Genética

Como se descobriu o CRISPR: Mojica, repetições em arqueias de salina e a hipótese da imunidade

Publicado em 13/10/2026 · Última alteração em 13/10/2026

Assuntos: Genética

Em 1995, o grupo de Francisco Mojica descreveu repetições de DNA em arqueias do gênero Haloferax, que vivem em salmoura. Em 2005, mostrou que os trechos entre as repetições, os espaçadores, derivam de sequências pré-existentes, inclusive de bacteriófagos e plasmídeos, e que esses elementos não infectavam a cepa com o espaçador correspondente. Isso sugeriu uma defesa imune, confirmada em experimento com bactérias em 2007.

Arqueias são microrganismos unicelulares sem núcleo, de um ramo da vida distinto das bactérias; as do gênero Haloferax crescem em salmoura. O DNA delas, como o de muitas bactérias, contém um padrão que hoje se chama CRISPR (sigla inglesa para repetições palindrômicas curtas, agrupadas e regularmente espaçadas): uma sequência curta se repete várias vezes, e entre uma cópia e outra fica um trecho diferente, o espaçador. Perto dessas matrizes ficam genes chamados cas. A pergunta foi para que serve isso. A resposta que se firmou é que o espaçador guarda um fragmento de um invasor, como um vírus de bactéria (bacteriófago) ou um plasmídeo, e serve de memória para combatê-lo. O mecanismo da proteína Cas9 como ferramenta já está no post "crispr".

Dezoito anos entre ver e entender

O relato de 1987 já descrevia, no DNA de Escherichia coli, cinco sequências quase idênticas separadas por espaçadores. A função só foi proposta em 2005, 18 anos depois (conta nossa), e testada em 2007.

Ver um padrão não é entender o que ele faz

Em 1987, a repetição apareceu no DNA de E. coli. Em 1995, o grupo de Mojica a descreveu em Haloferax mediterranei e H. volcanii, com 30 pares de bases repetidos e espaçadores de 33 a 39. A função proposta, partição de replicons, era uma hipótese razoável para repetições em tandem. O texto do Nobel resume o intervalo: a importância funcional ficou obscura até 2005. Uma repetição conservada indica que a evolução a manteve, mas não diz para quê.

Salmoura, Santa Pola e as arqueias

Haloferax são arqueias halofílicas, que crescem em salmoura. Uma revisão de pesquisadores de Alicante diz que as bases da tecnologia CRISPR-Cas foram descritas primeiro num haloarqueia isolado em salmouras de Santa Pola. Essa é uma fonte secundária, e a revisão não cita o artigo nem a espécie. Por isso o post liga a descoberta às salinas com essa ressalva, e a espécie estudada em 1995 é a que consta no resumo do artigo.

2005: a pergunta sobre a origem dos espaçadores

O espaçador é igual a quê? Mojica e colegas compararam espaçadores com sequências conhecidas e acharam correspondências em bacteriófagos e plasmídeos conjugativos, além de fontes cromossômicas. O mesmo ano trouxe os trabalhos de Pourcel e de Bolotin e colegas. A cepa com o espaçador não era infectada pelo elemento correspondente, e daí vem a inferência de imunidade. Era hipótese, nascida de correlação; a prioridade entre os grupos não consta das fontes lidas.

2007 e o caminho até a ferramenta

O experimento de Barrangou e colegas fechou o ciclo de evidência: infecção, novos espaçadores, mudança de resistência quando se mexia neles, e perda quando cas5 era inativado. Em 2011 era claro que CRISPR-Cas funciona como imunidade adaptativa de procariotos. A edição de genomas veio com o trabalho de Charpentier e Doudna de 2012, que levou o Nobel de 2020. O prêmio reconheceu o método, e o texto do Nobel cita Mojica só nas referências.

Como sabemos

Cronologia e resultados apoiados no texto de fundamento do Nobel (lido nas seções históricas) e nos resumos dos artigos de 1995, 2005 e 2007; os textos completos dos artigos não foram lidos.

