CONTROLE DA ATIVAÇÃO DE GENES DE INTERESSE POR INTEGRASES RESPONSIVAS A ESTÍMULOS

O campo da Engenharia Genética, dentro da Biologia Molecular, permite a construção de novos sistemas biológicos, como células e organismos transgênicos, com características desejáveis a uma determinada finalidade. Nesse contexto, o desenvolvimento de mecanismos de controle da expressão de genes é fundamental para o aperfeiçoamento de organismos transgênicos.

Um dos principais mecanismos de regulação da expressão de genes é pela associação a sequências de DNA responsáveis pela ancoragem de proteínas iniciadoras da transcrição gênica – denominadas “promotores” – que podem ser responsivos a estímulos químicos, físicos ou biológicos. Dessa forma, a exposição a determinado estímulo promove ou reprime a expressão do gene a que está associado.

Além disso, a posição da sequência de DNA do promotor em relação ao gene de interesse, determina a expressão desse gene. Por isso, proteínas integrases, responsáveis por extrair e introduzir genes em um cromossomo, podendo fazê-lo na posição original ou alterada, podem ser utilizadas como ferramenta para edição e controle gênico em uma célula transgênica.

Sabendo disso, pesquisadores da Universidade de Brasília e da EMBRAPA desenvolveram a presente tecnologia que consiste em métodos, sequências e construções gênicas para o controle da expressão gênica utilizando promotores responsivos a estímulos externos e integrases do tipo serina-integrases, com o intuito de produzirem células transgênicas vegetais e animais para observar a formação de interruptores genéticos, resultando em ativação ou inativação no momento desejado e posterior montagem de biocircuitos lógicos.

VANTAGENS

• Inovação: Tecnologia promissora para a montagem e engenharia de rotas metabólicas na Biologia Sintética;
• Usabilidade: Possibilidade da construção computacional e síntese em laboratório de componentes biológicos como peças para a produção de um processador biológico binário ou biocircuitos;
• Versatilidade: Utilização para inserção de sequências gênicas de interesse em diferentes locais do genoma. 

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CANA-DE-AÇÚCAR MODIFICADA

A produção de energia renovável embora necessária é difícil de ser obtida através de plantas pela necessidade de equilíbrio entre a produção de combustíveis e a produção de alimentos. Estudos apontam que os vegetais fibrosos como a cana-de-açúcar apresentam maior eficiência energética. No entanto, para ser competitivo também é necessário que haja a redução de custos e aumento de eficiência por hectare plantado por meio do controle eficaz de pragas como a broca gigante da cana-de-açúcar (Telchin licus licus). O aumento do rendimento pela área plantada é extremamente necessária para que haja um crescimento sustentável da oferta energética renovável. Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram uma solução biotecnológica por meio da modificação genética da cana-de-açúcar para que seus genes pudessem expressar uma toxina que é letal para os insetos Telchin licus licus. Essa toxina quando é ingerida pelo inseto acaba se ligando a membrana das células intestinas, seguindo-se essa toxina é capaz de induzir a lise celular e eventualmente a morte do inseto.

A presente invenção refere-se ao campo de controle de insetos-praga, utilizando métodos e composições que compreendem análogos mutantes de δ-endotoxinas. Mais especificamente, a presente invenção tem como objetivo disponibilizar moléculas novas a partir do gene Cry1Ia12 com toxicidade melhorada para tornar as plantas de cana-de-açúcar resistentes à broca gigante da cana-de-açúcar, gerando plantas transgênicas, capazes de expressar toxinas com elevada atividade entomotóxica; disponibilizar δ-endotoxinas melhoradas por processos biotecnológicos; auxiliar para a redução das doses de aplicação de defensivos químicos com redução de custos sociais e ambientais e aumento da produtividade da cultura. São aspectos da invenção, construções gênicas contendo as moléculas de ácido nucleico, codificantes para Cry1Ia12 modificado, métodos para a expressão heteróloga das novas moléculas na forma ativa, bem como o uso das mesmas no controle de insetos-praga. A invenção também fornece genes análogos sintéticos os quais são otimizados para transformação e expressão dos mesmos em plantas.

