quinta-feira, 31 de maio de 2012

Sequência genômica do tomate decodificada abrirá caminhos para culturas de alto rendimento

A sequência genômica do tomate foi decodificada por uma equipe internacional de cientistas, e foi publicada ontem no Nature. O tomate (Solanum lycopersicum) é um fruto cada vez mais popular, com 145,8 milhões de toneladas produzidas globalmente em 2010 e este trabalho abrirá caminhos para culturas de alto rendimento com bom sabor.

NATURE NEWS

Relatório da PG Economics evidencia benefícios das culturas GM nos últimos 15 anos

O sétimo relatório anual da consultoria PG Economics, que avaliou os resultados de 15 anos (1996 a 2010) da aplicação da biotecnologia na agricultura, apontou a contribuição consistente da tecnologia para o aumento do rendimento e da produtividade nas lavouras mundiais.
Para Graham Brookes, diretor da PG Economics, coautor do estudo, o meio ambiente é um dos principais beneficiados, especialmente em razão da redução na pulverização de defensivos e da adoção de sistemas de cultivo como o plantio direto, o que diminui inclusive as emissões de gases de efeito estufa.
Os principais resultados do estudo são:
  • O benefício econômico líquido em 2010 foi de US$ 14 bilhões, equivalente a um aumento médio de renda de US$ 100/hectare. Para o período de 15 anos (1996-2010), o ganho de renda mundial agrícola foi de US$ 78,4 bilhões;
  • A tecnologia de resistência a insetos (IR) usada em algodão e milho tem consistentemente propiciado maior aumento do rendimento agrícola, especialmente nos países em desenvolvimento (em destaque, Índia e China). O rendimento médio das variedades de algodão resistentes a insetos em 2010 foi de US$ 284/hectare; no caso do milho, US$ 89/hectares;
  • Do total de rendimento agrícola, 60% (US$ 46,8 bilhões) foi resultado da menor pressão de pragas e plantas daninhas e genética melhorada. Três quartos do ganho de produção veio de adoção de culturas IR e de variedades tolerantes a herbicida (TH);
  • A maior parte (55%) dos ganhos de renda agrícola em 2010 foi para os agricultores nos países em desenvolvimento, 90% dos quais em propriedades com poucos recursos e pequenas empresas. Cumulativamente (1996-2010), agricultores em países em desenvolvimento e desenvolvidos dividiram os ganhos;
  • Entre 1996 e 2010, a biotecnologia agrícola foi responsável por um adicional de 97,5 milhões de toneladas de soja e 159,4 milhões de toneladas de milho. A tecnologia também contribuiu para um acréscimo de 12,5 milhões de toneladas de algodão em pluma e 6,1 milhões de toneladas de canola;
  • Se a biotecnologia agrícola não estivesse disponível para os 15,4 milhões de agricultores que a utilizaram em 2010, manter os níveis globais de produção nesse ano teria exigido plantios adicionais de 5,1 milhões de hectares de soja, 5,6 milhões de hectares de milho, 3 milhões de hectares de algodão e 0,35 milhão de hectares de canola, o que equivaleria utilizar uma área total de 8,6% da terra arável nos Estados Unidos, 23% da terra arável no Brasil ou 25% da área cerealífera na União Europeia;
  • A biotecnologia agrícola contribuiu também para reduzir significativamente as emissões de gases de efeito estufa decorrentes de práticas agrícolas – resultado do uso de menos combustível nos maquinários agrícolas e do armazenamento de carbono adicional no solo, decorrente do plantio direto. Em 2010, a redução das emissões na atmosfera foi equivalente a 19,4 bilhões de quilos de dióxido de carbono, ou o correspondente à remoção de 8,6 milhões de carros das ruas por um ano;
  • Entre 1996 e 2010, a biotecnologia foi responsável pela redução da pulverização de pesticidas em 438 milhões de quilos (-8,6%). Essa quantidade é igual ao total de ingrediente ativo aplicado a culturas de grãos na União Europeia em um ano e meio. Como resultado, houve diminuição do impacto ambiental associado a herbicidas e inseticidas em 17,9%.

domingo, 27 de maio de 2012

Aprovado medicamento fabricado com cenoura transgênica


Cientistas israelenses conseguiram produzir um medicamento por meio de células de cenoura geneticamente modificadas (GM). O medicamento alivia os sintomas da doença de Gaucher, causadora de deficiência na produção da enzima glucocerebrosidase. Sem ela, ocorre o acúmulo de gordura em órgãos como o baço, fígado e rins, além do surgimento de infecções ósseas e anemia.
Para resolver este problema, os pesquisadores desenvolveram um método que permite fabricar esta enzima em células de cenoura GM. A substância quando aplicada nos portadores da doença, reduz a formação dos depósitos de gordura em até 40%.
Segundo a Administração de Drogas e Alimentos dos Estados Unidos (FDA), que aprovou o remédio no início do mês, cerca de seis mil norte-americanos sofrem com a doença de Gaucher atualmente.

