Avanço científico: mitose em vez de meiose

Em um estudo pioneiro publicado na revista Nature Genetics, liderado por Charles Underwood do Instituto Max Planck de Pesquisa em Melhoramento de Plantas, uma nova técnica promete transformar a agricultura moderna. A pesquisa apresenta um sistema inovador que permite a criação de células sexuais clonais em tomateiros, possibilitando o design genômico direcionado da próxima geração de plantas.

Tradicionalmente, a geração de novas configurações genéticas em plantas ocorre através da meiose, um processo que embaralha o material genético e gera diversidade. No entanto, ao substituir a meiose pela mitose – um tipo de divisão celular mais simples – o sistema chamado MiMe (Mitosis instead of Meiosis) permite a produção de células sexuais que são cópias exatas da planta mãe.

Este método não só mantém as combinações genéticas ideais já existentes, como também evita a perda dessas combinações devido à recombinação e segregação genética típicas da reprodução sexual.

Utilizando o sistema MiMe, os cientistas conduziram cruzamentos em que o óvulo clonal de uma planta de tomate foi fertilizado pelo esperma clonal de outra, resultando em plantas que possuem o conjunto genético completo de ambos os pais, com um total de 48 cromossomos. Esse método assegura a transmissão das características favoráveis de ambas as linhagens parentais, consolidando-as em uma única planta de tomate.

O sistema não apenas se provou eficaz em tomates, mas também carrega potencial para ser adaptado em outras espécies, como batatas, a quinta cultura mais valiosa do mundo. Com isso, a técnica poderia beneficiar uma ampla gama de culturas agrícolas.

A criação de sementes híbridas é um processo custoso e trabalhoso que precisa ser repetido anualmente. A aplicação do sistema MiMe poderia reduzir drasticamente esses custos e esforços, permitindo a produção de sementes híbridas de maneira clonal.

Yazhong Wang, coautor do estudo, ressalta: "o sistema de tomate MiMe que estabelecemos também poderia ser usado como um componente da produção de sementes clonais -- apomixia sintética -- no futuro. Isso poderia reduzir massivamente o custo de produção de sementes híbridas”.

Charles Underwood expressa otimismo: "estamos realmente empolgados com a possibilidade de usar células sexuais clonais para realizar o design de genoma poliploide. Estamos convencidos de que isso permitirá aos criadores explorar ainda mais a heterose -- heterose progressiva encontrada em poliploides -- de maneira controlada."

O resumo do artigo tem a seguinte redação:

A heterose aumenta o rendimento das colheitas; no entanto, aproveitar a heterose progressiva adicional em poliplóides é um desafio para os criadores. Nós projetamos por bioengenharia um sistema de 'mitose em vez de meiose' (MiMe) que gera gametas clonais não reduzidos em três genótipos de tomate híbrido e o usamos para estabelecer o design do genoma poliplóide. Através da hibridização de híbridos MiMe, geramos plantas de ‘4 haplótipos’ que englobavam a genética completa de seus quatro avós consanguíneos, fornecendo um modelo para a exploração da poliploidia nas culturas.

O artigo completo pode ser lido em doi.org/10.1038/s41588-024-01750-6