Em debate: Crédito pela descoberta da função de defesa

• Fato estabelecido: Em 1987, um relato descreveu no genoma de Escherichia coli uma estrutura repetida incomum: cinco sequências muito semelhantes de 29 pares de bases, separadas por espaçadores variáveis de 32 pares de bases. [5] The discovery of the CRISPR-Cas system in prokaryotes, §1
  Contexto: Relato de Ishino e colegas, citado pelo texto de fundamento do Nobel de Química de 2020. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Em 1995, o grupo de Mojica descreveu longas fileiras de repetições em tandem nas arqueias halofílicas Haloferax mediterranei e Haloferax volcanii: uma sequência de 30 pares de bases, com simetria palindrômica, repetida e intercalada com trechos únicos de 33 a 39 pares de bases. [1] Resumo [5] The discovery of the CRISPR-Cas system in prokaryotes, §1
  Contexto: Autores: Mojica, Ferrer, Juez e Rodríguez-Valera. Foi uma observação de estrutura, ainda sem relação com defesa. · Limitações: Só o resumo do artigo de 1995 foi conferido. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada
• Hipótese: A primeira função proposta para essas repetições, em 1995, foi a de participar da partição dos replicons (repartir o material genético entre as células-filhas); a hipótese não se sustentou, e o texto do Nobel diz que a importância funcional ficou obscura até 2005. [1] Resumo [5] The discovery of the CRISPR-Cas system in prokaryotes, §4
  Contexto: Os próprios autores escreveram que o papel biológico preciso não podia ser totalmente estabelecido. · Limitações: Que a hipótese de 1995 tenha sido abandonada é leitura nossa, a partir de o trabalho posterior ter encontrado outra função; a fonte do Nobel diz apenas que a função seguiu elusiva até 2005. · Hipótese inicial dos autores, depois superada pela de imunidade. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Segundo uma revisão de pesquisadores de Alicante, as bases da tecnologia CRISPR-Cas foram descritas primeiro num haloarqueia isolado em salmouras de Santa Pola, na Espanha. [6] Seção sobre aplicações biotecnológicas
  Contexto: Frase de revisão sobre ambientes hipersalinos da província de Alicante. · Limitações: Fonte secundária; a revisão não nomeia a espécie nem o artigo. Que a espécie estudada por Mojica em 1995, H. mediterranei, seja essa é ligação que a fonte não faz. A frase mantém a grafia "CRIPSPR" da revisão. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Consenso científico: Análises computacionais posteriores mostraram que esse tipo de repetição é comum em procariotos; a sigla CRISPR foi proposta em 2002, e descobriu-se que genes cas ficam sempre ao lado dessas matrizes, apenas em procariotos que as têm. [5] The discovery of the CRISPR-Cas system in prokaryotes, §3
  Contexto: As referências do texto são Mojica et al. (2000) para a generalização e Jansen et al. (2002) para o nome e os genes cas. · Limitações: O ano de 2002 para o nome vem da lista de referências do mesmo documento (Jansen et al., Mol Microbiol, 2002). · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Mojica e colegas (2005) mostraram que os espaçadores do CRISPR derivam de sequências pré-existentes, cromossômicas ou de elementos transmissíveis como bacteriófagos e plasmídeos conjugativos. [2] Resumo
  Contexto: Artigo de 2005 no Journal of Molecular Evolution, sobre espaçadores de diversos procariotos. · Limitações: Só o resumo foi conferido; o texto completo não foi lido. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada
• Interpretação: No mesmo trabalho, os elementos extracromossômicos com sequência igual à de um espaçador não infectavam a cepa que o carregava; os autores leram isso como indício de relação entre CRISPR e imunidade contra o DNA-alvo. [2] Resumo
  Contexto: Observação correlacional entre sequências de espaçadores e a ausência de infecção. · Limitações: Correlação, não experimento: o abstract não relata que se tenha alterado espaçadores e medido a resistência. · A imunidade era uma inferência a testar, e foi testada em 2007. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Bolotin e colegas (2005), por análise computacional, acharam espaçadores com homologia a genes existentes, na maioria de fagos, e viram que a sensibilidade de cepas de Streptococcus thermophilus a fagos parecia correlacionada com o número de espaçadores. [3] Resumo
  Contexto: Análise de 24 cepas de S. thermophilus e S. vestibularis, segundo o resumo. · Limitações: Só o resumo foi conferido. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada
• Hipótese: Bolotin e colegas propuseram que os espaçadores conferem imunidade contra fagos e DNA estranho por codificarem um RNA antissenso; o mecanismo era hipótese, e o que se mostrou depois foi diferente, com o RNA CRISPR ligado a proteínas Cas. [3] Resumo [5] The discovery of the CRISPR-Cas system in prokaryotes, §6
  Contexto: O mecanismo de imunidade proposto em 2005 era tentativo. · Limitações: A comparação entre o antissenso de 2005 e o complexo crRNA-Cas é nossa; as fontes não a fazem explicitamente. · Hipótese de mecanismo; o fenômeno (defesa) ficou, o mecanismo proposto foi refinado. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada
• Consenso científico: Em 2005 saíram ao menos três trabalhos sobre a origem dos espaçadores (Mojica, Pourcel e Bolotin e colegas); os achados eram correlativos e sugeriram uma função de defesa contra DNA estranho. [5] Referências, nº 10
  Contexto: A contagem de três trabalhos vem das referências [9-11] do texto do Nobel, que cita Mojica (J Mol Evol), Pourcel (Microbiology) e Bolotin (Microbiology), todos de 2005. · Limitações: O texto do Nobel não diz quem chegou primeiro nem se os grupos trabalharam de forma independente; por isso este post não atribui prioridade. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Em 2007, Barrangou e colegas infectaram Streptococcus thermophilus com fagos: as bactérias que resistiram incorporaram novos espaçadores derivados do genoma do fago, e remover ou acrescentar espaçadores específicos mudava a resistência. [4] Resumo
  Contexto: Experimento com Streptococcus thermophilus e fagos, publicado na Science em 2007. · Limitações: Só o resumo foi conferido. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada
• Consenso científico: Segundo o texto de fundamento do Nobel de 2020, a hipótese de que CRISPR-Cas confere resistência a DNA invasor foi verificada em 2007; a inativação do gene cas5 eliminou a resistência aos fagos. [5] CRISPR-Cas functions as an adaptable defence system, §1
  Contexto: O gene cas5 foi depois renomeado cas9, segundo o mesmo documento. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Consenso científico: Em 2011 já estava claro que os sistemas CRISPR-Cas são amplos em procariotos e funcionam como sistemas imunes adaptativos contra bacteriófagos e plasmídeos. [5] CRISPR-Cas functions as an adaptable defence system, §4
  Contexto: Cobertura de bactérias e arqueias estudadas; o documento não dá percentual. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: No texto de fundamento científico do Nobel de Química de 2020, o trabalho de Mojica de 2005 aparece na lista de referências, e o nome dele não aparece no corpo do texto. [5] Referências, nº 9
  Contexto: O prêmio foi dado pelo método de edição de genomas, não pela descoberta da função natural do CRISPR. · Limitações: Que o nome de Mojica não conste no corpo do texto vem de uma busca de texto feita por nós no PDF; a conferência automática não confirma ausências. · Conferida em parte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: A Real Academia Sueca de Ciências concedeu o Nobel de Química de 2020 a Emmanuelle Charpentier e Jennifer A. Doudna pelo desenvolvimento de um método de edição de genomas. [5] A Tool for Genome Editing, abertura
  Contexto: Prêmio de 2020; o uso do CRISPR como ferramenta está no post "crispr". · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada

