Avançar no conhecimento sobre bactérias capazes de promover a fixação de nitrogênio em cultivos de cereais, um desafio científico dos últimos 50 anos, está nos planos da startup de biotecnologia GoGenetic, incubada no Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular da Universidade Federal do Paraná (UFPR). Essa proposta, que ajudaria a reduzir o impacto ambiental ao mesmo tempo em que traria ganho de produtividade à cerealicultura, ganhou impulso importante em maio. Com a inclusão do projeto na lista de 23 selecionados pelo Instituto Serrapilheira em sua terceira chamada pública para cientistas, divulgada no dia 29, uma etapa do plano da empresa será subsidiada.
Única startup da lista, a GoGenetic propôs investigar microrganismos que ajudam plantas da Mata Atlântica e de plantações de cultivo orgânico a captar nitrogênio do ar para sua nutrição. Para isso, os cientistas querem observar o ciclo do nitrogênio nessa floresta e identificar o elemento químico por meio de uma de suas formas, o 15N2, usado como ferramenta.para determinar sua presença.
Projeto pretende analisar microrganismos que são potencialmente fixadores de nitrogênio em plantas da Mata Atllântica e de fazendas de cultivo orgânico no Paraná. Na foto, cultivo feito em laboratório a partir de isolados do solo. Foto: Eduardo Balsanelli/Divulgação
Segundo a pesquisadora-chefe do projeto, Vania Pankievicz, a inovação está no objetivo de correlacionar o 15N2 com os microrganismos (microbioma) em locais em que ele possui presença natural, caso da Mata Atlântica e dos cultivos com e sem aditivos químicos do Paraná. A ideia é usar o sequenciamento genético dos microrganismos e de seus rastros (chamados de metatranscriptomas) para compreender melhor como essa cadeia complexa atua no crescimento das plantas.
Por meio da análise genética, a empresa pretende descrever que micro-organismos desses ambientes são fixadores de nitrogênio, ou seja, atuam na fixação do nitrogênio, formando um adubo natural de amônia e promovendo o crescimento da planta.
“Nosso objetivo está direcionado na descoberta da biodiversidade natural de fixadores em solos agrícolas e solos sustentáveis, bem como quais as características moleculares fazem destes microrganismos fixadores eficientes”, explica a pesquisadora, também uma das fundadoras da startup.
Biodiversidade
Dessa forma, a pesquisa conseguiria destacar fixadores naturais de nitrogênio disponíveis na biodiversidade brasileira, em ambientes sustentáveis, e que seriam alternativas naturais aos aditivos químicos largamente usados na agricultura convencional. Também ajudaria a preencher uma lacuna, uma vez que faltam processos biológicos para a fixação de nitrogênio em cereais.
Nas fotos, a pesquisadora Vania Pankievicz colhendo amostras de solo em um milharal; e sequenciamento genético realizado na GoGenetic, em laboratório do Setor de Ciências Biológicas da UFPR. Fotos: Acervo pessoal/Divulgação
Desde os anos 70 as bactérias rizóbias são utilizadas na cultura de legumes, como a soja. Mas faltam opções para outras culturas populares no mundo, entre as quais milho, arroz e trigo. A inovação teria impacto também para a agricultura brasileira. De acordo com o Sistema IBGE de Recuperação Automática (Sidra), foram colhidos em 2019 no Brasil cerca de 10 milhões de toneladas de arroz e 98 milhões de toneladas de milho. No Paraná, a colheita foi de 134,6 mil toneladas de arroz e quase 16,6 milhões de toneladas de milho.
“Até onde sabemos, não há na literatura trabalhos que descrevam de forma ampla o efeito entre a incorporação de nitrogênio no ambiente e o microbioma. Nossa pergunta mais ambiciosa foi como pensar de forma crítica e criativa para entender como a própria natureza desenvolveu seus meios de manter a diversidade de ecossistemas naturais de modo autossustentável, sempre focando na fixação biológica de nitrogênio em cereais”, afirma Vânia, que fez mestrado e doutorado no Setor de Ciências Biológicas da UFPR e hoje está atuando nos Estados Unidos.
Sobre o edital
O edital do Serrapilheira prevê duas etapas. A lista divulgada no fim de maio corresponde à primeira fase, que garante investimento de R$ 100 mil para jovens cientistas que buscam “responder perguntas ambiciosas” por meio de “estratégias de risco”. Após um ano, a próxima etapa prevê novo afunilamento para a seleção de projetos que receberão R$ 1 milhão ao longo de quatro anos.
Ideia pode ajudar a reduzir impacto ambiental e aumentar produtividade da cerealicultura brasileira, focada nos cultivos de milho e arroz. Na foto, milharal no Paraná. Foto: Guilherme Storcl/Flick
No caso da GoGenetic, o investimento da primeira etapa deve garantir que o projeto compre equipamentos pequenos, como balança analítica de alta precisão, e materiais para gerar dados de sequenciamento genético. Também será contratado um pesquisador. A maioria das fases tem previsão de ser desenvolvida em Curitiba, seja no Laboratório de Fixação de Nitrogênio da UFPR, para o sequenciamento genético, seja no Tecnoparque da PUC, onde são preparadas as amostras. Já a análise de amostras de nitrogênio deve ocorrer na Universidade de Wisconsin.
Em fase mais avançada, a startup planeja se debruçar sobre alterações genéticas nas bactérias que as tornem capazes de ampliar a capacidade de fixação de nitrogênio em plantas, dentro do conceito de microbioma. “É uma tendência internacional atual focar em grupos de microrganismos que beneficiam as plantas, ao invés de um único microrganismo”, diz Vânia.
Por Camille Bropp – SUCOM/UFPR
