Brasil avança na edição gênica de microrganismos para produção de bioinsumos

A edição gênica de microrganismos para uso na agropecuária, especialmente na fixação biológica de nitrogênio (FBN) e na produção de bioinsumos, vem ganhando espaço nas pesquisas da Embrapa. Os trabalhos se somam a outros estudos da Empresa nessa área, que incluem linhagens de soja mais tolerantes à seca, tomates menos suscetíveis ao ataque da mosca-branca, bovinos mais adaptados ao calor e peixes com características de interesse para a produção (saiba mais em quadro nesta matéria).

Segundo o pesquisador da Embrapa Soja (PR) Alexandre Nepomuceno, que também faz parte da Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio), hoje mais de 50% das submissões de edição gênica feitas ao colegiado estão relacionadas a microrganismos. Esse cenário acompanha uma tendência mundial de busca por tecnologias mais sustentáveis no campo, como os bioinsumos.

No Brasil, esse contexto é ainda mais relevante, uma vez que a FBN gera uma economia anual estimada em cerca de US$ 15,2 bilhões (aproximadamente R$ 38 bilhões a R$ 75 bilhões, dependendo da safra e da cotação dos fertilizantes) apenas para a cultura da soja. Sem falar que o País importa cerca de 85% de todos os fertilizantes que consome na agricultura. “Portanto, investir em estudos para aprimorar as bactérias já utilizadas nesse processo e ampliar o conhecimento para outras culturas agrícolas é uma prioridade”, como destaca Nepomuceno.

O que é edição gênica?

A edição gênica pode ser comparada à edição de um texto: permite localizar um trecho específico do DNA e fazer uma espécie de “corta e cola”, removendo, inserindo ou substituindo partes de sua sequência.

Uma das ferramentas mais utilizadas é o CRISPR-Cas9. Nesse sistema, um RNA-guia reconhece o trecho do DNA que se pretende modificar e conduz até ele a enzima Cas9, que funciona como uma “tesoura molecular”, fazendo o corte no ponto determinado. A partir daí, é possível realizar a alteração desejada.

Uma das pesquisas nesse sentido é a aplicação de edição gênica a bactérias diazotróficas associadas a gramíneas — microrganismos capazes de fixar nitrogênio. De acordo com o pesquisador da Embrapa Agrobiologia (RJ) Jean Araújo, os trabalhos ainda estão em fase inicial e buscam editar bactérias que já se relacionam com plantas para modificar a maneira como fixam e assimilam nitrogênio, buscando fazer com que uma parcela maior desse nitrogênio fique disponível à planta.

A estratégia atua em dois pontos do metabolismo bacteriano. Um deles é a modulação dos genes nifL e nifA, envolvidos na regulação da fixação biológica de nitrogênio. O outro é a redução da atividade da enzima glutamina sintetase, com o objetivo de aumentar o acúmulo e a liberação de amônia para a planta hospedeira.
A Embrapa Agrobiologia trabalha com quatro grupos de bactérias:

•    Azospirillum argentinense – braquiária.
•    Azospirillum baldaniorum– trigo.
•    Nitrospirillum viridazoti) e Gluconacetobacter diazotrophicus – cana-de-açúcar e outras plantas.
•    Azorhizophilus paspali — isolada do solo próximo às raízes da grama-batatais (Paspalum notatum).

Araujo explica que três das estirpes editadas — de Nitrospirillum viridazoti, Azospirillum argentinense e Azospirillum baldaniorum — estão em fase de caracterização em laboratório. Além dessas pesquisas, há grupos de outras unidades da Embrapa, como Semiárido (PE), Milho e Sorgo (MG) e Arroz e Feijão (GO), trabalhando para melhorar o desempenho de microrganismos em condições de campo. “Nossa expectativa é ampliar a competitividade deles na agropecuária, em diferentes culturas e em outras frentes, como o controle biológico de pragas e doenças e a tolerância a estresses climáticos, por exemplo, diz.

Outras pesquisas de edição gênica na Embrapa

Na Embrapa, a tecnologia já está sendo empregada em plantas, animais, peixes e microrganismos. Confira

Soja

Redução de fatores antinutricionais – A pesquisa utiliza CRISPR-Cas9 para inativar fatores da soja que dificultam a digestão de proteínas, buscando melhorar o aproveitamento nutricional do grão na alimentação animal. Em setembro de 2022, a linhagem editada recebeu parecer da CTNBio que a enquadrou como variedade convencional (não organismo geneticamente modificado – OGM). Desde então, vem sendo testada a campo em diferentes safras e locais do Paraná. Duzentos quilos de grãos foram enviados à Embrapa Suínos e Aves para os primeiros testes em animais.

Tolerância à seca – Outra frente de pesquisa utiliza edição gênica para desenvolver linhagens de soja mais tolerantes ao déficit hídrico. Uma delas foi considerada convencional pela CTNBio em março de 2023. Após duas safras de multiplicação de sementes, os testes em diferentes locais começaram na safra 2025/26. A equipe também estuda outros genes associados à resposta da planta à falta de água.

Óleo de melhor qualidade – Há ainda trabalhos para modificar a composição do óleo de soja. A intenção é obter características como alto teor de ácido oleico, alterações no ácido linolênico e baixo teor de ácido palmítico. As pesquisas já resultaram em linhagens com mais de 70% de ácido oleico e menos de 3% de ácido palmítico. A justificativa é tanto alimentar quanto industrial: maior estabilidade oxidativa, melhoria de propriedades nutricionais e funcionais, redução de ácidos graxos saturados e possibilidade de obtenção de matéria-prima com características interessantes para biodiesel.

