Tecnologia de Minicromossomo – A Melhor Forma de Crescimento Sustentável no Rendimento das Culturas?

A agricultura como prática existe desde que a civilização humana surgiu. Ao longo desse tempo, novas tecnologias a enriqueceram periodicamente. Como resultado, agricultura se tornou mais eficiente, economizando tempo e custos. Essa evolução viu o trabalho humano ser substituído em grande parte, primeiro por animais e depois por máquinas. Nesta trajetória de crescimento, uma das adições mais recentes foi a tecnologia de Minicromossomo. 

O que é a Tecnologia de Minicromossomo?

Os minicromossomos são pequenas estruturas presentes dentro das células. Essas estruturas – embora pequenas em tamanho – podem armazenar grandes quantidades de informação por meio do material genético que mantêm. 

Essas pequenas estruturas são cruciais para os geneticistas agrícolas, pois podem ser usadas para melhorar plantas adicionando dezenas de características a elas. Por exemplo, podem tornar as plantas mais tolerantes à seca ou capazes de utilizar nitrogênio de forma mais eficiente. Curiosamente, embora tais modificações possam melhorar significativamente o rendimento, elas não alteram os genes da planta, resultando em maior aceitação por parte das autoridades regulatórias e dos agricultores. 

Embora analisemos em detalhes as características e especialidades da tecnologia de minicromossomo nos próximos segmentos, precisamos conhecer sua história para entender melhor seu propósito e objetivos. 

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A Gênese da Tecnologia de Minicromossomo em Resumo

A tecnologia de Minicromossomo, também conhecida como empilhamento de genes, surgiu a partir de uma descoberta de Daphne Preuss, uma das empreendedoras de alimentos e agricultura mais bem-sucedidas do mundo. 

Baseada em Sorrento, Maine, Estados Unidos, Daphne Preuss desempenhou várias funções ao longo de sua longa e ilustre carreira. De novembro de 2006 a dezembro de 2018, Preuss atuou como CEO da Chromatin Inc., também conhecida como Future Food.

De acordo com Gregory Copenhaver, que trabalhou no projeto de Preuss, onde ela originalmente trabalhava com Arabidopsis thaliana, uma pequena planta de mostarda: 

“Daphne encontrou uma mutação com características que nos permitiram desenvolver uma técnica de mapeamento genético para plantas. Ideamos uma técnica para identificar o centrômero, o ponto exato nos cromossomos que uma célula agarra quando precisa movê-los durante a divisão. Conseguimos descobrir como capturar o centrômero nós mesmos e usá-lo para trabalhar com outras plantas.”

Isso foi o que levou ao desenvolvimento da tecnologia de minicromossomo. Seguindo adiante, Copenhaver e Preuss fundaram a empresa Chromatin Inc. e licenciaram a tecnologia para a empresa. Esta é a breve história por trás da gênese da tecnologia de minicromossomo. 

Com essas informações em mãos, a próxima pergunta que surge naturalmente é por que a tecnologia de minicromossomo ganhou impulso. Devia haver outras pesquisas semelhantes realizadas na época que consideravam aproveitar a genética vegetal para melhorar o rendimento e o volume de produção das culturas. Copenhaver tinha uma resposta para isso. 

O que fez a Tecnologia de Minicromossomo se Destacar?

De acordo com Copenhaver, já se sabia como alterar plantas inserindo genes em seus cromossomos. No entanto, as tecnologias que existiam há décadas sofriam de aleatoriedade. Não havia garantia sobre qual seria o resultado. 

Mesmo que o gene pudesse ser inserido em um cromossomo existente, sua posição de inserção poderia afetar seu funcionamento. O processo também corria o risco de interromper outros genes durante a inserção. 

Essa incerteza fez com que os processos existentes se tornassem complicados e difíceis de executar. Após trabalhar com milhares de plantas, os pesquisadores só conseguiam sucesso em um número limitado de casos onde a alteração produzia os resultados desejados. 

A tecnologia de minicromossomo trouxe certeza ao processo. Segundo Copenhaver, o processo tornou mais “fácil transmitir características”. Tornou o novo melhoramento de plantas “mais rápido, melhor, mais barato e mais previsível”. 

Até Onde a Tecnologia de Minicromossomo Progrediu?

A pesquisa sobre a tecnologia de minicromossomo trouxe até agora muitas descobertas reveladoras. Por exemplo, os minicromossomos não possuem genes próprios. Essa característica – juntamente com seu pequeno tamanho – permite que os minicromossomos funcionem como super vetores para expressar genes estrangeiros. De forma vantajosa, nesse processo, eles interferem minimamente nos padrões de crescimento e desenvolvimento do hospedeiro. 

