Elementos transponíveis em cana-de-açúcar

O grupo pioneiro a ter como foco de estudo a caracterização de elementos transponíveis em cana-de-açúcar chama-se Grupo de Genômica e Elementos Transponíveis e pertence à Universidade de São Paulo. O trabalho foi impulsionado pelos dados gerados no projeto de transcriptoma da cana, o SUCEST (abreviação de "Sugarcane EST Project"). A maior parte dos estudos de elementos transponíveis em plantas atualmente estão voltados para plantas-modelo e/ou plantas com o genoma completamente seqüenciado, como o arroz e Arabidopsis thaliana explicou Douglas Domingues, aluno de Pós-Graduação em Biotecnologia.

O projeto é liderado pelas Professoras Marie-Anne Van Sluys e Magdalena Rossi do Departamento de Botânica, Instituto de Biociências, USP e Ana Paula Pimentel Costa, da Universidade Presbiteriana Mackenzie. O projeto desenvolvido no Laboratório de Biologia Molecular de Plantas, do Departamento de Botânica, Instituto de Biociências conta com duas linhas principais de pesquisa: reparo de DNA em plantas e análise de elementos de transposição em plantas e bactérias. Com financiamento da FAPESP e do CNPq e colaborações com grupos da França, Alemanha e da Argentina o laboratório cada vez ganha mais reputação além fronteiras.

Os estudos desenvolvidos pelo grupo em cana são importantes para o entendimento da atividade dos TEs em plantas de interesse agronômico, pois atualmente boa parte dos estudos são baseados em plantas-modelo. É possível também obter marcadores moleculares exclusivos para reconhecimento de variedades de cana, assim como promotores tecido específicos, pois os elementos transponíveis se ativam em situações muito especificas. Em elementos de transposição em bactérias, as análises estão voltadas para a análise comparativas de bactérias patógenas de plantas, uma vez que a organização genômica e o número de cópias de elementos transponíveis em bactérias parece estar relacionado com seus mecanismos de patogenicidade.

No trabalho de expressão de TEs (Elementos Transponíveis) por macroarray, foi identificado um promotor de TE que ativa-se exclusivamente em calos de cana. Em relação a marcadores, ainda não temos nenhum bem caracterizado para cana frisou o jovem pesquisador.

Douglas explicou que não há nenhum retrotransposon de cana completamente seqüenciado – sua tese de doutorado pretende apresentar o primeiro. Eles estão bem descritos em outras plantas, e com base na similaridade entre elementos de outras plantas e os de cana é possível desenvolver pesquisas como esta. Porém os maiores fatores de limitação estão relacionados a complexidade do genoma da cana: por se tratar de um genoma poliplóide, existem poucos estudos para entendimento aprofundado do que acontece nesta planta.

Elementos Transponíveis

Os elementos transponíveis são seqüências de DNA que podem mover-se para diferentes posições dentro do genoma de uma célula. A existência de elementos transponíveis foi colocada pela primeira vez por Bárbara McClintock na década de 40, e que lhe rendeu o Premio Nobel em 1983. Ela atribuiu aos "elementos genéticos móveis" eventos de mutação ocorridos em milho, que fugiam das interpretações baseadas em leis mendelianas.

Tradicionalmente, eles são divididos em elementos de classe I ou II. A classe I (Transposons de DNA) se mobiliza sem necessariamente fazer uma cópia de si mesmo nesse processo, enquanto a classe II (retrotransposons) faz uma cópia de si mesmo e insere-se em outro lugar no genoma. Dessa forma, eles incrementam seu número de cópias de forma exponencial e, por isso, correspondem a uma grande porcentagem dos genomas. Os retrotransposons têm estrutura molecular semelhante a dos retrovírus, e até hoje não se sabe se são os retrovírus que são retrotransposons que "ganharam independência" ou os retrotransposons são "retrovírus domesticados".

O projeto SUCEST gerou quase 250 000 ESTs de cana, que serviram de base para uma série de pesquisas em genômica de plantas. O grupo que Douglas trabalha focou-se na identificação de seqüências parciais expressas que apresentassem similaridade com elementos de transposição já descritos na literatura, e a partir desses dados, caracterizar elementos de transposição em cana-de-açúcar. Existem projetos de caracterização tanto de elementos da classe I quanto da classe II.

15/10/2006