Cientistas chineses conseguiram modificar geneticamente o arroz para que ele produza coenzima Q10 (CoQ10), uma molécula essencial para a saúde humana. Este avanço pode revolucionar a abordagem nutricional, oferecendo uma fonte vegetal rica em CoQ10.
Liderada pelo professor Chen Xiaoya e pela professora Gao Caixia, a equipe utilizou a edição genética direcionada para modificar cinco aminoácidos da enzima Coq1 do arroz. Esta modificação permitiu criar variedades de arroz capazes de sintetizar a CoQ10, uma molécula crucial para a proteção cardíaca e que atua como um antioxidante lipossolúvel.
A CoQ10 desempenha um papel fundamental na cadeia de transporte de elétrons mitocondrial. Embora os humanos sintetizem naturalmente a CoQ10, cereais como o arroz produzem principalmente a CoQ9, que contém uma unidade de isopreno a menos. Esta diferença motivou os pesquisadores a explorar meios de aumentar o teor de CoQ10 em alimentos de origem vegetal.
Graças a coleções de plantas variadas, os pesquisadores analisaram mais de 1.000 espécies de plantas terrestres. Eles descobriram que a CoQ10 é uma característica ancestral das plantas com flores, mas que algumas famílias de plantas, como as gramíneas, produzem principalmente CoQ9. O uso de aprendizado de máquina permitiu identificar cinco locais de aminoácidos determinantes para o comprimento da cadeia.
Após a edição genética, as plantas de arroz sintetizaram principalmente CoQ10, com uma produção de até 5 µg por grão de arroz. Este sucesso demonstra a eficácia e a segurança da edição genética para o aprimoramento de culturas.
O desenvolvimento de arroz que produz CoQ10 abre novas perspectivas para enriquecer a dieta com esta molécula essencial. Este estudo também ilustra como os dados massivos e a inteligência artificial podem ser utilizados para o aprimoramento genético de culturas.
Esta inovação pode ter um impacto significativo na saúde pública, oferecendo uma fonte alimentar acessível e sustentável de CoQ10. Representa um passo importante no uso de tecnologias de ponta para enfrentar os desafios nutricionais globais.
O que é a coenzima Q10 (CoQ10)?
A coenzima Q10, ou CoQ10, é uma molécula presente em todas as células do corpo humano. Ela desempenha um papel crucial na produção de energia dentro das mitocôndrias, as usinas de energia das células.
Além de seu papel na cadeia de transporte de elétrons, a CoQ10 atua como um poderoso antioxidante. Ela protege as células contra danos oxidativos, que podem levar a várias doenças, incluindo doenças cardíacas.
A CoQ10 é naturalmente sintetizada pelo corpo humano, mas sua produção diminui com a idade. É por isso que suplementos de CoQ10 são frequentemente recomendados para idosos ou pessoas que sofrem de certas doenças.
As fontes alimentares de CoQ10 incluem carne, peixe e nozes. No entanto, a quantidade de CoQ10 nesses alimentos é relativamente baixa, daí o interesse em desenvolver alimentos enriquecidos com CoQ10, como o arroz geneticamente modificado.
Como funciona a edição genética em plantas?
A edição genética é uma tecnologia que permite modificar precisamente o genoma de um organismo. Ela utiliza ferramentas como CRISPR-Cas9 para cortar o DNA em locais específicos, permitindo assim adicionar, remover ou modificar genes.
No caso do arroz que produz CoQ10, os pesquisadores utilizaram a edição genética para modificar cinco aminoácidos da enzima Coq1. Esta modificação permitiu que o arroz sintetizasse a CoQ10 em vez da CoQ9.
A edição genética oferece várias vantagens em relação aos métodos tradicionais de seleção vegetal. Ela é mais precisa, mais rápida e pode ser usada para introduzir características específicas sem afetar outras características da planta.
Esta tecnologia tem o potencial de revolucionar a agricultura, permitindo o desenvolvimento de culturas mais nutritivas, resistentes a doenças e adaptadas às mudanças climáticas.
Fonte: Cell