Edição genômica do fungo Moniliophthora perniciosa com ribonucleoproteínas do sistema CRISPR/Cas9

• Processo: 25/08089-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Paulo José Pereira Lima Teixeira
• Beneficiário: Nicholas Minomi
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/24432-0 - Estudo funcional de efetores de patógenos do cacaueiro e busca por receptores imunes mediadores de resistência, AP.JP
• Assunto(s): Cacau Fitopatógenos Manipulação genética Vassoura-de-bruxa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cacau | Fitopatógeno | manipulacao genetica | vassoura de bruxa | Manipulação genética de fungos

Resumo

O cacaueiro (Theobroma cacao) é uma árvore perene de grande importância para a economia de diversos países na África, Ásia e América Latina, incluindo o Brasil. A produção de cacau tem sido severamente impactada por doenças causadas por fungos e oomicetos, resultando em perdas significativas para os produtores. Dentre essas doenças, a vassoura de bruxa, causada pelo basidiomiceto Moniliophthora perniciosa, é a principal responsável pelo declínio da cacauicultura brasileira, comprometendo a produtividade das lavouras nas últimas décadas. A partir dos anos 2000, avanços no estudo desse patógeno foram alcançados por meio de abordagens moleculares e genômicas, permitindo uma melhor compreensão de sua biologia, incluindo os mecanismos de infecção, patogenicidade e interação com o hospedeiro. Ainda assim, a falta de um método eficiente para gerar mutantes de M. perniciosa ainda representa um grande obstáculo para investigações funcionais. Diante desse desafio, nosso grupo tem dedicado esforços no desenvolvimento de protocolos de transformação genética desse fungo, tornando a obtenção de linhagens transgênicas uma prática rotineira em nosso laboratório. No entanto, a introdução do sistema CRISPR/Cas9, uma ferramenta altamente eficiente para edição genômica, requer a inserção de grandes cassetes de DNA no genoma do fungo, o que é ineficiente e pode resultar em off targets devido à contínua produção da nuclease Cas9. Como complementação a esses esforços, este projeto propõe o uso de ribonucleoproteínas (RNPs), um sistema que consiste na transfecção da enzima Cas9 purificada e do RNA guia (gRNA) às células, sem necessidade de inserção de DNA exógeno no genoma e geração de linhagens transgênicas. Essa abordagem oferece vantagens significativas, como maior controle sobre a edição genômica, redução do risco de mutações não desejadas e eliminação de possíveis efeitos tóxicos da expressão prolongada de Cas9. O desenvolvimento desse protocolo pode representar um importante avanço na engenharia genética de M. perniciosa, contribuindo para a compreensão dos genes envolvidos na virulência e biologia desse patógeno, além de possibilitar estratégias mais eficazes para o manejo da vassoura de bruxa e a sustentabilidade da cacauicultura brasileira. (AU)