Edição de genomas|FDA aprova sementes de algodão comestíveis 

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São comestíveis , geneticamente modificadas e editadas por CRISPR. A nova variedade de sementes de algodão aprovada recentemente pela FDA-Food and Drug Administration tem um alto valor proteico e isso, acredita Kevin M. Folta, Professor do Departamento de Ciências Hortícolas da Universidade da Flórida, poderá contribuir significativamente para reduzir a desnutrição e a fome nos países em desenvolvimento.  

Segundo a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO), aproximadamente 815 milhões das 7,6 mil milhões de pessoas no mundo são classificadas como cronicamente subnutridas e, destas, nove milhões morrem a cada ano devido a doenças relacionadas com a fome.

A situação é trágica, mas também é solucionável. Quem o diz é Kevin M. Folta, Professor do Departamento de Ciências Hortícolas da Universidade da Flórida, num artigo publicado recentemente na Genetic Literacy Project.

A solução mais recente para combater a desnutrição que grassa em muitos países em desenvolvimento é o algodão comestível, aprovado pela agência norte-americana FDA-Food and Drugs Administration.

Através da engenharia genética, os investigadores conseguiram remover da semente do algodão uma toxina prejudicial à saúde humana chamada gossipol, o que significa que, potencialmente, todas as sementes de algodão produzidas anualmente (cerca de 40 milhões de toneladas) podem ser transformadas numa fonte sustentável de proteína, um dos nutrientes mais importantes, mas disponíveis em quantidades manifestamente insuficientes, para as pessoas mais pobres.

Como é que os investigadores conseguiram esse feito? Tendo como alvo uma enzima necessária para a produção de gossipol, usaram uma técnica de silenciamento de genes chamada RNA interference (RNAi). E para diminuir o nível da enzima, criaram plantas de algodão geneticamente modificadas que suprimem o gene delta-Cadinene Synthase (dCS). Ao “desligar” este gene, que codifica as instruções para uma etapa inicial da síntese do gossipol, reduzir substancialmente a quantidade de gossipol produzido.

A ideia não é nova. Há muito tempo que os investigadores tentam produzir algodão com baixo teor de gossipol, mas a redução desse composto deixou as plantas vulneráveis ​​ao ataque de insetos. Uma equipa de investigadores da Universidade Texas A&M finalmente resolveu o problema, eliminando o gossipol apenas da semente. Este feito resultou na produção de uma planta que pode defender-se contra a invasão de insetos e produz uma semente não tóxica.

As sementes serão usadas para criar farinhas com um teor de proteína alto e de gossipol ultra baixo, para produção de rações para animais e  de alimentos para consumo humano. Para Kevin M. Folta, “tais produtos serão bem-vindos nos países em desenvolvimento”, onde as dietas à base de grãos e tubérculos geralmente contêm proteínas insuficientes.

Afirma o Professor do Departamento de Ciências Hortícolas da Universidade da Flórida: “Esst inovação, mais uma vez, ressalta a importância da engenharia genética no  aumento da produção sustentável de alimentos. Embora não possamos eliminar a fome da noite para o dia, o desenvolvimento e a libertação, no mercado, desta variedade inovadora de algodão ajudarão a combater muitos sofrimentos desnecessários em todo o mundo.“

Esta inovação foi aprovada pela Food and Drug Administration (FDA) em outubro de 2019.

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Leia o artigo original, em inglês, aqui.

Edição de genomas|E se os celíacos pudessem comer pão?

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Investigadores em Espanha, Holanda e EUA estão a usar a edição de genomas para retirar do trigo as proteínas responsáveis pela intolerância ao glúten. Os resultados dos testes já realizados são bastante animadores.

Aproximadamente uma pessoa em cada cem tem doença celíaca. Para os celíacos, a ingestão de glúten significa elevadas probabilidades de sofrer de diarreia, vómitos, desnutrição e até danos cerebrais e cancro intestinal. Se acrescentarmos a estas as pessoas que são sensíveis ao glúten, temos 7% da população ocidental a evitar o consumo de alimentos com glúten.

Mas o que é exatamente esta substância que afeta a vida de tantas pessoas, mas deixa as restantes ilesas. Glúten é o termo geral para as proteínas encontradas em vários cereais como trigo, cevada e centeio, pelo que está presente nos pães e bolos. Mas nem todo o glúten é formado de igual forma. São as proteínas chamadas gliadinas que desencadeiam a resposta auto-imune que danifica o revestimento intestinal, causando graves consequências nas pessoas intolerantes ao glúten.