Leia mais: Nature
CIB

sábado, 26 de maio de 2012

Arroz transgênico utilizado para nutrição e biocombustíveis

Uma equipe internacional de cientistas de Taiwan (National Chiayi University) e dos Estados Unidos (Pacific Northwest National Laboratory e Washington State University) relatam o desenvolvimento de plantas transgênicas de arroz que pode expressar altos níveis de enzimas celulolíticas em sua biomassa, sem prejudicar a planta no crescimento e desenvolvimento.

As enzimas celulolíticas (ou celulases) são comumente usados para converter moléculas de celulose na biomassa de plantas pré-tratadas em açúcares fermentáveis, que pode ser processado para produzir biocombustível etanol. "A enzima hidrolítica de celulose, β-1, 4-endoglucanase gene (E1), a partir da bactéria termófila cellulolyticus Acidothermus, foi superexpresso em arroz através daAgrobacterium em transformação mediada ".

Os pesquisadores foram capazes de obter 52 plantas transgênicas de seis linhas independentes que expressam as enzimas em níveis elevados, sem graves efeitos negativos sobre o desenvolvimento da planta. Algumas plantas transgênicas tem "uma estatura mais baixa e floresceu mais cedo do que o tipo selvagem". 
A enzima também foi demonstrado ser termoestável, com especificidade para o substrato alto para a celulose, e pode ser facilmente purificado por tratamento térmico simples. Quando a palha de arroz transgénico foi cultivado com o fluido gástrico de vaca durante uma hora a 39 ° C (e mais uma hora a 81 ° C), foi hidrolisado mais facilmente em comparação com a palha de arroz do tipo selvagem, produzindo 43% mais açúcares.

Os resultados do estudo sugerem que a planta do arroz transgênico pode ser utilizado como um "planta multi-funcional", onde os grãos podem servir de alimento, e da biomassa pode ser usado como uma matéria-prima para bioenergia eficaz, ou como uma fonte industrial de celulases.


Embrapa patenteia técnica que otimizará o desenvolvimento de plantas transgênicas

A Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – Embrapa, a partir de duas de suas 47 unidades – Recursos Genéticos e Biotecnologia e Café (ambas localizadas em Brasília, DF) – patenteou uma técnica que promete aprimorar e agilizar o desenvolvimento de plantas transgênicas no Brasil. A patente foi depositada no INPI – Instituto Nacional da Propriedade Industrial no dia 9 de abril de 2012 com o nome de "Composições e métodos para modificar a expressão de genes de interesse" e é resultado de um trabalho inovador liderado pela pesquisadora da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Juliana Dantas de Almeida, com a participação do chefe-geral da Unidade, Mauro Carneiro; da chefe do Departamento de Pesquisa & Desenvolvimento da Embrapa, Mirian Eira; dos também pesquisadores da Embrapa - Leila Barros, Alan Andrade, Michelle Cotta e Felipe Rodrigues - e Luiz Filipe Pereira, do Instituto Agronômico do Paraná (Iapar).

A técnica se baseia no estudo de uma parte do gene, denominada promotor, que é responsável pela definição de onde, quando e em que condições as características desejadas vão se manifestar na planta. O objetivo é selecionar os promotores de interesse e disponibilizá-los em um catálogo de promotores para as instituições de pesquisa brasileiras. "Essa técnica pode resultar em benefícios imediatos na geração de plantas transgênicas", explica a líder dos estudos, Juliana Dantas.

Hoje, para desenvolver uma planta transgênica os cientistas normalmente utilizam promotores constitutivos. Isso significa que o gene que foi inserido no transgênico vai se manifestar em todas as partes da planta, em todas as etapas do desenvolvimento e independentemente das condições externas. Nessa situação, a planta gasta energia produzindo excessivamente uma proteína que não é necessária na planta inteira e o tempo todo. A nova tecnologia permite que o gene que foi inserido, se expresse apenas no endosperma do fruto da planta transformada. No caso de o objetivo a ser atingido ser a obtenção de uma planta resistente a alguma praga, em que uma proteína tóxica ao inseto-alvo pode atingir populações de insetos benéficos, essa estratégia é bastante pertinente. A broca do café, por exemplo, é uma doença causada por um pequeno besouro que se instala justamente no grão do café para se reproduzir, comprometendo a produção. Um gene de resistência à broca pode ser comandado por um promotor específico de fruto como esse cujo pedido de patente acabou de ser depositado, e a proteína estará presente somente no grão. Populações de outros insetos que se alimentam nas folhas não seriam atingidas.

