Alexandre Nepomuceno entrou na Embrapa em 1990 e fez da resposta das plantas à falta de água um dos eixos de sua carreira. Hoje, à frente da Embrapa Soja, vê a combinação de genética, edição gênica e inteligência artificial como parte de um “tsunami” tecnológico capaz de transformar a agricultura
Quando Alexandre Lima Nepomuceno começou a investigar como as plantas reagem à falta de água, a discussão sobre mudanças climáticas estava longe de ocupar o espaço que tem hoje. Era o início dos anos 1990, e o agrônomo recém-ingressado na Embrapa queria entender os mecanismos fisiológicos que permitiam às plantas perceber alterações no ambiente e responder a situações como seca e altas temperaturas.
Mais de três décadas depois, o problema que escolheu estudar ganhou outra dimensão. “Tivemos períodos de aquecimento global antes, mas nunca tão rapidamente como o que está acontecendo nos últimos 150 anos”, diz. Para ele, a agricultura precisa desenvolver estratégias capazes de aumentar a resiliência das lavouras diante desse novo cenário.
Aos 36 anos de Embrapa e há cinco como chefe-geral da Embrapa Soja, Nepomuceno acompanhou uma transformação profunda nas ferramentas disponíveis para essa missão: começou analisando individualmente genes ativados durante a seca, passou pela transgenia, trabalhou com edição gênica e CRISPR e, agora, acompanha a entrada da inteligência artificial na análise de enormes volumes de dados genéticos.
Neste ano, essa trajetória lhe rendeu o Prêmio Fundação Bunge 2026, na categoria Vida e Obra, no tema “Os desafios da agricultura tropical sustentável: produção em cenários de estresse térmico e hídrico”. O reconhecimento tem um significado particular: em 2000, Nepomuceno já havia recebido o prêmio na categoria Juventude, por pesquisas sobre genes envolvidos na resposta das plantas ao estresse hídrico. Segundo a Fundação Bunge, ele é o primeiro cientista a receber a premiação nas duas categorias.
“Você não faz isso sozinho. Chegar nesse ponto depende de se cercar de pessoas tão competentes quanto você”, afirma. “Dedico esse prêmio aos meus colegas que me ajudaram a crescer, às minhas filhas, à minha esposa, aos meus irmãos e aos meus pais, que não estão mais aqui.”
O inimigo número um da agricultura
A escolha da seca como objeto de pesquisa não foi casual. “É o principal problema da agricultura mundial”, diz Nepomuceno. Há outros fatores capazes de comprometer uma lavoura, como alagamentos, doenças e pragas, mas a escassez de água permanece como um dos principais limitadores da produtividade.
Segundo dados citados pelo pesquisador, a Embrapa Soja estima que, nos últimos 50 anos, cerca de 250 milhões de toneladas de soja deixaram de ser colhidas devido à seca.
O desafio científico está no fato de que “seca” não significa uma única condição. Três semanas sem chuva são diferentes de três meses. Um período seco acompanhado de dias nublados provoca efeitos diferentes de outro com forte radiação solar. E uma planta jovem reage de maneira distinta daquela que está florescendo ou enchendo os grãos.
A soja, lembra Nepomuceno, tampouco evoluiu para sobreviver indefinidamente sem água. Em períodos críticos, pode abortar flores ou grãos para preservar recursos. “O que a gente quer é reduzir perdas”, afirma.
E genética, sozinha, não resolve o problema. Nepomuceno estima que cerca de 30% da estratégia de adaptação possa vir da genética, enquanto os outros 70% dependem do manejo. É aí que entram práticas como plantio direto, cobertura de palha e rotação de culturas. Ao não revolver o solo e manter os resíduos da cultura anterior sobre a terra, o produtor reduz a perda de água por evaporação, ajuda a conservar o solo e acumula carbono à medida que a matéria orgânica se degrada.
“Você não prepara o solo quando a seca chega. Isso tem que ser feito dez anos antes”, diz. A genética entra como mais um elemento dessa estratégia: pode ajudar a elevar a produtividade, combater doenças e insetos, alterar características de qualidade e, no campo que Nepomuceno escolheu para sua carreira, encontrar plantas capazes de perder menos produção quando a água falta.
Caçando os genes da seca
Depois do mestrado em Fitotecnia na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Nepomuceno foi para a Universidade do Arkansas, nos Estados Unidos, em 1994, fazer doutorado em Biologia Molecular e Fisiologia Vegetal. Era um momento de rápida expansão da genética molecular.
Ao concluir o doutorado, em 1998, trabalhava com uma técnica chamada apresentação diferencial. A lógica era comparar o RNA produzido por plantas submetidas à seca com aquele encontrado em plantas mantidas em condições normais. Como o RNA permite observar quais genes estão sendo expressos em determinado momento, as diferenças ajudavam os pesquisadores a encontrar genes envolvidos nos mecanismos de defesa contra a falta de água.
O objetivo era entender a reação da planta em nível molecular. Diante da seca, uma planta pode fechar os estômatos, mudar a posição das folhas, alterar o transporte de água ou modificar sua estrutura. Por trás dessas respostas há uma combinação de genes e rotas metabólicas.
Descobrir quais são decisivos abre dois caminhos: procurar plantas que já carreguem naturalmente características interessantes ou tentar modificar genes e mecanismos para obter cultivos mais resilientes.