Os minicromossomos permanecem estáveis durante a mitose e a meiose. Essa propriedade ajuda os genes inseridos a se expressarem e transmitirem de célula para célula, de uma geração para a outra. Adicionar, excluir e substituir genes em minicromossomos é simples. Tudo o que se requer é um sistema SSR: Repetição Simples de Sequência. 

A tecnologia de minicromossomo – como está hoje – é útil para nossas práticas agrícolas de várias maneiras. Ela pode ajudar a desenvolver genes de plantas que são tolerantes a herbicidas e resistentes a pragas. 

• O primeiro tipo de gene facilita o controle de ervas daninhas. 
• O segundo tipo reduz a necessidade de pesticidas, diminuindo os custos agrícolas e tornando as culturas mais saudáveis. 

Além disso, essa tecnologia prepara o terreno para uma engenharia genética mais eficaz em culturas e plantas, de modo que seu rendimento aumente. Ela tem o potencial de ajudar a cultivar mais alimentos com a mesma quantidade de recursos naturais. 

O desenvolvimento de tecnologia de cromossomos artificiais e métodos eficazes de montagem de genes para direcionar e editar genomas de forma preditiva são possíveis ao inovar continuamente na tecnologia de minicromossomo. 

Mas por que precisamos aumentar o rendimento mantendo os custos e o uso de recursos iguais ou, preferencialmente, menores? Isso ocorre porque a população global está crescendo, e a terra cultivável que temos à disposição não pode ser aumentada. Esse descompasso entre oferta e demanda é onde tecnologias que aumentam o rendimento, como os minicromossomos, entram em ação. 

A Demanda Global por Alimentos Vai Aumentar

de acordo com o relatório resumido apresentado pela Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação, a população mundial poderia crescer mais de um terço, ou 2,3 bilhões de pessoas, entre 2009 e 2050. Isso levaria a uma enorme demanda por alimentos. 

Por exemplo, a demanda por cereais, tanto para consumo humano quanto para alimentação animal, poderia chegar a cerca de 3 bilhões de toneladas até 2050. O relatório também estima que alimentar uma população global de 9,1 bilhões de pessoas em 2050 exigiria um aumento na produção total de alimentos de quase 70% entre 2005/07 e 2050. Nos países em desenvolvimento, o crescimento deveria ser quase 100%. 

A FAO acredita que essas metas só podem ser alcançadas mediante a implantação de tecnologias que aumentam o rendimento. Ela afirma claramente que até 90% do crescimento na produção de culturas deve vir de rendimentos mais altos e maior intensidade de plantio, com o restante proveniente da expansão de terras. 

Embora melhorar a eficiência da produção agrícola e aumentar a taxa de rendimento seja uma realidade, também há a necessidade de tornar as culturas resistentes ao clima imprevisível, decorrente das mudanças climáticas ao redor do mundo. 

Já vimos que a tecnologia de minicromossomo ajuda na produção de culturas resistentes à seca. No entanto, para produzir essas culturas em maior escala, o mundo precisa de cada vez mais investimentos provenientes de governos e de grandes multinacionais. O bom é que esses exemplos já existem. 

Se seguirmos o rastro da Chromatin Inc. criada com sua descoberta, veremos que muitas grandes empresas globais demonstraram interesse em sua tecnologia por vários anos. Primeiro, analisaremos essas manifestações de interesse e, em seguida, aprofundaremos nas empresas para entender as soluções relevantes que elas podem ter nesse campo.  

• Em 2007, a Chromatin concedeu à Syngenta Biology Inc. uma licença não exclusiva para usar a tecnologia em milho e soja.
• Após a Syngenta, a empresa também firmou um acordo com a Dow AgroSciences para pesquisa sobre a combinação de sua tecnologia de minicromossomo com a tecnologia da Dow. 
• Também assinou um acordo com a Bayer Crop Science para usar a tecnologia em suas plantas de algodão. 

Agora analisaremos os desenvolvimentos relevantes de aumento de rendimento que essas três multinacionais realizaram com sucesso até então. 

1. Syngenta Biology Inc.

A Syngenta tem continuado a desenvolver culturas com tecnologias de características de sementes que são mais eficientes. O acelerador de conversão de características da Syngenta introduziu produtos de sementes de milho que utilizam tecnologias de ponta para estar prontos para o mercado rapidamente. 

Embora tenha continuado a assimilar tecnologias como o minicromossomo, tem trabalhado extensivamente para avançar nas áreas de biologia molecular, bioquímica, transformação de plantas e genômica aplicada. Seus produtos, como o Agrisure Artesian, Agrisure Duracade, Agrisure Viptera e Enogen, ofereceram soluções de tecnologia de sementes confiáveis para ajudar os agricultores a proteger seu rendimento de chuvas imprevisíveis e de insetos e pragas destrutivas.