Fontes

1. Molecular Microbiology — Long stretches of short tandem repeats are present in the largest replicons of the Archaea Haloferax mediterranei and Haloferax volcanii and could be involved in replicon partitioning
   Mojica, F. J.; Ferrer, C.; Juez, G.; Rodríguez-Valera, F. · 1995 · Artigo científico original · lido só o resumo · consultada em 13/10/2026 DOI 10.1111/j.1365-2958.1995.mmi_17010085.x
2. Journal of Molecular Evolution — Intervening sequences of regularly spaced prokaryotic repeats derive from foreign genetic elements
   Mojica, F. J.; Díez-Villaseñor, C.; García-Martínez, J.; Soria, E. · 2005 · Artigo científico original · lido só o resumo · consultada em 13/10/2026 DOI 10.1007/s00239-004-0046-3
3. Microbiology — Clustered regularly interspaced short palindrome repeats (CRISPRs) have spacers of extrachromosomal origin
   Bolotin, A.; Quinquis, B.; Sorokin, A.; Ehrlich, S. D. · 2005 · Artigo científico original · lido só o resumo · consultada em 13/10/2026 DOI 10.1099/mic.0.28048-0
4. Science — CRISPR provides acquired resistance against viruses in prokaryotes
   Barrangou, R.; Fremaux, C.; Deveau, H.; Richards, M.; Boyaval, P.; Moineau, S.; Romero, D. A.; Horvath, P. · 2007 · Artigo científico original · lido só o resumo · consultada em 13/10/2026 DOI 10.1126/science.1138140
5. The Royal Swedish Academy of Sciences — Scientific Background on the Nobel Prize in Chemistry 2020: A tool for genome editing
   Real Academia Sueca de Ciências (Comitê Nobel de Química) · 2020 · Documento institucional · lida na íntegra · consultada em 13/10/2026
6. Current Research in Microbial Sciences — Hypersaline environments as natural sources of microbes with potential applications in biotechnology: The case of solar evaporation systems to produce salt in Alicante County (Spain)
   Martínez, G. M.; Pire, C.; Martínez-Espinosa, R. M. · 2022 · Revisão ou síntese científica · lida na íntegra · consultada em 13/10/2026 DOI 10.1016/j.crmicr.2022.100136

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