FCW Cultura Científica – Professor Dimas, como nasceu o seu interesse por ciência e pela pesquisa?

Dimas Zaia – Desde criança, sempre li muito. Gostava muito de história – e ainda gosto – e de biologia, física e química. Quando chegou o momento de fazer a graduação, escolhi a Química, que era um dos cursos oferecidos pela Universidade Estadual de Maringá, onde eu morava na época. Graduei-me no fim de 1980 e, no início do ano seguinte, iniciei o mestrado no Instituto de Química da USP. Pesquisar é uma questão de gosto. Fiz um estágio no laboratório do professor Oswaldo Sala e,  um dia, perguntei a ele o que é necessário para ser um bom cientista. Ele arregalou os olhos e disse: “Você tem que gostar de estudar e de ler. Tem que ter curiosidade. Quem não gosta de estudar não pode ter essa profissão.” Concluí o mestrado em 1985 e me mudei para Londrina.

FCW Cultura Científica – Qual foi o tema do seu mestrado?

Dimas Zaia – Eu trabalhei com química analítica. Aliás, toda a minha formação foi focada nessa área. Meu orientador, professor Jaim Lichtig, trabalhava com eletroanalítica. Desenvolvemos metodologias para a determinação de iodato e bromato em diversos meios, como farinha, sal e água do mar.

FCW Cultura Científica – Como foi o seu doutorado na USP?

Dimas Zaia – Novamente com o professor Jaim como orientador. Em 1992, fui para os Estados Unidos, com uma bolsa-sanduíche, pesquisar na Universidade Rockefeller. Lá, trabalhei com Robert Bruce Merrifield, que, na década de 1960, desenvolveu uma técnica de síntese de peptídeos em fase sólida. Antes disso, todo o processo de síntese e purificação para produzir um peptídeo de 20 aminoácidos demorava em torno de dois anos. Com a técnica de Merrifield, era possível fazer em um mês. Depois, ele desenvolveu uma máquina para sintetizar peptídeos. Cheguei a ver um protótipo dessa máquina na casa dele. Com ela, era possível produzir um peptídeo em 24 horas. Merrifield promoveu uma revolução na fisiologia, na farmacologia e em muitas outras áreas porque, a partir de sua técnica, foi possível sintetizar praticamente qualquer tipo de peptídeo em grande quantidade, rapidamente e a baixo custo. Quando ele ganhou o Prêmio Nobel de Química, em 1984, era conhecido como o Henry Ford das proteínas (risos).

FCW Cultura Científica – Como foram os dois anos em que esteve na Universidade Rockefeller?

Dimas Zaia – Tive o tipo de experiência que todo mundo na área acadêmica deve ter. Foi fundamental para tomar contato com visões diferentes. A Rockefeller é uma universidade de ponta nos Estados Unidos. Na época em que estive lá, a cada quatro ou cinco anos, alguém que trabalhou ou trabalhava na instituição ganhava um Nobel.

Fui fazer síntese de peptídeos e verificar se esses peptídeos tinham atividade farmacológica. Sintetizei dezenas, mas, infelizmente, nenhum deles mostrou atividade farmacológica que resultasse em publicação. Em ciência, muitas vezes você faz algo e os resultados não vêm da forma como esperava, mas é assim que o conhecimento avança. Quando fiz as sínteses, analisei os dados e expliquei ao professor Merrifield que havia modificado uma parte do peptídeo e achava que ela ficava um pouco móvel. “Não está aderindo às membranas para fazer o efeito que ele tem que exercer do outro lado da célula”, disse. Ele respondeu: “Quando escrevi esse projeto, eu tinha certeza de que esses peptídeos iriam funcionar”. Eu falei: “Mas, infelizmente, não funcionam”.

FCW Cultura Científica – Qual efeito o senhor estava esperando ver?

Dimas Zaia – Eu sintetizei um peptídeo chamado VIP, sigla de peptídeo vasoativo intestinal. Queríamos obter um peptídeo que aumentasse esse efeito vasoativo. Esse peptídeo foi originalmente encontrado no intestino e, depois, também foi identificado no cérebro. É um vasodilatador. Os peptídeos não apresentaram o efeito esperado, mas a experiência de pesquisa foi de grande aprendizado e foi lá que tive meu primeiro contato com a astrobiologia.

FCW Cultura Científica – Como foi esse primeiro contato?

