Como a Edição de Genes Pode Preservar a Biodiversidade

Salvando Espécies da Extinção

Destruição de habitats, caça excessiva e outros danos ecológicos empurraram muitas espécies para a extinção, ou muito perto dela. É uma característica inerente do chamado “Antropoceno”, uma nova era geológica marcada pela dominação da humanidade sobre os ecossistemas da Terra.

Estratégias tradicionais de conservação, como reservas naturais, proteção de animais caçados e reprodução em zoológicos, ajudaram a salvar muitas espécies do abismo.

No entanto, essas estratégias focam na maior parte do tempo em salvar a espécie como um conceito geral, geralmente com apenas um conjunto limitado de indivíduos comparado à população natural anterior.

Isso pode de fato salvar uma espécie, mas ainda acarreta uma perda massiva de diversidade genética. Pode tornar a espécie salva mais vulnerável a ameaças futuras, como mudanças climáticas, destruição de habitats ou patógenos.

Uma alternativa emergente é a tecnologia de edição genômica, que modifica não apenas um gene, mas grandes trechos da genética de um indivíduo. Isso poderia ajudar a restaurar a diversidade genética em uma população cujo pool genético passou pelo gargalo de um evento de quase extinção.

Researchers at the University of East Anglia, University of Copenhagen, University of Kent, Mauritian Wildlife Foundation, Durrell Wildlife Conservation Trust, and the Colossal Foundation & Colossal Biosciences discussed the ethical, societal, and economic considerations of this technology in a publication in Nature Reviews Biodiversity¹, under the title “Genome engineering in biodiversity conservation and restoration”.

Gargalos Genéticos

Plants and animal populations are segmented into species, with a common definition being that species cannot interbreed with each other.

A genética de uma espécie, porém, não é um bloco homogêneo, com muitas variações genéticas sutis que levam a diferenças intraespécies em comportamentos, aparência, capacidade, tolerância a diversos estresses, resistência a doenças, etc.

Quando muitos dos indivíduos que formam a espécie são mortos ou deixam de se reproduzir, parte dessa diversidade genética pode ser perdida junto com esses indivíduos.

Isso cria o que os ecologistas chamam de gargalo genético, com muitas características sendo perdidas e não mais presentes nos membros sobreviventes da espécie.

Source: Naturalis Historia

Isso pode causar não apenas menor diversidade genética, mas também uma concentração maior de mutações nocivas, um fenômeno conhecido como erosão genômica. Se muito forte, a erosão genômica pode levar à extinção da espécie, independentemente de seu ambiente e dos recursos disponíveis.

Em casos menos extremos, a espécie sobrevivente pode permanecer geneticamente comprometida, com resiliência reduzida a ameaças futuras como novas doenças ou mudanças climáticas.

While these lost genes are now absent from living individuals, they can still be present in historical samples, biobanks, and related species.

Estudo de Caso: Erosão Genética no Pombo Rosa

An example of a species brought back from the edge of extinction is the Mauritian pink pigeon, a bird native to Mauritius Island in the Indian Ocean. From 10 surviving individuals, breeding in captivity and reintroduction to their natural habitat brought their numbers back to 600 birds.

Source: Genetic Engineering & Biotechnology News

Estudos genéticos desses pombos revelaram que a erosão genômica pode levar à extinção nos próximos 50‑100 anos. Sem outros indivíduos em cativeiro ou na natureza, isso significaria que os esforços para salvar essa espécie seriam, anteriormente, em última análise fúteis.

So new solutions are needed for the pink pigeon, as well as many other endangered species.

“To ensure the long-term survival of threatened species, we argue that it is essential to embrace new technological advances alongside traditional conservation approaches.”

Prof van Oosterhout – University of East Anglia

Encontrando os Genes Perdidos

A lot of biological material has been saved in museums and biological databanks, especially for species that have become extinct or are at risk of extinction in the past few decades, once the importance of DNA became better understood in the scientific community.

Isso significa que, embora o indivíduo que carregava essa diversidade genética possa ter morrido décadas ou até séculos atrás, seu legado genético ainda existe nas mãos dos mesmos humanos que causaram a perda desses genes.

Source: Stephen Turner

With genome analysis and gene editing becoming easier by the day, bringing back these important genes into the gene pool of endangered species is increasingly appealing.

“We’re facing the fastest environmental change in Earth’s history, and many species have lost the genetic variation needed to adapt and survive. Gene engineering provides a way to restore that variation.

