Edição do genoma | Cereais que fixam o nitrogénio são quase uma realidade

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Cientistas do MIT (EUA) estão a testar novas técnicas de engenharia vegetal em plantas de tabaco. O objetivo é criar plantas com capacidade de fixação de nitrogénio através da edição genética. Créditos da imagem: Lisa Miller / J-WAFS

Um grupo de investigação do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, está muito perto de desenvolver variedades de cereais capazes de fixar o seu próprio nitrogénio. Num futuro próximo, já não serão necessários fertilizantes na produção de milho, arroz e trigo.

Com o esperado incremento da procura por alimentos – devido ao crescimento da população e às alterações climáticas -, o aumento da produção agrícola tem sido um alvo crucial da investigação no mundo inteiro.

Um dos laboratórios que se mobilizam para enfrentar esse desafio é o Voigt, do Departamento de Engenharia Biológica do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, onde, nos últimos quatro anos, um grupo de investigadores liderado por Christopher Voigt está a transformar o modo de produção de cereais para que possam fixar o seu próprio nitrogénio, um nutriente essencial que permite que as plantas cresçam.

Além de inovadores, os resultados desta investigação são muito promissores. Se tudo correr como os cientistas almejam, num futuro próximo a produção de cereais deixará de ser dependente de fertilizantes.

Plantas como as leguminosas são capazes de se sustentar através de uma relação simbiótica com bactérias capazes de fixar o nitrogénio do ar e colocá-lo no solo, que é por sua vez recuperado pelas plantas através das raízes. Mas outros tipos de culturas, como o milho, trigo e arroz, carecem da ajuda adicional de fertilizantes, sem os quais seriam mais pequenas e teriam menos grãos.

Mais detalhes desta investigação no artigo científico publicado no MIT News.

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OGM | Novas variedades para a cidade… e espaço

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Quando três mutações genéticas específicas são combinadas e ajustadas da maneira certa, os investigadores podem transformar plantas de tomate em arbustos extremamente compactos, ideais para a agricultura urbana.

Investigadores do laboratório nova iorquino Cold Spring Harbor (CSH) criaram uma variedade de tomate geneticamente modificado para ser cultivado em ambientes urbanos ou locais desadequados ao crescimento de plantas, como o espaço.

Incrível, mas é verdade. E o melhor é que os cientistas não querem ficar-se pelo tomate. O objetivo é criar mais variedades GM de outros alimentos.

Leia o artigo científico na Nature Biotechnology (https://lnkd.in/ewBu9CX) ou o comunicado do laboratório CSH (https://bit.ly/36WcUqf)

Campanha | Xixi com glifosato ou pura manipulação?

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“A minha urina tem glifosato. E a sua?” Esta pergunta era o mote da campanha iniciada em França em 2017 pelos “pisseurs de glyphosate » (“mijadores de glifosato”). Mas os resultados de uma análise feita a essa campanha, esses sim, são claros: “Trata-se de uma vasta operação de manipulação da opinião pública”. Leia o artigo e veja o vídeo no jornal francês Le Point.

Em abril de 2017, a campanha contra o glifosato de um grupo de cidadãos franceses saiu em todos os media franceses com um enorme destaque. Afinal, não é todos os dias que seis mil pessoas se voluntariam para submeter a sua urina a análises em busca de resíduos de glifosato. E os resultados, claro está, mereceram igual destaque.

Conhecidos por«pisseurs de glyphosate » (“mijadores de glifosato”), os promotores da campanha exigiam que as autoridades banissem todos os pesticidas sintéticos, entre os quais o glifosato, que, embora considerado seguro para os seres humanos por 11 agências de saúde em todo o mundo , tornou-se o símbolo da luta contra os agroquímicos e a agricultura intensiva.

Sucede que o alarmismo propagado pelos “mijadores de glifosato” deu frutos. A França começou 2020 com a retirada do mercado de 36 produtos à base de glifosato, juntando-se a países como a Áustria, Alemanha e Bélgica, que estão a limitar a utilização do herbicida.

Mas há quem não tenha dúvidas que esta hipermediática campanha contra o glifosato é uma operação para manipular a opinião pública. Géraldine Woessner, jornalista francesa do Le Point, especialista em política, explica porquê.

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Biossegurança | Filipinas aprova arroz dourado

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Após uma rigorosa avaliação de biossegurança, o arroz dourado foi considerado tão seguro quanto o arroz convencional pelo Departamento de Agricultura das Filipinas. Este País junta-se assim ao grupo restrito de Países que afirmaram a segurança do GR2E na alimentação humana, na produção de rações para animais e no processamento de produtos alimentares.

