Novas cepas de Agrobacterium com patente pendente fornecem DNA de transferência para o núcleo de uma planta sem integrá-lo ao genoma

   Pesquisadores acadêmicos e empresas do setor de biotecnologia agrícola poderão usar uma inovação em biologia da Purdue University, com patente pendente, para introduzir características valiosas nas plantas sem integrar o novo DNA ao genoma de uma planta.

   Cepas tradicionais de Agrobacterium fornecem DNA de transferência, ou T-DNA, para plantas, e o integram ao genoma. Isso pode criar uma planta que expressa características, como maior resistência à seca ou melhor conteúdo nutricional, que são valorizadas pelos produtores e podem ser úteis para a indústria. No entanto, o T-DNA está permanentemente integrado ao genoma da planta, criando plantas rotuladas como “transgênicas”. As plantas transgênicas podem ser altamente regulamentadas ou proibidas.

   Os biólogos da Purdue desenvolveram cepas de Agrobacterium que fornecem T-DNA para que as plantas ainda possam ser modificadas para expressar características valiosas, mas elas não são transgênicas. Isso significa que os métodos tradicionais para remover o T-DNA não são necessários. As cepas foram criadas por Stanton Gelvin, professor de biologia Edwin Umbarger, e Lan-Ying Lee, cientista pesquisador do Departamento de Ciências Biológicas da Faculdade de Ciências da Universidade de Purdue.

   Gelvin disse que essas cepas de Agrobacterium mutantes VirD2 podem carregar T-DNA que entrega e expressa reagentes de engenharia genômica, como CRISPR-Cas. Embora o genoma da planta possa ser alterado, nenhuma planta transgênica é criada.

   “O T-DNA fornecido por cepas de Agrobacterium criadas por Purdue desaparece do núcleo da planta porque é eventualmente destruído por nucleases – enzimas naturalmente existentes que degradam o DNA – ou é ‘diluído’ do núcleo da planta à medida que as células se dividem”, disse Gelvin.

   O método tradicional para remover T-DNA integrado de plantas transgênicas é cruzar sexualmente uma planta transgênica com uma planta não transgênica. Gelvin disse que esse método tem desvantagens.

   “O cruzamento pode ser demorado e caro, geralmente exigindo várias gerações de plantas”, disse Gelvin. “Isso não é viável para plantas com longos tempos de geração, como muitas árvores usadas para frutificação ou produção de madeira, ou culturas que normalmente são propagadas vegetativamente, como batata, batata-doce e banana. Essas cepas de Agrobacterium criadas pela Purdue evitam essas desvantagens.”

   Gelvin e Lee usaram com sucesso suas cepas na engenharia preliminar do genoma de espécies de plantas modelo. Suas cepas alteradas de Agrobacterium mutaram um gene de fitoeno dessaturase do tabaco, codificando uma enzima envolvida na síntese de clorofila, em 50%-80% dos níveis mutados por cepas normais de Agrobacterium do tipo selvagem, mas sem gerar uma planta transgênica.

   “Existem inúmeras características que cientistas e empresas gostariam de introduzir, mas nossas cepas talvez sejam mais bem utilizadas para a engenharia do genoma de qualquer gene”, disse Gelvin. “Lan-Ying e eu continuamos a conduzir experimentos adicionais enquanto tentamos tornar essas cepas mais fáceis de usar em laboratórios acadêmicos e ambientes industriais.”

   Gelvin e Lee divulgaram suas cepas de Agrobacterium ao Escritório de Comercialização de Tecnologia da Purdue Research Foundation, que solicitou proteção de patente sobre a propriedade intelectual. Parceiros comerciais com interesse em desenvolver ou licenciar as cepas devem entrar em contato com Abhijit Karve, diretor de desenvolvimento de negócios, aakarve@prf.org, sobre o código de rastreamento 2023-GELV-70225.

   Gelvin e Lee receberam apoio da National Science Foundation para desenvolver essas cepas de Agrobacterium.