Em 9 de novembro de 2023, o Grupo Syngenta anunciou seus resultados financeiros para os primeiros nove meses e o terceiro trimestre de 2023. As vendas nos primeiros nove meses de 2023 foram US$24,3 bilhões, uma queda de 6% em relação ao ano anterior. O EBITDA foi 22% menor comparado a 2022. 

2. Dow AgroSciences

A Dow Corporation possui uma variedade de soluções para culturas que incluem soluções para otimizar o crescimento das plantas enquanto minimizam o uso de recursos. A Dow garante que suas soluções para culturas ajudem a reduzir perdas protegendo as plantas de insetos, ervas daninhas e doenças. Também fornece uma distribuição eficiente de nutrientes e água, ao mesmo tempo que possibilita a síntese de pesticidas com blocos de construção confiáveis. 

A Dow publicou seus resultados do terceiro trimestre de 2023 em 24 de outubro de 2023. A empresa registrou vendas líquidas de US$10,7 bilhões, uma queda de 24% em relação ao período do ano anterior. O lucro por ação GAAP foi US$0,42, enquanto o lucro operacional por ação (EPS) foi US$0,48, comparado a US$1,11 no período do ano anterior e $0,75 no trimestre anterior.

3. Bayer Crop Science

A Bayer Crop Sciences, parte da Bayer Global, foca em inovações em torno de sementes, características e proteção de culturas. Suas inovações ajudaram seus cientistas de biotecnologia a fazer melhorias direcionadas no DNA das plantas. Suas soluções ajudam a controlar ervas daninhas por meio de tolerância integrada a herbicidas e ajudam os agricultores a preservar o potencial genético de suas sementes enquanto cultivam de forma mais eficiente com impacto ambiental substancialmente reduzido. 

Os benefícios da proteção de culturas, segundo a Bayer, são enormes. O mecanismo de proteção de culturas salvaguarda cerca de 30% dos rendimentos em todo o mundo, equivalente a 550 milhões de toneladas de alimentos que poderiam alimentar mais de 2 bilhões de pessoas. 

O espectro de soluções de proteção de culturas da Bayer inclui herbicidas, fungicidas e inseticidas. Todas as suas soluções são impulsionadas por química de ponta, inovações biológicas e insights de campo baseados em dados. A aplicação precisa de suas tecnologias resulta em sementes e características altamente avançadas. 

No ano financeiro de 2022, o Grupo Bayer registrou vendas grupais de 50,739 bilhões de euros, um aumento de 8,7% em termos ajustados de moeda e portfólio. O EBITDA antes de itens especiais aumentou 20,9% para 13,513 bilhões de euros.

O Futuro da Tecnologia de Minicromossomo

O crescimento populacional, o clima imprevisível e a falta de expansão da terra arável em todo o mundo são fatores que levam à necessidade de tecnologias de produção agrícola cada vez mais avançadas, como os minicromossomos. O aspecto mais promissor da tecnologia de minicromossomo é que ela abre caminho para o surgimento de cada vez mais tecnologias semelhantes. 

Pesquisas disponíveis mostram que mudanças genéticas eficientes podem ajudar uma planta a crescer melhor, mesmo em condições adversas ao seu redor. Os rendimentos de milho, por exemplo, aumentaram em 10%. Não só a produção aumentou, mas esses milhos se tornaram melhores, com maior tolerância à seca, maior teor de lisina e maior capacidade de produção de etanol. 

A engenharia genética, baseada em tecnologias como os minicromossomos, pode resistir ao míldio da batata enquanto reduz o uso de fungicidas químicos em até 90%. Não só a produção de batatas tem menos impacto ambiental agora, como o produto apresenta muito menos machucados e manchas pretas. A capacidade de armazenamento dessas batatas aumentou, e o menor uso de produtos químicos em sua produção as tornou menos nocivas à nossa saúde. 

Não apenas o milho e as batatas, mas a tecnologia de minicromossomo também continua aprimorando a produção de maçãs árticas, variedades de mamão no Havaí, abóboras de verão e abobrinhas. Ela ajudou a proteger as frutas do escurecimento, preservando seu valor nutricional e sabor. Provou ser eficaz contra o vírus do anel, o vírus do mosaico amarelo e muitas outras variedades igualmente nocivas. Também ajudou a desenvolver óleos de soja que contêm zero gordura trans, que são prejudiciais à saúde cardíaca. 

No geral, o crescente interesse em técnicas agrícolas inovadoras como os minicromossomos surge em um momento em que aumentar as taxas de rendimento das culturas é uma prioridade mundial, e isso de forma mais sustentável, com menor pegada de carbono. É aqui que a tecnologia de minicromossomo brilha mais intensamente, pois ajuda a alcançar ambos de maneira substancial. Portanto, pode-se esperar razoavelmente mais investimento e influxo de fundos de pesquisa nesse setor nos próximos dias. 

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