Se houvesse possibilidade de remover essas proteínas, deixando intacta grande parte da estrutura e sabor característicos do pão, poderíamos produzir pão, bolos e outros produtos alimentares inofensivos para quem sofre da doença celíaca. Pães feitos de arroz e de farinha de batata não entram nesta equação, uma vez que o arroz e a batata não têm glúten.

Investigadores do Instituto de Agricultura Sustentável (IAS-CSIC), com sede em Córdoba, Espanha, tentaram reduzir de duas maneiras a gliadina no trigo. Primeiro, usando a técnica RNAi e, depois, aplicaram a técnica de edição de genomas CRISPR/Cas9. Ambas apresentaram resultados que mostram uma diminuição na intensidade da resposta imune: 95% no caso do RNAi e 85% no caso do CRISPR/Cas9.

Com a primeira técnica (RNA de interferência), os investigadores introduziram DNA estranho na planta, tornando-a geneticamente modificada. Com o CRISPR, sendo uma técnica de alta precisão e eficiência, os investigadores puderem entrar no genoma e interromper a ação especificamente dos genes causadores de doença. Desta forma, com o CRISPR, as plantas permanecem não transgénicas, o que poderá atenuar o receio que algumas pessoas ainda alimentam sobre as plantas geneticamente modificadas.

Os resultados dos testes de paladar também foram positivos. O pão com baixo teor de gliadina produzido quer pela técnica de RNAi, quer pela edição de genomas (CRISPR) foi considerado inócuo e saboroso, tendo-se verificado ainda uma melhoria da flora microbiana das pessoas celíacas (em relação ao período em que faziam uma dieta sem glúten).

As notícias são bastante promissoras para os intolerantes ao glúten.

Mais informação nesta ficha técnica da EuropaBio.

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Biotecnologia |Edição de genoma e RNAi usados na produção de biocombustível de algas

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Em 2015, o consumo global médio de petróleo foi de 93 milhões de barris por dia. Mas os investigadores descobriram uma forma de substituir essa fonte fóssil de energia por uma mais limpa e sustentável: as algas. Através de ferramentas biotecnológicas, como a edição de genomas e o RNA de interferência (Ri), elas podem ser usadas para a produção de biocombustível e dessa forma contribuir para alcançar o sétimo dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável das Nações Unidas.

A tentativa não é nova. Há muitos anos que os investigadores procuram produzir combustíveis a partir de algas, para fins comerciais, mas esse propósito revelou-se sempre inviável graças a um fator: as algas são capazes de atingir um crescimento rápido ou de produzir um alto teor de lipídios, mas não ambos. Ou seja, era possível produzir biocombustível em larga escala, mas não de uma forma competitiva.

Foi justamente esse problema que os investigadores da empresa multinacional americana Synthetic Genomics e ExxonMobil conseguiram resolver, alterando um gene específico das algas através de tecnologias como a edição de genoma (CRISPR-Cas) o RNA de interferência (RNAi).

Com este trabalho, os cientistas provaram que as algas podem ser uma matéria-prima sustentável para a produção de biocombustíveis e um contributo importante para a redução do consumo de petróleo. Saiba como, aqui.

E aqui conheça os 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU.

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Trioza erytreae | Biotecnologia pode ajudar a combater doença que ataca os citrinos

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Créditos da imagem: Agricultura e Mar

A Trioza erytreae, o insecto vector que transporta a bactéria Candidatus Liberibacter causadora da doença conhecida por “citrus greening”, foi um dos muitos temas em debate no Seminário “Controlo biológico e técnicas alternativas de proteção das culturas”, que se realizou a 11 de abril na Escola Superior Agrária de Santarém. Sendo uma doença que pode destruir uma plantação inteira de citrininos, os produtores nacionais de laranja, tangerina e limão estão preocupados com a sua disseminação, causada pela psila africana dos citrinos, cuja presença em Portugal foi detetada no norte, em 2015. Sem cura, esta doença pode ser evitada através de medidas de controlo biológico e de novas técnicas com recurso à biotecnologia, como o RNAi e a edição de genoma.

 

Os produtores portugueses de citrinos estão preocupados com a possibilidade de disseminação, em Portugal, da praga de quarentena Trioza erytreae, em especial no Algarve, onde se concentra 70% da produção nacional de citrinos. O receio não é infundado, já que a Direção Geral de Alimentação e Veterinária procedeu ontem à atualização da zona demarcada relativa a esta praga, que inclui novas freguesias nos concelhos de Oliveira de Azeméis (Ossela), Ponte de Lima (Arca; Ponte de Lima), São João da Madeira (São João da Madeira), Alcobaça (Cela), Lourinhã (Miragaia e Marteleira; Santa Bárbara; Vimeiro).

