Informativo 159 – Oceanos, subestimada e metabolômica

1 – Oceanos já sobem três vezes mais depressa

2 – Diversidade subestimada

3 – Metabolômica da cana

1 – Oceanos já sobem três vezes mais depressa

Novo estudo aponta que o aumento do nível dos mares deve chegar a 1,9 metro até o fim deste século

Steve Connor escreve para o “Independent”:

O nível do mar está aumentando três vezes mais rapidamente que as previsões de 2007 do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) indicaram, e a média global de elevação dos oceanos deve chegar a 1,9 metro até 2100, diz novo estudo publicado na revista americana “Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS).

Esta estimativa foi divulgada apenas uma semana depois de outra pesquisa dizendo que o IPCC havia sido muito conservador em prever um aumento máximo de 59 centímetros neste século, como consequência do aquecimento global.

Para evitar dúvidas sobre os dados, os estudos anteriores foram mais conservadores e só levaram em conta à expansão das águas devido ao aumento da temperatura, sem considerar o degelo na Groenlândia e na Antártica. Assim, a nova pesquisa estima um índice mais alto para a elevação do nível do mar do que os publicados pelo IPCC, em sua análise de 2007.

A subida do nível dos oceanos em 1,9m resultaria em inundações em grandes extensões de países costeiros e poderia destruir muitas nações insulares, bem como tornar grande parte de Bangladesh inabitável. Além disso, aumentaria as chances de tempestades inundando grandes cidades costeiras, como Nova York e Londres.

Corte de emissões poderia frear elevação O mais recente estudo aponta que o nível médio global do mar subirá entre 75cm e 190cm até o final deste século, devido ao aquecimento dos oceanos e derretimento de geleiras em montanhas, na Groenlândia e na Antártica. A pesquisa de Stefan Rahmstorf, do Instituto Potsdam para a Pesquisa do Impacto Climático, na Alemanha, e Martin Vermeer, da Universidade Tecnológica de Helsinque, na Finlândia, diz que os níveis do mar estão se elevando mais velozmente, resultado do aumento de temperatura no planeta, principalmente nos pólos.

– Desde 1990, o nível do mar tem aumentando em 3,2 milímetros ao ano, duas vezes mais velozmente que a média no século XX. Mesmo que esta taxa se mantenha estável, isso já corresponderia a 34cm no século XXI – disse Rahmstorf.

– Mas os dados nos mostram claramente que quanto maior o aquecimento, mais rapidamente o nível do mar sobe. Se quisermos evitar um aumento galopante, devemos parar logo com o aquecimento.

Rahmstorf publicou um estudo anterior, em 2007 – finalizado tarde demais para a inclusão no quarto relatório do IPCC – sugerindo que o nível do mar poderia subir a 1,4m até 2100. E o aumento de 1,9 metro ocorrerá se as emissões de gases-estufa continuarem a crescer em seu ritmo atual, o pior cenário previsto pelos relatórios do IPCC. O corte das emissões no início deste século terá efeito correspondente na redução do aumento do nível máximo do mar, dizem os autores do estudo.

Semana passada, o Comitê Científico sobre Pesquisa Antártica endossou a análise de Rahmstorf, de 2007, em relação ao aumento do nível do mar, concordando que o IPCC precisará rever previsões.

Segundo Rahmstorf, a comissão provavelmente terá a mesma opinião em relação ao seu último estudo, apontando a elevação de 1,9m. (O Globo, 8/12).

2 – Diversidade subestimada

Rede internacional de cientistas sugere que número de espécies de peixes conhecidos pode ser maior

Fábio de Castro escreve para a “Agência Fapesp”:

Existem cerca de 28 mil espécies de peixes catalogadas com nomes científicos. Mas, depois de identificar 7 mil dessas espécies com o uso da técnica de DNA barcoding – ou código de barras de DNA -, uma rede internacional de cientistas começa a suspeitar que o número total de peixes conhecidos pode ser muito maior. A aplicação da nova metodologia mostrou que muitos dos nomes científicos podem remeter a espécies distintas.

A afirmação foi feita por Robert Hanner, da Universidade de Guelph, no Canadá, na sexta-feira, dia 4, durante o último dia do Simpósio Internacional sobre DNA Barcoding do Programa Biota-Fapesp, na sede da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

Hanner coordena o projeto Fish-BOL, associado ao Projeto Internacional do Código de Barras da Vida (iBOL, na sigla em inglês), que será lançado em julho de 2010. Ambas as iniciativas são sediadas na Universidade de Guelph.

De acordo com Hanner, o projeto já identificou mais de 7 mil espécies de peixes empregando a nova técnica que utiliza um pequeno trecho do DNA como marcador para caracterizar espécies biológicas. O total das espécies registradas chega a 23% do total de espécies nomeadas pela ciência.

