Quando o rapper vencedor do Grammy, Kendrick Lamar, disse: "Tenho riquezas construídas no meu DNA", ele quase certamente não estava falando sobre o humilde tomate. Mas um novo estudo que revela mais de 230.000 diferenças de DNA em 100 variedades de tomate, o que permitirá que criadores e cientistas projetem plantas maiores, mais suculentas e mais rentáveis, prova que esse alimento básico também possui riqueza em seu DNA.

"A grande maioria das diferenças de DNA que descobrimos é completamente nova", diz Michael Schatz , professor associado de ciência da computação e biologia da Universidade Johns Hopkins e co-autor correspondente do estudo, publicado hoje online na Cell .

Uma das maiores culturas comerciais de frutas do mundo, o tomate compõe uma indústria global de US $ 190 bilhões que depende de identificar qual diferença em larga escala entre genomas, ou variantes estruturais, é responsável pela variedade de formas, cores e sabores do tomate que vemos. na loja.

Distinto Professor Associado da Bloomberg de ciência da computação e biologia

As tecnologias anteriores, no entanto, não permitiam aos cientistas ler grandes porções de um genoma, permitindo apenas a leitura de pequenos bits de cada vez.

"Como um grande quebra-cabeça com centenas de milhões de peças pequenas, talvez você consiga montar os cantos, mas não o grande céu azul", diz Schatz. "A nova tecnologia usada neste estudo nos permitiu ampliar e obter peças maiores e mais claras do quebra-cabeça".

Usando a nova tecnologia e software de sequenciamento de DNA, Schatz e mais de 30 colaboradores de todo o mundo em um autoproclamado "consórcio de tomate" foram capazes de sequenciar e comparar os genomas de 100 tipos diferentes de tomate. Ao fazer isso, eles encontraram mais de 230.000 variantes estruturais.

A partir daí, a equipe se aprofundou em experimentos genéticos detalhados para entender como algumas dessas variantes afetam as características do tomate. Em um experimento, eles descobriram que a duplicação de um gene específico faz com que o tomate de uma planta seja cerca de 20% maior. Em seguida, eles descobriram um gene que contribui para um sabor defumado em alguns tomates. E em um terceiro conjunto de experimentos, os pesquisadores descobriram uma interação complexa envolvendo quatro variantes estruturais que podem atenuar uma troca potencial entre um recurso que simplifica a colheita do tomate e outro que reduz a produtividade.

A escala de sua investigação nunca foi alcançada em nenhuma outra safra, diz o professor do Cold Spring Harbor Laboratory e o investigador do Instituto Médico Howard Hughes Zachary Lippman, que co-liderou o projeto.

"Acho que estabelece as bases para o que outras culturas e pessoas que trabalham nessas culturas devem pensar", diz Lippman. "Todas as colheitas são baseadas em mutações. Tudo o que comemos é baseado em mutações e até agora tem sido um processo bastante lento para identificar e avaliar a importância dessas mutações."

Schatz acrescenta: "Pegamos processos que costumavam levar centenas ou, em alguns casos, até milhares de anos, e os realizamos muito rapidamente. A partir daqui, podemos aplicar nosso entendimento da genética para dominar rapidamente algumas das espécies relacionadas. para tomates e criar novas culturas para alimentar o mundo. "