Imagine que você queira provar a ascendência de determinado indivíduo. Basta passar um cotonete em áreas com vestígios de DNA da pessoa – como na borda de um copo que ela utilizou – em seguida, colocar a amostra genômica no sequenciador e, em minutos, ter sua resposta. Parece ficcional? Na realidade, não é tanto. Já existem aparelhos em sua versão em miniatura que fazem leitura de material genético em tempo real e podem ser usados para delimitar, além de hereditariedade, agentes patógenos. Esse tipo de dispositivo só é possível pela revolução da montagem de genomas longos com a tecnologia Nanopore.
Essa técnica se destaca dentro de um conjunto de métodos modernos criados para identificar sequências de DNA e RNA de plantas, animais e microrganismos, intitulados de Sequenciamento de Nova Geração (NGS). O NGS surgiu para superar as limitações do método de Sanger – usado no Projeto Genoma Humano – ao oferecer resultados mais rápidos e confiáveis, além de ter maior custo benefício.
O primeiro sequenciador NGS, o 454, lançado em 2005, era 50 vezes mais rápido que o método de Sanger. Apesar de críticas iniciais devido à produção de sequências curtas (50 a 300 pares de bases ou pb, comparados aos 750 do Sanger), a capacidade de gerar milhares de sequências em paralelo e dispensar o uso de géis de eletroforese logo provou o potencial da nova tecnologia.
Diferente de outros métodos, a tecnologia Nanopore usa poros nanotecnológicos para ler moléculas de DNA ou RNA enquanto passam por eles, registrando a sequência em tempo real. Ao passar por esses poros, calculam-se uma diferença de potencial e a corrente iônica que cada nucleotídeo emite. Ao final, essa ferramenta gera long reads, ou seja, sequências longas que cobrem regiões do genoma antes difíceis de mapear. Isso é especialmente útil para genomas complexos, como os de plantas, que possuem muitos elementos repetitivos e tamanhos grandes.
Com o Nanopore, é possível identificar genes relacionados à resistência a doenças e à adaptação a ambientes extremos, ajudando no desenvolvimento de culturas agrícolas mais eficientes e sustentáveis. A tecnologia também se destaca na conservação ambiental. Agora é mais fácil sequenciar genomas de espécies ameaçadas e planejar estratégias de preservação. Microrganismos em simbiose com plantas ou animais podem ser estudados de forma detalhada, possibilitando avanços em ecologia e biologia.
Embora enfrente desafios, como taxas de erro mais altas, o Nanopore continua a evoluir. Com melhorias constantes e custos reduzidos, é cada vez mais acessível e otimizado para moldar o futuro da genômica. A chegada da tecnologia Nanopore representa um marco, transformando a forma como entendemos genomas longos e complexos. Seus impactos vão além do laboratório, influenciando saúde, agricultura e conservação, abrindo caminho para descobertas que antes pareciam fora do alcance da ciência genômica.
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Referências
FAUVER, J. R. et al. De novo Assembly of the Brugia malayi Genome Using Long Reads from a Single MinION Flowcell. Scientific Reports, v. 9, n. 1, p. 19521, 20 dez. 2019.
FREITAS, A. A. S. Sequenciamento NGS: Status e Perspectivas. Revista Brasileira de Bioinformática, v. 1, n. 1, 2021.
GUIMARÃES, Maria. A era do sequenciamento completo de genomas. Revista Pesquisa FAPESP, São Paulo, n. 330, 2023.