Pesquisadores da Embrapa publicam artigo na Nature Communications

 
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Pesquisadores da Embrapa publicam artigo na Nature Communications
A Nature Communications, uma das revistas do grupo Nature, publicou no dia 18 de dezembro de 2013, artigo dos pesquisadores Luciano Paulino e Elibio Rech, ambos da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (Brasília, DF), uma das 47 unidades da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – Embrapa, intitulado "Esclarecendo a biodiversidade de assinaturas em nanoescala de fibras de seda de aranha" (Unravelling the biodiversity of nanoscale signatures of spider silk fibres). O artigo está disponível na página da Nature Communications.
O artigo aborda as pesquisas desenvolvidas por eles nos últimos nove anos para entender a complexa organização em escala nanométrica de proteínas contidas nas teias de aranha da biodiversidade brasileira, que confere a elas alta resistência aliada à forte elasticidade a partir de técnicas de nanotecnologia, que permitem ver detalhes de cada fibra ampliados em até um bilhão de vezes. Isso permite diferenciar, por exemplo, as fibras mais elásticas das mais resistentes, entre outras aplicações.
Essas técnicas possibilitam aos pesquisadores explorar a biodiversidade de fibras de seda de aranha, com foco na caracterização em nanoescala a partir de dados obtidos por microscopia de força atômica em alta resolução. Os resultados revelam uma evolução da organização das microfibras das teias de aranha e comprovam a resistência, rigidez e elasticidade, mesmo quando compartilham tamanhos e formas similares.
No artigo, os pesquisadores afirmam que "os organismos vivos são "especializados" em projetar surpreendentes nanoestruturas formadas por proteínas modulares hierarquicamente auto-organizadas. Biopolímeros à base de proteínas melhoradas e selecionadas pelas forças motrizes da evolução molecular estão entre os mais impressionantes protótipos de nanomateriais encontrados na natureza".
Estas características estão relacionadas a aspectos únicos das estruturas moleculares. E é isso o que os estudos permitem conhecer melhor visando a sua  utilização em prol da agropecuária.

Biotecnologia e biodiversidade: aliadas para o progresso da ciência

As pesquisas de nanotecnologia e biologia sintética com fios de teias de aranha da biodiversidade brasileira fazem parte de uma plataforma tecnológica em desenvolvimento na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia para expressar moléculas de alto valor agregado: permitindo a utilização de plantas, animais e micro-organismos geneticamente modificados como biofábricas para produção de insumos, como medicamentos e fibras de interesse da indústria, entre outros.
Esses conhecimentos estão sendo utilizados hoje na Unidade, entre outros fins, para a geração de fios produzidos por aranhas da biodiversidade brasileira em laboratório.
O estudo do genoma de aranhas coletadas em três diferentes biomas: mata atlântica, Amazônia e cerrado mostrou aos cientistas que a fibra da teia de aranha é um dos fios mais resistentes e flexíveis da natureza.
Eles passaram, então, à identificação e isolamento de genes dessas aranhas com o objetivo de desenvolver novos biopolímeros, a partir da clonagem de genes associados à produção da teia e chegaram até a produção sintética da teia de aranha em laboratório. A pesquisa visa a atender aos interesses de vários setores da indústria, reunindo resistência e flexibilidade.
Além de resultar em inúmeras aplicações e benefícios para o desenvolvimento de diversos setores da economia brasileira, o fato de os estudos serem baseados em aranhas brasileiras permite agregar valor à biodiversidade nacional.
Segundo o pesquisador Elíbio Rech, a tecnologia da produção de fios de teias de aranha em laboratório já está dominada, o que é preciso fazer agora é definir um meio econômico, rápido e seguro para a sua produção em larga escala.
Um dos caminhos é a utilização de plantas, micro-organismos e animais geneticamente modificados como biofábricas para a produção não apenas desses fios, mas também de medicamentos e outros insumos essenciais à população brasileira. O objetivo é torná-los seguros e mais acessíveis aos consumidores.

Saiba mais sobre os autores

Luciano Paulino é graduado em ciências biológicas pela Universidade de Brasília, com doutorado em biologia animal pela mesma Universidade. Ingressou com pesquisador na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia em 2006, onde trabalha na área de nanotecnologia, principalmente na avaliação de nanoestruturas biológicas por meio de microscopia de força atômica, na bioprospecção de novas moléculas e no desenvolvimento de nanossistemas de interesse para a agropecuária, entre outras linhas de pesquisa.
Em 2012, Luciano foi agraciado com o prêmio Jovem Cientista 2012 da Academia de Ciências para o Mundo em Desenvolvimento (TWAS) na área de "Biologia e Ciências Médicas.
Elíbio Rech é agrônomo, graduado pela Universidade de Brasília (UnB), com mestrado também em agronomia pela mesma Universidade, e doutorado e pós-doutorado na Inglaterra, pela Universidade de Nottingham.  Ingressou na Embrapa em 1981 e sempre trabalhou na área de biotecnologia vegetal. Em 2005, foi eleito membro da Academia Brasileira de Ciências, na área de ciências agrárias, e em 2007, da Academia de Ciências para o Mundo em Desenvolvimento (TWAS).
Na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, o pesquisador trabalha com pesquisas de ponta na área de biotecnologia vegetal, especialmente para melhoramento genético de plantas de diversas culturas agrícolas com características de interesse para agricultura, como resistência a doenças e estresses climáticos, entre outras. É autor de diversas patentes de metodologias para transformação genética de plantas.
Fernanda Diniz – jornalista (-)
Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia

Telefone: (61) 3448-4769 e 3340-3672