Plantas geneticamente modificadas

Plantas Geneticamente Modificadas:
Tecnologias de Obtenção & Aplicações
Luís Fernando Revers
Pesquisador - Biologia Molecular Vegetal
Estrutura do DNA - meio século de uma revolução
1953 - 2003
Segmentos de DNA = Genes
Gene para
cor da
semente
Gene da
tolerância
ao alumínio
Gene para
resistência
a doenças
Genes para
altura da
planta
Gene para
proteína da
semente
FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA
Cromossomos
(herdados dos
genitores)
DNA:
Genes
RNA
Proteínas:
“Aparência”
(fenótipo)
Como o DNA controla
as características de
um organismo?
DNA
TAC AAG CAGGGT
ATG TTC GTCCCA
Mudanças no
Genótipo
Células
“Os genes são segmentos do
mesmo tipo de molécula, o DNA.
Esta característica permite que
os genes de um organismo
sejam potencialmente funcionais
em outro.”
Tecidos
Órgãos
Organismo
“Código Genético é universal!”
Fenótipo (Aparência)
Mudanças no
Fenótipo
Melhoramento Genético Tradicional
Domesticação de culturas (~10.000 anos)
Seleção artificial
Organização Social
•Plantas mais robustas
•Frutos e sementes maiores
•Perda de disseminação natural das sementes
•Florescimento uniforme
•Amadurecimento uniforme
•Redução de substâncias tóxicas
Como é feito o Melhoramento Genético Tradicional?
1. Cruzamento entre cultivares
2. Cruzamento de cultivares
com espécies selvagens
aparentadas
Seleção
Aumentar a variabilidade
genética
3. Indução de mutações
Seleção
Cruzamento de cultivares com
espécies selvagens aparentadas
Sens. Ferr.
Cruzamento do híbrido
com A. sativa
Adaptado de Zanettini e
Pasquali,1999.
Res. Ferr.
Indução de mutações em Trigo
•Identificação de um mutante com aristas
•Maior superfície Fotossintetizante
•Maior conteúdo de amido no grão
Adaptado de Zanettini e
Pasquali,1999.
Modificações Genéticas
introduzidas pela DOMESTICAÇÃO
4.000 AC
Milho
Cenoura
Alface
Biotecnologia Moderna
•
Engenharia Genética: conjunto de
ferramentas não convencionais que
possibilita a transferência de
informação genética de um organismo,
seja ele um microrganismo, um vegetal
ou um animal, para outro.
•
A inserção de um gene bem
caracterizado em células vegetais e a
subsequente regeneração de plantas
férteis com o gene integrado em seus
genomas permite a obtenção das
denominadas “plantas transgênicas”.
Isolamento de
Genes
manipulação
dos segmentos
de DNA de
interesse
(genes)
Endonucleases
de restrição
Adaptado de Zanettini e
Pasquali,1999.
Como são produzidas as plantas transgênicas?
•Sistema Agrobacterium
•Transferência direta de genes para protoplastos
•Bombardeamento com microprojéteis
Sistema
Agrobacterium
Planta
Cromossomo
bacteriano
Ferimento
•Explora a capacidade
natural das Agrobactérias
de associar-se às plantas
causando-lhes tumores
Infecção
Plasmídio Ti
Agrobacterium
T-DNA
Inserido
“Galha-da-Coroa”
Tumor da
galha
T-DNA
Inserido
Transferência de Genes Mediada por Agrobactérias
Regeneração da
planta transgênica
Inserção do gene
de interesse
Infecção
Corte
Inseção do gene de interesse
Bombardeamento com microprojéteis
Adsorção
Uva Geneticamente Modificada Resistente à Doenças Fúngicas
(Yamamoto, T. et al., 2000 )
•Inserção do gene RCC2 de
arroz
quitinase
Resistência à
doenças fúngicas
Planta parental não
transformada
Planta transformada resistente à
oídio (Uncinula necator)
•Benefício: redução da utilização de
fungicidas
Melhoramento genético clássico X Engenharia genética
Melhoramento Clássico de Plantas
Doador
Novos Genótipos
Cultivar Comercial
X
Nova Cultivar
Várias
Gerações
Blocos Gênicos
transferidos
Gene Desejado
Gene Desejado
Engenharia Genética (Biotecnologia Moderna)
Doador
Cultivar Comercial
Identidade Varietal
Cultivar (apenas com o
gene desejado inserido)
Transferência
Regeneração
Gene Desejado
Gene Isolado
Gene Desejado
Modificações Genéticas
introduzidas pela DOMESTICAÇÃO
4.000 AC
Milho
Cenoura
Alface
ARCABOUÇO LEGAL
•Lei de Biossegurança – Lei nº. 8.974/95
•Decreto n° 1.752/95;
•20 normas específicas da CTNBIO (1996 a 2002)
•MP no. 2.191-9/20012.191-9/2001 altera a Lei nº 8.974/95
•Lei Ambiental - Lei nº. 6.938/81
•Lei nº. 10.165/2000 (taxas e anexo que classifica ativ.)
