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Receita Molecular de Arroz Soltinho

Apesar das dificuldades profundas em diversos setores, inclusive o econômico, o Brasil ainda está entre as 10 maiores economias do mundo. O setor do agronegócio, referente à agricultura e pecuária, contribui com cerca de 21% do PIB. A Embrapa é fundamental para esse sucesso, tendo quadruplicado a oferta de carne bovina e suína e aumentado em 22 vezes a oferta de frango. Isso impulsionou o país a ser um dos maiores produtores e exportadores mundiais. 

A Embrapa, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, é uma empresa pública criada em 1973 e vinculada ao Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Ela é uma das mais importantes instituições de pesquisa brasileiras e foca na produção de alimentos, fibras e energia. A Embrapa emprega grandes pesquisadores, possui excelente infraestrutura e utiliza tecnologia de ponta, como a CRISPR/CAS9. Essa tecnologia de edição gênica se destaca no cenário mundial por ser relativamente simples, versátil, barata e extremamente específica. Além da pesquisa, majoritariamente aberta, são produzidos também na Embrapa materiais voltados para a comunidade científica e também para o público em geral. Um desses materiais foi disponibilizado recentemente, e é um livro teórico e prático sobre a tecnologia CRISPR aplicada a plantas (pdf).

Descrição da imagem: capa do livro técnico “Tecnologia CRISPR na edição genômica de plantas”. Créditos: Embrapa Agroenergia.

Esse livro é produto do novo projeto da instituição CRISPRevolution, que visa a “melhoria da qualidade nutricional, industrial e da tolerância ao déficit hídrico de espécies de interesse agronômico”. Na apresentação do livro, o Chefe-Geral da Embrapa Agroenergia, Alexandre Alonso Alves, escreve que o intuito do livro é “promover ciência de ponta e desenvolver produtos e processos inovadores [e também] atuar numa estratégia de disseminação do conhecimento científico.”

Existem enormes desafios na agricultura atual, incluindo o abastecimento de alimentos para a população, a obtenção de bioenergia e a sustentabilidade da produção. Cientistas contribuem para isso com o desenvolvimento de variedades vegetais com maior teor e qualidade nutricional, assim como com maior resistência a pragas e a estresses ambientais como seca e salinidade. 

Como exemplos de melhorias, o livro menciona pesquisas com o arroz. Esse grão, tão importante na nossa alimentação diária, é composto pelo carboidrato amido, o qual é formado por dois polissacarídeos, amilose e amilopectina. A proporção deles  é refletida nas propriedades do arroz. Variedades com alto teor de amilose produzem grãos firmes que se separam melhor após o cozimento (o nosso conhecido “arroz soltinho”). Um teor menor de amilose, por sua vez, produz grãos mais macios que se aglutinam mais. Dois grupos independentes de pesquisa conseguiram reduzir o teor de amido em três variedades diferentes de arroz de cerca de 17% para 2.5% usando a tecnologia CRISPR. O efeito inverso também foi obtido por outro grupo de pesquisa, que aumentou o teor de amilose, gerando um grão que ajuda a reduzir riscos de doenças crônicas. Todas essas pesquisas  foram feitas por meio de silenciamento de genes do arroz com a CRISPR.

Descrição das imagens: variedades de arroz: mais soltinho (à esquerda) e japonês, mais aglutinado (à direita). Créditos: Site Panelinha e Amapola in Amino.

A CRISPR também é utilizada para diminuir características indesejáveis em plantas de interesse comercial. A proteína do glúten, por exemplo, desencadeia a doença celíaca, que afeta entre 0.7%–2% da população mundial. Essas pessoas têm uma reação inflamatória grave a essa proteína, encontrada no trigo e produzida por 100 genes diferentes. Essa enorme quantidade de genes envolvidos é um grande problema para tecnologias convencionais de edição gênica, que não são capazes de gerar variedades de trigo com baixo nível de glúten ou baixa reação inflamatória. Usando apenas dois RNA-guias associados à CRISPR, um grupo de pesquisa já conseguiu produzir linhagens de trigo com baixo teor de glúten, e redução de 85% da inflamação.