Foi esse trabalho que ajudou Nepomuceno a conquistar, ainda antes dos 35 anos, o Prêmio Fundação Bunge na categoria Juventude, em 2000. “Me ajudou muito do ponto de vista pessoal e profissional”, lembra.
O que ele não imaginava era a velocidade com que as ferramentas usadas para responder às mesmas perguntas mudariam nas décadas seguintes.
Nepomuceno gosta de comparar o avanço da biotecnologia à revolução digital. Segundo ele, fala-se muito sobre a velocidade da inteligência artificial, mas menos sobre uma transformação igualmente acelerada que ocorreu na genética.
Ele cita o sequenciamento do genoma como exemplo. O esforço inicial para conhecer o DNA de uma variedade de soja levou anos e envolveu investimentos de dezenas de milhões de dólares. Hoje, segundo Nepomuceno, é possível sequenciar o DNA de uma pessoa ou de uma variedade de soja em poucas horas por cerca de US$ 500.
Essa queda de custo mudou a escala da pesquisa. Em vez de observar um número restrito de genes, cientistas conseguem comparar milhares deles simultaneamente, cruzando o que acontece em plantas submetidas a estresse com aquelas cultivadas em condições normais.
E é justamente nesse volume de informação que Nepomuceno vê a inteligência artificial ganhando importância. A IA pode ajudar pesquisadores a navegar pelo chamado big data da biologia, identificando relações difíceis de encontrar manualmente e apontando quais alvos merecem ser investigados. Para Nepomuceno, a convergência entre computação e biologia amplia a capacidade de compreender mecanismos complexos e acelerar a seleção ou desenvolvimento de plantas.
Antes da edição gênica, uma das ferramentas utilizadas por Nepomuceno e seus parceiros foi a transgenia. Em uma colaboração com pesquisadores do Japão, a equipe trabalhou com genes de outras plantas e conseguiu transferi-los para culturas como soja, milho e algodão, buscando aumentar a tolerância à seca.
O problema estava também fora do laboratório. Colocar uma commodity transgênica no mercado exige cumprir regras regulatórias nos diferentes países em que ela será comercializada. No caso da soja brasileira, isso significa considerar também mercados compradores. “Não adianta fazer uma soja transgênica se a China não aceitar”, diz.
Nepomuceno afirma que os custos envolvidos nesse processo ajudam a explicar por que a transgenia agrícola acabou concentrada em poucas grandes empresas.
A experiência seguinte seria bastante diferente. Entre 2011 e 2013, ele coordenou o Laboratório Virtual da Embrapa no Exterior (Labex), nos Estados Unidos, e trabalhou em biologia molecular junto ao Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, o USDA, na Califórnia. Foi nesse período que se aproximou da edição gênica.
Em um dos trabalhos, queria desligar um gene da soja para favorecer outra rota metabólica. Conta que gastou cerca de US$ 15 mil e levou quatro meses para realizar a modificação com a técnica que utilizava até então.
Foi quando conheceu pesquisadores ligados ao grupo de Jennifer Doudna, uma das cientistas responsáveis pelo desenvolvimento do CRISPR, tecnologia de edição de DNA. A comparação o impressionou: segundo Nepomuceno, uma ferramenta de CRISPR para o experimento custava cerca de US$ 500 e podia ser encomendada rapidamente.
Diferentemente da transgenia, que pode introduzir material genético de outro organismo, a edição gênica permite realizar alterações pontuais no próprio DNA. Nepomuceno costuma descrevê-la como uma forma de reproduzir, de maneira direcionada e precisa, modificações que também poderiam surgir na natureza.
A “democratização” da biotecnologia
Para Nepomuceno, porém, a tecnologia só é parte dessa transformação. A outra está na regulamentação. Ele integra a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio) desde 2001 e hoje é decano do colegiado, no qual atua como especialista em biotecnologia. Ao longo dessa trajetória, participou das discussões sobre as regras para organismos geneticamente modificados e, posteriormente, para edição gênica.
Segundo ele, a aproximação entre cientistas e reguladores de diferentes países ajudou a construir marcos mais adequados às novas técnicas. No Brasil, Nepomuceno participou do desenvolvimento da Resolução Normativa nº 16, relacionada à regulamentação de novas técnicas de melhoramento genético.
O resultado, na avaliação do pesquisador, é uma redução das barreiras para que organizações menores consigam desenvolver produtos biotecnológicos.
Ele chama esse processo de “democratização da biotecnologia”. Enquanto os altos custos da transgenia favoreceram a concentração das tecnologias em grandes companhias, a edição gênica abre espaço para instituições públicas, universidades e startups. Nepomuceno cita como exemplo uma startup brasileira que submeteu à CTNBio plantas de milho editadas com CRISPR — tipo de movimento que, segundo ele, era muito mais difícil de observar na era da transgenia.
A variedade de aplicações também está aumentando. Nepomuceno cita exemplos que já passaram pela agenda da CTNBio, como uma orquídea transgênica de flor azul e uma banana editada geneticamente para reduzir o escurecimento. “Não é uma onda de tecnologias que está vindo. É um tsunami”, diz.
Foto: Divulgação
Por: Época Negócios