VANTAGENS

• Custo Benefício: Diminuição de custos com defensivos agrícolas para controle da praga broca gigante da cana-de-açúcar (Telchin licus licus);
• Escalabilidade: Aumento do rendimento de plantações de cana-de-açúcar.

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DESAFIOS ATUAIS DA PRODUÇÃO DE SOJA

O Brasil é o país que mais produz soja no mundo, de acordo com os dados da safra 2020/21 da Companhia Nacional de Abastecimento, sendo essa planta uma das principais fontes de riqueza do país. Devido ao seu elevado grau de importância econômica, o controle das condições para a maior produtividade da planta de soja é uma área de grande investimento e interesse do mercado. O controle de fatores que afetam a produtividade da soja, como pragas, clima, irrigação e disponibilidade de nutrientes têm fomentado pesquisas para o desenvolvimento de tecnologias agropecuárias. Dentre elas destaca-se a engenharia genética de plantas para superar condições desfavoráveis do meio e adquirir características melhores. Esse processo, também conhecido como transgenia, aumenta a produtividade das plantas por área plantada, por outro tem gerado desconfiança por setores da sociedade, preocupados com a segurança dessas plantas em relação à saúde ambiental e humana. Uma das formas de aumentar a segurança das plantas transgênicas é pela seleção dos tipos de promotores que controlam a expressão gênica, que podem ser do tipo induzível (que ativa a expressão de um gene somente em resposta a algum estímulo/condição) ou constitutivos (inicia a expressão gênica sem depender de condições desencadeantes). Cada caso requer um tipo ou outro de promotor, dependendo do objetivo que se quer alcançar com a transgenia. Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB) e da Embrapa desenvolveram um promotor específico de folha isolado de planta de soja que pode ser utilizado para o controle de pragas que se alimentam das folhas, sem que o produto da expressão do transgene afete o desenvolvimento da planta e a qualidade da semente.

NOVO PROMOTOR ESPECÍFICO DE TRANSGÊNICOS

A presente invenção refere-se a uma sequência de polinucleotídeos capaz de modificar a expressão de forma eficiente de um ou mais genes de interesse em folhas de plantas, especialmente da soja, bem como as ferramentas para obtenção de plantas geneticamente modificadas utilizando tal sequência e o uso dela.

VANTAGENS

• Eficiência: O promotor pode regular a expressão de transgenes que aumentem a produtividade das plantas, ou ainda guiar a expressão de proteínas de interesse como anticorpos e fármacos que podem ser facilmente isolados de folhas.

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DESAFIOS ATUAIS DA PRODUÇÃO DE SOJA

O Brasil é o país que mais produz soja no mundo, de acordo com os dados da safra 2020/21 da Companhia Nacional de Abastecimento, sendo essa planta uma das principais fontes de riqueza do país. Devido ao seu elevado grau de importância econômica, o controle das condições para a maior produtividade da planta de soja é uma área de grande investimento e interesse do mercado. O controle de fatores que afetam a produtividade da soja, como pragas, clima, irrigação e disponibilidade de nutrientes têm fomentado pesquisas para o desenvolvimento de tecnologias agropecuárias. Dentre elas destaca-se a engenharia genética de plantas para superar condições desfavoráveis do meio e adquirir características melhores. Esse processo, também conhecido como transgenia, aumenta a produtividade das plantas por área plantada, por outro tem gerado desconfiança por setores da sociedade, preocupados com a segurança dessas plantas em relação à saúde ambiental e humana. Uma das formas de aumentar a segurança das plantas transgênicas é pela seleção dos tipos de promotores que controlam a expressão gênica, que podem ser do tipo induzível (que ativa a expressão de um gene somente em resposta a algum estímulo/condição) ou constitutivos (inicia a expressão gênica sem depender de condições desencadeantes). Cada caso requer um tipo ou outro de promotor, dependendo do objetivo que se quer alcançar com a transgenia. Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB) e da Embrapa desenvolveram um promotor constitutivo que apresenta altos níveis de expressão, semelhante aos do promotor de origem viral CaMV5S, porém de origem vegetal.

