Áreas

Nanotecnologia

O Labex – laboratório virtual da Embrapa no Exterior – tem sido reconhecido como essencial para o Brasil e Estados Unidos estabelecerem novas oportunidades de colaboração internacional, proporcionado pela interação entre especialistas, no desenvolvimento de projetos conjuntos de colaboração em áreas estratégicas de pesquisa.A nanotecnologia é um campo da pesquisa que tem tido um enorme investimento nos últimos anos, devido ao seu enorme potencial de aplicação, pois pode levar a uma melhoria significativa no desempenho de vários tipos de produtos e processos em quase todas as áreas, incluindo a agricultura, produção de alimentos a agroindústria em geral. Nanotubos de carbono, por exemplo, são largamente estudados atualmente, pelas suas surpreendentes propriedades elétricas e mecânicas (como por exemplo sua resistência mecânica que chega a ser 400 vezes maior que a do aço), além de características que têm demonstrado que estes materiais são apropriados para novas gerações de biossensores para várias aplicações, pela possibilidade de estudar, controlar e manipular sua estrutura na nanoescala.

É importante destacar que diferentes tipos de produtos agrícolas nanoestruturados, como nanofibras de celulose extraídos de diferentes variedades de plantas, também podem levar a uma melhoria no desempenho de produtos e processos, permitindo a agregação de valor a estes produtos agrícolas, demonstrando, assim, que a nanotecnologia pode beneficiar o agronegócio abrindo novas oportunidades de aplicação.

Outras áreas promissoras em nanotecnologia são: desenvolvimento de técnicas de nanotecnologia para a caracterização, estudos e nanomanipulação de sistemas biológicos, animais e células vegetais e produtos agrícolas, na nanoescala; preparação de nanopartículas para liberação controlada de nutrientes e fármacos para animais; nanoimobilização de enzimas para biossensores, biofiltros e bioprocessos; nanocatalisadores para aumento de eficiência de biocombustíveis; produção de plásticos biodegradáveis para embalagens e filmes comestíveis para alimentos, síntese de plásticos de fonte renovável; desenvolvimento de novos usos de produtos agrícolas e muitos outros.

Objetivos

• Prospectar oportunidades de colaboração entre o Serviço de Pesquisa em Agricultura -ARS/USDA e a Embrapa e institutos de pesquisa e universidades brasileiras, para estabelecer elos de cooperação e projetos conjuntos de pesquisa entre estas instituições para explorar aplicações de nanociência e nanotecnologia que contribuam para o desenvolvimento do agronegócio.

• Organizar uma rede de pesquisa em nanotecnologia na Embrapa com colaboração com o ARS e outros centros de pesquisa e universidades para explorer as aplicações da nanotecnologia no agronegócio.

• Estabelecer colaboração entre a Embrapa e o ARS, particularmente nas áreas de novos usos de fibras vegetais, polímeros naturais, produtos agrícolas, preparação de materiais nanoestruturados, polímeros biodegradáveis e filmes comestíveis, liberação controlada e ciência dos alimentos ou qualquer outra área na qual a nanotecnologia possa desempenhar um papel importante e seja de interesse de pesquisadores dos países envolvidos.

Recursos Genéticos

A conservação e o uso de recursos genéticos são estratégicos para o desenvolvimento de uma nação, especialmente de um país como o Brasil, que tem no agronegócio uma das mais pujantes e competitivas áreas de desenvolvimento.

A conservação e o uso de recursos genéticos no Brasil enfrentam grandes desafios nas áreas de coleta, enriquecimento, conservação, caracterização, valoração e uso de germoplasma. Dentre eles destacam-se: (a) o contínuo desenvolvimento de atividades de coletas e de intercâmbio de germoplasma, visando ao enriquecimento dos acervos; (b) o aprimoramento da pesquisa em conservação de recursos genéticos, integrando os avanços da biotecnologia e da genética nas rotinas de conservação de curto, médio e longo prazos; (c) a inovação constante das metodologias e tecnologias de caracterização de germoplasma, com ênfase especialmente na utilização dos avanços das ciências genômicas e dos processos de avaliação molecular em escala; (d) a melhoria dos atuais sistemas de gestão de informação, integrando as ferramentas de informática e estatística para disponibilizar os dados biológicos dos acessos conservados aos clientes de recursos genéticos; (e) a superação da limitação de recursos financeiros e humanos para apoio às atividades de pesquisa e rotina em recursos genéticos. É preciso uma ação contínua e integrada para suplantar estes desafios nos próximos anos, sob o risco de prejuízo à área de recursos genéticos.

