Tomates e berinjelas maiores e mais saborosos poderão em breve enfeitar nossos pratos de jantar graças aos cientistas da Johns Hopkins que descobriram genes que controlam o tamanho que as frutas crescerão.

A pesquisa — liderada por equipes da Universidade Johns Hopkins e do Laboratório Cold Spring Harbor — pode levar ao desenvolvimento de novas variedades de tomates e berinjelas tradicionais, incluindo aquelas que ajudam a sustentar a agricultura em áreas ao redor do mundo onde as variedades locais são atualmente muito pequenas para produção em larga escala.

As descobertas foram publicadas hoje na revista Nature .

"Depois de fazer a edição genética, tudo o que é preciso é uma semente para começar uma revolução", disse o coautor principal Michael Schatz , um geneticista da Universidade Johns Hopkins que trabalhou no projeto do genoma humano Telomere-to-Telomere . "Com as aprovações certas, poderíamos enviar uma semente projetada para a África ou qualquer lugar que seja necessário e abrir mercados agrícolas inteiramente novos. Há um enorme potencial para traduzir esses avanços em impacto no mundo real."

A pesquisa faz parte de um esforço maior para mapear os genomas completos de 22 culturas do gênero solanácea, que inclui tomates, batatas e berinjelas.

Usando análise computacional, os pesquisadores compararam os mapas do genoma e traçaram como os genes evoluíram ao longo do tempo: mais da metade, descobriram os pesquisadores, havia sido duplicada em algum momento no passado.

"Ao longo de dezenas de milhões de anos, há essa agitação constante de sequências de DNA sendo adicionadas e perdidas", disse Schatz. "O mesmo processo pode ocorrer para sequências de genes, onde genes inteiros se duplicam ou desaparecem. Quando começamos a procurar, notamos que essas mudanças eram muito disseminadas, mas ainda não sabíamos o que essas mudanças significavam para as plantas."

Para descobrir, colaboradores do Instituto Boyce Thomson usaram a tecnologia de edição genética CRISPR-Cas9 para ajustar uma ou ambas as duplicatas de um gene, e colaboradores do Cold Spring Harbor cultivaram as plantas modificadas para ver como os ajustes mudavam as plantas maduras.

As duplicatas genéticas, ou parálogos, acabaram sendo importantes para determinar características como tempo de floração, tamanho e formato dos frutos. Desligar ambas as cópias dos parálogos do gene CLV3 na beladona nativa da Austrália, por exemplo, resultou em plantas que os pesquisadores descreveram como formas "estranhas, borbulhantes e desorganizadas" — não viáveis para vender como produtos em supermercados. Mas a edição cuidadosa de apenas uma cópia do CLV3 levou a frutos maiores.

"Ter sequências genômicas completas para essas espécies é como ter um novo mapa do tesouro. Podemos ver onde e quando um caminho genético diverge de outro e então explorar aquele lugar na informação genética onde não teríamos pensado em procurar", disse Katharine Jenike, que montou as sequências genômicas e era uma estudante de doutorado no laboratório de Schatz na época da pesquisa. "Eles nos permitiram encontrar os genes de tamanho em um lugar realmente inesperado."

Na berinjela africana, uma espécie cultivada em todo o continente africano e no Brasil por seus frutos e folhas comestíveis, os pesquisadores identificaram um gene, SaetSCPL25-like , que controla o número de cavidades de sementes, ou lóculos, dentro da fruta. Quando eles editaram os genes SaetSCPL25-like na planta de tomate, os pesquisadores descobriram que podiam cultivar tomates com mais lóculos: quanto mais numerosos os lóculos, maior o tomate.

A descoberta pode inaugurar uma nova era de tomates saborosos, se feita corretamente, disseram os pesquisadores.

"Este trabalho mostra a importância de estudar muitas espécies juntas", disse Schatz. "Aproveitamos décadas de trabalho em genética de tomate para avançar rapidamente as berinjelas africanas e, ao longo do caminho, encontramos genes inteiramente novos em berinjelas africanas que avançam reciprocamente os tomates. Chamamos isso de 'pan-genética' e abre infinitas oportunidades para trazer muitas frutas, alimentos e sabores novos para os pratos de jantar ao redor do mundo."