Pesquisadores da UFRGS modificam genes do arroz e aumentam teor de ferro para biofortificação alimentar
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O estudo, ainda em andamento, utiliza tecnologias avançadas para mapear a presença e a distribuição do nutriente nos grãos
(Por Amanda Veríssimo / Jornal da UFRGS) O arroz é plantado e consumido em todos os continentes, sendo a base da alimentação de pelo menos metade da população mundial. Esse alcance o torna estratégico quando se pensa em biofortificação – o aumento do teor de nutrientes nos alimentos. “Como costumo dizer aos meus alunos, temos um problema que afeta bilhões de pessoas – a deficiência de ferro – e um alimento consumido por bilhões – o arroz. Se conseguirmos aumentar o teor de ferro nesse alimento tão presente no dia a dia, podemos contribuir significativamente para enfrentar esse problema nutricional”, afirma o professor Felipe Ricachenevsky.
Para conectar essas duas realidades ele liderou, ao lado do também professor Felipe Maraschin, uma equipe de pesquisadores da UFRGS em um estudo que modificou genes do arroz responsáveis pelo transporte de ferro dentro da planta, aumentando significativamente a quantidade desse nutriente nos grãos.
O trabalho, realizado no Laboratório de Fisiologia Vegetal do Departamento de Botânica do Instituto de Biociências da UFRGS, ganhou destaque no Canadian Light Source, centro de investigação científica localizado em Saskatoon, no Canadá. Em colaboração com parceiros internacionais da Itália, Chile e Alemanha, assim como uma ampla participação de cientistas brasileiros, incluindo pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP), Universidade Federal de Pelotas (UFPel) e do Sirius/CNPEM (Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais), o estudo foi publicado no Journal of Experimental Botany, da Universidade de Oxford Press, Inglaterra, em abril deste ano.
Para entender como o ferro se distribui dentro da planta do arroz, os pesquisadores utilizaram uma tecnologia avançada de fluorescência de raio-x com radiação síncrotron. Segundo Ricachenevsky, a técnica permite mapear com alta precisão a localização de nutrientes como ferro, zinco e manganês nos tecidos vegetais. “A amostra fica a mais próxima do seu estado natural possível, e isso nos dá um acesso com altíssima resolução ao que está acontecendo lá dentro em termos de distribuição desses nutrientes”, explica. A visualização da localização desses elementos permite antecipar possíveis danos à planta e avaliar a disponibilidade desses nutrientes no grão para consumo.
A estratégia genética adotada pela equipe envolveu a modificação de dois “transportadores” de ferro localizados no vacúolo – estrutura celular responsável pelo armazenamento de substâncias. Segundo Maraschin, a escolha desses genes se baseou em estudos anteriores que já indicavam aumento de ferro quando cada um era inativado isoladamente. A pesquisa da UFRGS mostrou, porém, que a modificação de ambos os genes juntos produz efeito semelhante, mas com consequências adicionais.
Sem esses genes, o arroz perde a capacidade de armazenar o excesso de ferro em compartimentos seguros, tornando o acúmulo do mineral potencialmente tóxico em diferentes tecidos da planta – um problema ainda mais relevante em solos brasileiros, naturalmente ricos em ferro. Na prática, o ganho nutricional vem acompanhado de maior sensibilidade da planta ao mineral, o que pode afetar a produtividade do cultivo.
Para o pesquisador, isso não representa um impasse: “Chegar nessas informações é importante para sabermos como redirecionar a pesquisa e conseguir aumentar o teor de ferro na semente sem trazer esse demérito de suscetibilidade ao excesso do mineral. A pesquisa vai avançando dessa forma”.
Um outro achado foi a compreensão de que a maior parte do ferro presente na semente não vem de estoques internos, mas é absorvida diretamente pelas raízes e direcionada ao grão. A equipe comprovou isso utilizando um isótopo de ferro, permitindo rastrear o caminho do nutriente. Os resultados abrem perspectivas para aplicação da técnica em outros cereais. Como milho e cevada compartilham ancestralidade genética com o arroz, mecanismos semelhantes podem estar presentes nessas culturas. “É muito possível, e isso acontece com vários estudos na biologia, que aquilo que é observado numa espécie provavelmente é verdade em outra”, projeta Maraschin.
A condução de um estudo com essa complexidade dependeu de uma ampla rede de colaboração científica. De acordo com Ricachenevsky, parcerias são fundamentais para viabilizar análises que exigem diferentes especialidades e equipamentos. “Quando se tem uma boa pergunta científica, a tendência é encontrar pesquisadores dispostos a colaborar”, afirma. Essas colaborações também surgem da formação de estudantes de pós-graduação que frequentemente realizam estágios em outras instituições – no Brasil e no exterior. Foi o caso de Betina Benato, também autora do estudo publicado, que realizou parte da pesquisa durante um estágio de três meses na Itália.
Com resultados promissores, os pesquisadores destacam que a aplicação direta dessa tecnologia na produção de alimentos não é o objetivo imediato. O foco está na compreensão dos mecanismos biológicos envolvidos. “O que vamos gerar é conhecimento público, conhecimento publicado, que todos os pesquisadores do planeta, assim como empresas de desenvolvimento de sementes, sementes híbridas e novas variedades, podem se utilizar para auxiliar nas suas tomadas de decisão quando forem desenvolver novas variedades de arroz, de milho, de cevada e assim por diante”, explica Maraschin.