A aprovação do arroz dourado como alimento para pessoas e animais nas Filipinas surge poucas semanas depois de o Bangladesh ter anunciado publicamente estar a preparar-se para ser o primeiro País no mundo a autorizar a produção do arroz geneticamente modificado para conter um aporte nutricional de betacaroteno, que depois se converterá não tão necessária em vitamina A.

Esta aprovação de biossegurança do arroz dourado é o mais recente marco regulatório na longa jornada para desenvolver e implementar o arroz dourado nas Filipinas e, graças a ela, o País irá dispor de “uma solução muito acessível para o grave problema de carência de vitamina A que afeta as crianças em idade pré-escolar e as mulheres grávidas no nosso País”, congratulou-se o diretor executivo do Instituto de Investigação do Arroz nas Filipinas, John de Leon.

De salientar que, apesar do sucesso das intervenções de saúde pública, nomeadamente ao nível da suplementação oral, da alimentação complementar e da educação nutricional da população filipina, a deficiência de vitamina A nas crianças entre os seis meses e os cinco anos de idade aumentou de 15,2% em 2008 para 20,4% em 2013. O arroz dourado agora aprovado fornece entre 30% a 50% da necessidade diária de betacaroteno estimada para as crianças pequenas e mulheres grávidas.

O passo seguinte é a realização de análises sensoriais, que finalmente irão responder à pergunta “Qual é o sabor do arroz dourado?”, a que se seguirá, para concluir o processo regulatório de biossegurança, a aprovação para comercialização antes que possa ser disponibilizado ao público.

Com esta medida, as Filipinas juntam-se a um grupo restrito de países, como a Austrália, Nova Zelândia, Canadá e Estados Unidos, que publicaram avaliações positivas de segurança alimentar do Arroz Dourado.

Saiba mais aqui e aqui.

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Edição do genoma| E se melhorássemos o bem-estar animal na pecuária?

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Com a ajuda da edição do genoma, os criadores de gado poderiam melhorar a saúde e o bem-estar dos animais de criação. Através da ferramenta biotecnológica TALLEN, as vacas leiteiras podiam crescer sem chifres e os porcos nasceriam já castrados, o que evitaria submetê-los a processos caros e dolorosos.

Para a segurança dos animais e dos agricultores, hoje, os bezerros são descornados num processo caro e doloroso. Mas não tem que ser assim. Em bovinos de corte, a falta de chifres é uma característica comum e, em teoria, o gado leiteiro pode ser criado sem chifres. Infelizmente, o processo de criação convencional levaria décadas, comprometendo outras características ligadas à produção de leite e à saúde animal.

Na criação de porcos, os leitões machos são castrados para impedir que a carne fique com o odor e o sabor desagradáveis ​​característicos na carne de javalis não castrados. Apesar disso, os agricultores preferem evitar esse ato cirúrgico.

A solução pode estar na edição do genoma, uma vez que permite prevenir as situações descritas, melhorando o bem-estar e a saúde dos animais. Através de uma nova ferramenta designada TALLEN, os investigadores da empresa de bioengenharia Recombinetics conseguiram introduzir um gene em vacas leiteiras e em porcos, que faz com que, no caso das vacas, cresçam sem chifres e, no caso dos leitões, nasçam castrados.

As técnicas de edição do genoma usadas permitem que os investigadores alterem letras individuais do código genético com uma alta precisão, tendo essencialmente o mesmo resultado que o cruzamento convencional com mutações espontâneas, masa com muito mais eficiência.

Outra via de investigação promissora também aberta pela edição do genoma, e em que o melhoramento convencional não é tão bem-sucedido, é a resistência dos animais a doenças. Na verdade, os investigadores já poderiam utilizar a edição do genoma em aves para serem resistentes à gripe aviária e em porcos para serem resistentes à peste suína africana e à síndrome respiratória e reprodutiva dos suínos (PRRS). Todas estas doenças afetam a saúde e o bem-estar de aves e suínos, bem como os meios de subsistência dos agricultores.

Saiba mais na ficha técnica da EuropaBio.

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Lançamento | História do arroz dourado em livro

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No seu mais recente livro, The Imperiled Birth of a GMO Superfood, o filósofo e escritor de ciência norte-americano acaba de lançar Ed Regis conta a história de como a produção do arroz dourado foi atrasada ​​e repetidamente prejudicada por um conjunto de diretrizes impostas pelos governos e sabotada por ativistas anti-OGM nos próprios Países onde o arroz com betacaroteno é mais necessário.