A sua presença no espaço da União Europeia era até agora conhecida apenas na Ilha da Madeira e Canárias. Em dezembro de 2014, Espanha notificou a primeira deteção desta praga no seu território continental na zona da Galiza, onde ocorreram vários focos na zona de Pontevedra. Na sequência da notificação daqueles focos e dada a sua proximidade com o Norte de Portugal, foi levada a cabo uma vigilância suplementar particularmente dirigida àquela região, tendo sido detetada, em janeiro de 2015, a presença deste inseto em citrinos isolados em jardins particulares na área do Grande Porto.

Também designada como psila africana dos citrinos, a Trioza erytreae é um inseto vetor da bactéria Candidatus Liberibacter africanus, que causa a doença Huanglongbing, conhecida igualmente como Citrus greening, e para a qual não existe cura.

A capacidade de destruição da Trioza erytreae foi um dos temas em debate no Seminário “Controlo biológico e técnicas alternativas de proteção das culturas”, que se realizou a 11 de abril na Escola Superior Agrária de Santarém. Promovido pela DGVA, o objetivo deste encontro prendeu-se com a crescente necessidade de proteção das culturas contra pragas e doenças, nomeadamente devido à retirada do mercado de um elevado número de produtos fitofarmacêuticos.

Para além de Paula Carvalho, Subdiretora-geral da DGAV, que apresentou o “Plano de Ação Nacional para o Uso Sustentável de produtos Fitofarmacêuticos (1ª revisão) 2018-2023”, e de Bárbara Oliveira, da Direção de Serviços de Meios de Defesa Sanitária e que falou de “Biopesticidas no contexto do Regulamento nº 1107/2009”, este encontro (ver programa) contou com a intervenção de vários investigadores, entre os quais o investigador espanhol Alejandro Tena, do Instituto Valenciano de Investigações Agrárias (IVIA), e Pedro Fevereiro, Professor Auxiliar do Departamento de Biologia Vegetal na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Chefe do Laboratório do Grupo de Biotecnologia Vegetal no ITQB NOVA e presidente do CiB-Centro de Informação de Biotecnologia.

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Alejandro Tena, investigador do Instituto Valenciano de Investigações Agrárias (IVIA)

Convidado para falar da “Luta biológica contra a Trioza erytreae”, Alejandro Tena alertou para o falhanço dos programas de erradicação da praga nas ilhas da Madeira e Canárias e sublinhou a insustentabilidade económica das estratégias de controlo baseadas em substâncias químicas. “Além de caras, podem desencadear o aumento de outras pragas e ter impacto negativo no meio ambiente”, afirmou o investigador espanhol, para quem “a adoção de medidas rigorosas de quarentena é fundamental para as áreas livres da psila africana dos citrinos”. Acrescentou que “essas medidas provavelmente representam as estratégias de prevenção mais eficazes para a contenção de psilídeos, porque a expansão geográfica de psilídeos em citrinos é devida, em grande medida, às atividades humanas, especialmente pelo transporte de plantas e frutas recém-colhidas de áreas infestadas para áreas não infestadas. Muitos inimigos naturais podem contribuir para a redução de suas populações e consequente disseminação.”

Para Alejandro Tena, o controlo biológico de conservação deve ser enfatizado, sobretudo em áreas onde o psilídeo não é abundante. Também defendeu “a implementação de programas clássicos de controlo biológico em áreas livres de Huanglongbing, através da introdução de parasitóides efetivos de psilídeo cítrico africano”. Em áreas onde a doença Huanglongbing foi detectada, A. Tena disse que “o controlo biológico é difícil de aplicar, mas um rigoroso programa de controle químico direcionado ao psilídeo pode complementar essa estratégia.”

O Algarve continua a ser a capital da laranja em Portugal, com 17 mil hectares de citrinos plantados e uma produção anual de 250 a 300 mil toneladas, segundo dados da Direção Regional de Agricultura e Pescas do Algarve. Se a Trioza erytreae alcançar esta região de Portugal, os danos serão devastadores. Não havendo cura, os produtores poderão tentar minimizar o impacto da doença com a aplicação das medidas defendidas pelo investigador do Instituto Valenciano de Investigações Agrárias.

Mas existem outras soluções, como avançou o investigador do ITQB NOVA, Pedro Fevereiro, que neste seminário na Escola Superior Agrária de Santarém falou sobre novas técnicas de melhoramento de plantas, em especial o RNA de interferência (RNAi) e a edição de genoma.

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Pedro Fevereiro, Professor Auxiliar do Departamento de Biologia Vegetal na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Chefe do Laboratório do Grupo de Biotecnologia Vegetal no ITQB NOVA e presidente do CiB-Centro de Informação de Biotecnologia.

