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Durante dezenas de milhares de anos, a evolução moldou os tomates através de mutações naturais. Então, os humanos apareceram. Durante séculos, criamos e escolhemos tomates com nossas características preferidas. Hoje, a edição do genoma CRISPR nos permite fazer novas mutações em culturas que melhoram ainda mais as características. No entanto, as mutações individuais, sejam elas naturais ou projetadas, não funcionam sozinhas. Cada um opera num mar de milhares de mutações chamadas de “background”. Estas mudanças foram semeadas pela evolução e pela história agrícola. E se apenas um pudesse alterar dramaticamente o resultado desejado de uma mutação projetada?
Agora, um geneticista de plantas e um cientista computacional do Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) se uniram para explorar o quão previsível é o melhoramento de plantas com mutações naturais e CRISPR. Para fazer isso, eles atrasaram o relógio evolutivo.
O professor CSHL e investigador do HHMI Zachary Lippman e o professor associado David McCandlish se perguntaram se diferentes mutações naturais e projetadas poderiam ter efeitos semelhantes no tamanho do tomate, dependendo da presença de duas outras mutações genéticas. Usando CRISPR, eles criaram uma série de mutações no SlCLV3 gene. (Sabe-se que a mutação natural deste gene aumenta o tamanho dos frutos.) Eles então combinaram essas mutações com outras em genes que funcionam com SlCLV3.
Ao todo, eles criaram 46 linhagens de tomate com diferentes combinações de mutações. Eles encontraram o SlCLV3 mutações produziram efeitos mais previsíveis quando outras mutações também estavam presentes. Mutações num gene produziram mudanças previsíveis no tamanho do tomate, mas mutações noutro produziram resultados aleatórios. Notavelmente, o efeito mais benéfico envolveu duas mutações que surgiram há milénios e foram fundamentais na domesticação do tomate.
Novas pesquisas de McCandlish e Lippman podem nos ajudar a compreender melhor a previsibilidade genética. Mas uma coisa é certa. O contexto é importante ao introduzir novas mutações nas culturas. Lippman explica:
“A edição do genoma é uma forma de trazer rapidamente benefícios ao consumidor – melhor sabor e nutrição? A resposta provavelmente é sim. A questão é quão previsível isso será.”
O trabalho de Lippman e McCandlish sugere que o papel das mutações de fundo exige uma reavaliação. “O campo terá que lidar com isso à medida que começarmos a produzir organismos mais altamente modificados”, diz McCandlish. “Depois que você começar a fazer 10, 20 mutações, a probabilidade de obter resultados imprevistos pode aumentar”.
O livro da evolução foi escrito em diversas línguas, muitas das quais ainda estamos aprendendo. A genética vegetal e a biologia computacional oferecem dois meios de decifrar o texto. Lippman e McCandlish esperam que a sua interpretação colaborativa ajude a ciência a enfrentar o desafio. Olhando para o futuro, também poderá ajudar a humanidade a adaptar as culturas para satisfazer as necessidades em constante evolução da sociedade.
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