Genoma do algodão será estudado no espaço
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Imagem: Universidade Clemson
PESQUISA

Genoma do algodão será estudado no espaço

Iniciativa busca acelerar as edições gênicas e atribuir resistência a doenças e seca
Por: -Eliza Maliszewski

Uma aeronave pretende decolar em 21 de dezembro do Centro Espacial Kennedy da NASA, na Flórida, com destino à Estação Espacial Internacional (ISS). O objetivo é levar ao espaço uma pesquisa sobre regeneração de algodão, conduzida na Universidade norte-americana de Clemson. 

O projeto de pesquisa conduzido pelo pesquisador Chris Saski, intitulado "Desbloqueando o Genoma do Algodão para a Genética de Precisão" será conduzido em microgravidade com o objetivo de facilitar a capacidade de editar diretamente o genoma das variedades de algodão de elite, adicionando rapidamente traços como resistência à doença ou tolerância à seca sem a necessidade do longo processo de reprodução convencional, que pode levar mais de uma década.

"Conduzir esses experimentos em microgravidade nos dá um ambiente único para desembaraçar a genética da embriogênese somática — regenerando uma planta inteira de uma única célula— e acreditamos que podemos traduzir essa pesquisa em aplicação", disse ele.

"Esse projeto levará a uma nova compreensão dos genes envolvidos. Como entendemos agora, este programa genético está codificado em todos os genomas da cultura, mas é suprimido. Esta pesquisa poderia, em última análise, permitir-nos ligar este programa genético em outras culturas e ser capaz de fazer edição e engenharia de genomas mais facilmente e diretamente em variedades comerciais e, eventualmente, fornecer um caminho acelerado para alimentos, combustível e fibras para uma população crescente de pessoas na Terra."

Em linhas gerais, o projeto busca explorar o genoma do algodão e como ele reage em microgravidade e gravidade normal. Um dos colaboradores de Saski é Jeremy Schmutz, pesquisador do Instituto HudsonAlpha de Biotecnologia desde 2008, que disse que o projeto tem como objetivo entender como as células calus se dividem e se regeneram no espaço e como isso afeta a qualidade das células transformadas.

"Mostramos que o algodão tem muito pouca diversidade como espécie, o que limita muito as possibilidades de melhorar a sustentabilidade do algodão através de técnicas tradicionais de reprodução", destaca. "Acelerar a velocidade com que podemos transformar o algodão abre a capacidade de testar rapidamente genes ligados a traços benéficos e também fazer modificações direcionadas positivas em linhas importantes de algodão para os produtores dos EUA e para as muitas indústrias que dependem da produção de algodão de alta qualidade."

Microgravidade é a condição em que pessoas ou objetos parecem sem peso. As plantas evoluíram a uma força de 1g — a força da gravidade na Terra, responsável por coisas como manter nossos pés plantados firmemente no chão — mas sem essa força, ou em microgravidade, pode haver um efeito drástico na expressão genética.

"Nosso experimento visa compreender a arquitetura genética e a coordenação da embriogênese", disse ele. "A compreensão desse programa poderia facilitar a capacidade de editar diretamente o genoma do germoplasma de reprodução de elite, adicionando características como resistência a doenças ou tolerância à seca sem a necessidade do longo processo de reprodução convencional."

A ISS opera em órbita baixa da Terra  ou cerca de 200 a 250 milhas de altura. Nessa altura, a gravidade da Terra ainda é muito forte, assim uma pessoa que pesa 100 quilos no chão pesaria 90 quilos lá. Para efeitos desta pesquisa, no entanto, essa diferença entre 1g de força gravitacional e microgravidade pode ter um efeito significativo.

"A microgravidade é um ambiente diferente — é diferente da Terra. Plantas, por exemplo, foram adaptadas na atração gravitacional 1g da Terra. Agora vivemos em uma era em que temos capacidades tecnológicas sem precedentes, e podemos estudar coisas em ambientes adversos, como a microgravidade, para ajudar a entender a genética subjacente a certos programas ou traços de desenvolvimento", diz Saski.

O projeto de Saski representa a primeira vez que um experimento de cultura de tecidos vegetais será realizado em órbita no Advanced Plant Habitat da NASA, que foi projetado para fornecer iluminação com força solar para cultivar plantas como rabanetes, pimentas e tomates.

"A cultura do tecido vegetal requer níveis de luz 'diurnos' muito, muito baixos, apenas o suficiente para manter um ritmo circadiano na cultura e uma pequena fração do que o Plant Habitat foi projetado para produzir", disse Reed. "Para fornecer um nível de luz tão baixo, os engenheiros da Redwire desenvolveram uma tonalidade de sol elegantemente simples semelhante à que você encontraria em um viveiro de plantas terrestres."

 


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