Desenvolvimento de tecnologias críticas para viabilizar o uso de siRNAs sintéticos em proteção de cultivos.

Resumo

O uso de RNAs interferentes é apontado como uma alternativa viável para controlar os milhares de casos de resistência aos agentes químicos de controle e manejar sustentavelmente pragas, doenças e plantas daninhas. As principais justificativas são a fácil biodegradação, a grande diversidade de potenciais sítios de ação e, principalmente, a possibilidade de obter RNAis altamente seletivos que atuem em uma única espécie ou em um único biotipo. A especificidade dos siRNAs permite o controle seletivo em situações em que os agentes químicos, que interagem com proteínas, não seriam capazes de fazê-lo. Quando as plantas são geneticamente modificadas para produzir os RNAis, já há vários exemplos de sucesso em proteção de plantas, mas há custos altos para desenvolver os transgênicos e atender às exigências dos sistemas regulatórios. Também há centenas de patentes de RNAis sintéticos com potencial uso em proteção de plantas, mas que não têm chegado ao mercado. As principais limitações ao uso desses RNAs sintéticos se referem à estabilidade dos siRNAs em ambientes agrícolas e a dificuldade de desenvolver sistemas de entrega desses compostos que possam superar as barreiras à entrada de xenobióticos presentes em todas as espécies. Mesmo quando o objetivo do RNAi é o de controlar pragas ou doenças, há situações em que a penetração, estabilidade e movimentação em plantas é necessária. Mesmo RNAs de fita simples com 21 nucleotídeos são moléculas muito grandes, com massa molecular superior a 7.000 Daltons, que à luz do conhecimento atual têm grande dificuldade em entrar nas folhas e raízes de plantas sem a ocorrência de ferimentos. O objetivo desse projeto é obter informações críticas para entender a dinâmica e desenvolver as tecnologias que possam permitir a aplicação, penetração, movimentação e ação de RNAis em plantas. Será utilizado um conjunto complexo de metodologias fundamentadas na biologia molecular, espectrometria de massas de alta resolução ou resolução unitária, cromatografia iônica, fluorescência e espectrofotometria (em soluções ou tecidos vegetais) para detectar e quantificar diretamente os RNAis e compostos ou sintomas indicadores de sua presença e ação. A rota de síntese de tetrapirróis foi selecionada como alvo considerando: 1) os produtos da rota têm potencial de uso e comercialização como agentes fotossensibilizantes para Terapia Fotodinâmica; 2) possibilidade de silenciar mais de um gene; 3) foram selecionados os genes associados às enzimas Desidratase do ácido ´-aminolevulênico (não tóxico a plantas e não fotoativo), Protoporfirinogênio IX Oxidase (extremamente fotoativo, de coloração avermelhada e tóxico para plantas) e Ferro Quelatase 2 (FC2). O objetivo inicial do projeto é determinar se pequenos RNAs, com diferentes construções, conseguem entrar e atuar em folhas de plantas. Foram desenhados 10 siRNAs com 21 nucleotídeos para cada um dos genes alvo (PPOX, HemB1 e FC2). Para reduzir os custos de projeto, serão sintetizados inicialmente três siRNAs para cada alvo e, havendo necessidade, serão solicitados novos siRNAs associados a outras sequências previstas. (AU)