•Resolução do CONAMA nº 305/2002
•Lei de Agrotóxicos – Lei nº. 7.802/1989
•Decreto nº. 4.074/2002
•3 normas específicas que regulam a concessão do Registro
Especial Temporário - RET/OGM
(IN Conjunta MAPA/ANVISA/IBAMA nº 02/2002; IN nº 24/2002
do IBAMA e RDC nº 57/2002 – ANVISA)
•Decreto de Rotulagem Nº 4.680/abril de 2003
•Lei nº 10.688,
10.688 de 13 de junho de 2003
-regula a comercialização da safra 2002/2003 de soja
•Lei nº 10.814,
10.814 de 15 de dezembro de 2003
-regula o plantio da safra 2003/2004 de soja
Lei de Biossegurança nº 8.974 de
05/01/95
CTNBio
Membros:
Regulamentação:
•Poder Executivo (ministérios)
•Pesquisas em Laboratórios
•Comunidade Científica
•Liberação Ambiental
Planejada
•Órgãos de Defesa do
Consumidor
•Orgãos de Defesa da Saúde do
Trabalhador
•Comercialização ou não de
produtos transgênicos
Da Pesquisa à Comercialização de Plantas GM no Brasil
1º Passo – Obtenção de CQB
(IN nº 01/96 – CTNBio)
• Requisitos mínimos:
– Ter CIBio – Comissão Interna de Biossegurança
– Constituição pessoa jurídica
– Idoneidade financeira
– Finalidade a que se propõe
– Atividade desenvolvida
– Classificação do(s) organismo(s) – I ou II
– Relação dos organismos que serão manipulados
– Descrição pormenorizada das instalações
– Qualificação do pessoal envolvido
A Embrapa possui 18 Centros de Pesquisa
desenvolvendo trabalhos com OGM, os quais
possuem o devido CQB emitido pela CTNBio.
Da Pesquisa à Comercialização de Plantas GM no Brasil
2º Passo – Autorização para desenvolvimento de
pesquisas com OGM
(Art. 7º, inciso IV da Lei nº 8.974/95)
• Esta Autorização é concedida pelos órgãos fiscalizadores
competentes.
• Todos as Unidades da Embrapa que desenvolvem
pesquisas com OGM possuem esta Autorização do MAPA.
Da Pesquisa à Comercialização de Plantas GM no Brasil
3º Passo – Registro Ambiental para atividades em
área confinada
(Art. 3º da Resolução nº 305/2002 - CONAMA)
4º Passo – Liberação Planejada do OGM no meio
ambiente
(Instruções Normativas nº 3 e 10 da CTNBio)
5º Passo – Autorização Temporária de Experimento de Campo ATEC
(art. 7º, X da Lei nº 8.974/95, alterado pela MP nº 2.191-9/2001)
A Embrapa conseguiu ATEC do MAPA para seus experimentos
com soja GM, mamão GM e feijão GM e batata GM.
Da Pesquisa à Comercialização de Plantas GM no Brasil
6º Passo – Somente para OGM Biopesticida
Registro Especial Temporário - RET
(Lei nº 7.802/89 – IN Conjunta nº 02/2002 –
MAPA/ANVISA/IBAMA)
7º Passo – Licença de Operação para Área de
Pesquisa - LOAP
(art. 4º da Resolução nº 305/2002 – CONAMA)
8º Passo – Licença para liberação pré-comercial
(art. 5º, I da Resolução nº 305/2002 – CONAMA)
Da Pesquisa à Comercialização de Plantas GM no Brasil
9º Passo – Licença para liberação comercial
(art. 5º, II da Resolução nº 305/2002 – CONAMA)
10º Passo – Aprovação para comercialização
pela CTNBio
• Não existe um norma específica para esta
aprovação, sendo a mesma analisada caso a
caso. Até o momento, a CTNBio só liberou
comercialmente a soja RR (Instrução
Normativa nº 18/98), liberação esta que foi
questionada judicialmente E AINDA NÃO
JULGADA.
Resultado: Arcabouço Legal extremamente complexo
Lei de
Biossegurança
no.8.974/95
MP
no. 2.191/01
Decreto
no. 1.752/95
Legislações
Estaduais
PL 2401/03
Tentativa de
harmonização do
atual caos
regulatório
Lei 10.8.14/03
Lei nº 10.688/
2003
RET
IN 2002
Lei de
Lei
AgroAmbiental
Tóxicos
no. 6.938
no.7.802
/81
/89
Decreto
Rotulagem
no.4.074/03
Lei no.
