Em 1901 ocorreu uma epidemia de mortalidade em larvas do bicho-da-seda no Japão. Pesquisadores descobriram que ela foi provocada por uma bactéria até então desconhecida.
Em 1911, na Alemanha, o pesquisador Berliner conseguiu isolar e caracterizar essa bactéria, batizando-a de Bacillus (por sua forma cilíndrica) thuringiensis (em homenagem à região alemã da Turíngia). Em 1938, na França, formulações contendo colônias desta bactéria foram vendidas como inseticidas e, em 1954, seu modo de ação foi descoberto.
O Bacillus thuringiensis é uma bactéria de solo presente nos mais diversos continentes, gram-positiva, aeróbica, isto é, necessita de oxigênio para sobreviver e, quando as condições ambientais se tornam adversas, pode esporular para sobreviver a estas condições.
Tanto na sua fase vegetativa quanto na esporulação, estas bactérias produzem proteínas que têm efeito inseticida. Destas proteínas, as mais conhecidas são chamadas de proteínas cristal (com a denominação Cry), que são produzidas durante a fase de esporulação. Já foram identificadas diversas proteínas que atuam em diferentes ordens de insetos e até já foram descritas proteínas com potencial de controlar nematóides.
São mais de 50 diferentes famílias descobertas e organizadas por um código numérico. Como exemplo tem a família Cry1, que atua sobre lepidópteros (borboletas); a Cry3, que atua sobre coleópteros (besouros); e a Cry4, que atua sobre dípteros (moscas e mosquitos), inclusive utilizada no controle biológico de mosquitos vetores de doenças como a dengue.
Modo de ação das proteínas do Bacillus thuringiensis
O que torna as proteínas do Bacillus thuringiensis eficientes e seguras para uso é o seu modo de ação altamente específico, onde cada proteína atua de maneira singular em uma determinada ordem de insetos. Da forma como são produzidas pelas bactérias, estas proteínas são inócuas porque a parte inseticida está fechada por duas cadeias protéicas.
Para liberar o núcleo inseticida é necessário que a proteína, em forma de cristal, seja primeiramente ingerida para depois, em ambiente alcalino, ser quebrada em pontos específicos que liberam este núcleo ativo.
No sistema digestivo de humanos e animais superiores o ambiente é ácido e a proteína é completamente degradada em minutos. Desta forma, a proteína não apresenta nenhum efeito em animais superiores ou humanos.
Após o núcleo ativo ser liberado, este deve se ligar a receptores específicos na parede do intestino do inseto-alvo. É, por isto, que diferentes proteínas têm diferentes especificidades devido à variação destes receptores através das diferentes espécies, ordens e classes de insetos. Uma vez ligada, a proteína, na forma de cristal, inicialmente inibe a absorção de alimentos e depois provoca poros nas membranas do intestino, destruindo-o por completo e provocando a morte do inseto.
Em resumo, são três os passos para que a proteína cristal funcione como inseticida: ingestão, quebra nos lugares corretos e ligação em receptores específicos. Somente com estas três condições presentes é que ocorre o potencial inseticida da proteína.
Uso comercial de formulações de Bacillus thuringiensis
Existem formulações de inseticidas à base de Bacillus thuringiensis registradas para uso agrícola no Brasil junto ao Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). Segundo o AGROFIT (Sistema de Agrotóxicos Fitossanitários do MAPA), são nove produtos diferentes, mas apenas um com registro para controle de lagartas na cultura do milho.
Surge uma pergunta lógica quando se analisa este cenário: se o Bacillus thuringiensis é eficiente no controle de insetos e se as proteínas de Bt são eficazes e seguras, por que não há mais produtos na forma de inseticidas no mercado, ao invés de plantas transgênicas contendo gene deste bacilo?
A resposta a esta pergunta é muito simples. São dois os motivos básicos. O primeiro é pelo fato de que é difícil a fixação das proteínas nas folhas. Uma vez que elas precisam ser ingeridas para atuar como inseticida, a lavagem pela chuva ou irrigação reduz a eficiência. O segundo motivo é devido à sua degradação pela luz solar.
Por estas razões a solução encontrada foi inserir genes específicos de Bacillus thuringiensis nas plantas de milho por meio da aplicação de técnicas de Engenharia Genética de Plantas e, assim, desenvolver o milho Bt.
® YieldGard é marca registrada utilizada sob licença da Monsanto Company
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