PBi | Melhoradores de plantas precisam-se

Créditos: Genetic Literacy Project

O melhoramento vegetal está em alta nas frentes industrial e académica. Mas para fazer face à crescente demanda por alimentos, o mundo precisa de mais investigadores a trabalhar nesta área.

Nos últimos anos, e mais recentemente em Portugal, as novas tecnologias de melhoramento vegetal saíram de ambientes exclusivos e confinados à investigação e à produção e começaram a entrar no ouvido da população em geral.

Embora subsistam muitas incertezas, dúvidas e confusões sobre as “mil e uma” novas técnicas utilizadas no melhoramento genético de plantas, a verdade é que os termos já são familiares para a maioria das pessoas, estando mesmo debaixo dos holofotes da comunicação social em alguns países.

No entanto, merecidas atenções deviam ser dadas igualmente ao melhoramento de plantas. É que antes da aplicação de qualquer dessas novas ferramentas – entre as quais a edição de genoma e, entre esta, o sistema CRISPR-Cas9 -, há que ter acesso a uma grande variedade de plantas de altíssima qualidade (ou seja, melhoradas).

O problema é que para as necessidades atuais e futuras de alimentos, existem poucos melhoradores de plantas. Essa é a convicção dos jovens investigadores latino americanos Patricio Muñoz e Marcio Resende. Patricio trabalha com mirtilos e Marcio com milho doce e em ambas as culturas os jovens investigadores em início de carreira implementam as abordagens mais modernas de melhoramento e seleção de genoma, com o objetivo de acelerar a produção de novas variedades. Como recém-formados, garantem que encontraram na área do melhoramento de plantas uma carreira promissora e gratificante.

AQUI, além da notícia original, em inglês, publicada na Genetic Literacy Project, poderão também ouvir um podcast com uma entrevista a Patrício Muñoz e Marcio Resende.
 
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Debate | O papel da ciência na produção e segurança alimentar

Crédito: Fundación Antama

A população mundial está a crescer, os recursos existentes são insuficientes e é preciso produzir alimentos de forma eficaz, segura e em quantidade. Qual é o papel que a ciência assume na produção e segurança alimentar e na atividade agrícola atual? Saiba AQUI as respostas, num debate que a TSF realizou sobre o tema a 24 de novembro, a pretexto do Dia Mundial da Ciência.

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PBi | Genes de gramíneas utilizados para produzir melhores colheitas de milho e sorgo


Os genes de mais de 700 espécies de gramíneas Andropogoneae estão a ser estudados com o objetivo de produzir milho e sorgo mais resistentes às alterações climáticas.

Com o objetivo de tornar as culturas de milho e de sorgo mais produtivas e mais resilientes às condições climáticas extremas provocadas pelas alterações globais da temperatura, investigadores estão a estudar as informações genéticas encontradas em mais de 700 espécies de plantas gramíneas.  

Investigadores da universidade norte-americana de Cornell e do departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA)estão a estudar a família de plantas Andropogonae, que inclui milho, sorgo e cana-de-açúcar, culturas bastante comuns em todo o mundo e que movimentam a economia agrícola dos países produtores e consumidores destes produtos.

Ao estudar a genética de espécies de gramíneas tão intimamente relacionadas com o milho, o sorgo e a cana-de-açucar, os investigadores serão capazes de extrair genes que abrangem cerca de 1,5 mil milhões de anos de história evolutiva. Com este trabalho, pretendem identificar pares de bases funcionalmente importantes nos genomas que podem sofrer mutação no milho e no sorgo.

“Na natureza, cada geração de plantas enfrenta várias condições climáticas, pelo que, as que sobrevivem a essas variações ambientais extremas, passam os seus genes de resistência às gerações seguintes. Por isso é tão importante estudarmos as gramídeas Andropogonae”, afirmou Ed Buckler, investigador principal do projeto e geneticista do USDA.   

“À medida que tentamos criar culturas mais adaptadas às mudanças climáticas [através de técnicas de PBi-Plant Breeding Innovation], poderemos aproveitar essa enorme quantidade de tempo evolutivo e história genética que não conseguimos identificar apenas analisando uma espécie”, acrescentou.

Estas informações genéticas, garantem os investigadores, ao permitirem a criação de culturas de milho e de sorgo mais resistentes às alterações climáticas, permitem também que os agricultores aumentem os seus ganhos e tenham menos perdas.

Veja AQUI a versão integral (em inglês) desta notícia no Cornel Chronicle, o jornal diário da Universidade de Cornell.

Edição de genoma | Sabe qual é a diferença entre OGM e CRISPR?


O que é a edição de genoma, como funciona, o que distingue o CRISPR-Cas e o CRISPR-Cas9, quais as suas aplicações atuais e potenciais e o que distingue esta tecnologia dos OGM?   