O objetivo a médio prazo, como afirma a pesquisadora, é chegar a um banco de promotores da Embrapa à disposição da ciência, o que ela acredita que deve acontecer em um período de aproximadamente cinco anos. "Esse banco, o qual será formado por promotores isolados e patenteados pela Embrapa, a partir de suas unidades distribuídas em todo o Brasil, vai garantir à Empresa independência tecnológica e agilidade no desenvolvimento de produtos geneticamente modificados", destaca Dantas, lembrando que o banco vai contar com promotores específicos para todas as partes das plantas (raiz, caule, fruto etc.) e também promotores que sejam induzidos por seca e aumento de temperatura, levando em consideração aplicações de interesse para a agricultura brasileira, como resistência a pragas, tolerância à seca, altas temperaturas, aumento do valor nutricional e melhoria em propriedades organolépticas (sabor, aroma, textura). Assim, o gene que for inserido, se expressará apenas quando e aonde for necessário.


Leia mais: Embrapa

terça-feira, 22 de maio de 2012

Seed Chipper prevê características das plantas antes de serem cultivadas

Novos desafios exigem o desenvolvimento de novas tecnologias. Diante da necessidade do aumento da capacidade e da rastreabilidade de análise genética de sementes de soja antes do plantio, o time de Melhoramento Genético de Soja da Monsanto do Brasil Ltda. comemora a chegada da Seed Chipper de Soja, amostrador não-destrutivo de tecido de semente, projetado e construído nos centros de pesquisa dos Estados Unidos e que está permitindo uma verdadeira revolução tecnológica na vida dos melhoristas.
A tecnologia da Seed Chipper de Soja permite aos melhoristas prever quais características as plantas terão antes mesmo de serem plantadas. Assim, eles podem realizar testes mais eficientes em campo a cada ano, contribuindo para a obtenção de sementes melhores em menos tempo. A máquina retira uma pequena porção da semente sem comprometer seu poder germinativo e, por meio dela, é que são feitas as análises genéticas. Com os resultados, o melhorista realiza uma seleção e leva a campo apenas as sementes que carregam os genes de interesse. As sementes que não apresentam genética competitiva são descartadas no processo. “Essa é uma verdadeira inovação da Monsanto, desenvolvida por nossos engenheiros. Foram mais de 10 pedidos de patentes apenas para esse equipamento”, afirma Seth Dobrin, líder dos laboratórios de Chipping e Genotipagem nos EUA e Brasil. A Monsanto já tem, hoje, Seed Chippers para milho, soja, trigo e algodão.

terça-feira, 15 de maio de 2012

Cientistas desvendam interação entre cana-de-açúcar, inseto e fungo


Um estudo realizado por pesquisadores revelou que o ataque da broca ( Diatraea saccharalis ), lagarta que é a principal praga da cana-de-açúcar, induz à ativação de um gene que codifica proteínas com forte atividade antifúngica.
O trabalho, que teve seus resultados publicados na revista Molecular Plant-Microbe Interactions, faz parte de um projeto de pesquisa sobre as interações entre plantas, microrganismos e insetos, conduzido no âmbito do Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN).
Participaram da pesquisa cientistas da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) da Universidade de São Paulo (USP), da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP, em Ribeirão Preto, da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), em Campinas (SP).
De acordo com um dos autores do artigo, Marcio Castro Silva-Filho, professor do Departamento de Genética da Esalq-USP, em estudos anteriores o grupo já havia mostrado que o ataque da broca desencadeava na planta a ativação de um gene que expressa a proteína conhecida como “sugarina”.
Supondo que a sugarina tivesse ação inseticida, os pesquisadores da Esalq patentearam o promotor do gene da sugarina, tendo em vista a aplicação em plantas geneticamente modificadas capazes de liberar as proteínas apenas quando a planta é atacada pelo inseto. No entanto, o grupo descobriu um fato intrigante: a sugarina não tinha efeito contra os insetos.
“Clonamos o gene da sugarina, fizemos sua introdução em um vetor fúngico para produzir a proteína em grande quantidade e testamos sua ação no inseto. Ficamos surpresos, pois a proteína não tinha qualquer efeito inseticida. Só então levantamos a hipótese de que talvez o gene fosse expresso para proteger a planta dos fungos que podem surgir após o ataque do inseto”, disse Silva-Filho à Agência FAPESP.

quinta-feira, 10 de maio de 2012

Cientistas chilenos desenvolvem plantas cítricas tolerantes a salinidade


Como resultado de mais de quatro anos de pesquisa, cientistas chilenos desenvolveram plantas cítricas geneticamente modificadas (GM) tolerantes à salinidade. O trabalho, liderado pelo professor Patricio Arce, da Universidade Católica do Chile, gerou em laboratório mais de 70 plantas resistentes à condição de alta salinidade, dentre as quais foram selecionadas as que possuem maior efetividade.
A segunda fase do projeto é a avaliação das variedades em campo. As experiências serão conduzidas no Vale do Copiapó e vão priorizar variedades de interesse comercial. Os testes serão efetuados em condições de biossegurança controlada, com autorização do Serviço de Agricultura e Pecuária do Chile. As avaliações periódicas levarão em conta o crescimento vegetativo, caracterização morfológica e ecofisiológica.
Outras instituições também participam do projeto: a Fundação para Desenvolvimento Frutícola (FDF), a Associação de Exportadores Frutícolas (ASOEX) e a empresa Unifrutti Traders Ltda.