“Existem cerca de 28 mil espécies nomeadas e fizemos até agora o código de barras de DNA de 7 mil delas. Nesse processo, no entanto, estamos revelando novas espécies. Tanto espécies realmente novas, como algumas que eram confundidas com outras pelos métodos taxonômicos tradicionais. Isso nos leva a estimar que pode haver cerca de 40 mil espécies no total, em todo o planeta”, disse à Agência Fapesp.

Segundo Hanner, o objetivo da iniciativa é registrar o código de barras de DNA de todas as espécies conhecidas. “No entanto, vamos ter mais trabalho do que imaginávamos, porque a diversidade parece ser mesmo maior que a mostrada por nossa lista inicial de espécies conhecidas. Esse número está sendo sistematicamente revisado e talvez cheguemos a 32 mil ou 34 mil em breve”, afirmou.

Hanner explicou que o foco inicial do projeto foram as espécies comercialmente mais importantes e aquelas que já estavam presentes em coleções de tecidos de museus. Segundo ele, é difícil prever quando o trabalho de identificação por DNA barcoding será concluído para todas as espécies.

“Temos justamente reunido mais informação sobre o que é mais comum. Portanto, o ritmo de registros declina conforme passamos a identificar as espécies menos comuns. Vamos precisar de cada vez mais esforço, à medida que começarmos a trabalhar em determinadas áreas, particularmente em ambientes de água doce, onde há muitas espécies endêmicas”, explicou.

As espécies marinhas, segundo Hanner, foram registradas prioritariamente, exatamente em virtude de seu valor comercial. “Não trabalhamos exclusivamente com espécies marinhas, mas elas foram priorizadas nessa fase inicial, porque são uma fonte de proteína importante para a maioria das pessoas. Além disso, sabemos que está havendo uma grande onda de pesca ilegal, desregulamentada e não relatada. Isso está provocando um impacto importante no gerenciamento dos estoques pesqueiros”, disse.

Evitar fraudes

Com a identificação das espécies marinhas por código de barras de DNA, Hanner acredita que será possível combater fraudes comerciais com mais eficiência.

“Como a pesca está sob pressão, vemos muita fraude de mercado, com substituição de espécies mais caras por outras mais baratas, por exemplo. A técnica de DNA barcoding, que permite identificação a partir de produtos processados, possibilitará a detecção desses padrões de fraude”, disse.

Segundo Hanner, com os avanços já feitos em relação às espécies marinhas, o projeto entra agora em uma nova fase, com foco em ecossistemas de água doce.

“Está na hora de voltar a atenção para lugares como a Amazônia. No Brasil, já temos muitas espécies identificadas, especialmente em São Paulo, mas falta avançar para o interior do país”, afirmou.

O cientista explicou que o fato de a Amazônia não ter ainda muitas espécies identificadas com a nova técnica reflete a distribuição geográfica do interesse dos pesquisadores brasileiros em DNA barcoding.

Segundo ele, a aplicação da técnica em território paulista está avançada porque no Estado há pesquisadores que começaram a trabalhar cedo com ela, como o ictiologista Cláudio Oliveira, do Laboratório de Biologia e Genética de Peixes do Instituto de Biociências de Botucatu da Universidade Estadual Paulista.

“Oliveira está envolvido com o projeto desde o início, quando foi ao nosso laboratório em Guelph para fazer sequenciamentos. Tenho certeza que logo teremos outros taxonomistas brasileiros trabalhando na Amazônia. Talvez ainda não estejam a par do que estamos fazendo, ou não tenham conseguido os fundos necessários para participar da iniciativa, mas sabemos que é questão de tempo”, indicou.

Hanner contou que uma das ambições dos projetos Fish-BOL é aumentar as interações com a comunidade científica brasileira. “Sob o guarda-chuva do desafio internacional do projeto iBOL, esperamos estimular o Brasil a desenvolver uma rede nacional e investir em uma infraestrutura taxonômica para completar suas bibliotecas de sequenciamento de referência”, disse.

“Esperamos que o Brasil seja muito ativo nesse grande projeto internacional de biodiversidade que vamos lançar em 2010, durante o Ano Internacional da Biodiversidade”, completou. (Agência Fapesp, 7/12).

3 – Metabolômica da cana

Programa Fapesp de Pesquisa em Bioenergia (Bioen) promoveu worshop em São Paulo

Fábio Reynol escreve para a “Agência Fapesp”:

Debater como o estudo genético sistemático do metabolismo de organismos e processos celulares, ou metabolômica, pode auxiliar nas pesquisas e na produtividade da cana-de-açúcar foi o principal objetivo do Workshop Bioen sobre Metabolômica da Cana-de-Açúcar, ocorrido na segunda-feira (7/12) na sede da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

O evento, realizado no âmbito do Programa Fapesp de Pesquisa em Bioenergia (Bioen), reuniu pesquisadores do Brasil e de diversos países, que falaram sobre temas como acumulação de sacarose e de carbono na cana-de-açúcar e eficiência na produção de etanol celulósico.