Dimas Zaia – Sempre fui rato de biblioteca e, um dia, andando pelos corredores da biblioteca da Rockefeller, deparei-me com Origins of Life and Evolution of Biospheres, exemplares de uma revista sobre pesquisas em origens da vida publicada pela ISSOL [International Society for the Study of the Origin of Life, hoje International Astrobiology Society]. Comecei a ler e pensei na mesma hora: “É isso que vou fazer pelo resto da minha vida”.

FCW Cultura Científica – O que o atraiu no tema da química pré-biótica?

Dimas Zaia – Conhecemos muito pouco sobre a origem da vida, um tema desafiador. Esse desafio tem várias vertentes, desde a obviamente científica – a parte química –, mas também uma vertente filosófica. Veja o que estamos propondo fazer: encontrar um meio de produzir um ser vivo a partir de matéria inanimada. Tanto do ponto de vista filosófico quanto do ponto de vista da química, isso é extremamente desafiador.

Quem está começando em ciência precisa encontrar algo que realmente o desafie e interesse, que de fato o motive a levantar cedo, ir para o laboratório e fazer experimentos. O trabalho do pesquisador é extenuante e, algumas vezes, ingrato. Fiquei dois anos nos Estados Unidos; trabalhava inclusive aos sábados, mesmo com esposa e filhas lá. Em 1994, o professor Merrifield me ofereceu mais um ano de bolsa para continuar a pesquisa, mas decidi voltar para o Brasil.

FCW Cultura Científica – Na volta, o senhor começou a estudar a química pré-biótica e se tornou professor na Universidade Estadual de Londrina (UEL). Qual era o estado do conhecimento sobre as origens da vida na época?

Dimas Zaia – Quando voltei, fiz cursos, terminei experimentos, escrevi artigos, finalizei e defendi minha tese de doutorado. Na época, já havia um debate sobre o mundo do RNA [cenário hipotético em que o RNA teria precedido o DNA e as proteínas, carregando informação genética e catalisando reações químicas]. O que chamamos de química pré-biótica era, na verdade, muita gente simulando determinados ambientes para ver quais moléculas orgânicas podiam ser formadas. O que sabemos de química pré-biótica são os tipos de moléculas que provavelmente existiram na Terra primitiva, e temos também uma ideia de suas quantidades. Mas, quando passamos para a próxima etapa, que é a formação de polímeros, a coisa começa a complicar.

FCW Cultura Científica – O que significa essa complicação?

Dimas Zaia – Na Terra pré-biótica, havia uma mistura muito grande de moléculas orgânicas. Por exemplo, os aminoácidos: só no meteorito Murchison, que caiu na Austrália em 1969, foram detectados mais de 80 tipos diferentes de aminoácidos, mas os seres vivos utilizam apenas 20. Como foram selecionados esses 20 aminoácidos? Dentro da mistura de moléculas na Terra primitiva, como surgiram estruturas relevantes para a origem da vida?

Outra questão é a baixa concentração dessas moléculas nos oceanos da Terra. Há 4 bilhões de anos, a quantidade de terra seca no planeta era muito menor, cerca de 25% do que temos hoje. A maior parte das moléculas orgânicas produzidas ou que viessem de fora, trazidas por asteroides, acabaria ficando no oceano, diluída, em concentrações muito baixas. Essas moléculas precisam se encontrar para reagir e, para isso, é necessário concentrá-las em algum lugar.

FCW Cultura Científica – Como essas moléculas podem ter se concentrado?

Dimas Zaia – Dependendo do mineral, pode ocorrer a adsorção – a molécula “grudando” na superfície – e a absorção, quando a molécula penetra nas intercamadas do mineral ou em seus poros. No oceano primitivo, as moléculas, sintetizadas no planeta ou trazidas por meteoritos que caíam no mar, estavam muito diluídas. Para haver evolução molecular, em que as moléculas orgânicas vão se tornando mais complexas, é necessária uma pré-concentração em uma superfície. Isso é importante para que elas reajam entre si, formando moléculas orgânicas mais complexas, com cadeias maiores de carbono. Se não ocorrer essa pré-concentração, a evolução molecular nunca ocorreria. É aí que entram os minerais com capacidade de adsorção, concentrando essas moléculas em suas superfícies. Um dos primeiros a difundir essas ideias foi o físico irlandês John Desmond Bernal no livro The Physical Basis of Life (1951).

FCW Cultura Científica – Qual é a importância do cianeto na química pré-biótica?