NOVO PROMOTOR CONSTITUTIVO DE TRANSGÊNICOS

A presente invenção refere-se a uma sequência de polinucleotídeos capaz de modificar/induzir a expressão de forma eficiente de um ou mais genes de interesse em plantas, especialmente da soja, bem como as ferramentas para obtenção de plantas geneticamente modificadas utilizando tal sequência e o uso dela.

VANTAGENS

• Eficiência: Por ser de origem vegetal, evita o silenciamento gênico e aumenta a disponibilidade de sequências regulatórias para eventos de transformação;
• Versatilidade: Amplas possibilidades de uso, tais como: em transgenes para resistência a herbicidas, para plantas forrageiras mais nutritivas, para transformação de plantas com vários transgenes.

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MACAÚBA: UMA ÓTIMA ALTERNATIVA PARA A ALIMENTAÇÃO ANIMAL

Pesquisas sobre novas alternativas tecnológicas, como subprodutos agroindustriais podem trazer vantagens para a composição de dietas animais, contribuindo com questões ambientais e de sustentabilidade, representando uma das mais promissoras áreas de pesquisas na nutrição animal. Nesse cenário, a macaúba surge como uma excelente opção, uma vez que é um concentrado altamente energético, com elevados teores de gordura, boa disponibilidade de aminoácidos, podendo ser utilizada na alimentação animal, com alta palatabilidade e excelentes respostas em experimentos com ruminantes, respeitando os níveis máximos de lipídios na dieta e assegurando uma adequada ingestão de energia, sendo uma das alternativas à adição de óleos na dieta animal. Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB) desenvolveram uma composição alimentar a partir da macaúba para aplicação em alimentação animal.

RAÇÃO SUSTENTÁVEL A BASE DE MACAÚBA

A presente invenção consiste do uso de diferentes partes do fruto de Palmaceae, preferencialmente da macaúba (Acrocomia aculeata), oriundos da reutilização de diferentes resíduos produzidos durante o processamento dessa matéria-prima na extração do seu óleo ou outros subprodutos.
Esta composição alimentícia é utilizada na preparação de diferentes produtos, tais como ração, aditivo alimentício, concentrados e suplementos alimentares para uso animal, sobretudo para ruminantes. Tal composição é complementada por um ou mais ingredientes selecionados entre farelos vegetais, minerais, aditivos, incluindo o óleo desse fruto, antioxidantes e outros. As características energéticas e proteicas apresentadas pela combinação da polpa integral e da torta de amêndoa previamente processadas são adequadas para alimentação animal em diferentes estágios do seu desenvolvimento, principalmente para crescimento, lactação e terminação. O balanceamento dos outros ingredientes resulta em produtos adequados para atender às exigências orgânicas do animal, respeitando os fatores relacionados à sua digestibilidade, para a obtenção de melhores taxas de ganho de peso, sobretudo para ruminantes em fase de terminação em confinamento ou semiconfinamento.

VANTAGENS

• Eficiência: Utilização de subprodutos industriais: produção com eficiência e viabilidade econômica;
• Eficácia: Melhores taxas de ganho de peso, com boa digestibilidade animal.

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MALTEAÇÃO DE GRÃOS

A malteação de grãos é um processo empregado para preparar o malte, uma substância muito utilizada na produção de cervejas e bebidas do gênero. Em geral, qualquer cereal pode ser usado na malteação, porém alguns como o trigo, centeio, aveia e principalmente a cevada, são mais vantajosos do que outros. Antes do processo de malteação, é necessário que os grãos apresentem as características físico-químicas e biológicas exigidas para tal finalidade. Para isso, realiza-se um preparo de separação das impurezas e matérias estranhas dos grãos por meio de equipamentos de limpeza. Posteriormente a limpeza dos grãos, acontece a malteação em 3 etapas: maceração, onde os grãos são imersos em água para elevar seu teor de umidade até 45%; germinação, onde acontece a produção de enzimas necessárias para o malte; e secagem, para tirar o excesso de umidade do malte. Cada uma dessas etapas é realizada em equipamentos e procedimentos específicos para cada tipo de malte. Neste contexto, entende-se que todas as etapas da malteação demandam muitos custos com maquinário, manutenção e tempo de duração.

