O feijão transgênico resistente ao vírus do mosaico dourado foi aprovado pela CTNBio e deverá chegar em breve ao mercado

Equipe do Laboratório Central
de Biologia Molecular (LCBM) da UFLA*

     O RNA interferente ou interferência mediada por RNA (RNAi) é um mecanismo naturalmente encontrado nas células da maioria dos eucariotos e tem como principal objetivo a defesa do organismo, promovendo o “desligamento” de genes específicos que são vitais para os vírus. Além disso, esse mecanismo pode atuar em processos de crescimento e desenvolvimento do organismo por meio da regulação de genes.

       No laboratório, esse mecanismo pode ser reproduzido com a finalidade de se conhecer a função de um gene e possibilitar a sua manipulação. In vitro, é possível fornecer ao organismo RNA dupla-fita (dsRNA) homólogo aos genes de interesse. Basicamente, após a ocorrência da ligação por complementaridade entre uma das fitas do dsRNA com o RNA mensageiro (mRNA) específico, a maquinaria do RNAi promove a redução na expressão do gene alvo dentro das células a partir da clivagem do mRNA, impedindo a síntese da proteína correspondente.

       Dada a característica de atuar por complementaridade de sequências de ácidos ribonucleicos (RNA), o RNAi é um mecanismo altamente específico e com amplo potencial na geração de produtos alvo direcionados, mais específicos e menos prejudiciais ao meio ambiente.
Historicamente, os primeiros relatos sobre este mecanismo aconteceram no início da década de 90, quando os pesquisadores Napoli e Jorgensen, na Califórnia, verificaram os resultados da superexpressão do gene da chalcona sintase (CHS) em petúnias. A CHS é uma enzima responsável por participar da rota de biossíntese de antocianinas e a sua superexpressão, ao invés de gerar plantas transformadas de fenótipo com coloração roxa mais intensa, geraram também plantas de cor branca em determinadas regiões das folhas. Posteriormente, análises de expressão gênica confirmaram que a inserção do gene CHS, visando aumentar a expressão do gene alvo, promoveu, contrariamente, sua redução nos tecidos vegetais, levando a formação de plantas com folhas variegadas.

      Tais observações estimularam a corrida dentro da ciência para explicar o mecanismo atuante em petúnias até que, em 1998, os cientistas Andrew Fire e Craig Mello, trabalhando com o nematódeo Caenorhabditis elegans, organismo modelo para estudos de genética e biologia molecular, desvendaram o enigma por trás da cossupressão gênica descoberta 8 anos antes. Foram as moléculas de dsRNA desencadeadoras responsáveis pela resposta celular ao combate de “RNAs invasores”, dando o nome para o mecanismo de RNAi. Tal descoberta foi considerada tão importante que rendeu a ambos os autores, Fire e Mello, o prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia de 2006.

       Desde então um número cada vez maior de laboratórios e profissionais das áreas de genética, biologia molecular e biotecnologia têm trabalhado com o intuito de fazer do RNAi uma tecnologia passível de ser aplicada a diversos setores da sociedade, tais como na saúde humana, na alimentação e na agricultura.

      Nos Estados Unidos já é possível encontrar maçãs e batatas que duram mais tempo na prateleira devido ao silenciamento de um gene da família da polifenol oxidase, responsável pelo escurecimento desses vegetais. A alfafa, planta usada como forrageira para o gado, também foi modificada com o intuito de aumentar a flexibilidade do período de colheita sem afetar a qualidade da planta, facilitando o manejo e o uso na alimentação animal. Em 2017, plantas de milho, que já continham a tecnologia Bt para evitar o ataque de Lagartas da raiz do milho (conhecidas nos Estados Unidos como Western Corn Rootworm, da espécie Diabrotica virgifera virgifera), foram modificadas também com a tecnologia do RNAi, o DvSNF7, para aumentar ainda mais a resistência do milho ao ataque dessas pragas.

       O feijão transgênico resistente ao vírus do mosaico dourado, umBotão Verde1408180819 produto genuinamente brasileiro, desenvolvido em parceria entre os grupos dos pesquisadores Francisco Aragão, da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, e José Faria, da Embrapa Arroz e Feijão, foi aprovado em 2011 pela CTNBio e está em fase final para disponibilização no mercado. O feijão RMD, como é conhecido, contém no seu DNA a capacidade de sintetizar moléculas de dsRNA que, quando em contato com o RNA do vírus do mosaico dourado, impede que ocorra a produção da proteína viral.

No Laboratório Central de Biologia Molecular (LCBM) da Universidade Federal de Lavras (UFLA), pesquisas com a tecnologia do RNAi vêm sendo conduzidas. Sabendo que os inseticidas são pouco eficientes e elevam os custos para os produtores de eucalipto, cana-de-açúcar e Pinus, a prospecção por um produto que consiga silenciar genes vitais em formigas é
muito importante. As formigas cortadeiras saúvas são responsáveis pelo desfolhamento de várias espécies vegetais de áreas reflorestadas. Considerando que cerca de 4 sauveiros adultos num hectare reflorestado consomem 4 toneladas de folhas/ano, o que representa uma perda de cerca de 14% das árvores, o prejuízo anual estimado é de aproximadamente R$12 bilhões no Brasil.

       A estratégia do grupo do professor Dr. Luciano Vilela Paiva é encontrar genes específicos (ou regiões gênicas específicas) nas formigas cortadeiras, sintetizar dsRNA homólogos a esses genes e administrá-los. Assim, o mecanismos natural de RNAi, presentes nas formigas, iniciaria a redução da proteína correspondente ao gene vital, levando as formigas à morte. Se essa tecnologia gerar novos produtos, perdas econômicas poderão ser evitadas.

      Além dessa lista de produtos baseados na tecnologia do RNAi descritos acima, diversos outros trabalhos estão sendo conduzidos ao redor do mundo por empresas, universidades e centros de pesquisa, com apoio de investimentos públicos e privados, buscando encontrar soluções economicamente viáveis, ambientalmente seguras e socialmente sustentáveis. Dessa forma, espera-se que, nos próximos anos, novas tecnologias sejam geradas e mais produtos sejam encaminhados para aprovação e regulamentação para que, em um futuro não tão distante, a agricultura brasileira e mundial usufrua ainda mais dos benefícios providos pelo avanço da ciência e da tecnologia.

*Equipe LCBM:
Prof. Luciano Vilela Paiva
Dra. Kalynka Gabriella do Livramento
Dr. Wesley Pires Flausino Máximo
Doutoranda Natália Chagas Freitas
Doutorando Renan Terassi Pinto

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