
     No início de 2013 me deparei, nos jardins do Instituto do Cérebro, com uma cena parecida com a foto acima: uma teia com uma aranha no centro. O que me achou a atenção foi a beleza da aranha (muita mais bonita do que a mostrada acima). Ao olhar com mais cuidado, reparei em uma outra aranha da mesma espécie na borda da mesma teia. Depois de alguns minutos observando a cena, uma pergunta me veio à cabeça: e se a dona da teia morresse ou abandonasse a teia? Será que a outra aranha usaria a teia para o seu próprio proveito? Fiquei "matutando" essa ideia por algumas horas e concluí que o uso compartilhado de fenótipos estendidos poderia representar um mecanismo de seleção por grupo.  O raciocínio é simples: um fenótipo estendido contribui para o fitness (adaptabilidade) do indivíduo que o gerou. Porém, o mesmo fenótipo estendido pode também contribuir para o fitness de outros indivíduos do mesmo grupo (espécie) caso ele seja usado por estes indivíduos. Dessa forma, um grupo com essa característica (uso compartilhado de fenótipos estendidos) seria mais adaptado do que outro grupo sem essa característica. Vários exemplos na natureza suportam a ideia da "adaptabilidade estendida". Vários fenótipos estendidos são abandonados e reutilizados em várias espécies. Da mesma forma, há várias evidências de que os fenótipos estendidos são específicos de cada espécie.
     Um aspecto importante de uma nova teoria é a sua capacidade de fazer predições. O teste definitivo para a teoria da "adaptabilidade estendida" seria um experimento onde a adaptabilidade de dois grupos seria comparada. Em um grupo um determinado fenótipo estendido estaria disponível a todos os membros do grupo. No outro grupo, o mesmo fenótipo estendido estaria ausente. A teoria da "adaptabilidade estendida" prediz que a adaptabilidade do primeiro grupo seria maior que a do segundo, graças ao uso compartilhado de fenótipos estendidos. Uma extensão (desculpem o trocadilho) do projeto é a modelagem matemática do efeito da "adaptabilidade estendida" na dinâmica de populações virtuais. Mantenho vocês informados. 

Fritando as pseudociências

Fazendo a minha visita semanal obrigatória ao blog "Why evolution is true" de Jerry Coyne, dei de cara com o vídeo abaixo, narrado pelo ator e ativista Stephen Fry.

Já tinha visto alguns vídeos dessa série (todos narrados por Fry) no site da British Humanist Association mas o video acima é o melhor. Enjoy!

Sexo e beijo causam câncer?

Fonte: Wikimedia Commons

O título do post é jocoso mas esta é a área de pesquisa do evolucionista Paul Ewald. Nos últimos dias tenho participado do 26th Human Behavior and Evolution Society Meeting aqui em Natal e ontem assisti a excelente palestra de Paul. Ele argumenta que vírus sexualmente transmissíveis estão na origem da maioria dos tipos de câncer. Durante a sua palestra ele chegou a predizer que em 5-10 anos quase todos os principais tipos de câncer terão a sua origem ligada a um ou mais tipos de vírus. Seu argumento é que sexo and beijo são as formas principais de transmissão desses vírus e aí entra a mensagem moralista. Ele conduziu a palestra e o debate com elegância enfatizando as oportunidades que essa linha de pesquisa traz em termos de políticas de saúde pública.

Pessoas ou projetos?

Uma discussão que permeia a comunidade científica e os governos refere-se aos diferentes modelos de financiamento da pesquisa científica. O debate mais intenso centra-se na pergunta do título do post: financia-se um projeto ou a pessoa? Há décadas, o Instituto Howard Hughes (talvez o modelo de maior sucesso entre os principais financiadores de pesquisa no mundo) financia pesquisadores com comprovada produtividade ao invés de projetos. A ideia por trás desse modelo é justamente livrar o pesquisador da árdua tarefa de buscar financiamento.  A grande maioria dos financiadores de pesquisa no mundo não adota esse modelo, mas sim o de financiar projetos. Antes de prosseguirmos, já deixo clara a minha opinião: os dois modelos apresentam vantagens e devem ser usados concomitantemente. O problema principal do modelo usado pelo Instituto Howard Hughes é o viés para pesquisadores mais velhos e estabelecidos.
A última edição da revista Science (25 de Julho) traz uma notícia interessante: o próprio Instituto de Saúde dos EUA (NIH) já busca formas de financiar pessoas e não projetos. Já há anos, o NIH oferece os "Pioneer Awards". O sucesso desse programa fez com que o NIH pensasse em expandi-lo através dos seus muitos outros institutos.
O Brasil poderia aprender com esses exemplos e iniciar algo nessa linha. Hoje, a totalidade do financiamento de pesquisa no Brasil é baseado em projetos e não em pessoas. A única iniciativa que premia a pessoa é a bolsa de produtividade do CNPq, dada  aos pesquisadores mais produtivos do país. Ela dá uma bolsa mensal de R$1.500 ao pesquisador e mais R$ 1.300 como "adicional de bancada" (isso é o que eu recebo como pesquisador 1A). Imaginemos, por exemplo, um programa ao nível federal que financiasse 100 pesquisadores brasileiros a um custo de R$ 2 milhões por pesquisador por 4 anos (R$ 500 mil por ano por pesquisador). O custo total do programa seria na ordem de R$ 200 milhões por 4 anos (R$ 50 milhões por ano). Um montante perfeitamente aceitável baseado no que se gasta atualmente no país em C&T.  Os pesquisadores nesse programa não poderiam buscar financiamento de outras fontes mas teriam total liberdade de usar os recursos em qualquer projeto. Um comitê internacional (imune a corporativismos e critérios políticos) ficaria responsável pela seleção dos pesquisadores e posterior avaliação. 

* No meio da escrita do post, lembrei que o meu então colega no Instituto Ludwig, Andrew Simpson, já havia escrito algo nessa linha em um artigo para a Folha de São Paulo. O artigo de Andy pode ser lido aqui.

Canarinho, 100

 
Me permito um parênteses no tema Biologia/Biotecnologia para comemorar os 100 anos de um ícone do Brasil. Sim, estou me referindo à seleção brasileira de futebol. Há exatos 100 anos, a seleção entrava em campo pela primeira vez para disputar uma partida amistosa contra um clube inglês, o Exceter City. 2x0 para a seleção canarinho, já antevendo um futuro de glórias. Aqueles que me conhecem sabem que torço mais para o São Paulo FC do que para a seleção brasileira. No entanto, não posso deixar de admirar a história construída por  nomes como Pelé, Garrincha, Nilton Santos, Leônidas, Gilmar e Ronaldo. Apesar de termos feito quase tudo errado ao longo desses 100 anos, o resultado é algo admirável. Não sei o porquê?

O que mais doeu nos 7x1 não foi a derrota em si, afinal é só um jogo. Mas sim o placar e a forma patética da nossa equipe. A história da seleção brasileira não merece algo assim.