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Pesquisa com técnica de edição gênica resgata características de espécies silvestres para criação de novas culturas

27/04/2022

Um registro do professor Agustin durante gravação da BBC

O professor Agustin Zsögön, do Departamento de Biologia Vegetal, chegou há cerca de dois meses de um pós-doutorado no Instituto Max Planck, na Alemanha, trazendo na bagagem a participação em um dos documentários da série Follow the food, exibida pela BBC em mais de 100 países. Na série que revela avanços científicos nas práticas agrícolas em diferentes partes do mundo, o professor Agustin representou a pesquisa brasileira na área de ciências agrárias. Sua participação se deu em função de estudos que vem realizando desde o seu ingresso na UFV, em 2015, que renderam a ele e ao seu ex-orientado de doutorado, Emmanuel Rezende Naves, a publicação de um artigo na revista Nature Biotechnology. O trabalho, publicado em 2018, teve grande impacto. Assinado também por pesquisadores de outras instituições nacionais e internacionais, ele foi, inclusive, tema de editorial da Nature e ganhou capa da revista Wired.

No artigo, os pesquisadores revelaram ao mundo “uma prova de conceito”, como Agustin define, de que, por meio da técnica de edição gênica CRISPR-Cas9, é possível manipular genomas de espécies silvestres e criar cultivos mais nutritivos e mais resistentes a ambientes adversos. Neste caso, a prova se deu com o desenvolvimento de um tomateiro a partir da espécie silvestre Solanum pimpinellifolium. A edição simultânea de seis genes dessa espécie resultou na alteração da arquitetura da planta, no aumento do número e tamanho de frutos, assim como no conteúdo de nutrientes, em uma única geração e com um único experimento de transformação genética.

Os pesquisadores mostraram, portanto, que o uso da técnica CRISPR-Cas9 em espécies silvestres permite combinar características úteis dessas plantas com outros aspectos agronomicamente desejáveis. E segundo o professor, isso ocorre sem que haja redução da diversidade genética da espécie original, como o melhoramento genético convencional provocou ao longo dos anos, para aumento da produção e produtividade das culturas. “Nossa ideia é que se trabalharmos com espécies silvestres podemos recuperar características originais e importantes que foram perdidas e que podem ser vantajosas para a agricultura”. Os pesquisadores chamaram este conceito de “domesticação do novo”.

Um dos vários benefícios desta “domesticação” seria, por exemplo, a criação de culturas mais resistentes às mudanças climáticas. Agustin lembra que muitos cultivos disponíveis atualmente não foram criados para ser resilientes às variações que vêm ocorrendo - um ano com seca, outro com muita chuva e outro com altas temperaturas. Por isso, é importante recuperar, através das espécies silvestres, o acervo genético perdido, já que elas têm a capacidade de se adaptar a essas mudanças.

Agustin lembra ainda que, embora a produtividade continue sendo o principal parâmetro de interesse dos pesquisadores e melhoristas, cada vez mais os mercados estão buscando alimentos com maior qualidade nutricional. A tecnologia CRISPR-Cas9, de acordo com ele, possibilita atender a essa demanda de forma mais rápida e simples, procurando novos alvos para melhorar as características das culturas. “Com as nossas pesquisas, por exemplo, conseguimos, em um ano, aumentar em 500% o conteúdo de licopeno do tomate, o que foi feito com uma estrutura de laboratório relativamente simples. Introduzimos a modificação em uma única planta e, na geração seguinte, já tivemos mais licopeno”, conta.

Colaborações

A CRISPR-Cas9 é uma técnica de engenharia genética baseada na edição do genoma que permite alterar de maneira muito precisa as sequências de DNA e modificar a função genética. Ela utiliza a proteína Cas9 para cortar o DNA em pontos específicos e induzir mutações em regiões de interesse. No caso dos estudos do professor Agustin isso acontece sem a inserção de sequências gênicas provenientes de outros organismos melhorados ou modificados. Os cultivos resultantes desse trabalho não são, portanto, considerados transgênicos.

Com colaborações no Brasil e em outros países, como Inglaterra, Israel, Alemanha, Austrália e Argentina, o professor Agustin segue seus estudos com tomateiro e outras espécies silvestres no Programa de Pós-Graduação em Fisiologia Vegetal. O mais novo objeto de estudo é uma espécie de batata silvestre da região dos Andes, muito resistente à seca, frio e geadas, mas que não é consumida em função de seu sabor amargo, resultante do excesso de glicoalcaloides (compostos que atuam como mecanismo natural de defesa de diversas espécies de plantas, mas que, em concentração elevada, têm ação tóxica sobre o organismo humano). “Se ela for manipulada para eliminar esses glicoalcaloides, pode-se criar uma espécie comercial para ser cultivada num local onde a batata inglesa, por exemplo, não se adapta ao clima”.

Agustin explica que o trabalho realizado no Programa de Pós-Graduação em Fisiologia Vegetal (conceito 7 pela Capes) é muito eclético, abrangendo desde pesquisa básica até suas aplicações na agricultura. Especificamente no seu grupo de trabalho, o que fazem é identificar e estudar genes que possam ser úteis para o melhoramento de cultivos. Por isso, conforme o professor, valorizam muito as colaborações com outras instituições e empresas. O desejo de Agustin é que o Brasil invista mais em pesquisa e que o Departamento de Biologia Vegetal continue crescendo, formando mais profissionais e gerando conhecimento que contribua para o bem-estar da sociedade.

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