Por ano, cerca de um milhão de pessoas que sobrevivem do arroz ficam cegas ou morrem por deficiência de vitamina A. O arroz comum é pobre em nutrientes, sendo composto por pouco mais do que hidratos de carbono. Mas, o arroz dourado, desenvolvido por investigadores europeus no fim da década de 90 com o objetivo de combater esse problema, foi geneticamente modificado para fornecer betacaroteno, um nutriente essencial que falta ao arroz branco e que é convertido em vitamina A no corpo.

Sucede que vinte anos depois de ter sido desenvolvido, este alimento que tem o potencial de salvar vidas, ainda não chegou às populações que mais precisam dele, sobretudo na Índia, China, Bangladesh (este País já anunciou que deverá ser o primeiro a autorizar a produção de arroz dourado, em 2021) e no sul e sudeste da Ásia, onde dezenas de milhões de pessoas ficaram cegas ou morreram.

Os defensores do arroz dourado afirmam que o atraso de vinte anos na sua introdução no mercado é um crime contra a humanidade. Já os opositores contestam que o produto é uma “farsa”, “ouro de tolos” e “propaganda para a indústria de engenharia genética”.

No seu mais recente livro The Imperiled Birth of a GMO Superfood, o filósofo, educador e escritor de ciência norte-americano Ed Regis, argumenta que “o arroz dourado é o Organismo Geneticamente Modificado mais controverso, difamado e incompreendido do mundo”. O autor conta a história de como o desenvolvimento, o crescimento e a distribuição do arroz dourado foram atrasados ​​e repetidamente prejudicados por um conjunto complexo, porém ultrapassado, de diretrizes e regulamentos operacionais impostos pelos governos e sabotados por ativistas anti-OGM nos próprios Países onde o arroz com betacaroteno é mais necessário.

Leia aqui um excerto de The Imperiled Birth of a GMO Superfood, publicado na Foreign Policy.

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Edição de genomas |E se pudéssemos curar a sida?  

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Dependendo do tipo de HIV, a média do tempo de sobrevivência após a infeção é de nove a onze anos. O tratamento com antiviral pode prolongar a vida dos infetados, mas não existe cura para a doença. No entanto, com o CRISPR-Cas9, isso pode estar prestes a mudar num futuro próximo.
A UNAIDS – a organização das Nações Unidas que lidera o esforço global para acabar com a SIDA como uma ameaça à saúde pública até 2030, como parte dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável – estima que mais de 36,7 milhões de pessoas em todo o mundo estão infetados com o vírus da imunodeficiência humana tipo 1 (HIV-1). Este vírus enfraquece o sistema imunológico, tornando os pacientes mais suscetíveis a infeções e cancros.

Dependendo do tipo de HIV, a média do tempo de sobrevivência após a infeção é de nove a onze anos. O tratamento com antiviral pode prolongar a vida dos infetados, mas não existe cura para a doença. E nenhum outro medicamento está disponível. No entanto, isso pode estar prestes a mudar num futuro próximo.

Em julho de 2019, investigadores das Universidades Temple e do Nebraska, nos EUA, usaram a nova ferramenta de edição de genomas CRISPR e conseguiram eliminar o HIV-1 em animais vivos. Uma vez que os vírus constroem-se no genoma dos seus hospedeiros, curar a infeção por HIV requer cortá-los do DNA em todas as células infetadas. A abordagem seguida pelos investigadores consiste em combinar um antiviral de libertação lenta e ação prolongada com a introdução de CRISPR-Cas9 nas células. O primeiro refreia a infeção e o segundo remove o DNA. O CRISPR-Cas9 é uma proteína usada na engenharia genética de precisão, permitindo aos cientistas alterar ou excluir “letras” do código genético com uma alta eficiência e relativa facilidade.

Os investigadores esperam agora que este feito seja replicado em primatas não humanos e que os ensaios clínicos possam começar em pacientes humanos dentro de um ano.

Saiba mais nesta ficha técnica da EuropaBio.

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Aquecimento global | Bactérias convertem CO2  em biomassa 

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Representação esquemática da E. coli quimio-autotrófica sintética projetada

Em Israel, os investigadores conseguiram transformar a bactéria E. Coli em organismos capazes de metabolizar um dos principais gases com efeito de estufa. Os resultados deste trabalho pioneiro na diminuição da emissão de CO2  foi publicado recentemente na Cell Reports.

Investigadores israelitas do Instituto de Ciência Weizmann, em Rehovot (perto de Telavive), conseguiram criar uma linhagem de bactérias capazes de metabolizar dióxido de carbono (CO2 ). O novo organismo pode ser usado em tecnologias de combate às emissões de Gases de Efeito de Estufa (GEE), como se lê nos resultados publicados há dias na revista científica Cell Reports.

