Bioinformata: um novo profissional
Qualquer pessoa que faça pesquisa envolvendo o estudo de algum sistema de interesse biológico, usando ferramentas computacionais. Essa é a definição dada pelo docente do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), Leandro Martínez, ao bioinformata, profissional e pesquisador que, nos últimos anos, tem ocupado papel relevante na ciência, no Brasil e no mundo.
Falar em interesse biológico abre um grande leque: bioinformatas podem, por exemplo, trabalhar com interpretações de imagens de diagnóstico médico, ou seja, desenvolver programas que interpretem dados de ressonância magnética nuclear (RMN) ou tomografias. “Análises computacionais de experimentos como estes dependem de métodos computacionais. E quem cria estes métodos e faz essa análise é um bioinformata”, explica Leandro.
No entanto, a bioinformática é muito mais ampla e, geralmente, um programa – software – precisa ser desenvolvido. Tais programas não fazem apenas análises de imagens (como no exemplo citado acima), mas também análises estatísticas de dados, bem como simulações.
Por exemplo, a determinação das sequências completas de genes de organismos (inclusive do ser humano) só foi possível graças à bioinformática. “Há softwares desenvolvidos para lidar com a vasta quantidade de informação que os experimentos de sequenciamento geram. É uma quantidade gigantesca de informação que precisa ser sistematizada e compreendida”, diz o docente.
Além disso, a determinação dos genomas tem permitido o estudo direto de um dos princípios mais fundamentais da biologia, o processo de evolução, de acordo com a teoria de Darwin. Muitas pessoas que trabalham com bioinformática usam-na para compreender e caracterizar as etapas do processo evolutivo. Por exemplo, cruzar dados de épocas diferentes pode trazer conclusões interessantes. “Hoje, já se conhece a sequência das letras que formam nosso gene e de várias outras espécies de animais. É possível fazer simulações ‘para trás’ e descobrir, por exemplo, há quanto tempo tínhamos um descendente comum com o camelo. Isso é interessante, pois permite a comparação com registros fósseis e geológicos. Estes dados têm confirmado, de maneira contundente, o mecanismo da evolução e permite-nos compreender como eram nossos antepassados comuns”, elucida Leandro.
Leandro, também bioinformata, trabalha com simulações, desenvolvendo e utilizando-se de softwares para entender o funcionamento de proteínas, em nível molecular. Em conjunto com pesquisadores do Grupo de Biotecnologia Molecular do IFSC, que determinam, experimentalmente, a estrutura tridimensional das proteínas (como se fosse uma foto em 3D), Leandro determina as modificações pelas quais ela passa ao longo do tempo (como um filme). “Por exemplo, quando contraímos um músculo, ele recebe um impulso nervoso que irá causar a contração das proteínas que o formam. O movimento destas proteínas, ou seja, o movimento molecular, determina como a proteína de fato funciona. Meu trabalho consiste em entender esses movimentos moleculares em sistemas de nosso interesse”, conta o pesquisador.
Simulações: É preciso dados de velocidade e movimento
Nesse caso, para ter uma imagem “molecular” destes movimentos da proteína, ou seja, do movimento dos seus átomos, é preciso fazer simulações (obviamente, não é possível enxergar esse tipo de coisa, nem mesmo com um microscópio). Tratando-se de uma simulação, para descrever um modelo molecular ou atômico, é preciso ter os dados de velocidade e movimento dos átomos/moléculas, para “simular” sua posição ao longo do tempo. “As moléculas de gases, por exemplo, se movimentam de forma desordenada, aleatória, mas uma proteína não. Os detalhes dos movimentos de seus átomos são determinantes para a função destas macromoléculas”, explica Leandro.
Dessa forma, o docente tenta descobrir como os átomos interagem quando estão próximos uns dos outros. Podem se chocar, podem se afastar. Essa é uma parte física importante e é nisso que consiste o desenvolvimento dos modelos: identificar como os átomos interagem dentro de um sistema. “Isso é um modelo computacional/teórico do que são as interações entre átomos. A partir de um modelo das interações, podemos observar como eles se movem ao longo do tempo, explicando, por exemplo, como um músculo se contrai”, conta o docente.
Uma profissão importante para o desenvolvimento científico do país não só no Brasil, mas no mundo, a bioinformática é uma carreira nova que tem crescido muito após a automatização das técnicas de sequenciamento de DNA.
Foi apenas na década de 90 que se observou a possibilidade de determinar, rapidamente, sequências de DNA completas de organismos complexos, como o ser humano. Com isso, foram surgindo empresas na área, inclusive no Brasil, para explorar essa informação de forma comercial. A decodificação do DNA é muito importante nos dias de hoje, não só em relação aos seres humanos, mas para decodificar DNA de pragas agrícolas, por exemplo, encontrando maneiras de combatê-las.
Mas, tais empresas não oferecem o “serviço completo”, necessariamente. Algumas aproveitam informações geradas em pesquisas, por exemplo, da seguinte maneira: no caso agrícola, tendo-se conhecimento sobre o genoma de uma praga (informação pública). O desafio é extrair informações relevantes dos milhões de letras que formam o DNA e as ferramentas de bioinformática é que providenciarão tais informações.
Aí entram as empresas que, por sua vez, comercializam não a sequência de DNA, mas as metodologias que permitem um acesso inteligente a elas. Ou seja: a empresa desenvolverá um software capaz de dar dicas de onde possam estar localizadas informações significativas. Sendo assim, ela venderá o software produzido ou os dados relevantes, já identificados pelos pesquisadores da empresa. “As empresas ganham dinheiro vendendo a metodologia de análise e não a informação, em si”, explica Leandro.
É aí que moram as oportunidades para o bioinformata: ele será o responsável por criar metodologias e software, ou fazer a interpretação de dados fornecidos por um programa específico desenvolvido por uma destas empresas. Os clientes? Pesquisadores, como um todo, sejam de instituições privadas ou públicas. “Essas empresas contratam pesquisadores, na maior parte das vezes já com pós-graduação. Podem ser químicos, físicos, biólogos etc. Mas, o público que compra essas ferramentas ainda é predominantemente acadêmico”.
