O que começou como um projeto de pesquisa japonês evoluiu para um empreendimento internacional de pesquisa que desenvolveu uma ferramenta essencial para o avanço da segunda “revolução verde”. Com participação de pesquisadores e recursos de vários países, o Projeto Internacional de Seqüenciamento do Genoma do Arroz (IRGSP) produziu em 2005 o “mapa” da composição genética do arroz. Esse mapa permitirá aos melhoristas acelerar seus programas de reprodução e desenvolver variedades mais resistentes de arroz e, aos agricultores, possibilitará aperfeiçoar seus métodos de plantio, além de expandir as temporadas de cultivo. Os cientistas puderam também utilizar o genoma completo do arroz para aprofundar seus estudos sobre outros cereais.

C. Robin Buell é pesquisadora associada do Instituto de Pesquisas Genômicas e participou do IRGSP.

 

Diz um antigo provérbio chinês que “bens preciosos não são pérolas e jade, mas os cinco grãos, dos quais o mais valioso é o arroz”. De fato, considerando o consumo diário mundial, o arroz é mais precioso do que as pérolas: cerca de 50% dos habitantes do planeta consomem arroz diariamente. Para grande parte dessas pessoas, esse cereal é a principal − e talvez a única − fonte calórica.

Poder produzir arroz em quantidade suficiente e rico em nutrientes é vital para satisfazer as necessidades da população mundial. Enquanto os processos convencionais de reprodução de plantas aumentaram significativamente a produção de arroz, esforços de colaboração internacional resultaram na melhor compreensão do genoma desse cereal com possibilidade para desenvolver variedades ainda mais produtivas e resistentes às doenças.

UMA SEGUNDA REVOLUÇÃO VERDE

Nos últimos 40 a 50 anos os cientistas conseguiram introduzir importantes melhorias na produtividade, na resistência às pragas e no conteúdo nutritivo do arroz e de outras culturas. Esses resultados foram possíveis graças à implementação de reproduções tradicionais envolvendo cruzamentos genéticos entre diversas variedades de plantas e seleção pelo melhorista da progênie mais desejável. Essa fase de melhoras na produção agrícola foi denominada Revolução Verde, e Norman Borlaug, importante geneticista, recebeu o prêmio Nobel da Paz em 1970 por suas realizações para melhorar a produção agrícola.

No entanto, no século 21, a crescente população mundial e a reduzida área para produção agrícola, apresentarão sérios desafios à capacidade do mundo de se alimentar. Como conseqüência, precisamos de uma segunda “revolução verde”.

Uma ferramenta que está sendo utilizada e pode fazer avançar a segunda revolução verde é a genômica, que implica na compreensão dos genes em um organismo e da maneira como atuam no crescimento e desenvolvimento desse organismo. A genômica passou por grande progresso há cerca de 10 anos quando pesquisadores do Instituto de Pesquisa Genômica dos Estados Unidos conseguiram determinar o seqüenciamento completo (mapa da composição genética) do microorganismo de vida livre Haemophilus influenzae, uma bactéria causadora da gripe. As técnicas desenvolvidas no Instituto estão sendo usadas para determinar a composição genética de todos os tipos de organismos, inclusive animais, plantas e fungos.

PROJETO DO GENOMA DO ARROZ

No início dos anos 1990, cientistas japoneses começaram a pesquisar o seqüenciamento do genoma do arroz. Em 1998, num esforço para acelerar esse trabalho e aproveitar conhecimento internacional, um grupo de cientistas de vários países, liderado por pesquisadores japoneses, deu início ao Projeto Internacional de Seqüenciamento do Genoma do Arroz. Com recursos de muitos países – entre eles: Japão, China, Coréia, Tailândia, Índia, França, Brasil, Taiwan e Estados Unidos – centenas de cientistas do mundo todo contribuíram para o seqüenciamento do genoma do arroz. A colaboração internacional possibilitou divisão de trabalho e distribuição de custos entre os participantes. Permitiu ainda a esses países ter participação definida no projeto e obter reconhecimento por completar o seqüenciamento de parte de um cromossomo ou de um inteiro. O projeto terminou em dezembro de 2004, e os resultados foram publicados em agosto de 2005.

