Por dentro das plantas

Avanços em pesquisas com genomas de espécies vegetais para melhoria na produção de culturas como a da cana-de-açúcar são apresentados na FAPESP Week, em Washington

Agência FAPESP – Os avanços na pesquisa em genômica de plantas foram um dos temas discutidos por cientistas do Brasil e dos Estados Unidos durante a FAPESP Week, que foi encerrada na quarta-feira (26/10) em Washington, Estados Unidos.

Em uma sala com lotação esgotada, Marie-Anne van Sluys, professora titular do Departamento de Botânica da Universidade de São Paulo, abriu os trabalhos com a palestra "Noise or Symphony: how to make sense of transposable elements", na qual falou sobre estudos que coordenou e que confirmam o papel de elementos de transposição no genoma de plantas.

"Elementos de transposição são um tipo de sequência de DNA repetitiva que são, por sua vez, componentes integrais de todos os genomas, tendo níveis diferentes de amplificação. Os elementos de transposição são de longe o tipo de sequência repetitiva mais frequente no genoma das plantas e estudos recentes indicam que esses elementos podem contribuir para a estrutura de redes regulatórias", disse.

Dependendo da localização dessas sequências, esses genes sem função biológica aparente poderiam resultar no aparecimento de novas espécies. Como na execução de uma peça musical por uma orquestra, essas sequências de genes – também chamadas de “DNA egoísta” – poderiam desempenhar o papel de cada instrumento na execução de diferentes arranjos musicais.

O grupo da cientista, que é membro da coordenação do programa BIOEN-FAPESP, tem investigado os elementos de transposição em dois tipos de modelos de plantas: solenáceas e cana-de-açúcar.

"Sequências do genoma da cana apoiam a hipótese de que os elementos de transposição são responsáveis pelo aumento no tamanho do genoma, em comparação com o sorgo, outra planta que estudamos", disse.

Sluys destacou que entender a variação genômica da cana-de-açúcar é fundamental para o cultivo seletivo do vegetal e também para compreender sua diversidade evolucionária. "Pretendemos desenvolver ferramentas capazes de nos ajudar a distinguir o ruído de eventos específicos e fundamentais para a especificação da cana", disse.

Paulo Arruda, professor da Universidade Estadual de Campinas, falou sobre ciência genômica e a formação de uma empresa na área, a Alellyx Applied Genomics, da qual foi um dos fundadores.

"A ciência genômica foi introduzida no Brasil em 1997, quando a FAPESP lançou o Programa Genoma, com o objetivo de sequenciar pela primeira vez o genoma de uma bactéria que atinge plantas. Uma rede de 25 laboratórios conseguiu sequenciar o genoma completo da Xylella fastidiosa e logo em seguida a rede foi ampliada para realizar o sequenciamento de outros patógenos de plantas e para desvendar o transcriptoma da cana e do eucalipto", disse.

Xylella fastidiosa é um agente patogênico que causa prejuízos milionários à cultura de cítricos. Utilizando softwares de sequenciamento genético com base na internet, o projeto, financiado pelo Programa Genoma-FAPESP, correspondeu também à introdução da bioinformática no Brasil.

"A experiência em ciência genômica criada no Estado de São Paulo atraiu a atenção de investidores e, em 2002, um grupo de cinco cientistas das três universidades estaduais criou a start-up Allelyx, que é Xylella ao contrário. A Allelyx desenvolveu uma plataforma para a descoberta de genes com foco no aumento da biomassa da cana e do eucalipto e na produção de plantas cítricas resistentes a doenças bacterianas", disse Arruda.

Erich Grotewold, professor da Ohio State University, apresentou a palestra "From Plant Systems Biology to Renewable Fuels", na qual descreveu o trabalho feito no laboratório que coordena e que tem foco na descoberta de rotas metabólicas e de desenvolvimento que possam levar à produção de variedades de plantas com melhor rendimento para a produção de biocombustíveis.

"Nós combinamos novos métodos de sequenciamento com abordagens comprovadas e eficientes para identificar os genes que regulam fatores de transcrição específicos, o que resulta em ferramentas que têm se mostrado muito valiosas para a engenharia metabólica", disse.

O grupo de Grotewold realiza as pesquisas com a Arabidopsis thaliana, herbácea da família das Brassicaceae, da qual também faz parte a mostarda. É um dos organismos modelo para o estudo de genética, em botânica. Foi a primeira planta cujo genoma foi completamente sequenciado.