Modificações genéticas otimizam produção do urucum

Pesquisadores da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP) e da Universidade Federal de Viçosa (UFV) mostraram pela primeira vez que o pigmento extraído da árvore de urucum (Bixa orellana) não é produzido apenas na semente, mas também em outros órgãos da planta, em um processo que se intensifica na fase adulta. O estudo, divulgado no Journal of Experimental Botany, descreve ainda modificações genéticas na espécie capazes de otimizar a produção do pó de urucum.

Conhecido como colorau na indústria alimentícia, o pó de urucum é amplamente utilizado para dar cor a alimentos e bebidas. Também entra na composição de medicamentos e cosméticos, como protetores solares. Sua demanda vem aumentando nos últimos anos, graças à maior procura por produtos que contenham ingredientes naturais. De acordo com dados publicados na Revista Brasileira de Gestão e Desenvolvimento Regional, o Brasil é o maior produtor mundial do pigmento – com destaque para o estado de São Paulo.

"Conhecer melhor as características anatômicas e fisiológicas das espécies nativas do bioma brasileiro, especialmente as de importância econômica, como é o caso do urucum, e entender as vias genéticas envolvidas em seu desenvolvimento e nas substâncias que produzem permite aprimorar seu manejo – algo fundamental no contexto das mudanças climáticas", diz Fábio Tebaldi Silveira Nogueira, pesquisador do Laboratório de Genética Molecular do Desenvolvimento Vegetal do Departamento de Ciências Biológicas da Esalq-USP e um dos coordenadores do trabalho.

No estudo financiado em parte pela FAPESP, pesquisadores do grupo de Nogueira e do Laboratório de Cultura de Tecidos Vegetais/Bioagro da UFV, coordenado pelo professor Wagner Campos Otoni, analisaram a produção desse pigmento ao longo de todo o desenvolvimento da planta, dando atenção especial à transição da fase juvenil para a adulta. A explicação para esse enfoque é que o urucum utilizado na indústria é normalmente extraído da semente, indicando maior produção no período maduro da árvore.

"Por meio de testes de laboratório, avaliamos plantas em diferentes estágios de desenvolvimento e observamos que a produção do pó de urucum se acentua quando a planta muda do estágio juvenil para adulto, inclusive nas folhas", conta Nogueira.

Estudo genético

Com esses resultados em mãos, os pesquisadores buscaram entender quais vias genéticas e fisiológicas estão envolvidas na alteração da produção do pigmento ao longo do desenvolvimento da folha. No centro das investigações esteve a via regulada pelo microRNA 156, sabidamente responsável pela mudança da fase juvenil para a adulta em diversas outras plantas.

Os pesquisadores observaram que o declínio da produção do microRNA 156 (fim da fase juvenil) coincidia com o aumento de produção do pigmento. O próximo passo para validar essa informação na árvore de urucum foi modificar geneticamente uma planta para que ela superexpressasse justamente o microRNA 156. Análises anatômicas, proteômicas e estatísticas confirmaram: quanto maior é a produção desse microRNA, mais características juvenis são observadas na planta, que demora a mudar de fase. "As folhas que se mantêm por mais tempo em estado juvenil apresentam um formato modificado, com menos canais para liberar o pigmento", explica Nogueira.

"Em relação a aspectos moleculares, observamos que várias enzimas envolvidas na via de produção do pigmento são reprimidas na planta juvenil. Mas o que mais chamou atenção foi a maior presença de um hormônio relacionado ao estresse, o ácido abscísico [ABA]: como o ABA e o pó de urucum compartilham vias metabólicas similares, é como se a planta transferisse parte do carbono que usaria para fabricar o pó de urucum para essa outra linha de produção – atividade que, na natureza, poderia ser explicada pela proteção natural oferecida pelo hormônio contra intempéries."

Outro aspecto observado na planta alterada geneticamente foi a redução da produção de outros metabólitos na fase jovem, além do pó de urucum. É o caso dos terpenos, que podem ser utilizados, inclusive, na medicina, por conta de suas atividades microbióticas. A informação indica o melhor momento para sua extração.

Também participaram do estudo pesquisadores da Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF), da Escola de Engenharia de Lorena (EEL-USP), da Universidade Federal da Paraíba (UFPA) e da Universidade Estadual de Santa Cruz (UESC).