O IRGSP identificou mais de 37 mil genes no genoma do arroz, mais do que o número existente no genoma humano. Análises de outras seqüências do genoma do arroz a partir da seqüência do IRGSP resultaram na identificação de mais de 80 mil novos marcadores genéticos – genes que produzem uma característica reconhecível – o que permitirá aos melhoristas acelerar seus programas de reprodução e desenvolver variedades de arroz mais resistentes.

Mesmo antes de o IRGSP concluir sua tarefa, os pesquisadores do projeto começaram a divulgar suas descobertas a cientistas do mundo todo para serem usadas em uma ampla gama de pesquisas biológicas sobre plantas. Uma das descobertas foi o gene fundamental que controla o período de floração do arroz. A duração do dia – as horas de luz versus escuridão que mudam conforme as estações – controla o momento em que plantas como o arroz florescem e, conseqüentemente, quando produzem sementes. Tendo identificado o mecanismo que controla o período de floração, os cientistas podem agora tentar desenvolver variedades de arroz que floresçam mais cedo na estação de plantio, expandindo, assim, a temporada de cultivo para os agricultores.

IMPLICAÇÕES MAIORES

Embora o arroz tenha papel significativo na agricultura mundial, para os cientistas a sua função é outra. É de conhecimento geral que os primatas, como os humanos e os chimpanzés, têm genes e genomas semelhantes. A mesma relação ocorre entre o arroz e seus parentes próximos – cereais como trigo, milho, cevada, aveia, sorgo e milho miúdo. Por razões técnicas e financeiras, apenas a seqüência completa do arroz está disponível. Mas, dado o estreito relacionamento entre os cereais, cientistas que trabalham com outros cereais estão utilizando o genoma completo do arroz para aprofundar seus estudos. Na verdade, os pesquisadores puderam usar a seqüência do genoma do arroz para identificar um dos principais genes da cevada envolvido na resistência ao patógeno fúngico responsável por uma doença conhecida como oídio.

Os benefícios do projeto do genoma do arroz são evidentes:

• À medida que se desenvolvam novas culturas e espécies mais resistentes e que aumentem os conhecimentos sobre a biologia vegetal básica, os países estarão em melhores condições para satisfazer as necessidades de uma população cada vez maior no século 21.

• O formato colaborativo do IRGSP comprova que a ciência pode avançar a passos largos quando especialistas do mundo todo têm acesso às respectivas pesquisas.

• O IRGSP mostrou que empreendimentos científicos de ponta não precisam envolver apenas países altamente desenvolvidos e que esforços colaborativos internacionais permitem às nações menos desenvolvidas adquirir tecnologias de última geração.

• A experiência do IRGSP provavelmente desencadeará novas tentativas com laços de colaboração mais fortes. Isso já começou com o Consórcio Internacional de Genômica Funcional do Arroz – uma colaboração entre cientistas internacionais para aprofundar a compreensão das funções dos mais de 37 mil genes do arroz com o objetivo de atender às crescentes necessidades de produção.

PARCERIAS PÚBLICO-PRIVADAS

A conclusão da missão do IRGSP foi um verdadeiro desafio, com obstáculos no meio do caminho. O maior problema enfrentado pelo IRGSP foram os esforços paralelos para seqüenciar o genoma do arroz, realizados por duas grandes empresas agrícolas internacionais, Monsanto e Syngenta, e por um centro de pesquisa chinês, o Instituto de Genômica de Pequim. O IRGSP subseqüentemente colaborou com a Syngenta e a Monsanto, estabelecendo uma parceria público-privada muito produtiva. Essa parceria incluiu dados do setor privado nos resultados da pesquisa pública.

Os benefícios compensaram em muito todos os problemas. Além de fornecer um recurso inestimável aos cientistas e agricultores do mundo, a conclusão bem-sucedida do IRGSP provou que colaborações internacionais no campo da ciência são produtivas e satisfazem objetivos que vão além de suas metas iniciais. Outros esforços científicos de grande monta devem certamente considerar o trabalho colaborativo internacional como uma estratégia a ser adotada.

As opiniões expressas neste artigo não refletem necessariamente a posição nem as políticas do governo dos EUA.