Universidade Federal do Ceará
PET Agronomia UFC

Cultivos editados: o impacto da Engenharia Genética na Agricultura.

O resultado do prêmio Nobel de Química foi divulgado recentemente, tendo como ganhadoras duas mulheres: Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna. As duas pesquisadoras foram responsáveis pelo desenvolvimento de pesquisas acerca do CRISPR-Cas9, um método de edição do genoma. Esta ferramenta foi considerada muito importante por apresentar grande potencial para a cura de doenças herdadas geneticamente, já que seria possível editar genes e, potencialmente, corrigir mutações responsáveis por doenças hereditárias.

Além dos aspectos já relatados, esta ferramenta possui grande potencial no desenvolvimento agrícola, podendo ser de extrema importância tanto no cenário atual como em um cenário futuro, com uma população ainda maior habitando a Terra, mudanças climáticas e, por consequência, uma crescente demanda na produção de alimentos. Já existe a possibilidade das produções de cacau e arroz, por exemplo, serem impactadas pelas mudanças no sistema agrícola.

– CRISPR-Cas9: O que é?  Como funciona?

A CRISPR é uma ferramenta de edição de genoma que tem grande potencial de transformação em inúmeros campos da ciência. Ela permite que edições genéticas sejam feitas com uma precisão nunca antes atingida e também com alta eficiência e flexibilidade.

Surge então uma pergunta: quem inventou essa técnica cheia de tantas possibilidades? A CRISPR na verdade é um mecanismo de defesa natural encontrado em diversas bactérias, que foi descoberta a partir da observação de genomas bacterianos, em meados dos anos 1980, podia-se observar que “uma sequência de DNA poderia ser repetida diversas vezes, com sequências únicas entre as repetições”. Assim, obtém-se a explicação do porque a técnica é chamada CRISPR, que é a sigla em inglês para “Agrupados de curtas repetições palindrômicas regularmente interespaçadas”. Estas sequências únicas combinavam com DNA de vírus predador de bactérias, ou seja, a estratégia consiste em manter partes do vírus para que assim possam reconhecê-lo e se defender dos ataques. É aí que surge um importante fator deste mecanismo: as enzimas Cas, proteínas que estão associadas à CRISPR e agem como uma tesoura, que corta precisamente o DNA e elimina a ameaça.

– Como a técnica é aplicada em laboratório?

Entenda como o processo funciona a partir do seguinte infográfico:

– CRISPR-Cas9: possibilidades de uso na agricultura

Atualmente, já existem diversos estudos e inúmeros cientistas trabalhando na edição genética de plantas, com produtos geneticamente editados já disponíveis para o mercado. Mas já foi possível perceber que as possibilidades são inúmeras, e, a seguir serão abordadas algumas áreas da pesquisa e desenvolvimento agrícola que podem ser beneficiadas com esta tecnologia, já que se espera aumentar a produtividade em cada pedaço de terra disponível para cultivo no planeta.

• Pode-se induzir maior tolerância a condições adversas, como períodos de estiagem, ondas de calor e enchentes, o que reduziria a necessidade de fertilizantes e reduziria custos de produção, além de auxiliar na sobrevivência de plantas com a elevação do nível do mar.
• Também há a possibilidade que a edição genética seja empregada para que os cultivos passem a absorver mais CO2, aumentando as trocas gasosas.
• Aumento na durabilidade do produto, que poderá ficar mais tempo na prateleira sem perder qualidade.
• Poderá ser usada para que as plantas se tornem resistentes a pragas e fungos que gerem grandes problemas na lavoura; com isso, a necessidade de agroquímicos deve ser reduzida, impactando tanto a sustentabilidade da produção quanto a necessidade do agricultor por insumos.
• A quantidade e variedade de nutrientes seja modificada, aumentando o que se desejar obter, tornando alguns alimentos mais nutritivos e impactando o combate à fome no planeta.
• Alguns compostos alergênicos sejam suprimidos e assim, os produtores possam voltar a atender algumas parcelas do mercado antes indisponíveis, além de possibilitar uma maior diversidade de consumo aos consumidores, que superariam tais restrições alimentares
• Também são possíveis de serem editados os genomas de animais, logo, impactos significativos podem ser obtidos na pecuária, aumentando sustentabilidade e eficiência da produção.

