Quebra-cabeça genético

Quebra-cabeça genético

Falta pouco para a equipe do RioGene decifrar o primeiro DNA do Programa Genoma

Um grande quebra-cabeça genético  está  prestes  a ser concluído. Lançado em novembro de 2000, o Programa Genoma do Estado do Rio de Janeiro (RioGene) já completou 70% do trabalho de seqüenciamento do genoma da bactéria Gluconacetobacter diazotrophicus, responsável pela fixação do nitrogênio em culturas agrícolas, como a cana-de-açúcar, o café, a batata-doce, entre outras. O coordenador do programa RioGene, Paulo Ferreira, que também é professor do Departamento de Bioquímica Médica da UFRJ, garante que o fim da tarefa já tem data marcada: agosto de 2002. “Esperamos encerrar o projeto inteiro em março de 2003, quando teremos completado o seqüenciamento do DNA dessa bactéria.”

Mesmo diante de resultados tão animadores, os pesquisadores revelam que o maior desafio começa agora, na conclusão dos últimos 30%. “O seqüenciamento é uma tarefa repetitiva. Ele consiste na montagem diária de pedaços do DNA, como num grande quebra-cabeça. No começo tudo é novidade, mas à medida que se avança, aparecem pedaços repetidos”, explica Paulo Ferreira.

A bactéria Gluconacetobacter diazotrophicus tem o DNA formado por quatro bases representadas pelas letras A, C, G e T, que compõem um ciclo total de 4 milhões de bases. O objetivo do seqüenciamento é determinar a ordem dessas bases e detectar os trechos com descontinuidades. A equipe trabalha cerca de 500 bases em cada reação. Ao final, cada seqüência gera novas informações que são transferidas e armazenadas no Laboratório de Bioinformática. “No genoma, é como se você tivesse várias cópias de um mesmo quebra-cabeça, mas só quer montar um.”

Completar o seqüenciamento significa fechar os dados que vêm sendo coletados nessa etapa. Segundo o professor Paulo Ferreira, o genoma é uma informação contínua que não pode ser interrompida. “Quando completarmos o seqüenciamento, vamos analisar os dados no computador, verifi-car quais são as descontinuidades e decidir estratégias para terminar o ciclo. O passo seguinte é publicar os resultados e disponibilizar as informações para o público,” concluiu o coordenador.

Seqüenciamento da bactéria pode gerar economia de R$ 59 milhões por ano

Além de estabelecer no Rio de Janeiro uma rede de laboratórios com competência nas áreas de genômica, de biologia estrutural e de bioinformática e de propiciar a formação de recursos humanos nessas áreas, o Programa Genoma do Estado do Rio de Janeiro destaca-se por sua importância econômica. O se-qüenciamento do genoma da Gluconacetobacter diazotrophicus poderá resultar na economia de R$ 59 milhões no consumo de fertilizantes, devido ao alto potencial biofertilizante desse tipo de bactéria.

Segundo Paulo Ferreira, o programa propiciará vantagens à produção agrícola. “Aperfeiçoada, a bactéria poderá ser utilizada de forma a gerar aumento na produtividade”, explica o professor, que também destaca o caráter ecológico do RioGene: “A diminuição no emprego de adubos sintéticos nitrogenados na agricultura reduz o lançamento de resíduos químicos no meio ambiente, diminuindo a contaminação dos rios e galerias pluviais”, afirma.

De acordo com estudos desenvolvidos pelos grupos responsáveis pelo seqüenciamento, o potencial de fixação biológica de nitrogênio associado à cultura da cana-de-açúcar é de até 65% do nitrogênio total retirado por tonelada colhida. Portanto, uma redução de apenas 30% na quantidade de fertilizantes nitrogenados aplicados em toda a área cultivada com cana-de-açúcar no país (4 milhões de hectares) levará a uma economia de cerca de R$ 59 milhões anuais. O estudo revela, ainda, que bactérias endofíticas diazotróficas encontradas em plantas de sorgo, milho e outras espécies vegetais podem promover aumentos de produtividade em crescimento de grãos. Esses organismos têm, portanto, um enorme potencial como biofertilizantes, e estima-se que seu uso sistemático na agricultura brasileira pode representar uma economia anual da ordem de R$ 600 milhões em fertilizantes nitrogenados.

RioGene: uma empreitada científica conduzida por 52 pesquisadores

O programa RioGene está sendo desenvolvido por uma equipe de 52 pesquisadores, incluindo estudantes de pós-graduação e técnicos de laboratório, de instituições sediadas no estado: Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho e os Departamentos de Bioquímica Médica e Genética da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ); Centro Nacional de Agrobiologia da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa); Departamentos de Bioquímica, Biofísica e Genética da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj); Departamento de Entomologia e Fitopatologia da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ); e Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC).

O RioGene foi lançado, em novembro de 2000, durante as comemorações pelos 20 anos de atividades da Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ) e pelos 100 anos da Fiocruz. Segundo Paulo Ferreira, os recursos repassados pela FAPERJ ao programa foram utilizados na compra de reagentes e de equipamentos para modernizar os laboratórios envolvidos. No Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC), em Petrópolis, por exemplo, foi im-plantado um Centro de Bioinformática, onde estão sendo desenvolvidos sistemas automatizados para estoque e análise da informação biológica dos materiais genéticos.

Os interessados podem acompanhar os resultados do programa na Internet pelo endereço: www.riogene.lncc.br.

Apoio FAPERJ

Modalidade: Auxílio à Pesquisa (APQ1)

Valor: R$ 1.003.500,00

Ano: 2001