Ao conseguirem alterar o metabolismo da bactéria Escheria coli (E.coli), a causa mais comum de infeções urinárias no mundo, os investigadores conseguiram que a E.coli converta carbono orgânico em CO2. “De uma perspectiva científica básica, queríamos ver se é possível uma transformação tão grande na dieta de bactérias — da dependência do açúcar à síntese de toda a biomassa do CO2. Além de testar a viabilidade de tal transformação no laboratório, queríamos saber quão extrema é a adaptação em termos de mudanças no modelo de DNA bacteriano”, explicou o investigador Shmuel Gleizer, do Instituto de Ciência Weizmann.

Mas esta capacidade da bactéria E. coli, que os investigadores já apelidaram de  ‘cavalo de batalha da biotecnologia’, não permite apenas reduzir a libertação de gases para a atmosfera. Acreditam os investigadores que é um passo importante também na produção mais sustentável de alimentos: “O nosso principal objetivo era criar uma plataforma científica que pudesse aprimorar a fixação de CO2, o que poderia ajudar a enfrentar os desafios relacionados com o aquecimento global das temperaturas provocado pelas emissões de CO2 e com a produção sustentável de alimentos e de combustíveis”, afirmou o biólogo de sistemas Ron Milo, um dos autores deste estudo.

Financiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa, pela Fundação Israelite de Ciência e por outras seis entidades de incentivo à pesquisa dos Estados Unidos, Canadá e Reino Unido, este estudo descreve, pela primeira vez, uma transformação bem-sucedida do modo de crescimento de uma bactéria. “Ensinar uma bactéria intestinal a replicar os truques das plantas era um verdadeiro tiro no escuro. Quando começamos o processo evolutivo direcionado, não tínhamos ideia das possibilidades de sucesso e não havia precedentes na literatura para nos guiar ou sugerir a viabilidade de uma transformação tão extrema. Foi surpreendente verificar, no fim, como foi relativamente pequeno o número de mudanças genéticas necessárias para fazer essa transição”, argumentou Shmuel Gleizer.

Apesar dos resultados otimistas, são necessários mais investigações antes de se considerar o uso industrial desta descoberta. É que, como também é revelado no estudo, “o consumo de formiato por bactérias liberta mais CO2 do que o consumido pela fixação de carbono.”

Em investigações futuras, os cientistas querem encontrar uma solução para o problema das emissões de CO2 através da produção de energia renovável. “Isto abre uma nova e empolgante perspetiva de usar bactérias manipuladas para transformar produtos, que consideramos resíduos, em combustível, alimentos ou outros compostos de interesse. Também pode servir para entender e melhorar as máquinas moleculares que são a base da produção de alimentos e ajudar no futuro a aumentar a produtividade na agricultura”, acrescentou Ron Milo.

Leia o estudo original aqui.

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Arroz dourado | Bangladesh vai ser o primeiro País a aprovar plantação de arroz com vitamina A

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Uma porção de arroz dourado contém vitamina A e metade do betacaroteno que as crianças precisam diariamente.
FOTO: ISAGANI SERRANO / CPS / IRRI FOTO / FLICKR / CC BY-NC-SA

O arroz geneticamente modificado, também conhecido por arroz dourado, ajuda a prevenir a cegueira e a morte infantil, em particular nos Países em desenvolvimento e, mesmo assim, foram precisos 20 anos para ser aprovado. O primeiro País a autorizar a sua plantação vai ser o Bangladesh, onde a taxa de mortalidade infantil por cada mil nados vidos é de 26,13 e a carência de vitamina A afeta 21% das crianças.

Uma porção de arroz dourado contém a vitamina A e metade do betacaroteno que as crianças precisam diariamente. Além de causar cegueira infantil, a falta de vitamina A pode provocar morte precoce por doenças infeciosas, como o sarampo.

É o aporte nutricional que confere ao arroz dourado os benefícios que o tornaram mundialmente famoso. Ora aplaudido, ora criticado nas primeiras páginas dos jornais, o arroz geneticamente modificado esteve sempre rodeado de polémicas, gerando discussões acesas quanto à sua segurança alimentar, desde que foi desenvolvido nos anos 90 pelos investigadores alemães Ingo Potrykus e Peter Beyer para combater a deficiência de vitamina A.

