Seis anos após o anúncio do sequenciamento do genoma da bactéria fixadora de nitrogênio Herbaspirillum seropedicae, o Programa Genoma do Paraná (Genopar) concluiu o estudo de cada um dos genes do microrganismo e das proteínas sintetizadas por ele a fim de identificar estruturas de interesse prático, que possam ser usadas, por exemplo, para ajudar a reduzir custos na agricultura.

Os resultados da pesquisa, liderada pelo bioquímico Fábio Pedrosa, da Universidade Federal do Paraná (UFPR), foram publicados em maio deste ano no periódico científico PLoS Genetics.

O estudo envolveu cerca de 130 pesquisadores de diversas instituições. Além da UFPR, participaram também a Embrapa Soja, a Universidade Paranaense, o Instituto Agronômico do Paraná, a Universidade Federal de Santa Catarina, a Pontifícia Universidade Católica do Paraná e as universidades estaduais de Londrina, Maringá, Ponta Grossa e do Oeste do Paraná.

H. seropedicae é uma bactéria que, quando associada a um vegetal, faz a conversão do gás nitrogênio em compostos como amônia ou nitrato, essenciais para a nutrição da planta. Na natureza, a bactéria é encontrada nos tecidos de gramíneas como arroz, milho, trigo e cana-de-açúcar.

Representação gráfica do genoma de ‘Herbaspirillum seropedicae’. A bactéria tem mais de 5,5 milhões de pares de bases (bp, na sigla em inglês) de DNA. (imagem: PLoS Genetics/ CC BY 2.5)

“Somente conhecendo o genoma podemos entender exatamente o mecanismo de funcionamento da bactéria: de que substâncias se alimenta, que enzimas pode sintetizar, e assim por diante”, diz Pedrosa.

Plantações mais produtivas

A partir daí, explica o bioquímico, é possível fazer interferências pontuais na estrutura de modo a alterar seu comportamento. Uma manipulação no código genético de H. seropedicae, por exemplo, pode fazer com que a bactéria fixe mais nitrogênio e aumente a produtividade de plantações.

Segundo cálculos do pesquisador, substituir fertilizantes nitrogenados por um produto à base de H. seropedicae pode reduzir em cerca de R$ 850 milhões os gastos da agricultura brasileira. Além disso, a utilização da bactéria como biofertilizante reduziria a poluição do lençol freático provocada pelos compostos químicos utilizados atualmente como promotores de crescimento.

O uso de H. seropedicae como biofertilizante na agricultura ainda é feito apenas em caráter experimental em plantações de trigo. Mas um produto desenvolvido em parceria entre a UFPR e a Embrapa Soja, de Londrina, a partir de outra bactéria fixadora de nitrogênio (Azospirillium brasilense) gera expectativas animadoras.

O inoculante, criado com seis cepas de A. brasilense, já está sendo comercializado e, segundo Pedrosa, proporciona aumento de até 25% na produção de milho em relação ao uso de fertilizantes químicos. A previsão é de que, em futuro não muito distante, seja criado um inoculante comercial de H. seropedicae.

Sequenciamento em série

A pesquisa com H. seropedicae é apenas um de vários outros trabalhos semelhantes desenvolvidos sob a liderança de Pedrosa. “Na época em que iniciamos o sequenciamento de H. seropedicae, há nove anos, só tínhamos à mão uma metodologia que exige muito tempo”, lembra o pesquisador. “Para se ter uma ideia, tivemos de fazer mais de 150 mil reações químicas.”

O bioquímico coordena o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) da Fixação Biológica de Nitrogênio, criado em 2008 e sediado na UFPR. No ano passado, o INCT adquiriu um equipamento de última geração, que é capaz de fazer até oito sequenciamentos de microrganismos por semana. Foram submetidas ao dispositivo 13 espécies de bactérias fixadoras de nitrogênio, que em breve deverão ter seu código genético descrito.

Célio Yano
Ciência Hoje On-line/ PR