Sequenciamento de DNA permite gerir e recuperar ecossistemas

Técnica conhecida como metabarcoding pode ajudar cientistas a identificar espécies de uma determinada área e a entender como interagem

André Julião  |  Agência FAPESP – Ao inserir uma pequena amostra de água de rio em um dispositivo menor que um smartphone, cientistas são capazes de determinar quais espécies de peixes, fungos, algas, invertebrados e bactérias vivem naquele corpo d’água. Isso tornou-se possível graças à tecnologia de sequenciamento de DNA portátil que permite, além de conhecer as espécies, desvendar as interações entre elas.

De acordo com Darren Evans, professor da Newcastle University, no Reino Unido, essa ferramenta pode ajudar a gerenciar melhor os ecossistemas e até mesmo a restaurar os que foram degradados.

O tema foi abordado pelo pesquisador durante uma palestra apresentada na FAPESP Week London, simpósio realizado na capital inglesa nos dias 11 e 12 de fevereiro de 2019.

“O que se fez até hoje foi coletar espécies individuais e usar o sequenciamento para obter barcodes [códigos de barra] de DNA únicos para essas espécies”, disse Evans, coordenador de um estudo feito em colaboração com dois pesquisadores brasileiros apoiados pela FAPESP (leia mais em: http://agencia.fapesp.br/29531/).

Pelo método conhecido como DNA barcoding, em vez de fazer o sequenciamento de genes completos, analisa-se apenas um trecho-chave, que permite obter informação suficiente para identificar uma espécie.

“Toda essa informação vai para repositórios públicos e qualquer um pode acessá-la. Mas isso ainda demora muito e tem alto custo. O que fizemos foi o metabarcoding, que usa uma plataforma diferente por meio da qual podemos processar talvez mil indivíduos em uma rodada de sequenciamento. E, em vez de usar esse resultado apenas para criar barcodes de DNA de cada espécime, nós também analisamos o que eles tinham de parasitas, fungos e qualquer outro organismo associado”, disse.

O novo método, portanto, estende a identificação de espécies baseadas em DNA para comunidades de indivíduos pertencentes a muitos grupos de espécies com papéis distintos no ecossistema. Os dados a respeito das interações desses indivíduos permitem definir as redes existentes entre eles e, muito rapidamente, descrever a biodiversidade de uma área.

“Isso vai revolucionar a forma como fazemos monitoramento ambiental, porque pode-se ir até um lugar e saber, ali mesmo, todos os organismos que vivem nele e como interagem entre si”, disse Evans à Agência FAPESP.

Com informações tão detalhadas, acrescentou, seria possível fazer um melhor gerenciamento dos ecossistemas e até mesmo recuperá-los quando necessário por meio da chamada engenharia da biodiversidade.

Em muitos hábitats, espécies importantes foram extintas, dando espaço para outras similares que passaram a realizar a função das que desapareceram. Evans e seus colaboradores acreditam que é possível modelar esse cenário e determinar quais espécies deveriam estar nessa rede.

“Teríamos uma lista do que poderia aumentar a resiliência dessas redes. O desafio é como podemos colocar em prática essas ideias teóricas, restaurando sistemas naturais ou sistemas agrícolas”, disse.

Nitrogênio

A restauração de sistemas agrícolas degradados foi tema de uma apresentação na mesma sessão da FAPESP Week London. Realizado por pesquisadores britânicos e brasileiros, o trabalho tem sido conduzido junto a produtores rurais a fim de ensinar técnicas para equilibrar a quantidade de nitrogênio no solo – algo fundamental para a produtividade da lavoura.

“Nem sempre as técnicas que ensinamos são bem aceitas pelos produtores rurais, por serem mais difíceis de aplicar ou por outras razões. Esse é um dado que temos de levar em conta”, disse Sacha Mooney, professor da University of Nottingham, no Reino Unido, durante sua palestra.

Mooney apresentou o projeto NUCLEUS, um centro virtual para a melhoria da eficiência do uso de nitrogênio para produtores rurais do Reino Unido e do Brasil. O projeto tem apoio da FAPESP e de agências de fomento britânicas. No Brasil, o pesquisador responsável é Ciro Rosolem, professor da Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista (FCA-Unesp) em Botucatu.

“Na primeira etapa, mostramos aos produtores algumas sugestões realmente bem-sucedidas em restabelecer o nitrogênio no solo e aumentar a produtividade. A próxima fase é trabalhar com aqueles que não adotaram nenhuma dessas práticas, pois encontraram dificuldades, para então mergulhar no problema e trabalhar em parceria”, disse Mooney.