Prof van Oosterhout – University of East Anglia

The research group outlined three main applications of the technology:

1. Restoring lost genetic variation. This can be done by bringing back through gene editing the genes present in a historical sample, but absent from the modern surviving population.
2. Improve adaptation. Genes known for being linked to traits like heat tolerance or pathogen resistance could be prioritized to improve a species’ survival rate and ability to adapt to its environment, especially in the wild.
3. Harmful Mutation Reduction. Targeted deletion of harmful mutations in the surviving population can increase survival, overall health, and reproduction rate for the long term. This can be especially important for individuals who will later be reintroduced to their natural habitat.

Riscos da Engenharia Genômica

The first risk is that the technology does not perform as intended. Notably, off-target genetic modifications can create extra-harmful mutations.

Foco excessivo em multiplicar a reprodução dos indivíduos modificados para espalhar o gene reintroduzido pode inadvertidamente levar a reduções adicionais na diversidade genética.

Recentemente, expressão ou efeitos inesperados dos genes reintroduzidos, especialmente quando apenas uma fração dos genes perdidos é reintroduzida, podem gerar novos traços indesejados que nunca estiveram presentes na espécie. Isso pode tanto degradar ainda mais a capacidade de sobrevivência da espécie ameaçada quanto causar danos ecológicos se introduzido no ecossistema mais amplo.

Por todas essas razões, os cientistas recomendam testes faseados, em pequena escala, e monitoramento rigoroso de longo prazo dos impactos evolutivos e ecológicos de qualquer projeto de engenharia genômica.

Another risk would be to adopt a “technology-first” mindset to conservation, while genetic interventions should only complement and not replace habitat restoration and traditional conservation actions.

“Genome editing is not a replacement for species protection and will never be a magical fix — its role must be carefully evaluated alongside established conservation strategies as part of a broader, integrated approach with species protection as a guiding principle.”

Associate Professor Hernán Morales of the Globe Institute.

Sinergia com “De-Extinção”

In the same way that genome engineering can introduce new genes into a population that has undergone a bottleneck, it could potentially reintroduce species that are entirely extinct. This is the concept called “de-extinction”.

A major supporter of this idea is the company Colossal. It notably recently made a major buzz in the news with its partial recreation of the dire wolf.

The next step for the company is recreating the woolly mammoth.

“The same technological advances that allow us to introduce genes of mammoths into the genome of an elephant can be harnessed to rescue species teetering on the brink of extinction.

It is our responsibility to reduce the extinction risk faced today by thousands of species.”

Dr Beth Shapiro, Chief Science Officer at Colossal Biosciences.

De-extinction usually involves creating embryos of the extinct species and having them carried to term by related species. Such cross-species surrogacy is currently already being deployed to save the white rhinoceros.

Potentially, the same method could also be used for endangered species in combination with genome engineering, resulting in the capacity to almost “mass produce” a population with more genetic diversity, in parallel to the protected natural individuals.

Overall, this idea is part of the broader impact that synthetic biology could have on conservation efforts.

Source: iScience

Investindo no Setor de Biotecnologia

Ginkgo Bioworks: Um Líder em Genômica de Conservação

The company is producing on-demand organisms for specific applications. It has diversified its applications widely with many research programs and partnerships:

• Cannabinoids
• produção de vacinas de mRNA e medicina de ácidos nucleicos
• Proteínas alimentares
• Produção de fertilizante biológico em parceria com a Bayer
• Micróbios programáveis para doenças intestinais
• Bioremediação de microplásticos
• Segurança biológica e detecção de patógenos
• Reciclagem de resíduos e contaminantes

It generates money by being first paid upfront for the development process and then through royalties on the finished product.

The company has been at the forefront of innovation in engineering new organisms and developing techniques for new animals and plants.

This puts it in a strong position to potentially contribute to conservation efforts and develop new methods for multiplying endangered species, not only of large animals but also plants and even microbiomes. It could be a key partner for public programs and private environmental NGOs to implement such strategies.

(We covered this company in further detail in a dedicated report explaining its history, unique technologies, and business model.)

Últimas Notícias e Desenvolvimentos das Ações da Ginkgo Bioworks (DNA)

Estudo Referenciado

^{1. Van Oosterhout, C., Supple, M.A., Morales, H.E. et al.  Genome engineering in biodiversity conservation and restoration. Nat. Rev. Biodivers. 18 julho de 2025. https://doi.org/10.1038/s44358-025-00065-6}