Para ilustrar o quanto os processos mencionados são complexos, veja a figura abaixo, que resume as etapas de um tipo de edição gênica via CRISPR. Primeiro, os pesquisadores devem selecionar os genes ou vias metabólicas de interesse. Depois, eles devem desenhar o RNA-guia (um composto do sistema CRISPR) e validar o desenho no laboratório. Posteriormente, o sistema deve ser inserido na planta (passo número 5) por meio de um vetor molecular. Finalmente, deve-se avaliar as plantas editadas (passo número 6) para verificar os efeitos da edição.

Descrição da imagem. Etapas de edição gênica via CRISPR e recombinação homóloga de DNA. Créditos: Embrapa Agroenergia (livro técnico sobre a tecnologia CRISPR)

Os resultados apresentados nesse artigo são extremamente promissores. Entretanto, é importante lembrar que existem diversos outros passos requeridos até que essas plantas melhoradas possam chegar às prateleiras dos mercados. Esses passos envolvem pesquisa, validação, avaliação de riscos à saúde, regulamentação e legislação. O primeiro produto comercializado com genoma editado por CRISPR foi o óleo de soja com alto teor oleico. Isso ocorreu nos Estados Unidos em fevereiro de 2019. Tudo indica que no futuro existirão mais produtos melhorados disponíveis para a população. 

Referências

Molinari HBC, Vieira LR, Volpi e Silva N, Prado GS, Lopes Filho JH. “Tecnologia CRISPR na edição genômica de plantas”. Livro de publicação digital, Embrapa Agroenergia. 2020

CNA (Confederação da Agricultura e Pecuária do Brasil). “Panorama do Agro“. Artigo digital. 2020

Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária). “Quem somos”. Portal digital. Acessado em 2020

Atualização (14/12/2020):

Na versão anterior desse artigo (do dia 10/12/2020), constava que os trabalhos feitos na Embrapa são majoritariamente confidenciais, o que é incorreto. A maioria das tecnologias produzidas na Embrapa é livre e pública. Isso foi corrigido na versão atual. Em adição, “tolerância a pragas” foi substituído por “resistência a pragas”, seguindo a terminologia correta de biologia vegetal.

 

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Para melhores dias, mude a sua energia!

Energia é o combustível do universo, sabe-se que é através dela que tudo se transforma, de forma física aos materialistas e de forma espiritual para os mais esotéricos. Ela se faz tão presente a todos os instantes que poucos param para pensar se as energias que nos rodeiam são transformadas de forma mais sustentável, ou não. Muitos focam bastante em como é administrado o dia a dia e “gasta-se” essa energia: ter uma alimentação saudável, beber bastante água, praticar exercícios, enfim, manter mente e corpo saudável. Já a energia que chega nas tomadas é simplesmente aceita. Todo mês vem a conta e as pessoas se limitam a questionar o quanto foi gasto, e não como está sendo produzido. O Brasil, por ser um país continental, possui uma malha energética complexa composta de energias renováveis e não renováveis. Considera-se energia renovável aquela que não produz resíduos na sua geração, e não o impacto de instalação considerado. Assim o país computa uma malha onde mais de 85% de energia é renovável por conta de uma característica muito particular que é a presença da hidrelétricas, conforme observada na figura 1.

Figura 1- Distribuição da Energia Interna do Brasil em 2019. Créditos: EPE (2019).

Segundo a Empresa de Pesquisa Energética – EPE (BRASIL, 2019), o país produziu nesse ano 651,3 TWh de energia no total. As fontes limpas que comp~eo 85% desse valor são eólica, biomassa, solar, nuclear e hidrelétrica. Um comparativo feito pela Empresa de Pesquisa Energética para o ano de 2016 compara a geração renovável da Matriz Energética Elétrica do Brasil  com todo o mundo.

Figura 2 – Comparação de energia elétrica renovável e não renovável. Crédito: EPE, 2016.

Esses dados podem gerar uma certa comodidade na população vendo o quão superior na produção limpa o país é. Então por que devemos nos preocupar? E a resposta desta pergunta é simples.