Dimas Zaia – É uma molécula extremamente importante para a síntese de aminoácidos e bases nitrogenadas. Fizemos experimentos para adsorver o ácido cianídrico em dez minerais diferentes. Este trabalho foi parte da tese de doutorado de Rafael Samulewski, que orientei. O ácido cianídrico não foi adsorvido pelos minerais, então, combinamos com ferro (II) [íon de ferro com carga +2], formando um composto, o ferrocianeto. Esse composto foi adsorvido na superfície dos minerais e apresentou alta taxa de adsorção.

FCW Cultura Científica – Com o ferrocianeto, o senhor encontrou cenários em que a adsorção seria possível. A adsorção possibilita uma pré-concentração de moléculas que ajuda a tornar mais complexa a química pré-biótica?

Dimas Zaia – Exatamente. Moléculas mais complexas são formadas na superfície do mineral. Inclusive, em breve, uma aluna de doutorado, Tallita Stéfanne e Silva, irá para a UNAM [Universidad Nacional Autónoma de México] testar amostras de ferrocianeto adsorvido em minerais. A ideia é realizar uma irradiação gama para verificar se são produzidas moléculas de interesse biológico.

FCW Cultura Científica – Dependendo da exposição dessas concentrações de moléculas a determinada radiação, pode haver reações que as tornem mais complexas. Em algum momento isso pode resultar em algo como o que conhecemos como vida?

Dimas Zaia – Não, mas pode resultar em moléculas mais complexas ou mesmo na decomposição dessas moléculas.

FCW Cultura Científica – Quais foram suas outras contribuições à química pré-biótica?

Dimas Zaia – Desde 2004, publiquei artigos em que mostro que boa parte dos experimentos em química pré-biótica não estava muito correta, pois era feita em água destilada e em soluções salinas de cloreto de sódio. Em raras exceções, utilizaram magnésio, cloreto e cálcio. Nesse período, com base em alguns trabalhos, propus duas composições de água do mar: uma rica em magnésio e outra rica em cálcio. No entanto, o oceano primitivo da Terra muito provavelmente era rico em cálcio e cloreto, com um pouco de magnésio e sódio. O oceano atual tem alta concentração de cloreto de sódio. Isso faz toda a diferença para a adsorção.

FCW Cultura Científica – Poderia falar sobre o artigo que publicou na revista Symmetry?

Dimas Zaia – Nesse trabalho, sugerimos vários experimentos para entender como os aminoácidos proteicos foram incorporados aos peptídeos/proteínas, em vez dos não proteicos. O problema desses experimentos é que eles consomem muito tempo e dinheiro; por isso, procurei professores de Matemática aqui na UEL, Paulo Laerte Natti e Eliandro Rodrigues Cirilo, que produziram um programa baseado nos dados que forneci. Eles estão calculando, matematicamente, qual proporção de aminoácidos deve aparecer nesses peptídeos.

FCW Cultura Científica – No começo dos anos 2000, a astrobiologia tomou a forma que conhecemos hoje, que engloba a origem da vida. Como começou sua troca com os pesquisadores que estavam desenvolvendo a área aqui no Brasil?

Dimas Zaia – Os primeiros astrobiólogos que conheci foram Fábio Rodrigues [Instituto de Química da USP] e Douglas Galante [Instituto de Geociências da USP], que mandaram um e-mail dizendo que queriam conversar comigo e vieram para Londrina. Se não me engano, na época eles faziam o doutorado. Isso já faz uns 15 anos, até mais, e somos amigos até hoje. Depois, conheci Jorge Horvath e Eduardo Janot Pacheco, do IAG-USP. Conheci também Cláudia Lage [Universidade Federal do Rio de Janeiro, UFRJ], Mirian Pacheco [Universidade Federal de São Carlos], Jorge Quillfeldet [Universidade Federal do Rio Grande do Sul] e Gustavo Porto de Mello [UFRJ]. Participamos do primeiro encontro de astrobiologia no Brasil, em 2006, no Rio de Janeiro. Cito aqui algumas pessoas com quem tive contato na época, mas obviamente existem muitas outras que contribuíram para a formação da área no país. 

FCW Cultura Científica – Vocês estavam tentando estruturar um programa de pesquisa coerente, que ligasse as várias partes da astrobiologia.

Dimas Zaia – Sim, chegamos inclusive a cogitar um programa de pós-graduação em astrobiologia, que ainda não vingou. Mas a ideia de criar uma sociedade frutificou. Fui um dos sócios-fundadores da Sociedade Brasileira de Astrobiologia, junto com todos aqueles que citei. Todos contribuíram bastante e são pioneiros aqui no Brasil. Janot Pacheco foi o primeiro presidente da sociedade, comigo como vice.

