RNAi: a tecnologia que pode mudar a forma de controlar pragas, doenças e daninhas da agricultura

18825
Autor: Mallikarjuna et al, disponível em: https://www.frontiersin.org/files/Articles/232461/fphys-07-00553-HTML/image_m/fphys-07-00553-g001.jpg

Conversamos com o professor Moisés Zotti da Universidade Federal de Pelotas (UFPel), sobre a tecnologia de RNA de interferência, suas aplicações na agricultura, benefícios e possíveis riscos.

O Professor Moisés é atuante com os temas Entomologia Molecular, Biologia Molecular, Bioinformática e MIP, possui graduação em Engenharia Agronômica pela Universidade Federal de Pelotas (2005), post-doc (2012-2013) (Biotecnologia Celular e sistemas de screening), UGent.e UFPel.

Mais Soja (MS): Professor Moisés, do que se trata a tecnologia de RNA de interferência e quais são suas implicações na agricultura:

Moisés Zotti (MZ): RNA de interferência é um processo natural que ocorre em organismos eucariotos responsável pelo silenciamento de genes, ou seja, através deste mecanismo ocorre a inativação/bloqueio da expressão gênica. Desta forma, através da utilização desse mecanismo podemos induzir o silenciamento de genes em organismos que são pragas agrícolas, como por exemplo insetos e ácaros, fungos, nematoides, plantas daninhas, entre outros.

Diferentemente dos agrotóxicos convencionais como os inseticidas, fungicidas e herbicidas que atuam em proteínas, o RNAi atua a nível de RNA mensageiro (RNAm), impedindo a formação de proteínas (Figura Abaixo). A interrupção do fluxo da informação pela eliminação do RNA mensageiro traz inúmeras possibilidades para o desenvolvimento de estratégias de controle de pragas agrícolas, com alta eficiência e especificidade muito além das táticas usadas atualmente. Além disso, em populações de organismos-alvo resistentes a agrotóxicos por aumento da metabolização enzimática, o RNAi pode ser usado para restaurar a suscetibilidade através do silenciamento destas enzimas.

(MS) Como é realizada a aplicação da tecnologia RNA de interferência?

(MZ): Esta tecnologia pode ser aplicada basicamente de duas formas: 1) Plantas transgênicas expressando uma dupla fita de RNA (dsRNA), e ativando o mecanismo de RNAi. Desta forma, organismos fitofagos durante a herbívoria adquirem esta dsRNA levando-os a morte ou redução drástica no desempenho. 2) Métodos não transgênicos como a pulverização foliar direta de dsRNA (veja mais abaixo), ou ainda injeção de dsRNA em caules para o caso de culturas perenes como frutíferas, citros e café.

Outro método de aplicação da tecnologia no qual nosso grupo está trabalhando é o desenvolvimento de um sistema chamado Virus-induced gene silencing (VIGS). Através deste método, inicialmente identificamos no genoma ou transcriptoma da espécie de interesse a existência de vírus associados, preferencialmente não patogênicos. Este (s) vírus são modificados de modo a atuarem como vetores para a liberação de uma dsRNA específica para o inseto-praga de interesse. Como o vírus infecta e replica-se naturalmente na espécie alvo, uma vez que ocorra a inoculação, este vírus modificado produzirá a dsRNA específica continuamente. Tanto vírus que infectam plantas, como vírus que infectam insetos podem ser utilizados nesse sistema para controlar insetos-praga.

O uso de sistema VIGS baseado em vírus que infectam plantas é um método não-transgênico sendo a produção de dsRNA na planta inoculada apenas temporária. Já o sistema VIGS baseado em vírus que infectam insetos pode ser aplicado diretamente no inseto. Nesse sistema, por ser baseado em um vírus que naturalmente infecta e replica-se na espécie do inseto-alvo, ocorre uma dupla especificidade, a primeira seria relacionada ao vírus que já é altamente específico para o grupo (Exemplo: baculoviruses em lagartas) e a segunda ocorre devido a dsRNA introduzida, que é específica para o inseto-alvo. (https://doi.org/10.3389/fphys.2016.00553).

(MS): Quais são os benefícios que esta tecnologia pode trazer para a agricultura?

