Embed Size (px)
Citation preview
OS GRANDES DESAFIOS DA HUMANIDADEA conservação da biodiversidade sob a ótica da biotecnologia
CRBio2 - XXII Encontro de Biologia – ENBIO - 22 e 23/11/2016
Dra. Maria Antonia Malajovich Diretora Científica de ACTE
Biotecnologia: ensino e divulgação http://[email protected]
CAL OCKR’O (Chuquisaca, Bolívia)
BIOFILIA (E. O. Wilson, O Naturalista, 1994) ”Afinidade inata que os seres humanos têm com outras formas de vida...”“A implicação mais importante é o princípio que ela lança para uma ética de conservação duradoura”
A SEXTA EXTINÇÃOTaxa 1000 vezes maior do que no passado
DESTRUIÇÃO DE HABITATS
GLOBALIZAÇÃO
MUDANÇAS CLIMÁTICAS
ANTROPOCENO
VALOR UTILITÁRIO
BIODIVERSIDADE
BIOTECNOLOGIABensServiços
Componente do desenvolvimento econômico e social,
Base da agricultura e da medicina
BIODIVERSIDADE: Totalidade da variação hereditária nas formas de vida, em todos os níveis de organização (genes, espécies e ecossistemas)
VALOR ESTÉTICO
VALOR MORAL
QUAIS OS SERVIÇOS QUE A BIOTECNOLOGIA
PODERIA FORNECER À BIODIVERSIDADE?
1. Identificação de espécies
2. Estudo de comunidades microbianas
3. Conservação da diversidade ainda existente
4. Tratamento de um conflito de difícil solução
5. Erradicação de espécies invasoras ?
6. Recriação de formas de vida extintas ?
7. Criação de novas formas de vida ?
1. IDENTIFICAÇÃO DE ESPÉCIES
Procariotas Genes codificadores do rRNA
Animais Sequências de um gene mitocondrial
Plantas Sequências de 2 genes do cloroplasto
Fungos Região ITS (Internal Transcribed Spacer)
DNA BARCODES
A= verde; T vermelho, C= azul, G: preto
Sequenciamento de uma região standard do DNA(Custo atual 0,000003 dólares por base)
Comparação com outras sequências de DNA registradasem bancos de dados
Menos de 1% das espécies microbianas podem ser estudadas mediante as técnicas clássicas de cultivo
2. ESTUDO DE COMUNIDADES MICROBIANAS (MICROBIOMAS)
Extração do DNA da comunidade microbiana da amostra de solo e construção de uma biblioteca genética
Sequências gênicas
Funções dos genes
Estrutura da comunidade
METAGENÔMICA
BIOINFORMÁTICA
3. CONSERVAÇÃO DA DIVERSIDADE AINDA EXISTENTE
Afunilamento agrícola: 15 plantas 2/3 dos alimentos; só 14/148 espécies animais foram domesticadas
Giovanni Stanchi, 1645-1672
3. CONSERVAÇÃO DA DIVERSIDADE AINDA EXISTENTE
Atualmente, 2-30 milhões de espécies
Centros de origem (N. Vavilov) Regiões ameaçadas (Hotspots , N. Myers)
Ex situ
In situ
3. CONSERVAÇÃO DA DIVERSIDADE AINDA EXISTENTE
Coleções de sementes (Conservação a -20 0C ou -196 0C)
N.I. Vavilov Instituto Vavilov
Svalbard Global Seed Vault
3. CONSERVAÇÃO DA DIVERSIDADE AINDA EXISTENTE
Cultivo in vitro de tecidos vegetais: protoplastos, meristemas, calos
Coleta de material em campoIntercâmbioColeta de material in vitro
Cultivo em campo (condições controladas)
Diagnóstico e erradicação de doenças / Quarentena
Utilização Distribuição do germoplasma
Cultivo in vitro Crescimento lento
Cultivo in vitro Criopreservação
Cultivo in vitro Iniciação e multiplicação
Cultivo in vitro de célulase tecidos animais: sêmen,ovócitos, embriões e célulassomáticas
3. CONSERVAÇÃO DA DIVERSIDADE AINDA EXISTENTE
Genética : uso de marcadores moleculares neutros (microssatélites) para estudar o impacto da deriva genética, do endocruzamento e do fluxo gênico entre e/ou dentro das populações.