Tomate:

Arquitetura da planta e mosca-branca – A Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (DF) desenvolveu linhagens com folhas e ramos mais eretos, o que dificulta o ataque da mosca-branca. A variedade não editada apresentou cerca de 2,5 vezes mais moscas do que as linhagens editadas. Esse foi o quarto produto da Empresa avaliado pela CTNBio como convencional, em fevereiro de 2026.

Bovinos

Black Angus mais tolerante ao calor – Na pecuária, a Embrapa Gado de Leite (MG) trabalha com a adaptação da Black Angus ao calor. Os cientistas se basearam em mutações no gene receptor da prolactina (PRLR) associadas ao fenótipo de pelo curto e liso em raças bovinas adaptadas a ambientes quentes, como Caracu, Carora e Limonero. Essa característica favorece a dissipação de calor corporal e foi empregada para gerar animais editados para pelo curto.

Peixes

Músculo, reprodução e espinhas: A Embrapa Pesca e Aquicultura (TO) criou, em 2023, um centro nacional dedicado à edição gênica em peixes. Entre os trabalhos desenvolvidos, estão: edição relacionada à miostatina em tilápia, ainda em andamento; pesquisas com pirapitinga envolvendo reprodução e esterilidade; e trabalho previsto para pacu, em 2027, visando à eliminação de espinhas intermusculares.

Regulamentação favorece diversificação

Um dos fatores que contribuem para ampliar o uso da edição gênica no Brasil é a regulamentação. Desde 2018, a Resolução Normativa nº 16 da CTNBio estabelece critérios para a avaliação de produtos obtidos por Técnicas Inovadoras de Melhoramento de Precisão (TIMP), entre elas a edição gênica. A análise é feita caso a caso e permite determinar se o produto final será ou não considerado um organismo geneticamente modificado (OGM).

Para Nepomuceno, a possibilidade de enquadramento de produtos editados como convencionais representa uma diferença importante em relação aos transgênicos. O pesquisador lembra que, em meados de 2014, o custo estimado para colocar uma planta transgênica no mercado chegava a cerca de US$ 130 milhões. Segundo ele, a complexidade regulatória e os custos envolvidos contribuíram para concentrar o desenvolvimento dessas tecnologias em poucas empresas, principalmente em grandes culturas e em um número restrito de características.

No caso da edição gênica, produtos considerados convencionais pela CTNBio podem ter custos regulatórios significativamente menores. Uma planta de cana-de-açúcar editada, desenvolvida pela Embrapa Agroenergia e considerada convencional pela Comissão em 2021, por exemplo, teve, segundo o pesquisador, custo zero de desregulamentação.

Esse cenário pode ampliar a participação de instituições e empresas de diferentes portes no desenvolvimento da tecnologia e favorecer pesquisas com maior diversidade de espécies e características de interesse. Entre os novos atores estão startups, que vêm estabelecendo parcerias com instituições de pesquisa, empresas agroindustriais e governos para desenvolver tecnologias e levá-las ao mercado.

 Propriedade intelectual ainda é desafio

Os custos regulatórios menores, porém, não eliminam outros desafios para que os resultados da edição gênica cheguem ao mercado. Embora os pesquisadores da Embrapa já dominem a tecnologia, Nepomuceno aponta questões relacionadas à propriedade intelectual e à chamada liberdade de operação (FTO, na sigla em inglês) entre os obstáculos à exploração comercial dos produtos desenvolvidos.

No caso do CRISPR-Cas9, o pesquisador destaca um cenário de patentes complexo, marcado por disputas e pela necessidade de licenciamento, o que pode elevar custos. Entre as alternativas estão outras ferramentas de edição, como Cas12a/Cpf1, MAD7, CLOVER e TAHITI, que podem reduzir a dependência da Cas9, embora também tenham questões próprias de propriedade intelectual a serem avaliadas.

P&D em debate

As apresentações aconteceram durante o evento virtual “P&D em debate”, promovido pela Embrapa, no dia 2 de setembro, que contou com a participação de mais de 430 pessoas

Além de Alexandre Nepomuceno e Jean Araújo, que atuou como moderador, o encontro teve como palestrantes a pesquisadora da Embrapa Suínos e Aves (SC) e presidente do portfólio de Biorrevolução, Mônica Ledur; o pesquisador da USP de Ribeirão Preto Tiago Campos; o pesquisador da Unicamp Marcelo Menossi e o analista da Diretoria de Inovação Social e Transferência de Tecnologia (DINT) Francisco Noé da Fonseca.

O diretor de Pesquisa e Desenvolvimento da Embrapa, Clenio Pillon, ressaltou a importância desse evento como espaço de troca de compartilhamentos e experiências científicas entre especialistas da Embrapa e instituições parceiras. Segundo ele, em 2025, o “P&D em debate” reuniu 1.248 participantes, em 2026, até o início de setembro, já contou com a participação de 1.857.

Segundo o diretor, a edição gênica é um tema de grande interesse para a ciência nacional e internacional, especialmente pelo seu potencial de acelerar o melhoramento genético de plantas, animais e microrganismos. “É um tema disruptivo e a Embrapa já tem resultados importantes, como os mencionados pelo pesquisador Alexandre Nepomuceno”, enfatizou.

Entretanto, lembrou que ainda existem obstáculos regulatórios e financeiros que dificultam a chegada das soluções desenvolvidas pela Empresa no mercado. Nesse sentido, o diretor propôs a criação de uma rede de pesquisa nacional com a presença de instituições parceiras dos setores público e privado para fortalecer as pesquisas e identificar alternativas capazes de acelerar a transferência de conhecimentos e tecnologias ao setor produtivo.

Fonte: Embrapa

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