Desde a sua descoberta pelo cientista espanhol Francisco Mojica, investigador microbiologista da Universidade de Alicante, em Espanha, a tecnologia CRISPR tornou-se uma verdadeira revolução no campo da edição genética, permitindo editar ou corrigir, com uma enorme precisão e exatidão, uma área do genoma de qualquer célula.

Aplicada pela primeira vez em 2012, desde então as novas aplicações desta tecnologia não pararam de crescer. E apesar de ser uma tecnologia diferente dos OGM – Organismos Geneticamente Modificados, também conhecidos como transgénicos, permanecem na população em geral muitas dúvidas quanto a esta dissociação.

Para facilitar sua compreensão, a Fundação Antama lançou um vídeo, que pode visualizar em cima, e um guia, no quais explica os conceitos básicos sobre a tecnologia CRISPR: o que é, como funciona, o que distingue o CRISPR-Cas e o CRISPR-Cas9, quais as suas aplicações atuais e potenciais e o que a distingue dos OGM?  

Leia o guia AQUI 

Edição de genoma| Mosquito da malária deve ser exterminado?

Fotografia de Jose Luis Ramirez

A malária mata quase meio milhão de pessoas todos os anos. É transmitida por mosquitos e é talvez a última doença infeciosa que ainda não conseguimos controlar. Mas as novas técnicas de edição de genoma prometem mudar essa realidade. Com o CRISPR/Cas9, os investigadores acreditam que é possível exterminar os mosquitos da face da Terra. No entanto, mesmo podendo, será que devemos eliminar uma espécie? 

Um novo estudo realizado por investigadores do Colégio Imperial de Londres, em Inglaterra, demonstrou que o CRISPR / Cas9, uma técnica de edição de genoma, pode provocar uma mutação genética que causa infertilidade nos mosquitos fêmeas e faz com que os machos “passem” a mutação para os descendentes.

Usando um condutor de genes (em inglês, gene drive), os investigadores procederam a um ajuste genético e descobriram que poderiam “estender” a mutação aos descendentes, em taxas suficientemente altas, o que praticamente aniquilou a população de Anopheles gambiae, uma espécie de mosquito responsável pela disseminação da malária, que os investigadores usaram nos seus testes.

Sendo o último flagelo infecioso que ainda não é controlado, a malária é responsável pela morte de mais de 400 mil pessoas todos os anos, principalmente na África subsaariana e na Índia, pelo que o trabalho dos investigadores do Colégio Imperial de Londres está longe de ser a única tentativa de extermínio dos mosquitos. Já houve várias tentativas, mas, até agora, esta parece ser a mais eficaz. Tão eficaz que, durante a conferência das Nações Unidas sobre Biodiversidade, que termina hoje em Sharm El-Sheikh, no Egito, se tornou incontornável levantar a seguinte questão: apesar de podermos eliminar uma espécie, ainda que tão mortífera como o mosquito da malária, será que devemos?

Saiba o que pensam os investigadores AQUI, num artigo em inglês assinado por Andrew Porterfield e publicado na Genetic Literacy Project.

Edição de genoma | Doença renal hereditária poderá ter cura


Os investigadores usaram uma cadeia sintética de DNA para enganar as células e, desta forma, evitaram a mutação genética que provoca a doença renal hereditária. Fotografia de Pixabay.

Investigadores da Universidade de Newcastle, no Reino Unido, descobriram uma nova abordagem para curar a Síndroma de Joubert, um distúrbio cerebral hereditário causado por uma mutação no gene CEP290 e que provoca insuficiência renal num terço dos pacientes. Através de uma forma de edição genética, designada “exon skipping”, os investigadores acreditam que podem corrigir o “erro” genético que está na origem da Síndrome de Joubert.


A Síndrome de Joubert afeta um em cada 80 mil recém-nascidos. Uma vez que a doença provoca insuficiência renal em cerca de um terço dos pacientes, muitos acabam por precisar de um transplante ou de diálise. Até agora, não existia cura possível para esta doença causada por uma mutação no gene CEP290, mas uma equipa de investigadores da Universidade de Newcastle, no Reino Unido, liderada pelo nefrologista John Sayer, afirma ter provas de que uma forma de edição de genoma– em inglês, “exon skipping” – pode corrigir o “erro” genético que leva ao desenvolvimento da Síndrome de Joubert.

Num artigo publicado na Proceedings, revista da Academia de Ciências Britânica, a equipa relatou as experiências que realizou com as células renais de um paciente de dezanove anos portador da Síndrome de Joubert, com um rato portador da doença e com roedores que tinham cálculos renais e insuficiência renal, nos quais foi usada a técnica “exon skipping”. Resultado: a doença renal nos roedores foi travada. Os testes em humanos, esperam os investigadores, poderão começar dentro de três anos.

