Vou falar-vos das máquinas mais incríveis do mundo e do que podemos fazer com elas. As proteínas, algumas das quais vêem aqui no interior de uma célula, desempenham praticamente todas as funções importantes do nosso corpo. As proteínas digerem a nossa comida, contraem os nossos músculos, estimulam os nossos neurónios, e dão energia ao nosso sistema imunitário. Tudo o que acontece na biologia - ou quase tudo - acontece devido às proteínas. As proteínas são cadeias lineares de blocos de construção chamados aminoácidos. A natureza usa um alfabeto de 20 aminoácidos, alguns com nomes que podem já ter ouvido. Nesta foto, e para que todos percebam, cada protuberância é um átomo. As forças químicas entre os aminoácidos fazem com que essas moléculas longas e filamentosas se dobrem em estruturas tridimensionais únicas. O processo de enovelamento, embora pareça aleatório, é, na realidade, muito preciso. Cada proteína dobra-se sempre no seu formato característico, e o processo de enovelamento demora apenas uma fração de segundo. São as formas das proteínas que lhes permitem realizar as suas notáveis funções biológicas. Por exemplo, a hemoglobina tem uma forma nos pulmões que é perfeitamente adequada para prender uma molécula de oxigénio. Quando a hemoglobina se desloca para o músculo, a forma muda ligeiramente, e o oxigénio sai. As formas das proteínas e, portanto, as suas funções notáveis, são completamente especificadas pela sequência de aminoácidos na cadeia proteica. Nesta foto, cada letra no topo é um aminoácido. De onde vêm essas sequências? Os genes do nosso genoma especificam as sequências de aminoácidos das nossas proteínas. Cada gene codifica a sequência de aminoácidos de uma única proteína. A interpretação entre essas sequências de aminoácidos e as estruturas e funções das proteínas é conhecida como o problema do enovelamento de proteínas. É um problema muito difícil porque há muitas formas diferentes que uma proteína pode adoptar. Devido a essa complexidade, os seres humanos só conseguiram dominar o poder das proteínas fazendo pequenas alterações nas sequências de aminoácidos das proteínas encontradas na natureza. Isto é semelhante ao processo usado pelos nossos antepassados da Idade da Pedra para fabricar ferramentas e outros utensílios a partir de paus e pedras encontrados no mundo ao nosso redor. Mas os humanos não aprenderam a voar modificando aves. (Risos) Ao invés, inspirados pelas aves, os cientistas desvendaram os princípios da aerodinâmica, e os engenheiros usaram esses princípios para projectar máquinas voadoras modificadas. De forma semelhante, temos trabalhado ao longo de vários anos para desvendar os princípios fundamentais do enovelamento de proteínas e codificar esses princípios num programa de computador chamado Rosetta. Fizemos um grande avanço nos últimos anos. Podemos agora criar proteínas totalmente novas, de raíz, no computador. Uma vez criada a nova proteína, codificamos a sequência de aminoácidos num gene sintético. Temos de fazer um gene sintético porque, uma vez que a proteína é completamente nova, não há nenhum gene em qualquer organismo que exista hoje em dia na Terra que a codifique. Os nossos avanços na compreensão do enovelamento de proteínas e em como criar proteínas, juntamente com o custo decrescente da síntese de genes e o aumento da lei de Moore no poder computacional, permitem-nos agora criar dezenas de milhares de proteínas novas, com formas e funções novas, no computador, e codificar cada uma delas num gene sintético. Quando tivermos esses genes sintéticos, colocamo-los em bactérias para programá-los para criar essas proteínas novas. Em seguida, extraímos as proteínas e determinamos se elas funcionam como planeamos e se são seguras. É entusiasmante conseguir criar proteínas novas, porque, apesar da diversidade na natureza, a evolução só testou uma pequena fracção do número total de proteínas possíveis. Eu disse-vos que a natureza usa um alfabeto de 20 aminoácidos, e uma proteína típica é uma cadeia de cerca de 100 aminoácidos. Assim, o número total de possibilidades é 20 vezes 20 vezes 20, 100 vezes, o que é um número na ordem de 10 elevado a 130, que é consideravelmente maior do que o número total de proteínas que existem desde que começou a vida na Terra. É esse espaço inimaginavelmente grande que agora conseguimos explorar usando a criação computacional da proteína. As proteínas existentes na Terra evoluíram para solucionar os problemas que a