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Pesquisadores criam “dicionário” para genes bovinos

Publicado em 01 agosto 2019

Estudo deu os primeiros passos para a carne "sob medida" por meio da genética

Trabalho recente da equipe da pesquisadora Luciana Regitano, da Embrapa Pecuária Sudeste (SP), conseguiu melhorar a tradução do que está escrito no genoma do bovino, ou seja, relacionar genes às características que eles expressam, como maciez da carne, quantidade de gordura, etc. O genoma pode ser entendido como um livro que indica o que a célula precisa produzir. Até então, muitos genes não estavam decodificados, eram desconhecidos ou não se conhecia seu significado. Os resultados foram publicados na revista Nature.

Os dados obtidos permitirão diversos avanços que vão desde direcionar programas de melhoramento genético bovino até desenvolver animais que apresentem carnes sob medida com detalhes como maciez e sabor determinados.

O trabalho, conhecido como anotação funcional do genoma bovino, foi realizado pela bolsista de pós-doutorado Marcela Maria de Souza, orientada por Regitano. Ela construiu uma espécie de “dicionário” com todos os genes de bovinos que atuam como fatores de transcrição, ou seja, codificam proteínas que ativam ou bloqueiam as expressões de outros genes, o que também define como os efeitos desses genes vão “aparecer” na carne.

Antes desses resultados, a pesquisa recorria à anotação do material genético de outras espécies para traçar paralelos com os bovinos. Luciana Regitano conta que eram utilizados bancos de dados de humanos e camundongos. Relacionando esses resultados com outros resultados do projeto "Bases moleculares da qualidade da carne de bovinos da raça Nelore", financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), os estudos da Embrapa identificaram diferenças de expressão dos genes relacionadas a características de qualidade da carne.

A “tradução” dos genes bovinos

Para entender mais facilmente o significado da descoberta, a pesquisadora da Embrapa propõe a analogia de se imaginar o DNA como se fosse um livro. “Imagine que você tivesse que traduzir um livro de um idioma desconhecido para o seu. Há uma sequência de letras que são as bases. Determinadas letras podem representar genes ou não. O DNA do genoma do boi ainda não foi completamente traduzido, ou seja, boa parte ainda está em linguagem incompreensível”, explica. De acordo com ela, mesmo os “trechos sem genes” são considerados importantes, pois podem regular a função dos genes.

Atualmente, existe indicação de quais genes do boi podem ser fatores de transcrição (que codificam proteínas que regulam a expressão dos genes) e como vão produzir proteínas. Antes era feita a chamada predição in silico, (obtida em uma simulação computacional) com base em modelos conhecidos.

Marcela estudou esses genes e atualizou o “dicionário” de genes humanos que são fatores de transcrição. Com essa base, ela procurou correspondentes no boi. Para cada correspondente, buscou na literatura experimentos que confirmassem que esses genes codificam fatores de transcrição.

“Ainda há trechos desse livro em idioma incompreensível, mas ela traduziu, checou e verificou se aqueles correspondentes entre humanos e bovinos que têm evidência de serem fatores de transcrição são, de fato, como nos humanos”, detalha Luciana Reginato. “Procuramos, por exemplo, variações de DNA que são importantes para que o animal produza uma carne melhor e apresente maior eficiência do uso dos alimentos”, informa.

A pesquisa trabalha com um volume de dados gigantesco, o chamado big data. Um dos maiores desafios envolvidos é conseguir filtrar o que interessa e remover o que não interessa para cada estudo em particular. “Com a pesquisa da Marcela, conseguimos focalizar atenção nas partes mais interessantes. Queremos encontrar fatores que regulam a maciez e já temos o conjunto de dados mais importante para procurar essas variações”, informa Regitano.

“É como se tivéssemos que localizar uma pessoa em determinada cidade no mundo, mas não soubéssemos onde procurá-la. A pesquisa da Marcela indicou o continente, o país e o estado onde a cidade se localiza. Agora o caminho para localizar a pessoa está mais perto”, compara a cientista.

Pesquisa representa avanço para a raça Nelore

O trabalho de análise da expressão relacionada aos alelos (cada uma das formas possíveis do mesmo gene) foi projeto do doutorado de Marcela Maria de Souza, orientado pela pesquisadora Luciana Regitano, da Embrapa Pecuária Sudeste. “Conseguimos identificar alguns genes, já associados anteriormente a importantes características de produção animal, que apresentam a expressão majoritária de um ou outro alelo”, afirma Souza. Recentemente, ela foi contratada pela Universidade de Iowa (Uiowa), nos Estados Unidos, para onde se mudou no fim de 2018.

“O legal é que aproveitamos os dados já disponíveis gerados pelo projeto temático ‘Bases moleculares da qualidade da carne de bovinos da raça Nelore’, financiado pela Fapesp, para investigar a expressão alélica, um campo de pesquisa que está ganhando força recentemente. Ainda pouco se sabe em bovinos quando comparado a humanos e camundongos”, destaca a pesquisadora. De acordo com ela, o estudo conseguiu identificar genes com esse padrão em bovinos, mais especificamente em Nelore, que é a principal raça do rebanho brasileiro.

“A identificação de genes importantes para produção animal que apresentam expressão monoalélica, ou seja, apenas uma cópia é expressa, pode contribuir para aumentar a acurácia dos programas de melhoramento e o nosso trabalho é o primeiro a descrever vários genes com esse padrão na raça Nelore”, conclui.

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