FCW Cultura Científica – Como foi a experiência do início da SBA?

Dimas Zaia – Foi uma ótima experiência conseguir criar uma sociedade de astrobiologia, área que pode atrair muitos jovens para a ciência. A astrobiologia tem enorme potencial em educação e divulgação científica. Escrevi alguns artigos de divulgação em astrobiologia no programa de mestrado de formação para professores da UEL e orientei duas dissertações dentro desse programa. Há cerca de três meses, uma aluna do ensino médio me procurou para fazer um experimento de astrobiologia. Ela foi ao meu laboratório e agora vai apresentar o trabalho em um evento de iniciação científica aqui em Londrina.

FCW Cultura Científica – Qual é a sua percepção em relação ao futuro da área de química pré-biótica e origens da vida?

Dimas Zaia – Um artigo que sempre gosto de mencionar, do professor Albert Eschenmoser, faz uma citação interessante sobre essa questão da origem da vida: “A origem da vida não pode ser descoberta, mas tem de ser reinventada”. As possíveis condições e etapas necessárias para a origem da vida a partir de matéria inanimada foram há muito perdidas. Além disso, muito provavelmente nunca saberemos se, de fato, a vida surgiu no planeta Terra ou se foi trazida de fora, por meteoritos, por exemplo.

FCW Cultura Científica – Por que?

Dimas Zaia – Vamos supor que encontrem alguma forma de vida em Marte e que, após testes, cheguem à conclusão de que é da mesma linhagem da vida na Terra. Podemos pensar que houve contaminação de um planeta para o outro ou que uma sonda tenha contaminado o planeta. Mas onde teria começado a vida? Foi a Terra que contaminou Marte ou Marte que contaminou a Terra? Agora, se encontrarmos uma forma de vida em Marte que não tenha nada a ver com a nossa, aí é diferente.

Pode ser que produzir um ser vivo a partir de matéria inanimada não seja tão complicado, porque as janelas de tempo para o surgimento da vida na Terra – que era bombardeada por meteoritos – não são muito grandes: entre 100 milhões e 500 milhões de anos. Se a janela para o surgimento da vida for realmente pequena, produzir um ser vivo aqui na Terra não deve ser tão difícil; mas alguém pode dizer que a vida pode ter vindo de fora. Essa hipótese continua viável até que se consiga demonstrar, efetivamente, que nenhuma forma de vida consegue sobreviver a uma viagem de milhares ou milhões de anos em um meteorito ou cometa.

FCW Cultura Científica – Sobre a prevalência de vida no Universo, o senhor acha que houve várias biogêneses espalhadas em sistemas planetários? Quão comum ou incomum é a vida?

Dimas Zaia – Espero que a vida seja um fenômeno mais ou menos comum, mas existem gargalos, começando pelo surgimento da primeira célula. Em seguida, temos os gargalos da evolução. A evolução de seres unicelulares para pluricelulares, no nosso planeta, demorou 2 bilhões de anos. Além disso, a maior parte da vida no nosso planeta ainda é composta por seres unicelulares. Dos seres pluricelulares até chegar a uma forma de vida que tenha algo que chamamos de inteligência, que viva em sociedade, que pense, há outro gargalo. Enfim, há todos esses gargalos a serem considerados, mas o Universo é muito grande.

FCW Cultura Científica – Na busca por vida extraterrestre, há vários objetos de interesse no Sistema Solar, como Marte e as luas geladas dos gigantes gasosos, mas também há a procura em exoplanetas, com análise espectroscópica de suas atmosferas em busca de bioassinaturas — alguns até falam em buscar por tecnoassinaturas. Qual é o seu palpite com relação à busca por vida?

Dimas Zaia – Existe uma boa possibilidade de encontrar indícios de vida em Marte, um planeta muito semelhante ao nosso no início de sua história. Talvez as luas de Saturno ou de Júpiter ofereçam possibilidades razoáveis. Análises de atmosferas de exoplanetas podem gerar boas indicações, mas mesmo a detecção de compostos ligados à vida, como oxigênio ou ozônio, não responde à pergunta, pois eles podem ser produzidos pela decomposição da água por radiação. De qualquer forma, se conseguirmos detectar vapor de água e outras moléculas relevantes, isso pode ser uma indicação importante.