Por uma característica geológica, nossa principal fonte de energia limpa vem das usinas hidrelétricas. Em comparação com outras fontes, essa era a forma menos custosa e prática para geração de energia. A ideia de preservação do meio ambiente e a não-geração de resíduos não citam o passivo das suas construções. Inclusive há controvérsias de informações, pois enquanto alguns dizem que ela é totalmente limpa, há um enorme passivo ambiental nas construções das barragens e o impacto irreversível no deslocamento das populações ribeirinhas, além de alagamentos de imensas florestas, processo de eutrofização das represas e seus efeitos sobre a qualidade da água e a emissão de carbono. (Bursztyn, 2020).

A energia hidrelétrica é limpa, porém não é infinita; dependemos dos rios e seus potenciais para que haja luz nas residências, indústrias, cidades. E nos últimos anos o país tem sofrido muito com a falta de chuva: seca de quase sete anos no Nordeste, escassez de água em São Paulo, e neste ano no estado do Paraná, local da 2ª maior usina hidrelétrica do mundo, a quantidade de chuvas foi muito abaixo do nível normal. Sem chuva não há reabastecimento nas represas que foram planejadas por séries históricas (calcula-se o período de maior seca e planeja a barragem para suprir essa deficiência). Mas se a crise hídrica atual é maior do que a para qual a usina foi calculada, ela não terá água para gerar energia. É também por isso que precisamos pensar se a energia escolhida no século passado é suficiente para suprir as demandas atual e futura.

Pensando dessa maneira devemos avaliar entre outras formas de produzir energia renovável  quais têm mais potencial para serem desenvolvidas hoje com as novas tecnologias.  Uma das respostas está, literalmente, em cima das nossas cabeças: o Sol.

Como foi visto na figura 1, o Brasil explora pouco a energia solar se comparada às demais energias instaladas e a razão é porque ela depende mais do interesse de cada consumidor do que do governo em si. Usinas solares têm valores de instalações muito elevados em comparação à eólica, por exemplo, e acaba não sendo viável para investir neste tipo de negócio a curto prazo. Mas ela pode transformar uma residência em sua própria usina, não gastando mais para ter luz. É desta maneira que 75% da geração distribuída de energia solar no país é produzida em residências (Moreira Jr. e Souza, 2018).

Uma instalação residencial traz independência da Matriz Energética, ou seja, em casos como o que ocorreu recentemente no Amapá onde o estado ficou 22 dias sem energia elétrica, quem tinha instalação de painéis fotovoltaicos não ficou sem energia.

Algumas pessoas têm dúvida com relação a capacidade de produção, pois a eficiência dos painéis raramente chega a mais de 20%. i Parece pouco, mas a energia solar é abundante e gratuita, além de não prejudicar o meio ambiente, não faltar em outro sistema, e continuar presente, se não for utilizada.

Outra dúvida frequente é a questão de instalação em locais que tem inverno mais rigoroso, com baixas temperaturas por três, quatro meses no ano. A geração de energia fotovoltaica não depende do quanto o Sol pode esquentar uma placa, e sim do uso da incidência do raio eletromagnético que transformará essa onda em energia elétrica. Um exemplo é a Alemanha que segundo Moreira Jr. e Souza (2018) recebe 40% menos incidência solar média que o lugar com incidência mais baixa no Brasil. E mesmo assim lá o investimento em geração fotovoltaica é tão estimulado que eles já detêm mais de 13% de todas as placas solares fotovoltaicas do mundo (figura 3).

Figura 3 – Painéis solares na Alemanha. Crédito: Portal solar (2017).

Usando como base a capital considerada mais fria do país durante o inverno, que é Curitiba, a radiação de plano inclinado, que é o valor usado para cálculo de capacidade de geração, é mostrada na figura 4.

Figura 4 – Incidência solar no plano inclinado em Curitiba 2019. Crédito: Atlas Solar Paraná.

            Já em Fortaleza, conhecida como a Capital da Luz, a incidência é a demonstrada na figura 5.

Figura 5 – Incidência solar no plano inclinado em Fortaleza 2019. Crédito: Cresesb.

