Um estudo recente enfatiza a necessidade de o design biológico se concentrar nas peculiaridades dos sistemas biológicos e abraçar a inovação aberta, indo além da otimização tradicional para promover o desenvolvimento de soluções novas e diversas para desafios globais. Crédito: Thomas Gorochowski
Novas pesquisas sugerem que os cientistas envolvidos no design biológico devem priorizar a compreensão das características únicas dos sistemas biológicos, em vez de se esforçarem pela otimização excessiva.
Num estudo, publicado em Avanços da Ciênciainvestigadores das Universidades de Bristol e Ghent mostraram como a exploração do desconhecido pode ser o passo crucial necessário para concretizar a inovação contínua necessária para as biotecnologias do futuro.
Reconhecendo o papel da abertura na consecução deste objetivo e a sua crescente importância em campos como a ciência da computação e a biologia evolutiva, a equipa mapeou como a mente aberta está ligada à prática da bioengenharia hoje e o que seria necessário para alcançá-la no laboratório.
Para terem sucesso, os algoritmos utilizados para a concepção biológica não devem concentrar-se apenas em avançar em direcção a um objectivo específico – como um melhor rendimento – mas também considerar a criação e manutenção de novidade e diversidade nas soluções que foram encontradas.
Insights dos pesquisadores
Thomas Gorochowski, coautor e pesquisador da Royal Society University na Escola de Ciências Biológicas de Bristol, explicou: “Quando tentamos projetar um processo biológico complexo, muitas vezes é tentador apenas ajustar algo que funciona parcialmente, em vez de correr o risco de tentar algo completamente novo.
“Neste trabalho destacamos que nestas situações as melhores soluções muitas vezes vêm de direções inesperadas porque nem sempre entendemos bem como tudo funciona. Com a biologia, existem muitas incógnitas e por isso precisamos de um vasto e diversificado conjunto de ferramentas de blocos de construção para garantir que temos a melhor chance de encontrar a solução que precisamos.”
O professor Michiel Stock, autor principal da Universidade de Ghent, acrescentou: “Os sistemas biológicos têm uma capacidade natural de inovação que levou à biodiversidade esmagadora que vemos hoje na natureza.
“As nossas próprias tentativas de engenharia da biologia, pelo contrário, carecem desta criatividade – são muito mais rígidas, menos imaginativas e muitas vezes não fazem o melhor uso daquilo de que a biologia é capaz.
“Com toda a vida ao nosso redor originada do processo aberto de evolução, não seria incrível se pudéssemos aproveitar parte desse poder para nossos próprios projetos biológicos.”
Abraçando a inovação biológica para desafios globais
A capacidade de criar novas biotecnologias está a tornar-se cada vez mais importante para enfrentar os desafios globais que abrangem a produção sustentável de produtos químicos, materiais e alimentos, até terapêuticas avançadas para combater doenças emergentes. A alimentar este progresso estão as inovações na forma como a biologia pode ser aproveitada de novas formas. Este trabalho apoia esse objetivo, oferecendo uma nova direção para novas abordagens de pesquisa e design.
Referência: “Abertura em biologia sintética: Uma rota para inovação contínua para design biológico” por Michiel Stock e Thomas E. Gorochowski, 19 de janeiro de 2024, Avanços da Ciência.
DOI: 10.1126/sciadv.adi3621
O estudo foi possível graças a uma bolsa de viagem da FWO Flanders e ao financiamento da Royal Society, BBSRC e EPSRC.
