{"id":67092,"date":"2017-06-08T11:00:46","date_gmt":"2017-06-08T14:00:46","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=67092"},"modified":"2017-06-08T08:31:19","modified_gmt":"2017-06-08T11:31:19","slug":"estudo-esclarece-o-processo-de-evolucao-do-genoma-da-cana-de-acucar","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/estudo-esclarece-o-processo-de-evolucao-do-genoma-da-cana-de-acucar\/","title":{"rendered":"Estudo esclarece o processo de evolu\u00e7\u00e3o do genoma da cana-de-a\u00e7\u00facar"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Com mais de 7 milh\u00f5es de hectares plantados e uma produ\u00e7\u00e3o anual de 480 milh\u00f5es de toneladas, o Brasil \u00e9 o maior produtor mundial de cana-de-a\u00e7\u00facar e l\u00edder em tecnologia de etanol, conforme informa\u00e7\u00f5es veiculadas pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecu\u00e1ria (Embrapa). No entanto, apesar da import\u00e2ncia do produto na economia brasileira e de todo o esfor\u00e7o de pesquisa j\u00e1 direcionado ao setor, a evolu\u00e7\u00e3o do genoma da cana-de-a\u00e7\u00facar constituiu, at\u00e9 recentemente, um tema pouco entendido. Um novo estudo veio trazer substantiva contribui\u00e7\u00e3o ao seu esclarecimento. Trata-se de \u201cAnalysis of three sugarcane homo\/homeologous regions suggests independent polyploidization events of Saccharum officinarum and Saccharum spontaneum\u201d,\u00a0publicado\u00a0em\u00a0Genome Biology and Evolution<\/i>.<\/p>\n

O estudo foi apoiado pela FAPESP por meio dos projetos de pesquisa \u201cVaria\u00e7\u00e3o al\u00e9lica em cana-de-a\u00e7\u00facar: quantifica\u00e7\u00e3o do polimorfismo de sequ\u00eancia\u201d e \u201cSugarcane genome sequence: plant transposable elements are active contributors to gene structure variation, regulation and function\u201d.<\/p>\n

Embora pare\u00e7a uma planta simples, a cana-de-a\u00e7\u00facar moderna possui um genoma extremamente complexo. \u201cO objetivo do estudo foi entender como esse genoma se constituiu e como ele funciona\u201d, disse\u00a0Mariane de Mendon\u00e7a Vilela, uma das primeiras autoras do artigo, \u00e0\u00a0Ag\u00eancia FAPESP.<\/p>\n

Uma das causas dessa complexidade gen\u00f4mica \u00e9 a tend\u00eancia da cana \u00e0 poliploidia \u2013 isto \u00e9, \u00e0 multiplica\u00e7\u00e3o de cromossomos hom\u00f3logos. \u201cO genoma da maioria dos organismos, inclusive do organismo humano, \u00e9 diploide, ou seja, apresenta duas c\u00f3pias para cada cromossomo \u2013 cada c\u00f3pia provida por um dos genitores. Por\u00e9m o g\u00eanero\u00a0Saccharum<\/i>, ao qual pertencem a cana-de-a\u00e7\u00facar moderna e suas esp\u00e9cies antecessoras, \u00e9 poliploide, com mais de duas c\u00f3pias de cada cromossomo. Na cana-de-a\u00e7\u00facar moderna, o n\u00famero de cromossomos hom\u00f3logos varia de oito a 14. E esse n\u00famero n\u00e3o \u00e9 o mesmo para todos os cromossomos, o que complica ainda mais o estudo deste genoma\u201d, afirmou Vilela.<\/p>\n

Al\u00e9m dessa causa, existe outra, decorrente da pr\u00f3pria hist\u00f3ria do desenvolvimento da cana. \u201cA cana-de-a\u00e7\u00facar moderna \u00e9 um produto da a\u00e7\u00e3o humana, resultante do cruzamento da\u00a0Saccharum officinarum<\/i>\u00a0com a\u00a0Saccharum spontaneum<\/i>, h\u00e1 pouco mais de um s\u00e9culo. O prop\u00f3sito desse cruzamento foi produzir uma planta capaz de reunir as maiores virtudes das duas esp\u00e9cies: a riqueza em a\u00e7\u00facar da\u00a0officinarum<\/i>\u00a0e a rusticidade da\u00a0spontaneum<\/i>\u201d, disse\u00a0Luiz Eduardo Vieira Del Bem, que partilhou com Vilela a primeira autoria do artigo.<\/p>\n

