Uma nova pesquisa apresenta um panorama inédito das tecnologias mais promissoras para inserir genes de forma precisa no genoma de plantas, especialmente no
O GCCRC é um centro de pesquisa aplicada sediado na Unicamp focado no desenvolvimento de soluções genéticas e biotecnológicas para aumentar a tolerância de culturas agrícolas a estresses ambientais. Uma das frentes de pesquisa é desenvolver plantas de milho transgênicas ou editadas tolerantes à seca.
Entretanto, a inserção de genes de interesse na planta ainda depende, majoritariamente, de processos incertos, ou seja, o gene introduzido de forma aleatória pode ocorrer em regiões não seguras ou instáveis do genoma, razão pela qual torna o processo tradicional de produção de plantas geneticamente modificadas lento, oneroso e impreciso.
Somado a isso, as normas de biossegurança exigem que, em uma linhagem de interesse comercial, o transgene esteja em cópia única, íntegra e em uma área segura e estável do genoma, o que é difícil quando tudo acontece ao acaso.
“A estratégia de integração randômica de transgenes gera mais de 90% dos eventos transgênicos com inserção em posições indesejadas e atividade instável, agravada ainda mais pela inserção de múltiplas cópias ou de cópias truncadas”, explicou Marcos Basso, biotecnologista do GCCRC e autor do estudo. Dependendo do local, o gene pode ser expresso em excesso ou de menos, comprometendo sua função. Em certos casos, o próprio mecanismo molecular da planta pode silenciar o transgene.
“Portos seguros genômicos”
Para contornar essas limitações, o estudo revisa metodologias de inserção sítio-específica de transgenes e discute um conceito-chave: os “portos seguros genômicos” (do inglês, genomic safe harbors), que são regiões estáveis do genoma nas quais transgenes inseridos tendem a expressar seu máximo potencial, ser previsível e herdável ao longo das gerações.
“Ao colocar o transgene nestas regiões intergênicas seguras, o transgene será expresso e transmitido para as próximas gerações”, afirmou a pesquisadora Juliana Yassitepe, da Embrapa Agricultura Digital e uma das autoras do estudo. Desta forma, é possível gerar menos plantas para selecionar uma linhagem de elite, reduzir o tempo e o custo de geração e aumentar a previsibilidade.
De acordo com
A revisão destaca iniciativas pioneiras da Corteva Agriscience, que já identificou quatro desses “portos seguros” no milho. Inspirada por esses resultados, a equipe do GCCRC aplicou um software originalmente desenvolvido para leveduras, adaptando-o ao genoma do milho. O grupo identificou novos candidatos a “portos seguros” por meio de análises bioinformáticas e agora inicia a etapa experimental.
No GCCRC, uma das primeiras aplicações, segundo Yassitepe, será a inserção de genes associados à tolerância à seca, uma das principais ameaças à produção agrícola sob mudanças climáticas.
“Ao entender melhor onde e como inserir transgenes com precisão, damos um passo importante para desenvolver linhas elites mais adaptadas e eficientes”, concluíram os autores.
