Investigadores da Academia Chinesa de Ciências desenvolveram uma nova técnica de edição genética que permite introduzir alterações no ADN de plantas com maior eficiência. O sistema, denominado SmartPE, foi testado em culturas como tomate, soja e colza, apresentando resultados superiores aos métodos convencionais em vários dos locais do genoma analisados.
O estudo foi publicado na revista científica Nature Plants e procura ultrapassar uma das principais dificuldades da edição genética de precisão em plantas: a baixa eficiência na introdução de alterações específicas no ADN. Embora esta tecnologia permita modificar pequenas sequências genéticas sem provocar quebras na dupla cadeia de ADN, os resultados têm sido variáveis, sobretudo em plantas dicotiledóneas.
Nova abordagem aumenta eficiência da edição genética
Para melhorar o desempenho da técnica, a equipa começou por testar formas de aumentar a atividade do sistema de edição genética.
Uma das primeiras alterações permitiu aumentar em cerca de 1,8 vezes a eficiência de edição em quatro locais do genoma de Arabidopsis, uma planta utilizada na investigação científica.
Os investigadores desenvolveram depois uma estratégia que utiliza dois RNAs-guia, responsáveis por orientar o sistema para as regiões do ADN que se pretende modificar.
A introdução de alterações específicas nestes RNAs-guia permitiu aumentar em mais de seis vezes a eficiência média da edição nos locais analisados, atingindo aproximadamente 10%.
Os ensaios mostraram também que a posição e a distância entre as alterações introduzidas influenciam os resultados. Em determinadas condições, a eficiência de edição atingiu 20%.
Resultados em tomate, soja e colza
A nova tecnologia foi avaliada em células vegetais de diferentes culturas agrícolas.
No tomate, seis dos nove locais do genoma estudados apresentaram uma eficiência de edição superior a 10%.
Na soja, nove dos 11 locais analisados ultrapassaram os 5%, enquanto na colza cinco locais atingiram aproximadamente 10% ou valores superiores.
Em alguns destes locais, a técnica convencional de edição genética apresentou uma atividade praticamente inexistente.
A equipa conseguiu também introduzir alterações específicas em genes de tomate e soja, obtendo eficiências entre 1,6 e 11,1 vezes superiores às alcançadas com o método convencional.
Estes resultados indicam que o SmartPE pode facilitar a introdução de alterações genéticas em culturas agrícolas nas quais a eficiência das técnicas anteriores era reduzida.
Ensaios revelam diferenças entre culturas
Os investigadores realizaram ainda experiências para avaliar a possibilidade de obter alterações genéticas estáveis nas plantas.
Em raízes adventícias de tomate, o SmartPE permitiu obter alterações em ambas as cópias de um gene, com uma eficiência de 7,3%, e alterações numa das cópias, com uma eficiência de 12,5%.
Em comparação, o método convencional alcançou uma eficiência de apenas 1% nas alterações de uma das cópias, produzindo também resultados em que nem todas as células apresentavam a mesma alteração genética.
Em Arabidopsis e tomate, os investigadores conseguiram ainda inserir pequenas sequências de ADN em locais específicos do genoma, com eficiências até 32%.
Na soja, porém, os resultados foram mais limitados, tendo sido obtidas apenas plantas com alterações genéticas presentes em parte das células.
Segundo a investigação, estes resultados mostram que a aplicação do SmartPE continua a depender da espécie vegetal e das características dos locais do genoma selecionados.
Potencial para o melhoramento vegetal
O estudo demonstra que o SmartPE pode aumentar a eficiência de técnicas de edição genética em diferentes plantas dicotiledóneas, incluindo culturas com importância agrícola, como o tomate, a soja e a colza.
A investigação permitiu também identificar formas de ajustar o sistema para melhorar os resultados, nomeadamente através da organização das alterações introduzidas nos RNAs-guia.
Apesar dos avanços, continuam a ser necessários estudos para avaliar a aplicação da tecnologia em diferentes culturas e melhorar a obtenção de alterações genéticas estáveis.
Os resultados apresentados dizem respeito à eficiência da edição genética e não incluem avaliações de produtividade, resistência a doenças ou comportamento agronómico das plantas modificadas.
O artigo foi publicado originalmente em Vida Rural.