John Sayer garante que “este trabalho abre caminho para as terapias genéticas personalizadas em pacientes com a doença renal hereditária.”

Leia  AQUI  o artigo integral publicado na FierceBiotech, em inglês.

Edição de genoma | CRISPR é usado para criar variedades não transgénicas

 

O geneticista de plantas Li Yi usa o CRISPR para produzir árvores cítricas resistentes à doença Greening (HLB). Fotografia de UP Magazine.

Serão as técnicas convencionais de melhoramento de plantas eficientes para aumentar a produção agrícola? O geneticista de plantas chinês Li Yi, investigador na Universidade do Connecticut, EUA, garante que não e acredita que a solução para conseguirmos alimentar a crescente população mundial pode estar na nova tecnologia de edição de genoma,conhecida por CRISPR. Saiba porquê.

Num artigo publicado no portal da Genetic LiteracyProject, o geneticista de plantas chinês Li Yi, investigador da Universidade do Connecticut, nos EUA, garante que as técnicas convencionais de melhoramento de plantas são ineficientes para aumentar a produção agrícola.Para este investigador, que trabalha em estreita colaboração com equipas de investigação de algumas universidades chinesas e norte-americanas, é vital descobrir maneiras de aumentar a produção de alimentos de forma a enfrentar o crescimento da população.
A alternativa poderia estar na aplicação das tecnologias que permitem produzir plantas geneticamente modificadas (GM), uma vez que têm a capacidade de produzir rapidamente novas variedades, no entanto, e apesar de terem sido publicados estudos exaustivos que provam a sua segurança para consumo humano, a sua adoção tem sido controversa um pouco por todo o mundo, especialmente na Europa, onde muitos consumidores continuam a rejeitar os alimentos geneticamente modificados (OGM).

A solução, acredita Li Yi, pode ser a nova tecnologia de edição de genoma, conhecida por CRISPR (em inglês, Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, em português, Repetições Palindrómicas Curtas Agrupadas e Regularmente Interespaçadas) e que está a ser usada pelos investigadores, incluindo Li Yi, para produzir variedades não transgénicas. Diz Li Yi, no artigo da Genetic Literacy Project: “Como geneticista de plantas, uma das minhas principais prioridades é desenvolver ferramentas que permitam produzir plantas lenhosas, como árvores cítricas resistentes à doença do Greening, o Huanglongbing (HLB), que dizimou essas árvores em todo o mundo. Detetada pela primeira vez na Flórida em 2005, a HLB dizimou 9 mil milhões de dólares de colheita só no estado da Flórida, levando a um declínio de 75% na produção de laranjas em 2017.”

A doença Greening dizimou os pomares de citrinos da Flórida. Fotografia de Edgloris Marys / shutterstock.com

As árvores de citrinos demoram entre cinco e dez anos a produzir fruta. A nova técnica usada pela equipa de investigadores de Li Yi, nomeada como uma das abordagens inovadoras de 2017, “tem o potencial de acelerar o desenvolvimento de árvores cítricas não transgénicas resistentes ao HLB.”

Mas por que é que as plantas criadas com a nova técnica de edição de DNA não são consideradas OGM?  Como explica Li Yi no artigo, “geneticamente modificado refere-se a plantas e animais que foram alterados de uma forma que não aconteceria naturalmente através da evolução – um exemplo muito óbvio consiste na transferência de um gene de uma espécie para outra, a fim de dotar o organismo de uma nova característica, como a resistência a pragas ou a tolerância à seca. Mas no trabalho que eu e a minha equipa desenvolvemos, não estamos a cortar e a colar genes de animais ou bactérias em plantas, estamos a usar as tecnologias de edição de genoma para introduzir novas características da planta, reescrevendo diretamente o seu código genético.”

Saiba mais AQUI , no artigo do investigador Yi Li, publicado no portal da Genetic Literacy Project.

Edição genética | Aplicação de CRISPR-Cas em hortícolas gera bons resultados

© Anphotos| Dreamstime.com


Para atender à crescente necessidade de garantir a segurança alimentar, alguns investigadores e produtores de hortícolas estão a direcionar o foco para a edição de genoma. Os resultados são muito satisfatórios em algumas culturas.

A edição de genoma é um tipo de engenharia genética em que o ADN é inserido, substituído ou removido de um genoma, utilizando nucleases modificadas artificialmente. Uma das técnicas usadas na edição de genoma é o CRISPR-Cas, cuja precisão e potência permite corrigir um ou mais genes em qualquer célula viva. As possibilidades da sua aplicação na agricultura são imensas, como o demonstram as publicações que têm sido feitas sobre o CRISPR-Cas e que aumentaram significativamente desde 2013.