CIB
PUC-Chile

terça-feira, 8 de maio de 2012

Pesquisadores do Brasil e dos EUA descrevem construção de biblioteca de variedade da planta produzida a partir da clonagem, em bactérias, de trechos de seu DNA

Uma ferramenta desenvolvida por um grupo de pesquisadores do Brasil e dos Estados Unidos deverá ajudar a comunidade científica a estudar inúmeros aspectos do complexo genoma da cana-de-açúcar.Um artigo publicado pelo grupo no veículo de acesso aberto Bio Med Central Research Notes descreveu a construção e sequenciamento da biblioteca de Cromossomo Artificial de Bactéria (BAC) de uma importante variedade comercial de cana-de-açúcar.
Participaram do estudo cientistas do Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG) e do Departamento de Genética e Evolução do Instituto de Biologia (IB) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), da Embrapa Informática na Agricultura e do Instituto de Genômica da Universidade do Arizona, em Tucson (Estados Unidos).
Segundo o autor principal do estudo, Paulo Arruda, professor do IB-Unicamp e coordenador do Laboratório de Estudo da Regulação da Expressão Gênica do CBMEG, o sequenciamento de um genoma complexo como o da cana-de-açúcar poderá ajudar a comunidade científica a identificar genes úteis e compará-los com os genomas de outras plantas.

Avanço nas tecnologias de produção de drogas e vacinas em células vegetais e sua aprovação pelo FDA


Technology developed by the biotech firm
Protalix Biotherapeutics has made it possible
to manufacture drugs inside plant cells.
It was midnight when an anxious Ari Zimran finally got the phone call for which he had been waiting. The news couldn’t have been better: the drug he had worked on for nearly a decade had just been approved by the US Food and Drug Administration (FDA).
Zimran, who heads the Gaucher Clinic in Jerusalem and is a member of the scientific advisory board at Protalix Biotherapeutics, a small biotechnology firm in Carmiel, Israel, was not the only one celebrating the company’s success last week. Biotechnologists around the world cheered, because Protalix’s Elelyso (taliglucerase alfa) is the first biological drug for human use that is manufactured inside modified plant cells.
“It’s a great day for plant-made pharmaceuticals,” says Scott Deeter, president of Ventria Bioscience, a biotech firm based in Fort Collins, Colorado. “This shows the triumph of innovators over the status quo, and that’s really very important.”
Drugs that are based on large biological molecules — known as biologics — have been produced inside genetically engineered animal cells, yeast and bacteria for more than two decades. Insulin has been made by genetically modified Escherichia coli bacteria since 1982, and by 2010, the global market for such therapies had reached about US$149 billion.
Since the early 1990s, some researchers have been developing plants that could act as cheaper factories for biologics. Plant-cell cultures are also attractive because they require less precise conditions for growth than animal cells. But efforts to exploit plants in this way have lagged, in part because companies and investors were wary of this unfamiliar production method.
Protalix was strategic in targeting a rare heritable disorder called Gaucher’s disease, because current means of producing treatments for it have fallen short. The disease is caused by an enzyme malfunction that results in the accumulation of fat in cells and organs, with symptoms ranging from bone deterioration to anaemia. Two existing drugs compensate for the enzyme deficiency, but they can cost up to $300,000 per year in the United States, and drug shortages in recent years have left some patients in need of hospital care.

Entrevista com Dr. Victor Ambros sobre miRNAs

Interessante entrevista com o Dr. Victor Ambros sobre miRNAs e sobre as pesquisas que seu laboratório realiza.

Dr. Victor Ambros received his Ph.D. from MIT in 1979 and now serves as a Professor of Genetics at Dartmouth Medical School. The goal of the Ambros laboratory is to further the understanding of the genetic and molecular mechanisms underlying the temporal control of development using C. elegans larva as a model.

The laboratory also uses Drosophila melanogaster to explore problems in developmental timing and the roles of microRNAs (miRNAs) in animal development.
Using genetic approaches they hope to determine the functions of the miRNAs, to identify potential antisense target mRNAs, and to characterize the consequences of their regulatory interactions.
Our interview with Dr. Ambros about miRNAs is below.