(MZ): O mecanismo de RNAi é ativado apenas se existir uma complementaridade entre a dsRNA e o RNA mensageiro, caso contrario não ocorrerá o silenciamento e o efeito desejado. Este fato faz com que produtos para o controle de pragas desenvolvidos com RNAi tenham alta seletividade e precisão, jamais alcançadas com moléculas pesticidas (agrotóxicos) e plantas Bt.

A alta especificidade alcançada através de RNAi é uma característica única desta tecnologia, podendo inclusive ser racionalizada para atuar apenas em grupos/Ordens de organismos como por exemplo hemípteros e/ou lepidópteros. Rotineiramente, profissionais referem-se ao mecanismo de ação quando o assunto é controle (Exemplo: Inibidoras da síntese de quitina, inibidores da enzima EPSPS). Entretendo, RNAi não se trata de um produto com um novo mecanismo de ação, vai além disso, pela sua versatilidade pode bloquear a expressão de qualquer proteína pela degradação do RNAm.

O RNAi é atraente pela possibilidade de ser adaptado a um problema específico, ao contrário dos agrotóxicos que matam organismos nocivos e benéficos similarmente.

(MS):  Como tu colocas em seu trabalho sobre RNAi, “A utilização de plantas de milho geneticamente modificadas contendo a tecnologia de RNAi para o controle de Diabrotica virgifera foi liberado no Canadá em 2016 e em junho de 2017 foi liberada nos Estados Unidos da América (EUA)” (confira o trabalho clicando aqui). Qual a importância disso para a agricultura mundial?

(MZ): A importância está na prova do conceito que RNAi pode ser utilizado no controle de insetos-praga em larga escala. A liberação nestes países coloca em cheque a performance desta tecnologia a campo, desta forma, passando pela provação inicial. Logo, o mesmo exemplo será visto no Brasil e em outros países, com RNAi fazendo parte do portfólio de estratégia de controle. Além disso, o exemplo bem sucedido para insetos-praga, logo será visto para outros insetos-praga, nematoides e doenças em plantas, como por exemplo, temos pesquisas em estágio avançado para o controle de ferrugem-da-soja (Phakopsora pachyrhizi) e percevejo-da-soja (Euschistus heros), ambos com uso de RNAi. Ou seja, casos de sucesso atraem outros casos de sucesso!

(MS):  Especificamente no Brasil, tem-se algo em andamento relativo à tecnologia na mesma linha ou para outras pragas?

(MZ): Sim, no Brasil é uma questão de tempo para grandes companhias obterem a liberação de RNAi via métodos transformativos (transgênicos) e não-transformativos. A grande questão é como seria a eficiência de RNAi elaborado para controle de Diabrotica virgifera em outras espécies de Diabrotica? Por exemplo Diabrotica speciosa que ocorre no Brasil. Lembra-se que o mecanismo de RNAi é “tailor-made”, ou seja customizado, o grau desta customização ditará o seu espectro de ação. Por exemplo, usando o caso de Diabrotica, poderíamos durante os estágios iniciais do desenvolvimento da tecnologia analisar o gene Snf7 (alvo do RNAi) em várias espécies do gênero Diabrotica. Assim, customizando a dsRNA para Snf7 podemos deixar o espectro restrito a apenas uma espécie, ou englobar mais de uma, ou várias, ou talvez todas analisadas. Pesquisadores brasileiros também desenvolvem trabalhos utilizando RNAi para controle de insetos, doenças de plantas, e supressão de resistência.

O Embrapa Cenargen desenvolve pesquisas para controle de viroses no feijoeiro e para o controle o bicudo-do-algodoeiro. O nosso grupo da UFPel (www.insects.agr.br), trabalha com RNAi para controle e supressão de resistência em Euschistus heros e controle de ferrugem-da-soja.

Esta foi a primeira parte da entrevista com o Professor Moisés Zotti, na segunda parte da entrevista será detalhado como é realizada a aplicação foliar, alvos, métodos de produção e possíveis riscos da tecnologia RNAi.

Quer saber mais sobre o tema, confira no site: www.insects.agr.br.

Elaboração: Elisa Campos, Equipe Mais Soja.

SEM COMENTÁRIO

DEIXE UMA RESPOSTA

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.