Depois desse primeiro cruzamento, para aumentar o teor de a\u00e7\u00facar, houve novos cruzamentos do h\u00edbrido com a\u00a0officinarum<\/i>, fazendo com que, gera\u00e7\u00e3o ap\u00f3s gera\u00e7\u00e3o, a frequ\u00eancia do genoma da\u00a0officinarum<\/i>\u00a0aumentasse em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 do genoma da spontaneum, chegando atualmente, segundo ele, \u00e0 propor\u00e7\u00e3o de 80% para 20%. \u201cUm \u2018efeito colateral\u2019 desses cruzamentos sucessivos foi que cromossomos das esp\u00e9cies parentais acabaram sendo perdidos e se recombinando entre si no processo, resultando da\u00ed uma complexidade gen\u00f4mica ainda maior\u201d, explicou Del Bem.<\/p>\n

Assim, entre variedades distintas da cana moderna, \u00e9 poss\u00edvel encontrar conte\u00fados cromoss\u00f4micos diferentes, de 80 a 120 cromossomos. Muitas vezes, essas variedades est\u00e3o plantadas a poucos metros de dist\u00e2ncia, uma de um lado e a outra do outro lado da estrada que atravessa os canaviais.<\/p>\n

O vegetal mais pr\u00f3ximo da cana \u00e9 o sorgo. Os dois g\u00eaneros se separaram em uma \u00e9poca compreendida no intervalo de 7 milh\u00f5es a 9 milh\u00f5es de anos atr\u00e1s \u2013 mais ou menos o mesmo per\u00edodo no qual o g\u00eanero\u00a0Homo<\/i>, ao qual pertence o homem moderno, se separou do g\u00eanero Pan, ao qual pertence o chimpanz\u00e9. Assim como o homem, o sorgo \u00e9 diploide, ao passo que o g\u00eanero\u00a0Saccharum<\/i>\u00a0desenvolveu a j\u00e1 mencionada propens\u00e3o \u00e0 poliploidia \u2013 que pode ocorrer tanto nos cruzamentos de uma esp\u00e9cie com outra quanto nos cruzamentos dentro de cada esp\u00e9cie.<\/p>\n

\u201cO que n\u00f3s conseguimos descobrir em nosso estudo foi que ocorreram pelo menos duas rodadas de autoduplica\u00e7\u00e3o cromoss\u00f4mica na esp\u00e9cie\u00a0officinarum<\/i>\u00a0depois que ela se diferenciou da esp\u00e9cie spontaneum, entre 2,5 e 3,5 milh\u00f5es de anos atr\u00e1s, e antes que as duas esp\u00e9cies fossem cruzadas pelo homem, h\u00e1 pouco mais de um s\u00e9culo. No caso da esp\u00e9cie\u00a0spontaneum<\/i>, o cen\u00e1rio \u00e9 mais complicado, porque o n\u00famero de cromossomos \u00e9 muito vari\u00e1vel. Mas tamb\u00e9m descobrimos que ocorreram autoduplica\u00e7\u00f5es no mesmo per\u00edodo\u201d, relatou o pesquisador.<\/p>\n

Uma das linhas de investiga\u00e7\u00e3o do estudo foi entender como o genoma se organiza para acomodar e harmonizar essas multiplica\u00e7\u00f5es de cromossomos hom\u00f3logos. \u201cQuando o n\u00famero de cromossomos aumenta, o n\u00famero de genes aumenta proporcionalmente. Quais os mecanismos desenvolvidos pela planta para integrar e estabilizar essa grande quantidade de genes? Esta foi a pergunta que orientou essa linha espec\u00edfica de investiga\u00e7\u00e3o\u201d, disse Vilela.<\/p>\n

\u201cAlguns genes, especialmente os de regula\u00e7\u00e3o, que controlam, por exemplo, o momento de florescimento da planta, ou a resposta da planta ao estresse ambiental, precisam ter uma express\u00e3o muito fina, muito bem definida, sen\u00e3o acabam causando mais danos do que benef\u00edcios. E realmente nosso estudo confirmou isso. Observamos que, apesar de a cana-de-a\u00e7\u00facar ter, no m\u00ednimo, oito c\u00f3pias de cada cromossomo, nem todas elas se encontram ativas ao mesmo tempo. Essa \u00e9 uma informa\u00e7\u00e3o que poder\u00e1, eventualmente, ser utilizada em alguma aplica\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica futura\u201d, sublinhou a pesquisadora.<\/p>\n

As data\u00e7\u00f5es obtidas pelo estudo, revelando que as autoduplica\u00e7\u00f5es cromoss\u00f4micas das esp\u00e9cies genitoras ocorreram depois de sua diferencia\u00e7\u00e3o, entre 2,5 e 3,5 milh\u00f5es de anos atr\u00e1s, basearam-se na chamada \u201cteoria do rel\u00f3gio molecular\u201d. Del Bem explicou, em linhas gerais, o procedimento.<\/p>\n

