Novo estudo mostra que o CRISPR pode ser aplicado para produzir arroz biofortificado
Meta é facilitar a produção de variedades mais nutritivas de arroz.
Uma equipe de cientistas de plantas da Califórnia adotou uma abordagem CRISPR-Cas9 para desenvolver variedades mais nutritivas de arroz.
Sua pesquisa, publicada hoje na Nature Communications , demonstrou que o CRISPR-Cas9 pode ser usado com sucesso para biofortificar o arroz com carotenóide, um precursor da vitamina A nutriente essencial. Pesquisas anteriores demonstraram que a biofortificação do arroz pode ajudar a prevenir a cegueira, enfraquecer o sistema imunológico e outros problemas de saúde associados à deficiência de vitamina A, especialmente prevalente em crianças de países em desenvolvimento.
Pamela Ronald e Oliver Dong, um pós-doutorado no laboratório Ronald da Universidade da Califórnia, Davis, e membros do Instituto de Genômica Inovadora (IGI) em Berkeley. Outros colaboradores incluíram cientistas do Instituto Conjunto Genoma do Departamento de Energia e do Instituto Conjunto Bioenergia, ambos no norte da Califórnia.
A equipe de pesquisa usou o CRISPR-Cas9 para inserir fragmentos de DNA sem marcadores, ou cassetes, no genoma do arroz em dois locais-alvo. Embora outros pesquisadores do CRISPR tenham atingido inserções direcionadas nas plantas, eles usavam fragmentos de DNA relativamente pequenos, que restringiam a quantidade de informação genética que poderia ser introduzida no genoma. A equipe de Ronald inseriu uma fita de 5,2 kb com mais do dobro do tamanho das inserções direcionadas semelhantes anteriores, resultando em arroz enriquecido com carotenóide com grãos dourados.
O trabalho anterior de biofortificação no arroz baseou-se na transformação de plantas convencional baseada em bombardeio de agrobactérias ou partículas, que integra transgenes em locais aleatórios no genoma da planta. Isso pode atrapalhar a função do gene, algumas vezes resultando em rendimento reduzido.
Nessa nova abordagem, Ronald e sua equipe identificaram “portos seguros” genômicos que poderiam acomodar a inserção do cassete carotenóide sem interromper as características agronômicas desejáveis. Eles também demonstraram a falta de mutações fora do alvo nas plantas enriquecidas com carotenóides, como evidenciado pelo seqüenciamento de todo o genoma.
Os resultados sugerem que a edição do genoma CRISPR-Cas9 oferece uma estratégia promissora para fazer melhorias genéticas no arroz – um alimento básico para mais da metade da população mundial – e em outras culturas. O estudo também sugere que a inserção direcionada de genes poderia facilitar o empilhamento de vários genes com características desejadas em um local específico no genoma – um processo que atualmente é desafiador usando o melhoramento convencional de plantas.
