Uma equipe de pesquisadores da Embrapa realizou, pela primeira vez, a edição gênica em feijoeiro para o desenvolvimento de uma novidade variedade com menos fatores antinutricionais, ligados a um grupo de substâncias chamado rafinose, um tipo de constituído espargido por promover desconforto estomacal e flatulência em humanos. Os cientistas conseguiram varar genes relacionados à produção de oligossacarídeos (carboidratos) da família rafinose, a partir do conhecimento do genoma do feijoeiro e do domínio de ferramentas de engenharia genética de sistemas CRISPR ({sigla} em inglês para Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente Interespaçadas).
Dois genes do genoma da vegetal foram desativados, de harmonia com os pesquisadores da Embrapa Arroz e Feijoeiro (GO) em Biologia Molecular Josias Correa e Rosana Vianello, coordenadores do estudo inédito. Vianello conta que a pesquisa analisou os teores de oligossacarídeos do grupo rafinose em diferentes tecidos e fases de desenvolvimento da vegetal de feijoeiro. Essas informações foram avaliadas em relação ao conhecimento já produzido pelo estudo do genoma do feijoeiro, sequenciado há quase dez anos.
O objetivo foi saber o padrão de frase dos genes branco potenciais que estariam por trás da biossíntese de rafinose. Nesse processo, os pesquisadores investigaram o padrão de frase de genes, e dois deles, rafinose e estaquiose – outro oligossacarídeo de difícil digestão –, foram identificados e inativados. Esses genes tiveram sua frase bloqueada, por meio da adaptação de ferramentas de edição gênica de sistemas CRISPR.
Vianello considera que a técnica CRISPR é revolucionária para edição gênica. “No caso de características relacionadas à qualidade tecnológica e nutricional de grãos, a técnica emerge como uma importante ferramenta para editar genes específicos e, com isso, realizar um melhoramento de precisão, abrindo novas perspectivas para o desenvolvimento de variedades mais atrativas para produtores e consumidores”, afirma.
Equipe responsável pelo trabalho: pesquisadores Josias Correa e Rosana Vianello e o bolsista Dener Lucas dos Santos. Foto: Rodrigo Peixoto
Gerações de vegetais editadas
Confira:
Segundo a pesquisadora, a próxima lanço desse estudo, já em curso, é o progressão de gerações de vegetais editadas com os genes da rota de rafinose desativados. Isso implica, em envolvente controlado de lar de vegetação, o plantio de sementes, o desenvolvimento de vegetais, a colheita e o replantio de sementes. A intenção, uma vez que em todo processo de melhoramento genético, é tornar firme a herdabilidade da novidade particularidade.
“A geração editada T0 está produzindo sementes T1. Vamos plantar T1 e esperamos que a edição seja transmitida para a próxima geração. Somente com o avanço das gerações, de T1 para T2 e de T2 para T3, teremos as edições em homozigose (o que torna a característica editada com herdabilidade estável) e poderemos avaliar o fenótipo das plantas (conjunto de características resultante da interação com o ambiente), além de testar linhagens em diferentes locais que poderão se tornar uma nova variedade”, destaca Vianello.
A partir dos testes de fenotipagem é que também poderá ser determinado o quão significativa foi a redução da presença de teores de rafinose no grão de feijoeiro. Todo esse trabalho pode levar ao lançamento de uma variedade editada geneticamente em um período entre cinco a oito anos.
Essa pesquisa faz segmento de um projeto intitulado: “Desenvolvimento e aplicação de novas soluções biotecnológicas no melhoramento genético do feijão-comum”, financiado pelo Juízo Vernáculo de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), sob a liderança do pesquisador da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia Francisco Aragão.
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“Tesoura molecular” para trinchar DNAA engenharia genética ganhou novidade perspectiva a partir de sistemas baseados em CRISPR. O processo de edição de material genético passou a ser mais destro e preciso, abrindo possibilidades para a geração de novos produtos, não somente na alimento, mas também cultivares e bioinsumos que podem ajudar a combater pragas e doenças no campo ou tornar vegetais mais tolerantes ao veranico, por exemplo. O conhecimento que possibilita usar sistemas CRISPR, uma espécie de guia para as pesquisas atuais, é fruto de um trabalho publicado em 2012 por duas cientistas: Emmanuelle Charpentier, do Instituto Max Planck de Biologia das Infecções, e Jennifer A. Doudna, bioquímica da Universidade da Califórnia. Elas lançaram uma espécie de passo a passo de uma vez que empregar técnicas baseadas em CRISPR que funcionam uma vez que uma “tesoura”, sendo provável trinchar uma segmento específica do DNA, fazendo com que a célula produza ou não determinadas moléculas. Por desculpa disso, Charpentier e Doudna ganharam o Prêmio Nobel de Química de 2020. |