evolução natural enfrentava como por exemplo, a replicação do genoma. Porém, hoje enfrentamos desafios novos. Vivemos mais tempo, por isso, as novas doenças são importantes. Estamos a aquecer e a poluir o planeta, por isso, enfrentamos inúmeros desafios ecológicos. Se tivéssemos um milhão de anos para esperar, poderiam evoluir proteínas novas para solucionar estes desafios. No entanto, não temos milhões de anos para esperar. Em vez disso, com a criação computacional da proteína, podemos criar proteínas novas para enfrentar esses desafios hoje. A nossa ideia audaciosa é ir buscar a biologia da Idade da Pedra através da revolução tecnológica na criação de proteínas. Já mostrámos que podemos criar proteínas novas, com formas e funções novas. Por exemplo, as vacinas funcionam estimulando o sistema imunitário para criar uma reacção forte contra um patógeno. Para fazer vacinas melhores, criámos partículas de proteína nas quais podemos fundir proteínas a partir de patógenos, como esta proteína azul, do vírus respiratório VSR. Para fazer vacinas candidatas que estejam literalmente cheias de proteína viral, descobrimos que tais candidatas produzem uma reacção imunológica muito mais forte ao vírus do que quaisquer vacinas anteriores que tenham sido testadas. Isso é importante porque o VSR é actualmente uma das principais causas de mortalidade infantil em todo o mundo. Também criámos novas proteínas para decompor o glúten no estômago, para a doença celíaca, e outras proteínas para estimular o sistema imunitário para combater o cancro. Estes avanços são o começo da revolução da criação de proteínas. Nós fomos inspirados por uma revolução tecnológica anterior: a revolução digital, que ocorreu, em grande parte, devido aos avanços obtidos num local: o Bell Laboratories. O Bell Labs era um lugar com um ambiente aberto e colaborativo e conseguiu atrair os melhores talentos de todo o mundo. Isso levou a uma série extraordinária de inovações: o transístor, o laser, a comunicação via satélite e os alicerces da Internet. O nosso objectivo é construir o Bell Labs da criação de proteínas. Estamos a querer atrair cientistas talentosos de todo o mundo para acelerar a revolução da criação de proteínas e vamos concentrar-nos em cinco grandes desafios. Primeiro: colhendo proteínas de tipos de gripe de todo o mundo e colocando-as sobre as partículas de proteína criadas que vos mostrei anteriormente, visamos criar uma vacina universal contra a gripe, cuja dose dê uma protecção vitalícia contra a gripe. A capacidade de criar... (Aplausos) Criar vacinas novas no computador é importante tanto para proteger contra as epidemias naturais da gripe quanto, além disso, contra actos intencionais de bioterrorismo. Segundo: estamos a ir muito além do alfabeto limitado da natureza de apenas 20 aminoácidos para criar novos candidatos terapêuticos para enfermidades como a dor crónica, usando um alfabeto de milhares de aminoácidos. Terceiro: estamos a construir veículos de entrega avançados para guiar a medicação existente exactamente para o ponto do corpo para onde precisa de ir. Por exemplo, quimioterapia para um tumor, ou terapias genéticas para o tecido onde é necessária a reparação genética. Quarto: estamos a criar terapêuticas inteligentes que podem fazer cálculos dentro do corpo e ir muito além dos medicamentos actuais, que são instrumentos pouco precisos. Por exemplo, para direccionar um pequeno subconjunto de células imunes responsáveis por uma doença auto-imune e distingui-las da grande maioria das células imunes saudáveis. Finalmente, inspirados por materiais biológicos extraordinários como a seda, a concha de abalone, o dente e outros, estamos a criar novos materiais à base de proteínas para enfrentar desafios energéticos e ecológicos. Para fazer tudo isso, estamos a fazer crescer o nosso instituto. Procuramos atrair cientistas enérgicos, talentosos e variados de todo o mundo, em todas as fases da carreira, para se juntarem a nós. Vocês também podem participar na revolução da criação de proteínas através do nosso jogo de enovelamento e criação online: "Foldit". E através do nosso projecto de computação distribuída: Rosetta@home, ao qual vocês podem aceder a partir do vosso computador portátil ou de um "smartphone" Android. Tornar o mundo um lugar melhor através da criação de proteínas é o trabalho da minha vida. Estou muito animado com o que podemos fazer juntos. Espero que vocês se juntem a nós, e muito obrigado. (Aplausos)