Desbloquear a informação genética de uma samambaia poderia nos fornecer soluções potenciais para vários problemas enfrentados por nossos avião hoje mesmo.
In genoma sequenciamento, DNA o sequenciamento é feito para determinar a ordem dos nucleotídeos em cada molécula específica de DNA. Esta ordem exata é valiosa para podermos compreender o tipo de informação genética transportada no DNA. Como os genes codificam proteínas responsáveis pela maioria das funções do corpo, esta informação pode ajudar a compreender o efeito da sua função no corpo. Sequenciamento concluído genoma de um organismo, ou seja, todo o seu ADN é uma tarefa complexa e desafiante e tem de ser feita pouco a pouco, quebrando o ADN em pedaços mais pequenos, sequenciando-os e depois juntando tudo. Por exemplo, o ser humano completo genoma foi sequenciado em 2003, demorou 13 anos e teve um custo total de 3 mil milhões de dólares. Com o avanço da tecnologia genomas pode ser sequenciado de forma relativamente mais rápida e com menor custo usando métodos como sequenciamento Sanger e sequenciamento de próxima geração. Uma vez sequenciado e descodificado um genoma, abrem-se possibilidades ilimitadas para identificar áreas potenciais de investigação biológica e progredir no desenvolvimento de aplicações específicas.
Uma equipe de 40 pesquisadores da Universidade Cornell e de todo o mundo sequenciou o completo genoma de uma água samambaia chamados filiculoides azolla1,2. Esta samambaia é comumente vista crescendo em temperaturas mais quentes e em regiões tropicais do mundo. O projeto de desvendar os segredos genômicos da samambaia está em andamento há algum tempo e foi apoiado por fundos de US$ 22,160 de 123 apoiadores por meio de um site de crowdfunding chamado Experiment.com. Os investigadores acabaram por receber financiamento para realizar a sequenciação do Instituto de Genómica de Pequim, em colaboração com a Universidade de Utrecht. Esta pequena espécie de samambaia flutuante que cabe sobre uma unha tem um tamanho de genoma de 75 gigabases (ou bilhões de pares de bases). As samambaias são conhecidas por terem grandes genomas, com tamanho médio de 12 gigabases, no entanto, nenhum dos genomas maiores de samambaias foi decodificado até agora. Um projeto tão elaborado teve como objetivo fornecer pistas sobre qual poderia ser o potencial desta samambaia.
Muitos aspectos interessantes da samambaia Azolla foram descobertos neste genoma estudo de sequenciamento publicado em plantas Natureza e forneceram orientações para pesquisas futuras sobre áreas potenciais nas quais esta samambaia pode ser benéfica. A samambaia Azolla era difundida e crescia há quase 50 milhões de anos nesta região. avião ao redor do Oceano Ártico. Durante esse período, a Terra também estava mais quente em comparação com as condições atuais e pensava-se que esta samambaia desempenhava um papel significativo na manutenção do clima. avião mais frio, capturando cerca de 10 trilhões de toneladas de dióxido de carbono da atmosfera ao longo de 1 milhão de anos. Aqui vemos um papel potencial para esta samambaia no combate e proteção da nossa avião do aquecimento global resultante das alterações climáticas.
Acredita-se que a samambaia também desempenhe um papel importante na fixação de nitrogênio, um processo que combina nitrogênio livre (N2) na atmosfera – um gás inerte disponível abundantemente no ar – com outros elementos químicos para criar compostos mais reativos à base de nitrogênio, por exemplo, amônia, nitratos, etc., que podem então ser usados em diversas aplicações, como fertilizantes para fins agrícolas. Genoma os dados nos falam sobre uma relação simbiótica (benefício mútuo) desta samambaia com uma cianobactéria chamada Nostoc azollae. A folha da samambaia hospeda essas cianobactérias em pequenos buracos e essas bactérias fixam o nitrogênio, produzindo assim oxigênio que a samambaia e as plantas em crescimento ao redor poderiam usar. Por sua vez, ciano bactérias reunir energia através da fotossíntese da planta quando a samambaia fornece combustível. Portanto, esta samambaia poderia ser usada como fertilizante verde natural e possivelmente eliminar o uso de fertilizantes nitrogenados, propagando práticas agrícolas mais sustentáveis. Os autores dizem que ter ambos os genomas das cianobactérias e agora dos fetos, a investigação pode concentrar-se no desenvolvimento e na adopção de tais práticas sustentáveis. Curiosamente, a samambaia Azolla já foi adicionada aos arrozais como adubo verde pelos agricultores asiáticos há mais de 1000 anos.
Os pesquisadores também identificaram um importante gene modificado naturalmente (inseticida) na samambaia, que parece ter a capacidade de fornecer resistência a insetos. Este gene quando transferido para plantas de algodão fornece proteção maciça contra insetos. Acredita-se que esse gene 'inseticida' tenha sido transferido ou 'dotado' de bactérias para a samambaia e é visto como um componente muito específico da linhagem da samambaia, ou seja, foi transmitido com sucesso de geração em geração. A descoberta de uma proteção potencial contra insetos provavelmente terá um forte impacto nas práticas agrícolas.
Este estudo mostra que a 'ciência pura' de desvendar as primeiras informações genômicas de samambaias é um passo importante na direção de descobrir e compreender genes cruciais das plantas. Também ajuda a uma melhor compreensão da história evolutiva dos fetos, ou seja, como as suas características evoluíram ao longo das gerações. A compreensão das plantas é muito importante para explorar e compreender como a flora e a fauna coexistem amigavelmente em nosso avião e deveria ser dada importância a esta investigação, em vez de a rotularmos como algo que não é suficientemente significativo. Após o sequenciamento de Azolla filiculoides e Salvinia cucullata, mais de 10 espécies de samambaias já estão em andamento para pesquisas futuras.
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Fontes)
1. Fay-Wei L et al. 2018. Samambaia genomas elucidar a evolução das plantas terrestres e as simbioses de cianobactérias. plantas Natureza. 4 (7). https://doi.org/10.1038/s41477-018-0188-8
2. Base de samambaias https://www.fernbase.org/. [Acessado em 18 de julho de 2018].
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