“A metabolômica é uma área recente da genômica e atua na determinação de funções de genes a partir da análise de um grande volume de dados sobre o metabolismo de diferentes organismos. O uso da metabolômica no estudo da cana é complementar à proteômica, que estuda as proteínas codificadas para produção de sacarose e de outros compostos, e da transcriptômica, que dá informações sobre a expressão de genes da planta”, explicou o coordenador do workshop, o professor Carlos Labate, do Departamento de Genética da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP).

Em sua palestra, que abriu o evento, Labate falou sobre como a metabolômica pode ser uma das ferramentas importantes para ajudar a aumentar a produtividade no cultivo da cana-de-açúcar. “Aplicada ao estudo da cana-de-açúcar, a metabolômica pode ser uma ferramenta de apoio para a seleção de variedades mais adequadas à produção de bioenergia, com alto teor de sacarose e resistentes à seca e pragas da agricultura”, disse.

Mas o trabalho em metabolômica da cana-de-açúcar é enorme e está apenas no começo, como destacou Vanderlan da Silva Bolzani, do Núcleo de Bioensaios, Biossíntese e Ecofisiologia da Universidade Estadual Paulista. “Há poucas informações científicas a respeito e nem sequer uma metodologia de pesquisa foi estabelecida. Nosso primeiro objetivo é criar uma metodologia robusta e reproduzível de análise”, disse. 

As aplicações práticas da pesquisa na área serão extremamente úteis para o cultivo da cana-de-açúcar, segundo Vanderlan. Entre elas estão a identificação de substâncias que possam gerar resistência às doenças e pragas mais comuns dos canaviais, como a broca-da-cana-de-açúcar (Diatraea saccharalis), causada por uma mariposa, e os fungos conhecidos como “carvão” (Ustilago scitaminea) e “ferrugem” (Puccinia melanocephala).

“Estamos muito entusiasmados com a pesquisa, em um único cultivar identificamos vários metabólitos e vamos testá-los em breve”, disse. A pesquisadora também destacou a importância do trabalho conjunto entre a química e a biologia para o avanço da metabolômica.

A metabolômica utiliza técnicas de espectrometria de massas e ressonância magnética para determinar a presença e a estrutura de produtos do metabolismo da planta – açúcares, ácidos orgânicos e outros compostos – em tecidos de diferentes variedades de cana e estabelecer as rotas metabólicas para produção dessas substâncias.

O conhecimento sobre a regulação de um conjunto dessas rotas metabólicas permite a identificação dos genes que codificam proteínas associadas a esses compostos.

Marcelo Ehlers Loureiro, do Centro de Ciências Biológicas e da Saúde do Departamento de Biologia da Universidade Federal de Viçosa, mostrou como a metabolômica pode ajudar na produção da nova geração do etanol. Loureiro se dedica ao estudo da lignina, um componente da parede celular e um dos maiores limitadores do processo de conversão do bagaço da cana em álcool.

“Mais de 70% da energia da cana está no caule e nas folhas e é desperdiçada. Entender como as várias formas como a lignina se apresentam, além de viabilizar uma futura produção de álcool a partir de bagaço, pode ajudar a aprimorar as espécies atuais da planta”, disse.

A equipe de Loureiro descobriu que pequenas variações na lignina e na composição de determinadas estruturas celulares podem aumentar ou reduzir a resistência do vegetal a estresses bióticos, como a incidência de fungos, por exemplo.

Aplicação em saúde

Staffan Persson, do Instituto Max Planck de Fisiologia Molecular de Plantas, apresentou no workshop do Bioen estudos de redes genéticas que, aplicadas em cinco espécies diferentes de plantas, identificaram os genes que se repetiam em todas elas. “Um importante desafio para a área está no desenvolvimento de algoritmos voltados à comparação gênica”, destacou.

“A metabolômica está se tornando rapidamente uma tecnologia madura que já cobre milhares de pequenas moléculas pequenas. Combinada com a diversidade genética, ela permite uma descrição importante da função genética”, disse Lothar Willmitzer, também do Instituto Max Planck.

Além das aplicações no estudo de plantas, o cientista alemão apontou exemplos das possibilidades da metabolômica em saúde, como na obtenção de diferenciações mais precisas entre amostras de sangue de portadores e de não portadores de diabetes.

“Os metabólitos diferenciam melhor essas amostras comparados aos exames convencionais de taxa de glicose”, disse. Entre outras aplicações em saúde está a predição de infarto do miocárdio por meio da assinatura metabólica registrada no sangue.

“Não chega a ser um marcador diagnóstico, mas algo que poderá se aprimorar e ajudar a medicina”, indica Willmitzer. A metabolômica também tem sido empregada no Instituto Max Planck para estimar quais pacientes responderiam a um medicamento antidepressivo e quais estariam imunes aos seus efeitos.

Como desafios para a área de pesquisa, Willmitzer destacou o grande aumento das frações das moléculas analisadas e a dificuldade de se identificar os contaminantes das amostras. “A necessidade de desenvolver e adaptar softwares para análise genômica, uma vez que não há versões no mercado com a especialização necessária, é outro ponto importante”, disse. (Agência Fapesp, 8/12).