Assim, sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um reator de câmara única que é capaz de realizar todos os processos de malteação de grãos. A presente invenção situa-se no campo de equipamentos para aplicação na indústria de bebidas, processamento de grãos e de gêneros alimentícios. Em particular, a presente invenção trata de um reator e processo para produção de malte. As três etapas da malteação (maceração, germinação e secagem) ocorrem em uma única câmara vertical, de leito fluidizado, equipado com um sistema que permite o controle da temperatura e velocidade de entrada do fluido e do nível do leito fluidizado.

VANTAGENS

• Controle: Permite controlar a temperatura e a velocidade de entrada do fluido na câmara;
• Eficiência: Promove as etapas de malteação dos grãos (maceração, germinação e secagem) em uma única câmara vertical, deixando o processo mais rápido e mais barato em comparação aos demais reatores existentes;
• Qualidade: Apresenta leito fluidizado com controle de nível, fazendo com que o cereal tenha comportamento semelhante ao de um fluido.

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A Agência de Comercialização de Tecnologia ACT/CDT - UnB apresenta um software inovador

ESTADO DA TÉCNICA
A mosca-branca ou Bemisia tabaci (nome científico) é um inseto muito pequeno, de fácil adaptação ao clima e aos hospedeiros, sugador e transmissor de fotoviroses para diversos tipos de culturas, como por exemplo, mosaico dourado do feijoeiro e o prateamento das folhas de curcubitáceias (abóbora, melão e melancia). Está entre as pragas mais nocivas aos ecossistemas agrícolas. No Brasil ocorrem dois biótipos de B. tabaci, duas populações que apesar de não apresentarem distinções morfológicas possuem atributos úteis para a separação das mesmas em populações: o biótipo B e o BR. Sabe-se que as espécies quando introduzidas em novas áreas levam consigo apenas parte de seu material genético viável, podendo ser uma das explicações para o surgimento de biótipos na população de B. tabaci. Neste contexto, a correta identificação de biótipos e de espécies de moscas brancas, assim como o controle da variabilidade genética das populações é essencial para um controle e um manejo e ociente dessa praga. Sendo o ajuste da metodologia molecular, para identificar e caracterizar biótipos da mosca-branca provenientes de diferentes regiões do Brasil e do exterior fundamental para a tomada de decisões fotossanitárias.

SAIBA MAIS

ESTADO DA TÉCNICA
O software desenvolvido realiza uma análise em fotos de cores e de suas intensidades para averiguar o nível de prejuízo trazido pelo câncer de pele, bem como para identi car com exatidão a área afetada, que vai precisar de tratamento. O mesmo software também pode ser utilizado para avaliar a presença de fungos em folhas de manjericão, realizando uma análise da plantação como um todo e identi cando áreas com maior necessidade de cuidados.
As análises são sempre feitas por meio da tonalidade de imagens.

SAIBA MAIS

TRANSFORMANDO ESGOTO EM DINHEIRO: USO DE LODO DE ESGOTO COMO FERTILIZANTE

Considerado como uns dos principais problemas em Estações de Tratamento de Esgoto (ETE), o Lodo de Esgoto (LE) no Brasil ainda é um grande desafio para os projetistas e operadores dos sistemas, uma vez que sua gestão envolve estudos e decisões relativos ao grau de desidratação, condicionamento e estabilização, formas de transporte, impactos ambientais e aspectos econômicos.

Por isso, nos últimos anos muitas pesquisas investigam soluções de descarte e reaproveitamento do LE, como incineração, aterro sanitário, uso na construção civil, em atividades agrossilvipastoris, na recuperação de áreas degradadas, reúso industrial, entre outros.

Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília desenvolveram uma composição granulada organomineral de biochar de lodo de esgoto enriquecido com potássio e seu uso como fertilizante.

