Entrevistámos Pedro Humberto Castro, investigador do BIOPOLIS-CIBIO sobre o TomaZinco, um projeto inovador que utiliza técnicas avançadas de biologia molecular e biotecnologia para otimizar a absorção e distribuição do zinco nas plantas e frutos.

 

 

 

2. Entrevista | Pedro Humberto Castro - BIOPOLIS-CIBIO  

 

 

A linha de trabalho teve início com a investigadora Ana Assunção, atualmente na Universidade de Copenhaga (Dinamarca) e Co-PI do projeto TomaZinco, que estabeleceu as bases moleculares de como as plantas percecionam e regulam o zinco através dos fatores de transcrição F-bZIP. Após determinar o mecanismo molecular, houve um interesse em transferir o conhecimento para plantas de importância económica, dando origem ao projeto TomaZinco. Mais concretamente, o projeto TomaZinco focou-se no tomateiro como modelo de estudo tentando determinar como o zinco é regulado nesta planta e de que forma se poderá potenciar a tolerância à deficiência de zinco, bem como enriquecer o conteúdo de zinco nos frutos. 

 

 

 

A carência nutricional é um problema grave a nível mundial que não tem a ver unicamente com a falta de calorias. Na verdade, a deficiência de micronutrientes é um problema transversal a muitos países pelo consumo de “alimentos vazios”, ou seja, muitas vezes ricos em calorias, mas desprovidos de minerais/vitaminas. O zinco, o ferro, o iodo e a vitamina A destacam-se como os micronutrientes cuja carência é mais recorrente na dieta humana e que acaba por provocar doenças gravíssimas. O zinco, em específico, é importante para o funcionamento dos organismos vivos por atuar como cofator em muitas reações enzimáticas ou como componente estrutural de moléculas. 

 

Para as plantas, a falta de zinco é também um problema. Ao explorar mecanismos celulares e moleculares de absorção e perceção de zinco em plantas é possível responder a vários problemas. Primeiramente, será possível tornar as plantas mais eficientes em captar e tolerar deficiência de zinco no solo, e também aumentar os níveis de zinco interno de forma a biofortificar naturalmente os alimentos vegetais e sem recorrer a fertilizantes/suplementos.  

 

 

 

O que tornou o projeto TomaZinco invulgar foi a combinação de estratégias de biologia molecular, genómica funcional, edição de genoma e exploração de recursos genéticos nacionais. Com o projeto TomaZinco foi possível estudar a função de genes envolvidos na perceção e resposta à presença de zinco em tomate e noutras solanáceas (p.e., batateira e pimento). Se desligar o sensor molecular de zinco (i.e., edição de genoma via CRISPR-Cas9), a planta estará sempre a “pensar” que está sem zinco, e assim estará a bombear zinco constantemente para o interior da planta através de transportadores membranares de zinco. Por outro lado, com a exploração dos recursos genéticos nacionais preservados no Banco Português de Germoplasma Vegetal (BPGV, INIAV-Braga), mais precisamente na coleção de tomate nacional, foi possível explorar variedades mais ricas em zinco e fazer alguma associação com os mecanismos moleculares de resposta anteriormente descobertos. 

 

A combinação destas estratégias assentes em biologia funcional com rastreio de coleções de variedades tradicionais permite estabelecer antigas e novas variedades para solucionar o problema da carência de zinco. O sucesso do projeto TomaZinco abriu portas para estabelecer estratégias robustas de resposta a problemas concretos de carência nutricional, que poderão ser usadas no melhoramento moderno de plantas de interesse.  

 

 

 

Dada a complexidade do projeto TomaZinco é fácil prever que algum contratempo pudesse surgir. Uma das tarefas hercúleas do projeto foi crescer e caracterizar 100 acessos da coleção do BPGV. Com o início do projeto atrasado, as plantas foram crescidas no final da primavera e este desfasamento levou a que as plântulas jovens fossem expostas a temperaturas altíssimas num momento precoce e, desta forma, comprometendo o crescimento das plantas. Tivemos que repetir o processo no ano seguinte no período ideal de crescimento, com o resultado de um tomatal incrível com diferentes variedades, únicas em aroma, forma, textura e conteúdo de micronutrientes. 

 

Outro desafio, transversal a muitos investigadores entre 2020 e 2022, foi provocado pelas restrições impostas no combate à pandemia de Covid-19. As limitações de acesso a nível laboratorial provocaram grandes entraves na implementação e progresso das estratégias de biologia molecular.   

 

 

 

Primeiro destaco que o mecanismo para perceção do zinco é conservado em plantas e poderá ser a plataforma para controlar os níveis de zinco nos alimentos e assim biofortificá-los. No entanto, o potencial inerente poderá levar muito mais além uma vez que as estratégias implementadas durante o projeto TomaZinco poderão ser aplicadas a outras plantas ou a outro tipo de nutriente. O melhoramento genético e informado será a chave para produzir/descobrir plantas tolerantes a condições ambientais extremas e à erosão e má qualidade dos solos.

 

Em tempos de necessidade e de desafios que as alterações climáticas irão provocar, será importantíssimo atuarmos em várias frentes, nomeadamente investir em investigação funcional de plantas, biotecnologia vegetal de ponta e um forte movimento de preservação do património genético nacional. 

 

 

 

O projeto TomaZinco, cofinanciado pelo COMPETE 2020 no âmbito do SAICT - Sistema de Apoio à Investigação Científica e Tecnológica, envolveu um investimento elegível de cerca de 200 mil euros, o que resultou num incentivo FEDER de cerca de 170 mil euros.

 

 

 

Website | ICETA - Instituto de Ciências, Tecnologias e Agroambiente da Universidade do Porto  

Página CIBIO | Pedro Humberto Castro 

Website | Banco Portugues de Germoplasma Vegetal