Desenvolvimento de tecnologias de edição genômica (CRISPR/Cas9) em peixes tropicais da aquicultura nacional

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A contribuição da proteína animal aquática para o fornecimento global de alimento tem aumentado substancialmente nos últimos anos, com crescimento médio anual de 6% segundo a Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO). Com base no atual consumo, para atender à demanda da crescente população a produção de pescado precisaria aumentar mais de 50% até 2050. A concretização desse número é desafiadora devido à escassez tanto de linhagens de peixes de qualidade quanto de práticas de manejo universais e adequadas. Novas tecnologias são necessárias para acelerar o melhoramento genético das espécies, para aumentar a produtividade e, então, garantir segurança alimentar à população. Dentre as vertentes tecnológicas, a edição genômica é considerada atualmente a mais importante tecnologia disruptiva no mundo. Ela é capaz de realizar correções no genoma e de fazer versões melhoradas de peixes. Uma vez que os peixes de piscicultura geralmente têm alta fertilidade, fecundidade e intervalos relativos curtos de geração, a edição genômica mediada pela técnica CRISP/Cas9 fornece vantagem na aquicultura em relação às outras cadeias produtivas. A edição genômica por CRISP/Cas9 em peixes ocorre logo após a fertilização in vitro, no estágio de uma célula. Um dos obstáculos para utilizar metodologias CRISPR/Cas9 em espécies de peixes tropicais está na ausência de protocolos específicos de entrega de material genético nos ovócitos sem muita informação biológica. A microinjeção é a técnica laboratorial mais utilizada para entregar pequenas quantidades de substâncias, tais como DNA, RNA, proteínas e outras macromoléculas dentro de células e embriões através de um microcapilar de vidro (agulhas).Embora estudos tenham relatado sucesso na edição de genes usando CRISPR/Cas9 em espécies tropicais, como zebrafish, medaka e tilápia do Nilo, a microinjeção em ovos de peixes enfrenta alguns desafios, como o fato de as ovas de peixes serem morfologicamente diferentes entre as espécies. A temperatura de manutenção do ovo e do sêmen certamente impacta no sucesso da microinjeção e da edição gênica. Além disso, a taxa de sobrevivência dos ovos após a microinjeção pode diminuir devido ao dano físico ao córion (membrana que envolve o ovo) e os ovos fertilizados podem ficar mais opacos e rígidos. Portanto, é difícil realizar a microinjeção duradoura após a fertilização. Nesse sentido, métodos de microinjeção precisam ser otimizados para cada espécie visando a garantir o sucesso do uso da técnica de edição genômica. Neste projeto, pretende-se abordar o desenvolvimento e a otimização de uma metodologia de microinjeção de CRISP/Cas9 em peixes tropicais no Brasil. O método de microinjeção será obtido por sistema pneumático semiautomático de microinjeção e um conjunto de biotécnicas de fertilização in vitro. Com o protocolo desenvolvido, será possível aumentar a taxa de sobrevivência larval de animais editados com maior rapidez e menor custo. O Brasil ainda não possui laboratório especializado em edição genômica de peixes comerciais e esta será uma oportunidade de a Embrapa disseminar a tecnologia ao setor produtivo. A implementação de um núcleo nacional de edição genômica de peixes no Tocantins, sediado na Embrapa Pesca e Aquicultura, vai colaborar para que o Brasil se torne um grande player na produção e na exportação de pescado nacional.

Situação: em execução Data de Início: Mon May 01 00:00:00 GMT-03:00 2023 Data de Finalização: Thu Apr 30 00:00:00 GMT-03:00 2026

Unidade Lider: Embrapa Pesca e Aquicultura

Líder de projeto: Eduardo Sousa Varela

Contato: eduardo.varela@embrapa.br