Para o Professor Auxiliar do Departamento de Biologia Vegetal na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, qualquer uma destas ferramentas, já disponíveis graças aos avanços recentes na área da agrobiotecnologia, poderia ser aplicada para mitigar os efeitos da Trioza na produção de citrinos, no Algarve ou em qualquer parte do mundo onde a doença seja uma forte ameaça: “ A utilização de RNAs que impedem que RNAs mensageiros medeiem a síntese de proteínas da produção de neuropéptidos ou de enzimas do metabolismo das gorduras destes insectos seria uma arma biológica possível para fazer face ao avanço da psila africana. Outra metodologia seria a utilização de meios de controlo por introdução nos insectos de genes letais (gene drive), com recurso à edição do seu genoma, já que, sendo um insecto exótico, não faz parte do ecossistema e, portanto, a sua contenção por esta forma não acarretaria prejuízos ambientais.” 

Este encontro no Auditório da Escola Ágrária de Santarém encerrou com uma mesa redonda sobre os “Novos desafios na proteção das culturas”, moderada por Eduardo Diniz, diretor-geral do GPP-Gabinete de Planeamento, Políticas e Administração Geral, e com as intervenções de representantes da DGAV, CAP-Confederação dos Agricultores de Portugal, CNA- Confederação Nacional da Agricultura, ANIPLA- Associação Nacional da Indústria para a proteção das Plantas, AGROBIO-Associação Portuguesa de Agricultura Biológica e laboratório colaborativo InnovPlantProtect.

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RNAi| A agricultura do futuro produzirá alimentos com base nesta tecnologia

Chegou ao fim a terceira edição da Conferência anual iPlanta, promovida pelo CiB – Centro de Informação de Biotecnologia e pelo Laboratório de Biotecnologia de Células Vegetais, do ITQB NOVA. Uma das novidades apresentadas foi o controlo, através de RNAi, da Drosophila Suzukii, uma mosca da fruta que é responsável pela perda considerável de vários tipos de frutos e não é possível de controlar com os pesticidas tradicionais.

Durante três dias, no Auditório do ITQB NOVA, em Oeiras, cerca de 120 investigadores de 26 países debateram as potencialidades do uso de RNA de interferência (RNAi) na agricultura – seja por modificação genética seja por aplicação tópica de moléculas – e divulgaram os aspetos científicos e técnicos desta tecnologia, de forma a se efetivar a sua utilização na proteção das culturas agrícolas contra pragas e doenças.

Na terceira edição da Conferência iPlanta, que decorreu entre 27 de fevereiro e 1 de março, foram apresentadas novas estratégias para a utilização de pequenos RNA ou de RNA de cadeia dupla para o controlo de pragas e doenças em culturas agrícolas e discutidos os aspetos relacionados com a regulamentação e a segurança destas novas tecnologias, bem como o interesse para a atividade agrícola.

Novidades apresentadas

Numa das apresentações falou-se do controlo de uma mosca da fruta (Drosophila Suzukii), que é responsável pela perda considerável de vários tipos de frutos e que não é possível controlar com os pesticidas tradicionais. Neste caso, foi utilizado um RNA de cadeia dupla, que permitiu seletivamente reduzir o número de efetivos desta mosca.

Outra novidade apresentada neste encontro foi a alteração genética do trigo para expressar um pequeno RNA, que tem como alvo um afídio, um inseto que ataca as plantas e que transmite o vírus do nanismo amarelo, letal para o trigo. A expressão desse pequeno RNA permitiu reduzir significativamente a disseminação da doença transmitida pelo vírus, por redução do número de afídios.

Com a apresentação dos trabalhos que estão a ser desenvolvidos em vários países com base nestas tecnologias, os participantes concluíram que é possível desenvolver novas metodologias baseadas na utilização de biomoléculas para o controlo efetivo de pragas e doenças em diferentes culturas.

Casa cheia nos três dias de Conferência iPlanta, no Auditório do ITQB NOVA. Presentes, investigadores de vários países para falar da tecnologia RNAi na agricultura.

Tão seguras como as técnicas convencionais

Apesar de algumas destas soluções já se encontrarem numa fase de pré-comercialização, os investigadores esperam agora que estas tecnologias não sejam consideradas, na União Europeia, mais arriscadas do que as técnicas convencionais de controlo de pragas e doenças, uma vez que “as biomoléculas em que se baseiam estas tecnologias são ubíquas e degradam-se rapidamente na natureza”, como garante Pedro Fevereiro, presidente do CiB, Professor Auxiliar do Departamento de Biologia Vegetal na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e Diretor do Laboratório do Grupo de Biotecnologia Vegetal no ITQB NOVA.

