Conhecer a genética de plantas ajuda cientistas a entender a resistência a determinados ambientes ou a vulnerabilidade a pragas. O estudo de anotação genômica gera informações biológicas sobre o DNA dos vegetais e podem servir de subsídio para pesquisas sobre melhoramento genético e resistência a doenças.

Recentemente, pesquisadores do campus Patos de Minas da Universidade Federal de Uberlândia (UFU), em parceria com pesquisadores da Universidade Federal de Lavras (UFLA), identificaram e caracterizaram os genes envolvidos no processamento da via de microRNAs de duas espécies de tomate. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista britânica Scientific Reports, do grupo Nature.

Mas afinal, o que são microRNAs? Qual a importância para a perpetuação e melhoramento de espécies? E por que os tomates?

MicroRNAs

Entre as siglas da genética, a mais conhecida é DNA, que significa ácido desoxirribonucleico e se refere ao material genético dos seres vivos. O DNA é composto por uma fita dupla de moléculas que contém as informações necessárias para regular o funcionamento e desenvolvimento dos organismos. O papel do DNA é armazenar as informações necessárias para a síntese de RNAs.  Essa outra sigla se refere ao ácido ribonucleico, composto por uma fita simples de moléculas.

Um dos tipos de RNA mais importantes são os RNA mensageiros (RNAm), que são responsáveis por carregar as informações do DNA para tradução de proteínas no nosso organismo. Mas existem outros tipos de RNA, como os microRNAs, estudados pelos cientistas da UFU Patos de Minas que não codificam proteínas, mas desempenham funções essenciais nos organismos. Os microRNAs são responsáveis por controlar diversos processos biológicos em plantas e animais, tais como diferenciação e crescimento de células, florescimento, fertilidade, defesa contra pragas/doenças e respostas ao estresse.

Os microRNAs são uma classe de pequenos RNAs, fita simples, com tamanho que varia de 18 a 25 nucleotídeos, conforme explica Thaís Cunha de Sousa Cardoso, uma das autora do estudo. O trabalho é parte das pesquisas de doutorado dela no Programa de Genética e Bioquímica da UFU, orientada pelo professor Matheus de Souza Gomes.

De acordo com a pesquisadora, esses pequenos RNAs controlam a expressão de genes que codificam proteínas e por isso, conhecer os microRNAs é muito importante para determinar quais vias metabólicas e quais funções daquele organismo poderão ser influenciadas.

Tomates

Os pesquisadores fizeram a identificação e a caracterização dos microRNAs em tomate cultivado (Solanum lycopersicum), que está entre os mais consumidos em todo o mundo, e do tomate selvagem (Solanum pennellii). Para isso, fizeram análises in silico, nome dado a simulações computacionais que modelam processos naturais ou de laboratório.

“Tomate cultivado é muito estudado por ser um fruto popular no Brasil. Nele são usados muitos agrotóxicos para combater o ataque de pragas. Já o tomate selvagem tem fruto pequeno que não tem valor de mercado. Ele tem muitas características no genoma que conferem resistência a pragas”, explica Thais Cardoso.

Essa diferença entre os dois tomates motivou os cientistas a estudá-los. É possível que, futuramente, informações detalhadas sobre microRNAs do tomate selvagem sejam usadas para melhorar o tomate cultivado, tão consumido por nós.

“Não se conheciam os microRNAs no genoma de tomate selvagem, por isso o estudo foi inédito. Assim, começamos uma discussão para ver o que tinha em uma espécie a não na outra”, afirma a pesquisadora.

O orientador do trabalho diz que a ideia de fazer estudos básicos sobre microRNAs é fundamental para conhecer as característica regulatórias do tomate selvagem que poderiam ser agregadas ao tomate cultivado. “Se ele adquire característica de resistência pode ter valor agregado no mercado. Este estudo abre uma avenida de oportunidades para que outros pesquisadores olhem e vejam quais aspectos do tomate selvagem podem ser usados para agregar valor ao tomate comercial”, pontua Matheus de Souza Gomes.

A expressão de diferentes genes nos tomates cultivado e selvagem ajuda a entender a relação entre genética e a resistência ou sobrevivência de cada espécie. Os frutos usados na pesquisa vieram de plantações do Centro de Desenvolvimento e Transferência de Tecnologia da UFLA, na Fazenda Palmital, em Ijaci, Sul de Minas.

Também participaram da pesquisa, que resultou no artigo publicado na Scientific Reports, Tamires Caixeta Alves, Douglas dos Reis Gomes Santana, Marcos de Souza Gomes, Peterson Elizandro Gandolfi e Laurence Rodrigues do Amaral, todos da UFU. O trabalho teve a colaboração dos professores Wilson Roberto Maluf, Luiz Antônio Gomes e Antônio Chalfu, da UFLA, além de cientistas da Universidade Federal de Tocantins (UFT). O estudo teve apoio das principais agências de fomento do país.

Anotação de genoma

Pesquisas como esta sobre microRNAs fazem parte de uma grande área de estudos que é a Bioinformática de pequenos RNAs. Desde 2012, o professor Matheus de Souza Gomes coordena estudos que usam ferramentas computacionais para anotação de genes. É um tipo de trabalho que ajuda a conhecer os genomas de planta e animais. Os especialistas se esforçam para aumentar o número de sequências anotadas e gerar dados científicos.

“A importância da anotação genômica é dar razão aos fragmentos de DNA sequenciados. Quando o genoma de uma espécie é sequenciado, há a geração de dados brutos, que ainda não têm sentido. Para dar significado a estas partes do genoma, é necessário processar os dados brutos usando ferramentas computacionais e gerando informações biológicas úteis, tais como posição de um gene que codifica uma proteína ou um microRNA envolvido no desenvolvimento de um órgão floral”, explica.

O professor destaca a importância de pesquisas como essas sendo desenvolvidas no interior do país. “As universidade e os centros de pesquisas no interior do país ajudam a disseminar a ciência formando recursos humanos qualificados e produzindo artigos científicos de alto impacto regional, nacional e internacional. Desenvolver pesquisa no interior do país faz com que o papel da universidade quebre o paradigma de que só se consegue fazer ciência e produzir boas publicações nos grandes centros”.