Nos últimos três anos, o Centro de Pesquisa em Genômica Aplicada às Mudanças Climáticas (GCCRC) contou com a contribuição da cientista russa Sofya Gerasimova, da Divisão Siberiana da Academia de Ciências da Rússia, sediada em Novosibirsk. Durante sua estadia, Gerasimova desempenhou um papel fundamental no avanço das tecnologias de edição genômica aplicadas ao milho tropical, contribuindo significativamente para o desenvolvimento de linhagens de milho mais adaptadas às mudanças climáticas e para a capacitação da equipe do centro.

Sua vinda a Campinas (SP) foi viabilizada pelo edital Iniciativa Pesquisadores em Risco (2022) da FAPESP, que apoiou a estadia de cientistas visitantes de países afetados pela guerra na Ucrânia em instituições paulistas. Desde janeiro de 2025, Gerasimova é chefe da unidade de transformação de plantas e edição genômica da Universidade Martin Luther de Halle-Wittenberg, na Alemanha.

Protocolos inovadores 

No GCCRC, Gerasimova iniciou seu trabalho desenvolvendo protocolos baseados em protoplastos, células isoladas de plantas desprovidas de parede celular, com o objetivo de testar vetores de DNA plasmidial para edição genômica previamente à transformação e regeneração de plantas. Ao longo do processo, ela e a equipe do centro implementaram e otimizaram técnicas de isolamento de protoplastos e transfecção (introdução de DNA nesses) , demonstrando que a expressão transitória é altamente eficiente para gerar mutações e prever padrões de edição em plantas.

“A ideia inicial do meu projeto era desenvolver diferentes vetores e ferramentas para edição genômica, utilizando plasmídeos de DNA, e testá-los em células vegetais. No meu trabalho, concentrei-me no desenvolvimento de protocolos para isolamento e transfecção de protoplastos, além de testar como os genomas dessas células eram modificados pelos plasmídeos que desenvolvemos em paralelo. Com o tempo, percebemos que a expressão transitória – ou seja, a expressão temporária das células – funcionava muito bem. Os testes com protoplastos nos permitiram avaliar diversas ferramentas de edição genômica, demonstrando alta eficiência na obtenção de mutações,” explica Gerasimova.

A eficiência dessa abordagem levou ao aperfeiçoamento de uma técnica de edição genômica para o milho tropical, capaz de gerar plantas editadas geneticamente sem a necessidade de etapas intermediárias de seleção de transgênicos. Essa metodologia permitiu a geração direta de plantas editadas após a transfecção, acelerando o processo de desenvolvimento de novas variedades.

Milho tropical mais baixo 

Um dos resultados mais notáveis do trabalho de Gerasimova foi a edição de genes ligados ao metabolismo de giberelinas, hormônios vegetais que regulam o crescimento das plantas. Isso resultou em plantas de milho tropical mais baixas. A redução moderada do porte de plantas de milho pode trazer benefícios como diminuição das vulnerabilidades ao acamamento (queda em decorrência de vento) e à seca.

Milho “roxo” e genotipagem simplificada

Outra inovação liderada por Gerasimova foi o uso do sistema Ruby, que colore de roxo as plantas transgênicas, facilitando a identificação de eventos de edição genômica.

“Desenvolvemos uma estratégia para o GCCRC focada na seleção de plantas editadas usando o sistema Ruby, que colore plantas transgênicas. Aplicando múltiplas edições genômicas, identificamos as plantas editadas pela mudança de cor, permitindo uma seleção precisa dentro da população,” resume a pesquisadora.

Esse método permite selecionar com maior precisão plantas editadas mesmo quando o fenótipo da mutação não é evidente. Esse trabalho é tema de tese de mestrado de Mateus de Araújo Pessoa, co-orientado por Gerasimova no Programa de Pós-graduação em Genética e Biologia Molecular do Instituto de Biologia da Unicamp.

Além disso, a pesquisadora desenvolveu um sistema que facilita a genotipagem baseado em PCR, eliminando a necessidade de sequenciamento para detectar mutações. Essa técnica simplifica e agiliza o processo de triagem, permitindo identificar mutações diretamente após a amplificação do DNA.

Outro destaque no legado deixado por Gerasimova ao GCCRC foi a capacitação de pesquisadores no desenho e construção de vetores de edição genômica, consolidando o centro como referência no uso dessas tecnologias para enfrentar desafios climáticos e melhorar a produtividade agrícola.

As contribuições de Sofya Gerasimova reforçam o papel do GCCRC como um centro de excelência em tecnologias de edição genômica. Sua passagem por Campinas, viabilizada pela FAPESP, destaca a importância de políticas de intercâmbio científico que promovem colaborações internacionais e fortalecem a inovação na ciência brasileira.