Desta vez, uma equipa de investigadores da Universidade de Maringá, no Brasil, testou-o em frutas, vegetais, flores e plantas medicinais e aromáticas e verificou que a aplicação da edição genética foi bem-sucedida nas culturas de repolho-anão, cenoura roxa, pepino resistente ao stress hídrico, batata de amilose reduzida, morango de crescimento rápido,tomate de maturação tardia e melancia albina.

Os resultados não foram tão satisfatórios noutros produtos hortícolas, porque, como explicam os autores do estudo num artigo revisto, ainda não possuem os requisitos básicos necessários para a edição de genoma. Acreditam, no entanto, que conhecendo melhor as culturas hortícolas poderão, no futuro, alargar a aplicação do CRISPR-Cas.

No mesmo artigo, os investigadores salientam que a versatilidade, rapidez e baixo custo desta ferramenta faz com que a aplicação da edição de genoma na agricultura seja mais acessível e eficiente do que outras tecnologias.  
 

Mais informações sobre o CRISPR-Cas, em castelhano, AQUI e artigo original AQUI

Descoberta | Porque são as lagartas resistentes ao algodão GM?

Através da edição de genoma, investigadores norte-americanos e chineses descobriram uma mutação genética que torna a lagarta do algodão resistente ao algodão geneticamente modificado. Os investigadores acreditam que a aplicação desta tecnologia é um marco, que poderá ser o início de uma nova era no controle de pragas mais sustentável.

Segundo um novo estudo, divulgado no Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS), o jornal da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos, foi identificada em lagartas do algodão uma mutação genética que lhes confere resistência ao algodão geneticamente modificado (GM). Esta descoberta feita por investigadores da Universidade do Arizona, Universidade do Tenesse (ambas nos EUA) e Universidade Agrícola de Nanjing, na China, é particularmente importante na medida em que pode iniciar uma nova era nos esforços para a promoção de um controle mais sustentável de pragas.

Lê-se na referida publicação que o objetivo dos investigadores entomologistas era identificar a mutação, conferindo resistência Bt em lagartas através da edição de um gene preciso do inseto, provar que a mutação causa resistência e perceber como é que a resistência está a expandir-se pelos campos de algodão chineses. Como afirma o co-autor do estudo Bruce Tabashnik, Professor do Departamento de Entomologia da Universidade do Arizona e membro do Instituto BIO5, “sem os mais recentes avanços na tecnologia genética, não teria sido possível encontrar, entre centenas de milhões de pares de bases de genoma da lagarta do algodão, a única mutação de pares de bases de DNA que causa resistência.”

De salientar que culturas como o algodão, o milho e a soja foram geneticamente modificados para produzir proteínas destruidoras de pragas a partir bactéria do solo Bacillus thuringiensis (Bt). Não sendo tóxicas para pessoas e animais selvagens, incluindo as abelhas, as proteínas Bt têm sido usadas em todo o mundo em pulverizações quer de plantações orgânicas, quer de plantações GM.  

Leia o artigo do jornal Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS) AQUI e o estudo integral AQUI

 

PBi |Catorze países apoiam edição de genoma na agricultura

Os Governos e organismos regionais de vários países desenvolvidos e em desenvolvimento exigem a cooperação internacional e a concertação de esforços na regulamentação da biotecnologia de precisão, nomeadamente as técnicas de edição de genoma.

Para melhor enfrentarem os desafios ambientais e promoverem uma agricultura mais sustentável, a Argentina, Austrália, Brasil, Canadá, Colômbia, República Dominicana, Guatemala, Honduras, Jordânia, Paraguai, Estados Unidos, Uruguai, Vietname e Comunidade Económica dos Estados da África Ocidental assinaram uma declaração a favor da Biotecnologia de Precisão, incluindo as modernas técnicas de edição de genoma, na qual apelam à criação de uma legislação mais harmoniosa e que acompanhe os últimos avanços científicos nesta área.

A declaração surge na sequência dos obstáculos que as diferentes leis de cada país impõem à utilização das técnicas de melhoramento de plantas, apesar do  crescente reconhecimento de que  são ferramentas cruciais para combater pragas e doenças e enfrentar importantes desafios globais associados à segurança alimentar e nutricional, às mudanças climáticas e a outras ameaças ambientais.

Os signatários salientam que as políticas devem continuar a promover a inovação, inclusive no setor público e por pequenas e médias empresas, e mitigar barreiras desnecessárias à entrada de produtos agrícolas produzidos com a ajuda da biotecnologia de precisão, sob pena de se criar problemas comerciais entre os Países.

Em resposta à declaração, a representante mundial da indústria de ciência vegetal, CropLife International, defendeu que uma abordagem globalmente harmonizada para a biotecnologia de precisão garantiria a introdução oportuna e previsível de produtos agrícolas seguros e sustentáveis ​​no mercado, minimizando os travões comerciais.

Mais informações AQUI, ALI e ACOLÁ