O pisca-pisca dos vaga-lumes desempenha funções vitais para esses pequenos seres, que vão desde a comunicação entre macho e fêmea até a atração de presas para a alimentação. Mas não são apenas os pirilampos que usufruem de sua bioluminescência. Os humanos também vêm tirando proveito disso. Através da luz emitida pelos vaga-lumes, já é possível detectar a presença de microrganismos em medicamentos, alimentos e amostras de hospitais.
Segundo Marcelo Paes de Barros, do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (USP), bioluminescência é a emissão de luz visível e perceptível a olho nu. Ela também é classificada como desprendimento de luz fria, porque a energia química envolvida nesse processo é quase que unicamente convertida em fótons (emissão de luz), e não em calor.
Barros afirma que a bioluminescência dos vaga-lumes é proporcionada pela reação entre o oxigênio, íons de magnésio, ATP (adenosina trifosfato) - molécula rica em energia presente em qualquer ser vivo -, a luciferase - enzima que catalisa a reação - e o substrato da reação, a luciferina.
Sérgio Vanin/ Ciência HojeVisão dorsal de um Pyrophorus divergens, vaga-lume da família dos elaterídeos: sua luz é visível a olho nu‘‘Para verificar a existência de organismos vivos, podemos coletar uma amostra e aplicá-la ao meio de reação (luciferina + luciferase + íons de magnésio). O único reagente ausente é a ATP, já que o oxigênio está presente no ar. Como todo ser vivo produz ATP, a emissão luminosa denunciará a presença de microrganismos, caso haja algum’’, explica Barros. A variação da intensidade da luz ainda permite estimar a quantidade de organismos presentes na amostra.
O pesquisador da USP diz que, em concentrações adequadas dos reagentes (luciferina + luciferase + íons magnésio), o sistema pode detectar até 10 mil moléculas de ATP numa amostra. ‘‘Para se ter uma idéia da sensibilidade do método, uma gota d’água possui 1,67 x 1021 moléculas de água’’, compara.
Para Barros, a vantagem da reação bioluminescente dos vaga-lumes é seu elevado rendimento quântico. ‘‘De cada 100 moléculas de luciferina usadas, 88 serão para a produção de luz’’, afirma. Poucos organismos proporcionam um aproveitamento tão alto dos reagentes para a emissão de luz, segundo ele. ‘‘O rendimento das bactérias bioluminescentes é de apenas 10%’’, exemplifica.
Além da aplicação na indústria de alimentos, medicamentos e higiene hospitalar, o gene que codifica a luciferase dos vaga-lumes também é usado na biologia molecular como gene ‘‘repórter’’ na transformação de bactérias. ‘‘É possível inserir numa bactéria um gene que não é constituinte de seu código genético, através de curtos segmentos circulares de DNA chamados plasmídeos. Dessa forma, a bactéria produzirá uma proteína que normalmente não produz, com as características determinadas pelo novo gene’’, explica Barros.
O plasmídeo, além de conter esse gene, carrega outro gene de controle para selecionar as bactérias. O gene da luciferase cumpre esse papel, daí a denominação gene ‘‘repórter’’. Assim, quando uma cultura de bactérias é cultivada num meio contendo luciferina, as colônias que brilham são aquelas que incorporaram o plasmídeo com o gene que se quer reproduzir (pois o plasmídeo contém luciferase e a bactéria produz ATP, completando o meio reagente).
Segundo o professor Etelvino Bechara, coordenador do Laboratório de Radicais Livres e Espécies Excitadas em Sistema Biológicos da USP, através de reatores industriais podem-se cultivar essas bactérias transformadas, gerando grandes quantidades da proteína que se quer obter.
Apesar dos benefícios que os vaga-lumes podem nos proporcionar e da abundância das famílias de elaterídeos e fengodídeos no cerrado brasileiro, na Mata Atlântica e na região amazônica, não há conhecimento de empresa brasileira que elabore kits de luciferase e luciferina para estudos. Os utilizados pela USP são adquiridos no Japão ou nos Estados Unidos.Vadim Viviani/Ciência HojeLuz dos vaga-lumes desempenha funções vitais que inclui a comunicação entre machos e fêmeas da espécieDanielle Nogueira
Ciência Hoje

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