Sistemas ômicos integrais: visão holística, inovadora e sustentável para alimentar o mundo no ano de 2050? (Orinoquia, 2021)
As relações que nós seres humanos construímos com microrganismos, plantas e animais permitiram que nossasociedade moderna se desenvolvesse tecnologicamente. Populações humanas na antiguidade alimentavam-se dacaça, pesca, coleta de plantas e/ou seus produtos. Posteriormente, a domesticação de organismos para culturasalimentares começou no início do Holoceno (~11.700 anos); mas não foi até o início da era neolítica (~10-11 milanos) que tecnologias rudimentares foram desenvolvidas para esse fim. Essas condições permitiram o surgimentode sociedades agrícolas na Eurásia, Norte da África, América Central e do Sul. No caso específico da aquicultura,o início desta atividade remonta a aproximadamente 4.000 anos na China. Desde suas origens, essas atividadesancestrais têm motivado o ser humano a criar sistemas tecnológicos que melhorem os índices de produção agrícolae atendam às demandas alimentares. Portanto, não é por acaso que muitos dos avanços tecnológicos e científicosmodernos estão ligados a aplicações na produção agrícola e aquícola.Segundo diversos organismos internacionais, espera-se um aumento considerável da população humana (9,9 bilhõesde pessoas) até 2050, com a consequente demanda por alimentos e recursos ambientais. Algumas estratégiascomeçaram a ser desenvolvidas para evitar a escassez de alimentos nas próximas três décadas. Nesse cenário, éprioritário aumentar o rendimento das culturas e melhorar os sistemas globais de produção de alimentos. Para atingirtais objetivos, é necessária uma melhor compreensão da estrutura funcional dos genes e genomas, bem comoda resposta fisiológica dos organismos às mudanças dietéticas e/ou ambientais.Nas últimas décadas, o acesso da humanidade a uma grande quantidade de informações aumentou substancialmente.No caso das ciências biológicas, isso não foi exceção. Atualmente existe uma abordagem holística chamadaBiologia de Sistemas que representa com modelos matemáticos as interações dos elementos que influenciam osprocessos biológicos. Para compreender os fenômenos em nível molecular, as análises são realizadas por meio daaplicação das ciências ômicas, que permitem quantificar e caracterizar grupos de moléculas envolvidas na estruturaou função biológica de uma célula, tecido ou organismo sob condições e tempo particulares.Genômica, Proteômica e Metabolômica são ciências ômicas que estudam as relações moleculares que genes, proteínase metabólitos apresentam com um determinado fenótipo final. Além disso, há uma multiplicidade de ciênciasômicas em torno dessas três principais, algumas das mais utilizadas são: a transcriptômica, que estuda quais genesestão ativos ou expressos, e a epigenômica, que estuda como controla-se a atividade ou expressão dos genes nonível do DNA. Ambas as disciplinas ajudam a descrever como o ambiente (medicamentos, dietas, comportamento,interações, radiação, clima, poluição, etc.) modula a expressão de certos genes. Além das ciências anteriores, existea Microbiômica, que estuda as mudanças nas populações de microrganismos em diversos ambientes (solo, água,ar, alimentos, corpos de animais, etc.), quando um fator externo muda sua qualidade ou quantidade (alimentação,temperatura, fotoperíodo, interação social, etc.).Nos últimos anos, foi possível obter a sequência genômica de alguns dos organismos e microrganismos que sãocultivados no mundo. Essas informações foram usadas para avaliar sua arquitetura molecular, estrutura e complexidade,bem como para descrever certas características genômicas únicas que possuem. Em algumas linhagensgenéticas de organismos terrestres e aquícolas, foram identificados marcadores moleculares que permitem uma conexãode genes específicos com características fenotípicas de desempenho produtivo e características econômicas importantes (melhores taxas de conversão alimentar, crescimento acelerado, eficiência reprodutiva, qualidade doproduto, suscetibilidade a doenças, entre outros).