Genômica
http://cen4gen.org/index.php/genome-services/wildlife-and-conservation-genomic-services/
4. TRATAMENTO DE UM CONFLITO DE DIFÍCIL SOLUÇÃO
1/3
1%
10%
24%
31%
34%
Cultivos diversos
Grãos e cereais
Pradarias e pastagens
Florestas
Usos diversos
DISTRIBUIÇÃO DA SUPERFÍCIE HABITÁVEL DA TERRA
Para alimentar 9,5 bilhões depessoas em 2050 será necessárioum aumento da produção dealimentos de 60 a 70 % sobre osníveis de 2006
CRESCIMENTO
4. TRATAMENTO DE UM CONFLITO DE DIFÍCIL SOLUÇÃO
Klümper W, Qaim M (2014) A Meta-Analysis of the Impacts of Genetically Modified Crops. PLoS ONE 9(11)
Pesticidas - 27%, Produção + 22%Rendimento dos produtores + 68%
ENGENHARIA GENÉTICA
TECNOLOGIA AGRÍCOLA
Resistência a insetosResistência a vírus
Tolerância a herbicidas
Rotação de culturas, adubação verde, manejo de pragas e de nutrientes, plantio direto com uma cobertura na superfície do solo
4. TRATAMENTO DE UM CONFLITO DE DIFÍCIL SOLUÇÃO
A PERCEPÇÃO PÚBLICA
Argumentos racionais
Incerteza, ambiguidade Necessidade de um marco
regulatório
Argumentos políticos
Argumentos religiosos
Precisam-se de 13 anos e 135 milhões de dólares para desenvolver um traço novo e responder ao processo regulatório de cada OGM.
Só o processo regulatório demanda 75 novosestudos e demora de 5 a 7 anos
4. TRATAMENTO DE UM CONFLITO DE DIFÍCIL SOLUÇÃO
A edição gênica com CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)
Os mecanismos naturais da célula tendem a reparar o corte sítio-dirigido, produzindo-se
alguns erros (mutação de ponto, deleção) e possibilitando a inserção de um transgene.
5. ERRADICAÇÃO DE ESPÉCIES INVASORAS ?
http://baynature.org/article/re-coding-conservation/
5. ERRADICAÇÃO DE ESPÉCIES INVASORAS ?
“To build an endonuclease gene drive, an endonucleasetransgene must be inserted in place of a natural sequence thatit can cut. If it can efficiently cut this sequence in organisms withone transgene and one natural locus, reliably induce the cell tocopy the transgene, and avoid being too costly to the organism,it will spread through susceptible wild populations.” (K.M.Esveltet al., 2014)
GENE DRIVES
6. RECRIAÇÃO DE FORMAS DE VIDA EXTINTAS ?
ORGANISMOS EXTINTOS
Sequenciamento de animais extintos, como os dois mamutes (Mammuthus primigenius) congelados no permafrost da Sibéria, 60 mil e 20 mil anos atrás.
Para recriar o mamute, seria necessário
complementar as partes do genoma faltantes com
sequências de elefante africano; substituir, em um
zigoto, o genoma do elefante africano pelo do
mamufante; inseminar artificialmente uma fêmea
de elefante africano e aguardar dois anos até a
cria nascer. Esta seria, provavelmente, muito
parecida ao mamute, mas qual seria o destino
desses animais?
7. CRIAÇÃO DE NOVAS FORMAS DE VIDA ?
Synthia, 2010 (Mycoplasma laboratorium) / I. Craig Venter
BIOSSEGURANÇAAspectos preocupantes.
Necessidade de sistemas de contenção
para impedir a liberação de organismos
sintéticos no ambiente
