Evanildo da Silveira

Um gene identificado há mais de uma década em uma planta-modelo de laboratório acabou abrindo caminho para uma descoberta inesperada no tomate, uma das hortaliças mais consumidas do mundo. Pesquisadoras da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, da Universidade de São Paulo (Esalq-USP), do Instituto Max Planck de Fisiologia Molecular de Plantas, na Alemanha, e do Inrae Bordeaux, na França, utilizaram técnicas modernas de edição gênica para alterar a função do gene Samba em tomateiros. O resultado frustrou a expectativa inicial de obter frutos maiores, mas abriu uma frente inesperada para melhorar a qualidade nutricional e o sabor do alimento.

A história começou durante o pós-doutorado da bióloga Nubia Barbosa Eloy, na Bélgica. Na época, sua equipe investigava o gene Samba na planta Arabidopsis thaliana, amplamente utilizada como modelo em biologia vegetal. Pequena herbácea conhecida popularmente como arabeta, arabidopse-do-tale ou erva estrelada, a espécie revolucionou a pesquisa na área nas últimas décadas. “Descobrimos um gene do ciclo celular específico de plantas, que ainda não havia sido descrito na literatura”, diz Nubia. “Na planta-modelo, observamos um fenótipo bastante marcante, com aumento muito significativo de biomassa.”

A partir desses resultados, surgiu a ideia de transferir o conhecimento para uma cultura de interesse econômico. No caso do tomate, o projeto ganhou forma em 2019, com financiamento do programa Jovem Pesquisador da Fapesp. “O objetivo era traduzir o que havíamos aprendido na planta- modelo para o tomate, utilizando estratégias modernas de edição gênica, como a técnica CRISPR-Cas9”, diz Nubia.

Os experimentos conduzidos pela equipe da Esalq mostraram que a deleção do gene provocava aumento expressivo de biomassa – plantas maiores, com folhas, raízes e frutos mais desenvolvidos. O Samba, até então pouco explorado, revelou-se um regulador importante do ciclo celular em plantas. “Editamos geneticamente o gene Samba na espécie Solanum lycopersicum (tomate)”, detalha a pesquisadora. “Removemos o gene e analisamos o fenótipo resultante, observando como a ausência de sua expressão afetava o desenvolvimento e o crescimento da hortaliça.”

A engenheira agrônoma Perla Novais de Oliveira, primeira autora do artigo que reporta os resultados, explica que o foco central do trabalho, desenvolvido durante seu pós-doutorado na Esalq, era compreender o papel do Samba no desenvolvimento e na qualidade dos frutos. “Queríamos investigar como a perda de função do gene afeta o crescimento do fruto, sua morfologia e o acúmulo de açúcares e compostos antioxidantes”, afirma.

Foram geradas plantas geneticamente editadas em duas linhagens independentes. Em uma delas, o gene foi completamente inativado. Na outra, sua atividade foi reduzida para menos de 10% do observado em plantas não editadas. Após a edição, as pesquisadoras selecionaram plantas livres do gene e acompanharam detalhadamente seu desenvolvimento, analisando desde características morfológicas até os perfis metabólicos dos frutos.

Os resultados surpreenderam. Ao contrário do observado na Arabidopsis, as plantas de tomate editadas produziam frutos significativamente menores do que os da variedade selvagem. “Esperávamos obter frutos maiores”, admite Nubia. “No entanto, observamos o efeito oposto: plantas menores e frutos também menores em comparação com o controle.”

Apesar da frustração inicial, os achados trouxeram uma surpresa relevante. “As plantas editadas apresentaram frutos mais alongados e alterações na organização celular do pericarpo”, afirma Perla. “Do ponto de vista da qualidade, houve aumento significativo no teor de açúcares solúveis, com cerca de 20% a mais de sólidos solúveis em relação ao controle, além de maior acúmulo de flavonoides e outros compostos fenólicos com propriedades antioxidantes.”

Sob a perspectiva nutricional, os resultados são animadores. “Produzimos um tomate mais doce e mais nutritivo, com maior concentração de antioxidantes”, diz Nubia. Para Perla, o estudo demonstra que a modulação do gene Samba influencia diretamente características relacionadas ao sabor e ao valor nutricional do fruto.

Os resultados foram publicados na revista científica Plant Biotechnology Journal. As pesquisadoras ressaltam, porém, que o trabalho está longe de se encerrar. Ainda serão necessários estudos adicionais para avaliar o desempenho agronômico das plantas em campo, testar a estratégia em outras variedades e verificar a estabilidade das características ao longo das gerações.

Embora a tecnologia de edição gênica esteja consolidada do ponto de vista científico, sua aplicação comercial depende de investimentos e de etapas regulatórias. “A ferramenta já está pronta para uso”, afirma Nubia. “Os resultados demonstram que a estratégia funciona e é estável. O próximo passo envolve viabilizar a produção em maior escala, com validação em campo, multiplicação das linhagens e adequação às exigências regulatórias. Só então será possível transferir a tecnologia ao setor produtivo e torná-la acessível aos agricultores.”

O estudo abre caminho para o uso estratégico da edição gênica no melhoramento de hortaliças. “Os resultados indicam potencial para o desenvolvimento de cultivares com frutos mais doces e maior valor nutricional, sem a introdução de genes externos”, afirma Perla. “Isso pode beneficiar tanto os produtores, ao agregar valor ao produto, quanto os consumidores, ao oferecer tomates com melhor sabor e maior teor de compostos antioxidantes.”