\u201cNo c\u00f3digo gen\u00e9tico, existem v\u00e1rias trincas de nucleot\u00eddeos que codificam amino\u00e1cidos. H\u00e1 64 trincas poss\u00edveis, mas apenas 20 amino\u00e1cidos. Conclui-se, ent\u00e3o, que existem muta\u00e7\u00f5es que n\u00e3o afetam a fun\u00e7\u00e3o. A base muda, mas o amino\u00e1cido codificado \u00e9 o mesmo, porque trincas diferentes produzem amino\u00e1cidos iguais. Essas muta\u00e7\u00f5es s\u00e3o denominadas \u2018substitui\u00e7\u00f5es sin\u00f4nimas\u2019. A sele\u00e7\u00e3o natural \u00e9 incapaz de \u2018enxerg\u00e1-las\u2019, porque sua ocorr\u00eancia n\u00e3o altera a prote\u00edna. Assim, a sele\u00e7\u00e3o natural nem determina que aumentem de frequ\u00eancia por serem ben\u00e9ficas, nem que sejam descartadas por serem prejudiciais. Essas substitui\u00e7\u00f5es, que ficam flutuando em frequ\u00eancia nas popula\u00e7\u00f5es, constituem o \u2018tique-taque\u2019 do \u2018rel\u00f3gio molecular\u2019. Baseados na taxa de muta\u00e7\u00e3o em gram\u00edneas, que j\u00e1 havia sido determinada experimentalmente, e na compara\u00e7\u00e3o das sequ\u00eancias das regi\u00f5es gen\u00f4micas hom\u00f3logas que analisamos, conseguimos calcular o n\u00famero de gera\u00e7\u00f5es em que se duplicaram; e, por decorr\u00eancia, o intervalo de tempo das duplica\u00e7\u00f5es cromoss\u00f4micas\u201d, resumiu.<\/p>\n

\u201cNossas conclus\u00f5es basearam-se na an\u00e1lise de tr\u00eas genes que \u2013 temos quase certeza \u2013 s\u00e3o \u00fanicos, com apenas uma c\u00f3pia nos genomas das gram\u00edneas em geral. Um deles \u00e9 a quinase TOR, que controla o crescimento em resposta \u00e0 nutri\u00e7\u00e3o. Outro \u00e9 o gene Leafy, que controla o florescimento. E o terceiro \u00e9 o fitocromo C, que controla a fotorrecep\u00e7\u00e3o. S\u00e3o tr\u00eas genes cruciais para o desenvolvimento da planta. E que, exatamente por isso, precisam ser regulados de maneira fina no genoma\u201d, comentou o professor\u00a0Michel Vincentz, do Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (IB-Unicamp), que coordenou o estudo e tamb\u00e9m assina o artigo publicado em\u00a0Genome Biology and Evolution<\/i>.<\/p>\n

\u201cA grande surpresa foi descobrir que, devido ao complexo processo de autopoliploidiza\u00e7\u00e3o das esp\u00e9cies precursoras, genes hom\u00f3logos passaram a se expressar de maneira diferente. \u00c9 um resultado novo na literatura que mostra que a complexidade do genoma da cana \u00e9 muito maior do que imagin\u00e1vamos. Parece que, em algum momento da evolu\u00e7\u00e3o desse genoma, houve uma invas\u00e3o dos loci cromoss\u00f4micos por transposons [sequ\u00eancias de DNA capazes de se movimentar de uma regi\u00e3o para outra do genoma]. E, quando o transposon se insere em um\u00a0locus<\/i>, ele muda a express\u00e3o desse\u00a0locus<\/i>\u201d, concluiu o coordenador.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Com mais de 7 milh\u00f5es de hectares plantados e uma produ\u00e7\u00e3o anual de 480 milh\u00f5es<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":67093,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[],"tags":[],"uagb_featured_image_src":{"full":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/cana-1.jpg",415,265,false],"thumbnail":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/cana-1-150x150.jpg",150,150,true],"medium":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/cana-1-300x192.jpg",300,192,true],"medium_large":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/cana-1.jpg",415,265,false],"large":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/cana-1.jpg",415,265,false],"1536x1536":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/cana-1.jpg",415,265,false],"2048x2048":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/cana-1.jpg",415,265,false],"cream-magazine-thumbnail-2":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/cana-1.jpg",415,265,false],"cream-magazine-thumbnail-3":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/cana-1.jpg",415,265,false],"cream-magazine-thumbnail-4":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/cana-1.jpg",415,265,false]},"uagb_author_info":{"display_name":"","author_link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/author\/"},"uagb_comment_info":0,"uagb_excerpt":"Com mais de 7 milh\u00f5es de hectares plantados e uma produ\u00e7\u00e3o anual de 480 milh\u00f5es","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/67092"}],"collection":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=67092"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/67092\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/media\/67093"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=67092"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=67092"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=67092"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}