Em colaboração com a multinacional agroquímica Syngenta, estes investigadores “criaram” o arroz dourado equipando as plantas com genes de betacaroteno do milho e doaram-nas a institutos públicos agrícolas, abrindo, dessa forma, caminho a outros investigadores para produzirem os genes do arroz dourado em variedades que se adaptam às necessidades, gostos e condições de produção locais.

Vinte anos e muitas controvérsias depois, o Bangladesh está prestes a tornar-se o primeiro País a produzir arroz dourado. A versão de arroz dourado que está em análise no Ministério do Ambiente desde 2017, onde um Comité Central de Biossegurança, formado por oito cientistas, analisa os riscos ambientais envolvidos no cultivo do arroz dourado, como o potencial da planta tornar-se uma erva daninha, bem como a segurança alimentar do produto, foi criada no Instituto Internacional de Pesquisa do Arroz (IRRI), em Los Baños, nas Filipinas. Os genes modificados foram criados a partir de uma variedade de arroz chamada dhan 29, muito comum no País e que representa 14% da colheita nacional.

Com uma taxa de mortalidade nas crianças de 26,13 (por cada mil nados vivos) e de carência de vitamina A, também nas crianças, de 21%, o Bangladesh não vê a hora de fazer chegar aos seus agricultores as sementes de arroz dourado para plantação. Se tudo correr como previsto, será até 2021.

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Leia o artigo original na Science.

Media|CiB promove ação de formação sobre edição do genoma

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Créditos da imagem: Natali_Mis

Tal como em anos anteriores, o CiB-Centro de Informação de Biotecnologia vai realizar mais um workshop de formação para jornalistas e comunicadores de ciência, desta vez sobre “Edição do genoma- aplicações na medicina e na produção de alimentos”. Esta ação de formação terá lugar na manhã do dia 18 de novembro, no ITQB NOVA, em Oeiras, e contará como formadores Ana Sofia Coroadinha e Pedro Fevereiro, investigadores e professores auxiliares no ITQB NOVA.

O CiB – Centro de Informação de Biotecnologia convida todos os jornalistas, em especial os que trabalham na área da medicina, agricultura, nutrição e ambiente, a participar no workshop de formação para jornalistas sobre “Edição de genomas – aplicações na medicina e na alimentação”, que se realizará no dia 18 de novembro, entre as 11:00H e as 13:00H, no 4º piso do ITQB NOVA-Instituto de Biotecnologia Química e Biológica António Xavier, da Universidade Nova de Lisboa, em Oeiras.

A formação aos jornalistas estará a cargo de Ana Sofia Coroadinha, Professora Auxiliar e investigadora no ITQB NOVA/IBET, que irá falar sobre “As potencialidades da edição de DNA na cura de doenças genéticas”, e de Pedro Fevereiro, Professor Auxiliar e investigador no ITQB NOVA, com o tema “CRISPR-Cas9 e outras ferramentas de edição de genomas para uma produção de alimentos mais sustentável.”

A edição de genomas é um tema controverso, não obstante os resultados bastante promissores em diferentes áreas de aplicação. Na medicina, permite perspetivar a correção de 89% das doenças genéticas humanas conhecidas. Na agricultura, esta tecnologia garante uma produção mais sustentável de alimentos e um aumento da eficiência do melhoramento vegetal, o que, atualmente, se afigura pertinente e da maior importância para fazer face aos efeitos das alterações climáticas e do aumento da população mundial. A edição de genomas é apontada pelos investigadores como uma das chaves cruciais para muitos dos problemas relacionados com a medicina, produção de alimentos e ambiente.

Sobre os oradores:

Ana Sofia Coroadinha é Professora Auxiliar no ITQB NOVA/IBET, tendo como principal área de investigação o desenvolvimento e aprimoramento de linhas de células animais para a produção de biofármacos complexos, como proteínas recombinantes e partículas virais recombinantes para vacinas e terapia genética.

Pedro Fevereiro é Professor Auxiliar com Agregação do Departamento de Biologia Vegetal na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e diretor do Laboratório de Biotecnologia de Células Vegetais no ITQB NOVA, tendo como áreas de investigação a Biotecnologia Vegetal, Engenharia Genética Vegetal, Diversidade Molecular e Genética de Plantas e Purificação e Caracterização de Enzimas Vegetais

 

Localização do ITQB Nova:

Avenida da República, Oeiras

http://www.itqb.unl.pt/contacts/itqb_location

Para mais informações e confirmação de presença, por favor contacte:

Carla Amaro

Gabinete de Comunicação | Communication Office

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CiB – Centro de Informação de Biotecnologia, Portugal
E-mail – gabcom@cibpt.org

Tel. +351 21 446 9768 // +351 91 266 3482

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