É crescente, pois, a expectativa de que os recursos genéticos sejam realmente considerados estratégicos no Brasil, garantindo-se, desta forma, os recursos necessários para as atividades de pesquisa e rotina, haja vista o potencial que o país apresenta em termos de biodiversidade e agrobiodiversidade. Atualmente, com as tecnologias disponíveis, é possível prospectar novos usos e funções da biodiversidade, tendo sempre em mente a manutenção da sustentabilidade dos agroecossistemas.

A intensificação da parceria entre a Embrapa e o ARS, através do LABEX-USA, pode contribuir significativamente para a modernização e dinamização das atividades de pesquisa e rotina em recursos genéticos no Brasil.

Objetivos

• Ampliação do intercâmbio de germoplasma entre Estados Unidos e Brasil.

• Estabelecimento de parcerias em linhas de pesquisas estratégicas e inovadoras.

• Ampliação da interação entre pesquisadores da Embrapa e do ARS.

• Avaliação e estabelecimento de interação na área de documentação e gestão da informação em recursos genéticos.

• Avaliação crítica dos programas de recursos genéticos e dos sistemas de curadoria de germoplasma de ambas as instituições.

Segurança de Alimentos

Doenças transmissíveis por alimentos (DTA) são geralmente de natureza infecciosa (ex. salmonelose) ou tóxica (ex. botulismo), causadas pela ingestão de alimentos contaminados. Nos países industrializados a porcentagem de pessoas que são acometidas com DTA por ano chega a 30% da população. A cada ano, somente nos EUA, se estima um total de 76 milhões de casos de DTA, com 325.000 hospitalizações e 5.000 mortes. Não existem dados documentados desses casos nos países em desenvolvimento, mas sabe-se que esses países enfrentam graves problemas devido à presença de uma grande variedade de patógenos que incluem bactérias, vírus e parasitos, principalmente.

A presença de patógenos que são potencialmente letais, em alguns casos, em nosso ambiente, a habilidade de alguns deles sobreviverem e/ou proliferarem tanto em alimentos crus quanto processados, e o baixo número necessário para causar doenças em alguns casos, indicam a gravidade dos potenciais perigos que todos nós enfrentamos. Métodos avançados são necessários para diferenciar os patógenos alimentares além das espécies de microrganismos, e para gerar conhecimento sobre a biologia das espécies bacterianas e seus biotipos, incluindo sua capacidade para persistir nos alimentos e causarem doenças no homem. Esses métodos precisam ser rápidos, precisos e eficientes, para terem utilidade no monitoramento de doenças, na detecção de surtos, e no rastreamento dos patógenos ao longo da cadeia de alimentos.

As áreas de interesse mútuo para a Embrapa e o ARS incluem: (a) desenvolver estratégias e tecnologias para prevenir a entrada de patógenos na cadeia de alimentos, ou destruí-los quando presentes; (b) explorar características genômicas/proteômicas funcionais para detectar e tipar patógenos e analisar gens envolvidos na regulação ou manifestação de resistência, viabilidade e/ou virulência; (c) desenvolver estratégias de avaliação de riscos e modelos matemáticos para predizer a multiplicação, a sobrevivência e a morte de patógenos; (d) investigar o efeito do ambiente dos alimentos sobre a sobrevivência, competição, virulência e detecção/enumeração; (e) avaliar os impactos econômicos de métodos e tecnologias de intervenção nos diversos segmentos da cadeia de alimentos.

Objetivos

• Identificar os patógenos prevalentes associados com alimentos crus e processados e desenvolver/adaptar métodos para caracterização genotípica e com propósitos discriminatórios.

• Identificar os locais mais prováveis de contaminação ao longo da cadeia alimentar e desenvolver mecanismos para identificação das fontes de contaminação.

• Identificar intervenções eficientes e adequadas para melhor gerenciar (o controle) de patógenos nos produtos alimentares brasileiros.

• Validar tecnologias de processamento empregadas comercialmente para assegurar a segurança de alimentos prontos para consumo e produtos lácteos.

• Organizar uma rede de laboratórios de pesquisa na Embrapa, em colaboração com o ARS e outros centros de pesquisa e universidades em escala mundial, para explorar a aplicação de métodos microbiológicos e moleculares para isolamento, identificação e discriminação de patógenos.

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