Meio ambiente

Vêm aí as culturas epigeneticamente modificadas

Redação do Site Inovação Tecnológica -  19/06/2017

O algodão mais cultivado no mundo (direita) evoluiu da hibridização de duas espécies ancestrais, uma similar ao G. arboreum (centro) e outra similar G. raimondii (esquerda). [Imagem: Chen Laboratory/Univ. of Texas at Austin]

Epigenética

Acaba de ser dado o primeiro passo para uma nova forma de modificar as plantas - ou os animais - para obtenção de culturas mais produtivas e, eventualmente, menos controversas.

As modificações são feitas através de um processo chamado de modificação epigenética - eventualmente inaugurando a categoria dos OEMs, organismos epigeneticamente modificados, em contraposição aos OGMs, organismos geneticamente modificados.

Nas últimas décadas, os cientistas descobriram que muitas características dos seres vivos são controladas não apenas pela sua genética - o que está escrito no código do seu DNA -, mas também por processos fora do DNA que determinam se, quando e o quanto os genes são expressos. Esta descoberta levou ao desenvolvimento de um campo de pesquisas conhecido como epigenética.

Esse controle externo dos genes abriu a possibilidade de criar maneiras totalmente novas de manipular as características de plantas e animais. Ativando e desativando seletivamente a expressão de genes, os cientistas podem criar novas variedades e cultivares sem alterar os genes das plantas, por exemplo.

Culturas epigeneticamente modificadas

Agora, pesquisadores norte-americanos e chineses identificaram mais de 500 genes que são modificados epigeneticamente entre variedades de algodão selvagem e algodão domesticado, alguns dos quais são conhecidos por relacionar-se com características agronômicas e de domesticação.

Esta informação vai ajudar a selecionar características que os biotecnologistas querem alterar, como o rendimento de fibras ou a resistência à seca, calor ou pragas. Por exemplo, variedades de algodão selvagem contêm genes que as ajudam a responder melhor à seca, mas essas características foram silenciadas epigeneticamente no algodão domesticado devido à irrigação.

"Este entendimento nos permitirá complementar a criação genética com a criação epigenética. Como sabemos agora como as alterações epigenéticas afetam a floração e as respostas ao estresse, você pode reativar genes responsivos ao estresse no algodão domesticado," exemplificou o professor Jeffrey Chen, da Universidade do Texas em Austin, que fez o estudo em colaboração com colegas da Universidade Agrícola de Nanjing, na China.

Metiloma do algodão

O resultado do trabalho da equipe é um "metiloma" do algodão - uma lista de genes e elementos genéticos que foram ligados ou desligados através de um processo natural chamado metilação do DNA.

O metiloma fornece pistas importantes para as empresas de biotecnologia que desejarem adaptar as culturas através de modificações epigenéticas.

Este metiloma cobre a forma de algodão mais cultivada no mundo, conhecida como Upland ou algodão do México (Gossypium hirsutum); do seu primo, o Pima ou algodão egípcio; e dos seus parentes selvagens. Segundo a equipe, o mapa consegue mostrar como essas plantas mudaram ao longo de mais de um milhão de anos.

"Sabendo como o metiloma mudou durante a evolução e a domesticação ajudará a aproximar esta tecnologia da realidade," disse Chen.

Bibliografia:

Epigenomic and functional analyses reveal roles of epialleles in the loss of photoperiod sensitivity during domestication of allotetraploid cottons
Qingxin Song, Tianzhen Zhang, David M. Stelly, Z. Jeffrey Chen
Genome Biology
DOI: 10.1186/s13059-017-1229-8