10.165/00
Resolução
305 CONAMA IN IBAMA/03
2002
Avaliação e Regulamentação das Plantas Transgênicas
Análises “caso-a-caso”:
•Risco Ambiental
•Risco à Saúde Animal
•Risco à Saúde Humana
•Equivalênica Substancial
Segurança Alimentar
Risco= Perigo X Probabilidade
Princípio da Equivalência Substancial (ES) - FAO; OMS
Planta parental (segura para
consumo)
X
Planta Geneticamente
modificada
Comparação analítica: ensaios toxicológicos e bromatológicos
(saúde animal, saúde humana e risco ambiental)
NES Restrições Nutricionais
Não Comercialização
ES Sem restrições Nutricionais
Comercialização/Rotulagem
Potencial da Biotecnologia e a Realidade
ÁREA CULTIVÁVEL DISPONÍVEL
POR HABITANTE NO MUNDO
ANO
ÁREA AGRÍCOLA
PER CAPITA (ha)
1961
0,44
1997
0,26
2050
0,15
8,9 bilhões de habitantes
Banco Mundial
BIODIVERSIDADE
MELHOR MANEIRA ATUAL DE PROTEGER E CONSERVAR A
BIODIVERSIDADE :
USO DE TECNOLOGIAS QUE AUMENTEM A PRODUTIVIDADE POR
UNIDADE DE ÁREA EM USO
X
Papel Sócio-Econômico da Biotecnologia
Contribuir para aumentar a produtividade dos
produtos da agropecuária;
Contribuir para melhorar a qualidade dos produtos Alimentação saudável;
Contribuir para reduzir custos de produção;
Contribuir para implantar sistemas produtivos
ambientalmente sustentáveis;
Contribuir para diminuir o esforço do produtor;
Contribuir para melhorar a eficiência da pesquisa;
Contribuir para diminuir a necessidade de
expansão das áreas agrícolas.
Alguns exemplos de produtos obtidos através da
engenharia genética utilizados no cotidiano
Na saúde Humana
Tipo de Produto
Indicação de Uso
•
•
•
Insulina Humana
Vacina anti-hepatite B
Alteplase
Diabetes
Prevenção Hepatite B
Prevenção de Infarto
•
•
•
Interferon -2b
Fator anti-hemolítico
Hormônio de crescimento humano
Tratam. Leucemia
Hemofilia A
Def. Crescimento
•
Interferon 
Tratam. Esclerose
Múltipla
Alguns exemplos de produtos obtidos através da
engenharia genética utilizados no cotidiano
Na Indústria
Tipo de Produto
•
•
•
•
•
Detergentes e sabão em pó
Produção de Papel
Produção de Sucos e Vinhos
Produção de Queijos
Produção de Álcool
Tipos de Enzimas
Proteases, Lipases
Celulase, Lipases
Pectinases
Chimosine (Chymogen® - 60%)
Amilases e
Amiloglicosidases
Alguns exemplos de produtos obtidos através da
engenharia genética
Alguns exemplos de produtos obtidos através da
engenharia genética
Alguns exemplos de produtos obtidos através da
engenharia genética
Tendências dos Produtos Biotecnológicos
Químicos
Específicos
Alimentos
Funcionais
Qualidade e
Processamento
Características
Agronômicas
1995
2000
Biofábricas. Plantas e animais
produzindo matérias primas de
uso industrial.
Alimentos contendo vacinas, vitaminas,
minerais, etc.. Produção de fármacos.
Óleos especiais, proteínas, vitaminas,
minerais, etc. “output quality traits”
Resistência a herbicidas e insetos
“input agronomic traits”
2005
2010
2015
2020
http://www.isb.vt.edu/cfdocs/fieldtests1.cfm
http://www.bafz.de/baz99_e/baz_orte/sdg/irz/irz_frmd.htm
A Embrapa e o desenvolvimento de OGMs:
• Feijão
(resistência a vírus e insetos, e tolerância a herbicidas)
• Soja (resistência a insetos, e tolerância a herbicidas)
• Batata (resistência a vírus)
• Banana (resistência a fungos)
• Cacau
(resistência a fungo)
• Café (resistência a insetos)
• Arroz (redução da altura)
• Milho (melhoria da qualidade protéica)
• Mamão (resistência a vírus e fungos)
“Os seres humanos podem
ansiar pela certeza
absoluta, podem aspirar
alcançá-la e podem até
fingir obtê-la, como fazem os
partidários do
fanatismo religioso, ético e ou
político.”
Carl Sagan
- Como vão as
pesquisas com o
fogo?
-Mais ou menos...falta
desenvolver uma
metodologia de uso
www.anbio.org.br
www.ctnbio.gov.br/ctnbio
Muito Obrigado!
Vinhedos da Embrapa Uva e Vinho