Estudo sequencia primeiro genoma do cupuaçu

Por Victoria Rodrigues | Ilustração: Gabriela Cardoso 

Com o sabor levemente açucarado e toque simultâneo de notas ácidas, o cupuaçu vem conquistando o paladar de consumidores no mercado nacional e internacional. Sua natureza multifacetada possibilita uma variedade de combinações para o preparo de doces, compotas, bolos, sorvetes, mousses, tortas e muito mais. O fruto originário da Região Amazônica é considerado um dos principais impulsionadores da economia do Norte do país e, recentemente, teve o seu primeiro sequenciamento de genoma publicado no repositório bio.Rxiv.org e aceito no periódico científico GigaScience, da Universidade de Oxford. A pesquisa foi desenvolvida pelos professores Vinicius Abreu (Faculdade de Computação/UFPA) e Alessandro Varani (Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias/Unesp), em parceria com pesquisadores da Embrapa Amazônia Oriental e da Universidade de São Paulo.

O estudo foi realizado no âmbito do projeto Genoma e Transcriptoma do Theobroma grandiflorum (Cupuaçu): uma abordagem comparativa, evolutiva e funcional, que buscou sequenciar o genoma do fruto amazônico, compreender sua estrutura genômica, suas características evolutivas e as relações filogenéticas entre os grupos de organismos. Além desses objetivos, a pesquisa ainda procurou desvendar a evolução de famílias gênicas, que estão diretamente relacionadas à composição química dos frutos e aos mais variados mecanismos de defesa desenvolvidos pelas plantas.

“A montagem do primeiro genoma de uma planta da Amazônia, o cupuaçu, realizado 100% por pesquisadores brasileiros, apresenta um impacto significativo tanto para a comunidade científica quanto para o cidadão comum da região. Do ponto de vista da pesquisa, isso representa um avanço no entendimento da estrutura genética, das características evolutivas e das relações filogenéticas dentro da família Malvaceae, que inclui o cupuaçu. Para a população, o conhecimento gerado pelo sequenciamento do genoma do cupuaçu pode aumentar a resistência a doenças, melhorar o cultivo e o uso sustentável da planta, contribuindo, assim, para a bioeconomia da Amazônia”, afirma o pesquisador Alessandro Varani, da Unesp.

Pesquisadores utilizam tecnologia de ponta para atingir resultados

Inclinados a realizar a montagem do genoma do cupuaçu, os pesquisadores decidiram empregar ferramentas mais avançadas de sequenciamento genômico, como PacBio HiFi e a análise de interação cromatina-genoma, por meio da técnica Hi-C que, ao longo dos dois anos de pesquisa, possibilitou sequenciar a informação genética de ponta a ponta, formando um genoma completo.  Além dessas tecnologias, ainda foi utilizada a técnica Illumina NextSeq, uma ferramenta de sequenciamento de DNA e RNA que aplica tecnologia de próxima geração (NGS) para ler as sequências de nucleotídeos presentes em uma amostra biológica.

Entre as conclusões alcançadas, está a identificação de 31.381 genes, que revelaram uma alta similaridade do cupuaçu com o cacau, indicando 65% de sintenia gênica de uma história evolutiva conservada com variações genômicas únicas. Também foram detectados genes específicos relacionados às características dos frutos e sementes, e à resistência de doenças voltadas aos cupuaçuzeiros, como a vassoura de bruxa, uma das principais pragas que afetam o crescimento da espécie Theobroma grandiflorum.

Para os resultados, a pesquisa ainda contou com a colaboração do engenheiro agrônomo Rafael Moysés Alves, da Embrapa Amazônia Oriental, e do professor Antônio Figueira, do Centro de Energia Nuclear na Agricultura, da Universidade de São Paulo (Cena/USP). “Com o desenvolvimento do genoma do cupuaçuzeiro, o programa de melhoramento ganha uma ferramenta poderosa para a obtenção de cultivares mais produtivas, mais resistentes às pragas e doenças. Some-se a isso a redução de prazo para o desenvolvimento de uma nova variedade por um custo substancialmente menor, se comparado aos processos clássicos ora empregados”, destaca Alves.

Genoma do cupuaçu pode ser usado como referência em novas pesquisas

O impacto dos resultados publicados reflete não somente nas pesquisas na Amazônia, mas também no desenvolvimento científico brasileiro.  Ao apresentar um genoma de referência, a pesquisa proporciona uma base para novos estudos e medidas de conservação nessa área, contribuindo com a agenda da bioeconomia, isto é, mantendo a floresta em pé e, ao mesmo tempo, produtiva.

À vista desses efeitos, fica evidente que o primeiro sequenciamento de planta da Amazônia pode levar ao desenvolvimento de novas tecnologias e terapias baseadas no cupuaçu e em outras plantas, gerando um impacto expressivo na saúde e bem-estar de diversas populações. Assim, o estudo auxilia a conservação das espécies de cupuaçuzeiros, promovendo a economia ecológica e a sustentabilidade na agricultura.

“Em suma, o sequenciamento do genoma do cupuaçu representa não apenas um avanço científico, mas também uma oportunidade para impulsionar o desenvolvimento socioeconômico e sustentável da Amazônia, ao mesmo tempo em que valoriza e preserva sua extraordinária biodiversidade. Este avanço também destaca a capacidade científica e colaborativa do Brasil na liderança de projetos de sequenciamento genômico de plantas. Ao unir esforços de pesquisadores e instituições, podemos ampliar nosso entendimento da biodiversidade e promover a conservação de diversas espécies, como o cupuaçu”, conclui o pesquisador Vinicius Abreu, da Faculdade de Computação (ICEN/UFPA).

Sobre a pesquisa: O projeto de pesquisa Genoma e Transcriptoma do Theobroma grandiflorum (Cupuaçu): uma abordagem comparativa, evolutiva e funcional foi desenvolvido por Vinicius Abreu, da Faculdade de Computação/UFPA, e Alessandro Varani, da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias/ Unesp, no período de 2020 a 2023. O estudo contou com o apoio do Centro Paraense de Computação Distribuída de Alto Desempenho (CCAD/UFPA) e com a colaboração do engenheiro agrônomo Rafael Moysés Alves (Embrapa Amazônia Oriental) e do professor Antônio Figueira, do Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Universidade de São Paulo (Cena/USP).

Beira do Rio edição 171