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Condições severas impostas pelas mudanças climáticas podem minimizar o rendimento das culturas devido a uma maior incidência de pragas e doenças. Perdas econômicas têm sido observadas em culturas de valor económico devido a diversas doenças associadas a fungos e insetos, levando ao uso indiscriminado de pesticidas sintéticos para controle de pragas e aumento da produtividade de alimentos, resultando em contaminações ambientais. No entanto, durante a aplicação de pesticidas, grandes proporções das formulações aplicadas não atingem o alvo desejado, resultando em impactos deletérios ao meio ambiente e à saúde humana. Além disso, os solventes orgânicos e tensoativos/aditivos utilizados nas formulações convencionais de pesticidas não são sustentáveis e podem levar a efeitos nocivos ao meio ambiente e à saúde humana, principalmente para os manipuladores dessas formulações que são expostos a níveis excessivos desses compostos tóxicos além de seus ingredientes ativos (ai). Nesse contexto, o desenvolvimento de biopesticidas (BP), como BP baseados em RNA, podem representar uma abordagem promissora para uma agricultura sustentável, uma vez que o mecanismo do RNA de interferência (RNAi) é um processo biológico natural que regula a expressão gênica via RNA mensageiro em uma sequência específica e, assim, a exploração da tecnologia RNAi pode melhorar a proteção das culturas, por ser mais sustentável devido à sua elevada seletividade às espécies-alvo em comparação com os pesticidas convencionais. Como o RNA é uma molécula instável, o uso de nanomateriais (NM) como transportadores de RNA para aplicação foliar pode ser uma excelente estratégia para proteger a molécula de RNA da degradação ambiental e proporcionar melhor adesão foliar devido ao seu reduzido tamanho e elevada área de superfície. Assim, a aplicação foliar de MN contendo RNA pode ser uma alternativa não invasiva quando comparada aos organismos geneticamente modificados. No entanto, o desenvolvimento de NM também requ  |
Resumo
Condições severas impostas pelas mudanças climáticas podem minimizar o rendimento das culturas devido a uma maior incidência de pragas e doenças. Perdas econômicas têm sido observadas em culturas de valor económico devido a diversas doenças associadas a fungos e insetos, levando ao uso indiscriminado de pesticidas sintéticos para controle de pragas e aumento da produtividade de alimentos, resultando em contaminações ambientais. No entanto, durante a aplicação de pesticidas, grandes proporções das formulações aplicadas não atingem o alvo desejado, resultando em impactos deletérios ao meio ambiente e à saúde humana. Além disso, os solventes orgânicos e tensoativos/aditivos utilizados nas formulações convencionais de pesticidas não são sustentáveis e podem levar a efeitos nocivos ao meio ambiente e à saúde humana, principalmente para os manipuladores dessas formulações que são expostos a níveis excessivos desses compostos tóxicos além de seus ingredientes ativos (ai). Nesse contexto, o desenvolvimento de biopesticidas (BP), como BP baseados em RNA, podem representar uma abordagem promissora para uma agricultura sustentável, uma vez que o mecanismo do RNA de interferência (RNAi) é um processo biológico natural que regula a expressão gênica via RNA mensageiro em uma sequência específica e, assim, a exploração da tecnologia RNAi pode melhorar a proteção das culturas, por ser mais sustentável devido à sua elevada seletividade às espécies-alvo em comparação com os pesticidas convencionais. Como o RNA é uma molécula instável, o uso de nanomateriais (NM) como transportadores de RNA para aplicação foliar pode ser uma excelente estratégia para proteger a molécula de RNA da degradação ambiental e proporcionar melhor adesão foliar devido ao seu reduzido tamanho e elevada área de superfície. Assim, a aplicação foliar de MN contendo RNA pode ser uma alternativa não invasiva quando comparada aos organismos geneticamente modificados. No entanto, o desenvolvimento de NM também requer o uso de compostos amigos do ambiente para evitar a contaminação ambiente e para se enquadrar na Agenda da ONU por um desenvolvimento sustentável. Nesse sentido, o principal objetivo do Nano-RNABiocide é desenvolver RNA-BP baseado em NM sustentáveis (desenvolvidos a partir de lipídios fisiológicos, sílica e lignina) para aplicação foliar de RNA a fim de contr importantes patógenos que causam doenças em culturas economicamente relevantes. Deste modo, a espécie Drosophila melanogaster será selecionada como modelo de insetos, enquanto Botrytis cinerea e Fusarium oxysporum serão selecionados como espécies-modelo de fungos para avaliar a eficácia biocida dos RNA-NM. Para atingir o principal objetivo, a primeira etapa desta proposta é produzir NM sustentáveis usando sínte verde para o encapsulamento de RNA, protegendo-o da degradação e promovendo sua atividade biológica nas espécies-alvo. Neste caso, duas abordagens serão seguidas: (i) produção de NM baseados em lípido-sílica e (ii) produção de NM baseados em lípido-sílica revestidos com lignina. Este será um passo crucial para garantir a integridade do RNA em NM e assim, a produção de NM será feita sem solventes orgânicos e várias técnicas analíticas serão aplicadas para garantir a estabilidade do RNA. Paralelamente à síntese, a avaliação do potencial fungicida e inseticida dos RNA-NM nas espécies-alvo selecionadas será realizada em ensaios in vitro. O caráter inovador desta proposta vem do desenvolvimento de NM (combinação de compostos amigos do ambiente, tais como, lipídios fisiológicos/comestíveis, sílica e lignina) através da síntese verde para encapsular e proteger o RNA da degradação ambiental melhorando sua eficácia contra espécies-alvo. Especificamente, esta proposta permite entender a interação entre NM, RNA e as espécies-alvo selecionadas, bem como estudar o mecanismo de RNAi no silenciamento de genes para controle de pragas na agricultura. A partir desta perspetiva, Nano-RNABiocide se deparará com enormes desafios. No entanto, esta proposta constituída por uma equipa com elevado conhecimento e experiência em síntese de nanomateriais/nanopesticidas, ensaios ecotoxicológicos, biologia molecular e genética que serão altamente aproveitáveis para a perfeita execução e sucesso desta proposta. |