Finalmente o genoma do trigo foi decifrado

Mais de 200 cientistas de 73 instituições de pesquisa em 20 países se uniram para a árdua tarefa de descrever em detalhes o complexo genoma do trigo (gênero Triticum). Destrinchando todos os 21 cromossomos da espécie, o trabalho levou 13 anos para ser concluído e foi descrito recentemente em um estudo publicado na Science.

O trigo - em específico a espécie Triticum aestivum L. - é a mais importantes planta amplamente cultivada do planeta, fornecendo alimento para mais de 1/3 da população mundial e representando quase 20% do total de calorias e proteínas consumidas pelos humanos ao redor do globo, além de ser uma rica fonte de vitaminas e minerais. Para satisfazer as demandas de uma população de 9,6 bilhões de pessoas projetada para 2050, a produção de trigo precisa aumentar 1,6% ao ano. E, para preservar a biodiversidade, esse expressivo aumento de produtividade precisa ocorrer dentro das áreas hoje ocupadas pelo cultivo dessa planta, evitando desmatamento de novas áreas e uso abusivo de água.

No entanto, para que avanços nesse caminho de sustentabilidade e super-produtividade sejam alcançados, um grande compreendimento do genoma do trigo se torna necessário. E é aí onde morava o problema: o trigo vinha resistindo há vários anos ao esforço dos geneticistas de sequenciá-lo, criando um forte obstáculo para o emprego de tecnologias de manipulação genética para otimizar a produtividade e adaptabilidade dessa planta. Avanços na produtividade do trigo praticamente foram freados após as últimas grandes conquistas nesse sentido durante a Revolução Verde na década de 1960.

O motivo dessa estagnação se deve ao fato de que o genoma do trigo é um enorme híbrido de 3 sub-genomas, contendo mais de 15 bilhões de bases de DNA, englobando 6 cópias de cada cromossomo (hexaploide) e possuindo vários trechos de sequências repetitivas (>85%) difíceis de serem decifradas. Há milhares de anos, um híbrido natural surgiu entre duas espécies de gramíneas, dando origem a uma planta do trigo similar àquela que hoje usamos para fazer farinha. Porém, esse híbrido passou novamente por uma hibridização com uma terceira espécie, dessa vez via intervenção humana. Essa hibridização tripla resultou no trigo que hoje cultivamos (T. aestivum), associado a um DNA monstro 5 vezes maior do que o humano.

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O novo estudo conduzido pela colaboração internacional de cientistas - e liderado por pesquisadores da Universidade Estadual do Kansas, EUA - conseguiu detalhar 107891 genes constituindo os 21 cromossomos do T. aestivum, incluindo o contexto genômico das sequências regulatórias e mais de 4 milhões de marcadores moleculares. Isso permitiu a construção de um mapa ligando diversos genes a cada estágio de desenvolvimento dessa planta.

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O trabalho fez parte dos esforços do International Wheat Genome Sequencing Consortium, composto de 2400 membros de 68 países e representando um consórcio colaborativo e internacional estabelecido em 2005 por um grupo de produtores de trigo, cientistas botânicos e outros interessados públicos e privados. O objetivo do consórcio é realizar o mais detalhado sequenciamento e caracterização do genoma do trigo.

Os resultados do novo estudo já estão beneficiando projetos científicos ao redor de todo o mundo. Pesquisadores Britânicos já conseguiram aumentar o tamanho dos grãos de trigo em 20% no laboratório e pesquisadores na Noruega já estão com o foco em 365 genes codificantes do trigo associados com a produção de proteínas que estimulam respostas imunes no corpo humano, algo que pode dar origem a variações geneticamente manipuladas seguras para as pessoas alérgicas aos derivados dessa planta.

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Publicação do estudo: Science

Referências adicionais:
1. https://www.k-state.edu/media/newsreleases/2018-08/wheatgenome81618.html
2. http://www.sciencemag.org/news/2018/08/wheat-s-complex-genome-finally-deciphered-offering-hope-better-harvests-and