 Apesar de haver nitidamente uma irradiação muito maior no verão na cidade nordestina do que em Curitiba, o importante é que a irradiação mínima nos dois casos não é muito diferente, indicando que, apesar do frio, a incidência solar em Curitiba continua viável para a instalação de painéis fotovoltaicos.

Aotimização das placas fotovoltaicas também depende da instalação na residência. A posição e inclinação das placas é fundamental, e para isso o local é fundamental para que o projeto seja eficiente. Posicioná-las voltadas ao Norte e na ausência de sombras são condições ideais, como mostrado na figura 6. Desta maneira a captação ocorrerá da forma mais eficiente, ou seja, aproximando daqueles 20%, falados anteriormente.

Figura 6 – Posição ideal da placa fotovoltaica. Crédito: eletronica-pt.com

       A quantidade de placas instaladas determinará o quanto de energia elétrica será produzida, se o suficiente ou maior do que a casa necessita. Para isso é interessante levantar um histórico de consumo de energia elétrica e observar qual a demanda necessária para a residência. Tendo este valor, e a área do espaço que há possibilidade de instalação, a incidência de plano inclinado e a capacidade de produção da placa por metro quadrado, conseguimos calcular quantas placas são possíveis de instalar e quanto irão produzir.

 Outra decisão importante é a escolha do sistema: on grid ou off grid (figura 7).

Figura 7- Sistema on grid e off grid. Crédito: Diamont Renewables.

       No sistema off grid a instalação é autônoma, independente da rede. A produção, consumo e armazenamento ocorre em um sistema fechado. Sistema ideal para locais remotos de difícil acesso à rede elétrica. O sistema on grid  é ligado à rede elétrica que fica com a sua produção excedente, que pode ser “devolvida” quando o seu sistema produz pouco. Essa “devolução” não envolve dinheiro, mas  funciona com um crédito energético válido por 60 meses que, dependendo do tipo de instalação, o proprietário pode consumir ou transferir para outros consumidores. Muitos usuários utilizam esse crédito para momentos em que a placa não produz, como nos períodos noturnos, geralmente momentos em que o consumo da casa é maior.

       Os custos de compra e instalação dos painéis solares fotovoltaicos estão barateando ao longo dos anos por conta do aumento da demanda. Assim o payback do investimento, ou seja, a compensação entre custo e economia que será feita, que já foi de 10 anos está atualmente em torno de 3 a 4 anos. Depois desse período o sistema gerará energia sem gerar gastos até finalizar a vida útil do equipamento que gira em torno de 25 anos, considerando que a manutenção seja realizada de forma adequada.

       A energia solar fotovoltaica além de se mostrar bastante viável no Brasil é uma forma realmente sustentável de produção: desafoga as linhas hidrelétricas e evita o uso das termelétricas, que são mais poluentes. É uma medida que não traz benefícios somente para o proprietário, mas uma ação humanitária considerando que o planeta é responsabilidade de todos nós.

       Então, quem puder, aproveite, porque o Sol é de todos.

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Referências

AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA (ANEEL). Resolução Normativa n. 687, de 24 de novembro
de 2015. Disponível em: http://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren2015687.pdf. Acesso em: 26 nov 2020.

AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA (ANEEL). Resolução Normativa n. 482, de 17 de abril de 2012.
Disponível em: http://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren2012482.pdf. Acesso em: 26 nov 2020.

BRASIL. Empresa de pesquisa energética. Balanço Covid-19 – Impactos nos mercados de energia no Brasil: 1º semestre de 2020. Disponível em: https://www.epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/balanco-covid-19-impactos-nos-mercados-de-energia-no-brasil-1-semestre-de-2020. Acesso em: 26 nov 2020.

BURSZTYN, M. Energia solar e desenvolvimento sustentável no Semiárido: o desafio da integração de políticas públicas. Estudos Avançados. [online], vol.34, n.98, pp.167-186, 2020.

MOREIRA JR, O.; SOUZA, C.C. Aproveitamento fotovoltaico, análise comparativa entre Brasil e Alemanha. Revista INTERAÇÕES, Campo Grande, MS, v. 21, n. 2, p. 379-387, abr./jun. 2020.