FERTILIZANTE CONTENDO BIOCHAR DE LODO DE ESGOTO ENRIQUECIDO COM POTÁSSIO

Uma das formas de reaproveitamento do LE mais utilizadas atualmente é na agricultura, principalmente como biofertilizante, substituindo os fertilizantes industriais, pois os altos teores de matéria orgânica (além dos macro e micronutrientes existentes na sua composição) o tornam potencial alternativa para o desenvolvimento das plantas e aumento de produtividade, trazendo retorno econômico e ambiental.

O biochar, um produto resultante da pirólise (tratamento térmico) do LE, representa uma interessante alternativa sustentável para utilização em cultivos agrícolas, por possui características condicionadora de solos, além de fertilizante e adsorvente, possibilitando um maior desenvolvimento e produtividade das culturas, além da melhoria das propriedades do solo.

Nesse cenário, a presente invenção refere-se a um fertilizante organomineral, denominado Biochar-K, que é obtido pela granulação do biochar de lodo de esgoto junto com o cloreto de potássio. Tal fertilizante apresenta liberação do potássio de forma sincronizada e menos sujeita a perdas por lixiviação, gerando redução de custos de produção. Além disso, a presente tecnologia apresenta boas características nutricionais, contendo concentração de potássio 52,2 vezes maior do que a concentração presente no biochar de lodo de esgoto comum (também resultando em redução de gastos na produção).

VANTAGENS

• Biofertilizante sustentável de composição 52,2 vezes mais concentrada em potássio;
• Menos perda de potássio por lixiviação;
• Reciclagem energética;
• Adubação uniforme e eficaz;
• Economia na produção e aumento de produtividade.

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POTENCIALIZANDO A SUA LAVOURA

A Agricultura é um setor crucial para o desenvolvimento econômico e social do país. O crescimento populacional e o processo de urbanização acelerado são fatores diretamente relacionados aos novos desafios no campo da agricultura, como o aumento da demanda alimentícia, a produção sustentável em pequenas propriedades e a adaptação às mudanças climáticas. Tais desafios podem ser contornados com a utilização de produtos agroquímicos “potencializadores”, ou em outras palavras, substâncias capazes de aumentar, de maneira sustentável, a produtividade das áreas cultivadas.

Nesse cenário, pesquisadores(as) da Universidade de Brasília em parceria com a EMBRAPA e a empresa KrillTech, desenvolveram o potencializador de fotossíntese baseado em nanopartículas híbridas de carbono, seu processo de obtenção e seu uso como nanobioestimulantes e nanofertilizantes em cultivos agrícolas.

NANOBIOESTIMULANTES E NANOFERTILIZANTES DESENVOLVIDOS

Os pesticidas e fertilizantes sintéticos convencionais contribuem para a contaminação de ecossistemas. Os pivôs de irrigação contribuem para a degradação do solo: esses são apenas dois problemas encontrados nos ambientes/propriedades agrícolas que as novas alternativas agrícolas devem superar.

A pessimista realidade ambiental fomenta o entusiasmo nas pesquisas envolvendo fontes alternativas para a alta taxa de consumo mundial de alimentos, água e energia. Produtos menos sintéticos e mais sustentáveis são necessários. A busca pela eficiência hídrica e energética são fatores importantes nos cultivos. Substâncias biocompatíveis, atóxicas e biodegradáveis merecem destaque como ferramentas tecnológicas ambientalmente amigáveis.

A presente invenção situa-se no campo das tecnologias (nano)agroquímicas. Trata-se da produção de nanocompósitos baseados em Carbon-dots, com propriedades luminescentes e de carreamento de nutrientes, que potencializam a fotossíntese. Também, são capazes de proporcionar respostas fisiológicas de melhorias no desenvolvimento e na produtividade dos cultivos.Todo o contexto científico e tecnológico permite classificar as substâncias como bioestimulantes e/ou biofertilizantes.

VANTAGENS

• Sustentabilidade: Alternativa agrícola biocompatível, sustentável, de baixa toxicidade e não-bioacumulável;
• Versatilidade: Bioestimulante versátil, visando atender as demandas da cadeia produtiva;
• Escalabilidade: Tecnologia biodegradável produzida em escala industrial (custo baixo, confiabilidade);
• Eficiência: Carbon-dots aceleram o crescimento das plantas, além de auxiliar no transporte de macro e micronutrientes.

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