Cientistas localizam “zonas seguras” no DNA do milho e revolucionam a biotecnologia agrícola

Em meio aos desafios impostos pelas mudanças climáticas e pela crescente demanda por produtividade agrícola, o milho acaba de ganhar um aliado poderoso: o próprio DNA. Um novo estudo liderado por pesquisadores da Unidade Mista de Pesquisa em Genômica Aplicada a Mudanças Climáticas, o UMiP GenClima, em parceria com o Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética e a Embrapa Agricultura Digital, conseguiu identificar regiões específicas do genoma do milho capazes de receber genes de forma mais segura, estável e previsível. A descoberta muda o modo como plantas transgênicas podem ser desenvolvidas no futuro e aponta para uma biotecnologia mais eficiente e econômica.

O trabalho, publicado na revista científica Frontiers in Plant Science, apresenta uma análise detalhada das tecnologias mais avançadas para a inserção precisa de genes em plantas. Em vez de depender de métodos aleatórios, que ainda dominam grande parte da engenharia genética agrícola, os pesquisadores propõem uma estratégia baseada em “portos seguros genômicos”, regiões do DNA onde a inserção de um gene tende a ser mais estável, funcional e herdável ao longo das gerações.

Por que o local do gene faz toda a diferença

Na prática, a criação de uma planta transgênica ainda é, em muitos casos, um processo de tentativa e erro. O gene de interesse é inserido de forma aleatória no genoma, podendo cair em áreas instáveis ou sensíveis, o que compromete sua expressão e até sua permanência na planta ao longo do tempo. Além disso, as normas de biossegurança exigem que o transgene esteja presente em cópia única, íntegra e em uma região estável do DNA, algo difícil de garantir quando a inserção ocorre ao acaso.

Marcos Basso, biotecnologista do GCCRC e autor do estudo, explica que esse modelo tradicional gera um enorme desperdício de tempo e recursos. “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”, afirma. Dependendo do ponto em que o gene se integra, ele pode ser ativado demais, de menos ou até ser silenciado pelo próprio sistema da planta, inviabilizando sua função.

É justamente para resolver esse gargalo que entram em cena os chamados portos seguros genômicos, regiões intergênicas que oferecem um ambiente favorável para que o transgene se expresse de forma estável e previsível.

Portos seguros e precisão genética

A pesquisadora Juliana Yassitepe, da Embrapa Agricultura Digital e uma das autoras do estudo, destaca que a localização do gene é tão importante quanto o gene em si. “Ao colocar o transgene nestas regiões intergênicas seguras, o transgene será expresso e transmitido para as próximas gerações”, explica. Dessa forma, o número de plantas necessárias para selecionar uma linhagem de elite cai drasticamente, ao mesmo tempo em que aumentam a confiabilidade e a eficiência do processo.

Os impactos dessa mudança são expressivos. Segundo dados do próprio GCCRC, o desenvolvimento de uma linhagem comercial de milho transgênico pode levar hoje entre 11 e 13 anos, com investimentos que variam de US$ 50 milhões a US$ 136 milhões. Já com técnicas de inserção sítio-específica, que usam os portos seguros, esse processo pode ser reduzido a cerca de 10% do tempo, do custo e do esforço tradicional.

Do laboratório ao campo

O estudo também destaca iniciativas pioneiras da empresa Corteva Agriscience, que já identificou quatro portos seguros no genoma do milho. Inspirada por esses resultados, a equipe do GCCRC adaptou um software originalmente criado para leveduras e o aplicou ao DNA do milho, conseguindo mapear novos candidatos a regiões seguras por meio de análises bioinformáticas. Agora, os pesquisadores avançam para a etapa experimental, na qual esses pontos do genoma serão testados em laboratório.

No GCCRC, uma das primeiras aplicações práticas dessa tecnologia será a inserção de genes ligados à tolerância à seca, um dos maiores riscos à produção agrícola em um cenário de aquecimento global. Assim, ao dominar não apenas quais genes usar, mas também onde colocá-los, a biotecnologia dá um salto de precisão que pode redefinir o futuro do milho e de outras culturas estratégicas.