LIRA, M.A.T.; MELO, M.L.S.; RODRIGUES, L.M.; SOUZA, T.R.M. Contribuição dos Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede Elétrica para a Redução de CO2 no Estado do Ceará. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 34, n. 3, 389 397, jun. 2019


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A ciência enviesada na Nature ou quem tem saudade da Amélia?

No dia 17 de novembro de 2020 foi publicado na Nature Communications um artigo intitulado The association between early career informal mentorship in academic collaborations and junior author performance [1] (que em português seria algo como A associação entre o mentor informal no início da carreira em colaborações acadêmicas e o desempenho de jovens autores). Tal artigo gerou uma grande movimentação no meio acadêmico, especialmente dentre as mulheres. E não é pra menos!

Basicamente o artigo diz que ser orientado por uma mulher é prejudicial para o avanço da carreira de um jovem cientista. É isso: em pleno 2020, preciso ocupar um espaço nessa coluna, que poderia estar sendo preenchido por palavras inspiradoras e ideias sagazes, para re-explicar o óbvio.

Descrição da imagem: mulher muçulmana de costas, escrito ‘treinadora’ em inglês nas costas de sua camisa, segurando uma bola de futebol, com um campo de futebol ao fundo. Criador: Lorado | Crédito: Getty Images


A ciência moderna é feita seguindo o rigor do método científico, mas esse pode ser um caminho com muitas possibilidades a serem percorridas. O que é comum a todos os caminhos é que todo o processo deve ser publicado em um periódico científico no formato de um artigo e esse será revisado por outros cientistas da mesma área de conhecimento, a quem chamamos de pares. Os revisores e revisoras escrevem seus pareceres e recomendam a publicação ou não. Não é incomum que a publicação seja referendada, porém somente após correções no manuscrito original. E isso foi o que aconteceu com esse artigo. Quatro revisores apontaram dúvidas e sugestões no texto original e o artigo foi publicado a despeito de nenhuma mudança ter sido feita (o que não é totalmente impossível de acontecer, mas bastante raro).

Outra observação importante é que os autores (duas dos três são mulheres) assumiram que co-autoria e mentoria são a mesma coisa e não são. A ordem dos autores e autoras de um artigo varia dependendo de cada área do conhecimento, mas não é incomum que pessoas sejam elencadas nesse grupo por serem chefes de laboratório, líderes do grupo de pesquisa, empregadores, criadores de códigos de programação sem sequer terem participado de nenhum processo de orientação ou mentoria.

Sendo um artigo que chega a conclusões atreladas a questões de gênero, é insuficiente que haja apenas um parágrafo falando sobre efeitos de gênero e as teorias envolvidas, que são muitas e nem todas concordam entre si. Sendo assim, não se consegue nem traçar uma linha teórica supostamente eleita pelos autores, deixando a análise com a profundidade de um pires. Ainda nesta linha, percebe-se uma adesão a binariedade de gênero (já altamente contestada na academia e sociedade) tornando a discussão, além de equivocada, excludente para pessoas trans e não binárias.

É inequívoca a inequidade de gênero na academia, já está documentado que mulheres têm menos probabilidade de serem reconhecidas em publicações [2,3], são menos citadas [4-7] e são somadas a isso todas as responsabilidades de cuidadoria familiar que lhes são atribuídas [8,9]. Então, mesmo que não hovessem falhas metodológicas, não causaria estranhamento se os resultados apontassem para esse desigualdade. O que causa preocupação é que eles sugerem a redução de ações institucionais de promoção de mulheres na ciência criadas justamente para reduzir as desigualdades. Não faz muito sentido, faz?

Quando li o artigo, senti-me ouvindo Ataulfo Alves tocando no disco velho da minha avó. Parece que tem gente com muita saudade da Amélia por aí, gente que acha que fazemos exigências demais e que não sabemos o que é consciência [10] só porque não chamamos mais os companheiros de ‘filho’ (como na música) ou porque sabemos exatamente como se faz uma pesquisa científica e não aceitaremos conclusões enviesadas como verdades pétreas.