Para este investigador, “as tecnologias baseadas nestas biomoléculas têm um enorme potencial, não só porque terem uma ação mais específica para as pragas e doenças que se pretende controlar, mas também por serem seguras, quer para os organismos não alvo, quer para o ambiente.”  porque as biomoléculas em que se baseiam estas tecnologias são ubíquas e degradam-se rapidamente na natureza. Além disso, os diferentes organismos, incluindo o Homem, têm uma enorme familiaridade com estas biomoléculas.”

iPlanta

A importância das Conferências iPlanta reside na necessidade urgente de encontrar soluções mais eficazes, através da aplicação de RNAi, uma das novas técnicas de reprodução, no combate às interações patogénicas enfrentadas pelas culturas, responsáveis pela perda de quantidades substanciais da produção agrícola mundial, incluindo em Portugal, onde todos os anos se perdem cerca de 40 % de culturas. Em termos globais, os números são semelhantes: segundo estimativas da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura (FAO), entre 20% a 40% das culturas são destruídas todos os anos devido a pragas e doenças.

Com o estimado aumento populacional, a agricultura moderna enfrenta um dos seus maiores desafios: garantir o abastecimento de alimentos para 10 mil milhões de pessoas daqui a apenas 30 anos. De acordo com os investigadores presentes neste encontro, a aplicação da tecnologia RNAi promete responder com eficácia a esse desafio.

Tal como as Conferências iPlanta anteriores – a primeira, em 2017, em Itália, a segunda, em 2018, na Polónia -, a terceira edição é uma ação COST, uma organização europeia que promove e financia o networking em investigação e tecnologia.

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Evento | ITQB NOVA acolhe terceira conferência anual iPlanta

Entre 27 de Fevereiro e 1 de Março, o Auditório do ITQB NOVA, em Oeiras, acolhe a terceira conferência anual iPlanta. Depois de Roma, em Itália, e de Poznań, na Polónia, onde se realizaram, respetivamente, a primeira e segunda edição, este ano será Portugal a receber um dos mais importantes debates internacionais sobre a necessidade de usar a biotecnologia para o desenvolvimento de novas formas de proteger as culturas agrícolas de doenças e pestes.

Promovida pelo CiB – Centro de Informação de Biotecnologia e pelo Laboratório de Biotecnologia de Células Vegetais, da Unidade de Investigação Green-it, a terceira Conferência anual iPlanta contará com a presença e a intervenção de vários investigadores de diferentes países, que falarão sobre o desenvolvimento de novas metodologias através da utilização do RNA de interferência, um processo biológico no qual as moléculas de RNA inibem a expressão de um gene, neutralizando as moléculas específicas do RNA mensageiro (ácido ribonucleico responsável pela transferência de informações do ADN).

Haverá ainda lugar para a divulgação de novidades sobre a estabilidade do RNA, nomeadamente no silenciamento genético induzido por pulverização (SIGS) e do silenciamento genético induzido por hospedeiro (HIGS).

A importância deste encontro reside na necessidade urgente de encontrar soluções mais eficazes, através da aplicação de RNAi, no combate das interações patogénicas enfrentadas pelas culturas, responsáveis pela perda de quantidades substanciais da produção agrícola mundial, incluindo em Portugal, onde todos os anos se perdem cerca de 40 % de culturas. Em termos globais, os números são semelhantes. Segundo estimativas da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura (FAO), entre 20% a 40% das culturas são destruídas todos os anos devido a pragas e doenças.

Com o estimado aumento populacional, a agricultura moderna enfrenta um dos seus maiores desafios: garantir o abastecimento de alimentos para 10 mil milhões de pessoas daqui a apenas 30 anos. Mas poderá a produção de alimentos aumentar sem o recurso a metodologias como, por exemplo, o RNAi?

Para o investigador Pedro Fevereiro, presidente do CiB-Centro de Informação de Biotecnologia, Professor Auxiliar do Departamento de Biologia Vegetal na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e Chefe do Laboratório do Grupo de Biotecnologia Vegetal no ITQB NOVA, a realização da III Conferência iPlanta em Portugal “é uma oportunidade para debater e divulgar os aspetos científicos e técnicos desta tecnologia, de forma a se efetivar a sua utilização na proteção das culturas agrícolas contra pragas e doenças.”

Tal como as Conferências iPlanta anteriores, esta é uma ação COST, uma organização europeia que promove e financia o networking em investigação e tecnologia.

A participação na iPlanta está sujeita a inscrição prévia (até ao dia 15 de fevereiro). Consulte o programa aqui.