Inserção dirigida de cistatinas em locus pré-caracterizados de cana-de-açúcar via CRISPR/Cas9

Resumo

As pragas de insetos estão entre os fatores mais críticos que comprometem a produtividade das culturas. O Brasil entrou recentemente em uma nova área de proteção de cultivos, aprovando a primeira cana-de-açúcar GM comercial do mundo com um gene de resistência a insetos (Bt). A cana-de-açúcar é uma das principais culturas comerciais cultivadas mundialmente para açúcar e etanol, sendo o Brasil o maior produtor. Sphenophorus levis, popularmente conhecido como gorgulho da cana-de-açúcar, é uma das pragas mais importantes da cana-de-açúcar, levando a perdas severas de produção no Brasil, especialmente no estado de São Paulo. Estudos anteriores em nosso laboratório relataram que a superexpressão de uma cistatina da própria cana (CaneCPI-I) conferia resistência efetiva ao S. levis. No entanto, o nível e a estabilidade da expressão dos transgênicos são críticos para o desempenho de uma cultivar transgênica de cana-de-açúcar. A tecnologia transgênica padrão leva a inserções aleatórias de transgenes, que são associados ao silenciamento de genes e à ruptura de genes endógenos. Muito poucos eventos transgênicos apresentam alto nível de expressão de transgene, o que depende da localização genômica onde o transgene se insere. Com o advento da tecnologia de edição de genoma, é possível atualmente direcionar um gene desejado para uma localização genômica precisa, eliminando assim os efeitos de posição adversa e levando a um desempenho aprimorado e previsível do transgene. O presente estudo tem como objetivo direcionar o gene de uma cistatina em um locus superior pré-caracterizado de cana-de-açúcar, usando a ferramenta de edição de genoma baseado em CRISPR/Cas9. O estudo proposto será realizado com a experiência do grupo de pesquisa do Prof. Dr. Fredy Altpeter, da Universidade da Flórida, EUA, que recentemente obteve sucesso na mutagênese mediada por TALEN e no direcionamento de genes dirigidos por homologia mediada por CRISPR/Cas9 em cana-de-açúcar. (AU)