Felizmente, para além de Ataulfo Alves e Mário Lago, temos a Pitty que desconstrói Amélia quando se pergunta “a despeito de tanto mestrado, ganha menos que o namorado e não entende o por quê” [11]. Encerro com um trecho desta mesma música, em que Pitty diz que não queremos mais ser um outro, queremos ser também. Vida longa às mulheres cientistas, sigamos na luta!

Referências

  1. ALSHEBLI, B.; MAKOVI, K.; RAHWAN, T. The association between early career informal mentorship in academic collaborations and junior author performance. Nature Communications, v. 11, n. 5855, 17 nov. 2020. DOI https://doi.org/10.1038/s41467-020-19723-8. Disponível em: https://www.nature.com/articles/s41467-020-19723-8#MOESM1. Acesso em: 24 nov. 2020.
  2. BRODERICK, N. A.; CASADEVALL, A. Gender inequalities among authors who contributed equally. eLife, v. 8, 2019. DOI 10.7554/eLife.36399. Disponível em: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6353592/. Acesso em: 25 nov. 2020.
  3. BUDRIKIS, Z. Growing citation gender gap. Nature Reviews Physics, v. 2, n. 7, p. 346–346, jul. 2020. DOI 10.1038/s42254-020-0207-3. Disponível em: http://www.nature.com/articles/s42254-020-0207-3. Acesso em: 25 nov. 2020.
  4. EAGLY, A. H. Do the social roles that women and men occupy in science allow equal access to publication? Proceedings of the National Academy of Sciences, v. 117, n. 11, seç. Commentary, p. 5553–5555, 17 mar. 2020. DOI 10.1073/pnas.2001684117. Disponível em: https://www.pnas.org/content/117/11/5553. Acesso em: 25 nov. 2020.
  5. HUANG, J.; GATES, A. J.; SINATRA, R.; BARABÁSI, A.-L. Historical comparison of gender inequality in scientific careers across countries and disciplines. Proceedings of the National Academy of Sciences, v. 117, n. 9, p. 4609–4616, 3 mar. 2020. DOI 10.1073/pnas.1914221117. Disponível em: http://www.pnas.org/lookup/doi/10.1073/pnas.1914221117. Acesso em: 25 nov. 2020.
  6. KUO, M. Women miss out on authorship opportunities early on. 16 fev. 2017. Science. Disponível em: https://www.sciencemag.org/careers/2017/02/women-miss-out-authorship-opportunities-early. Acesso em: 25 nov. 2020.
  7. PELLS, R. Understanding the Extent of Gender Gap in Citations. 16 ago. 2018. Inside Higher Ed. Disponível em: https://www.insidehighered.com/news/2018/08/16/new-research-shows-extent-gender-gap-citations. Acesso em: 25 nov. 2020.
  8. SCIENCES (US), N. A. of; ENGINEERING (US), N. A. of; ENGINEERING, and I. of M. (US) C. on M. the P. of W. in A. S. and. Fulfilling the Potential of Women in Academic Science and Engineering. [S. l.]: National Academies Press (US), 2007. Disponível em: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9815/. Acesso em: 25 nov. 2020.
  9. STANISCUASKI, F.; KMETZSCH, L.; ZANDONÀ, E.; REICHERT, F.; SOLETTI, R. C.; LUDWIG, Z. M. C.; LIMA, E. F.; NEUMANN, A.; SCHWARTZ, I. V. D.; MELLO-CARPES, P. B.; TAMAJUSUKU, A. S. K.; WERNECK, F. P.; RICACHENEVSKY, F. K.; INFANGER, C.; SEIXAS, A.; STAATS, C. C.; DE OLIVEIRA, L. Gender, race and parenthood impact academic productivity during the COVID-19 pandemic: from survey to action. 4 jul. 2020. DOI 10.1101/2020.07.04.187583. Disponível em: http://biorxiv.org/lookup/doi/10.1101/2020.07.04.187583. Acesso em: 25 nov. 2020.
  10. ALVES, A.; LAGO, M.. Ai que saudade da Amélia. 1942
  11. PITTY; MARTIN. Desconstruindo Amélia. 2009