– Edições genéticas: resultados  na agricultura

Fonte: Mundo Agropecuário

Nesta notícia publicada em outubro de 2020  autoridades regulatórias dos Estados Unidos e da Colômbia concluíram que o desenvolvimento de arroz geneticamente modificado para resistência à mancha bacteriana pode ser regulado pela regulamentação de uma cultura obtida por técnicas convencionais.

Fonte: Mundo Agropecuário

A tecnologia de edição de genes CRISPR/ Cas9 foi usada pela primeira vez para produzir vacas vivas com maior resistência à tuberculose bovina, relata uma nova pesquisa publicada na revista de acesso aberto. Genome Biology.

Fonte: Mundo Agropecuário

As vinhas ocupam 3% da área cultivada da União Europeia e, ao mesmo tempo, utilizam 65% dos pesticidas usados ​​na agricultura. Esta última percentagem pode ser drasticamente reduzida se a Europa optar por tecnologias vegetais mais avançadas, como o CRISPR, que permitirá obter castas para vinhos resistentes a doenças como o oídio.

Fonte: Mundo Agropecuário

Um grupo de pesquisadores da Academia Chinesa de Ciências conseguiu eliminar um gene usando a técnica de edição de genes CRISPR / Cas, o que gerou um aumento não teórico da vitamina C em aproximadamente 150%. O estudo foi publicado na Nature Biotechnology.

Referências

CRISPR: como a edição genética impactará a agricultura? – Canal Agro Estadão. Canal Agro Estadão. Disponível em: <https://summitagro.estadao.com.br/tendencias-e-tecnologia/crispr-edicao-genetica agricultura. Acesso em: 30 Oct. 2020.

Lechuga editada genéticamente con 150% más vitamina C y resistente a la oxidación. Mundoagropecuario.net. Disponível em: <https://mundoagropecuario.net/lechuga-editada-geneticamente-con-150-mas-vitamina-c-y-resistente-a-la-oxidacion/>. Acesso em: 30 Oct. 2020.

DOUDNA, Jennifer A.; CHARPENTIER, Emmanuelle. The new frontier of genome engineering with CRISPR-Cas9. Science, v. 346, n. 6213, p. 1258096, 2014. Disponível em: <https://science.sciencemag.org/content/346/6213/1258096.abstract>. Acesso em: 30 Oct. 2020.

AREND, Marcela Corso; PEREIRA, Jessica Olivaes; MARKOSKI, Melissa Medeiros. The CRISPR/Cas9 System and the Possibility of Genomic Edition for Cardiology. Arquivos Brasileiros de Cardiologia, 2016. Disponível em: <https://www.scielo.br/scielo.php?pid=s0066-782×2017000100081&script=sci_arttext&tlng=pt#B6>. Acesso em: 30 Oct. 2020.

ZHANG, Sarah. Tudo o que você precisa saber sobre a CRISPR, nova ferramenta de edição de DNA. Gizmodo Brasil. Disponível em: <https://gizmodo.uol.com.br/tudo-o-que-voce-precisa-saber-sobre-a-crispr-nova-ferramenta-de-edicao-de-dna/>. Acesso em: 30 Oct. 2020.

DOUDNA, Jennifer. Nobel de Química 2020 vai para Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna pelo desenvolvimento do Crispr, método de edição do genoma. G1. Disponível em: <https://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2020/10/07/nobel-de-quimica-2020-vai-para-emmanuelle-charpentier-e-jennifer-a-doudna.ghtml>. Acesso em: 30 Oct. 2020.

‌DAMERUM, Annabelle; SELMES, Stacey L; BIGGI, Gaia F; et al. Elucidating the genetic basis of antioxidant status in lettuce (Lactuca sativa). Horticulture Research, v. 2, n. 1, 2015. Disponível em: <https://www.nature.com/articles/hortres201555>. Acesso em: 31 Oct. 2020.

Escrito por Terezinha Byatriz Vieira Melo,
aluna do 4° semestre do
curso de Agronomia da Universidade
Federal do Ceará, e bolsista do
Programa de Educação Tutorial – PET Agronomia.

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