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[Imagem: Björn van Vulpen/FreeImages]

A receita comum para o chá todo mundo conhece: ferver água junto com algumas folhas da planta que dá nome à bebida. Até recentemente, a receita escrita com os genes da planta que dá nome à bebida permanecia desconhecida — e desvendá-la foi um desafio.

Na Inglaterra, nobres e plebeus param no fim da tarde para o chá das cinco, que pode ser verde. Enquanto isso, na Turquia, pode-se pedir uma xícara de chá preto em qualquer bazar. Os indianos apreciam seu chá vermelho, os chineses preferem o oolong e os japoneses talvez queiram um chá branco. Como é possível que todas essas variedades de chá venham de uma planta só? Ainda que fatores como o local e a técnica de plantio devam ser levadas em conta, o genoma da Camellia sinensis — nome científico do pé de chá — também é importante.

Existem centenas de árvores no gênero Camellia, mas só duas variedades — C. sinensis assamica, de origem indiana e C. sinensis sinensis, chinesa como indica o nome — são usadas para produzir chá. O que torna as folhas dessas plantas tão propícias para uma boa infusão em água quente? Existe alguma base genética por trás dos sabores do chá? Essas perguntas foram feitas por Li-zhi Gao, fitogeneticista do Instituto de Botânica Kunming, na China.

Da química à genética

Em termos químicos, já se sabe há algum tempo que o segredo do chá está nos flavonoides, uma classe de substâncias antioxidantes. Um flavonoide em especial, a catequina, destaca-se por ser intimamente ligada ao sabor do chá. Assim como a quantidade de cafeína varia entre os pés de café, os níveis de catequina são o que diferenciam as espécies e subespécies de Camellia. Gao e seus colegas queriam entender como as plantas de chá produzem flavonoides e cafeína — a C. sinensis é notável por seus altos níveis de catequina.

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Folhas e flores da Camellia sinensis, popularmente conhecida como chá ou chá-da-índia. [Imagem: Li-zhi Gao]

Fazer isso a partir da análise do código genético seria simples, só que a cafeína e os flavonoides não são proteínas e, portanto, sua produção pela planta não está diretamente registrada no código genético. Porém, isso pode ser traçado de maneira indireta, por meio de genes que determinam a produção do maquinário molecular que gera aquelas substâncias. Esses caminhos de produção dependem da expressão de diferentes genes em diferentes níveis.

Embora todas as espécies de do gênero Camellia tenham a receita para fabricar cafeína e flavonoides, só a C. sinensis parece ter a receita correta para resultar num perfeito chá, nos mais variados sabores. Essas diferenças de cores e sabores seriam fruto não apenas do ambiente de cultivo mas de pequenas variações no código genético de cada planta. Mas isso não quer dizer que foi fácil ler o genoma do chá.

Ctrl-C + Ctrl-V, Ctrl-C + Ctrl-V, Ctrl-C + Ctrl-V (ad nauseam)

Muito pelo contrário: o que Gao e seus colegas encontraram no genoma do chá é que ele é cheio de sequências retrotransposons. Também conhecidos como genes saltitantes, essas sequências são formadas por inúmeras cópias de diferentes genes, que se espalharam pelo código genético em diferentes ocasiões. Segundo os resultados da análise genética publicados por Gao et. al. na revista Molecular Plant, 67% do código genético da C. sinensis consiste em sequências retrotransposons. Eles encontraram evidências de que boa parte desse copiar e colar de genes é algo evolutivamente recente, resultado da adaptação das plantas ao cultivo por seres humanos bebedores de chá.

Não é incomum encontrar cópias de genes num código genético, mas esse inchaço genômico tornou o DNA do chá bem maior do que o esperado pelo grupo de Gao. Com 3,02 bilhões de pares de bases, o DNA do chá é mais do que quatro vezes maior que o do café, segundo o comunicado divulgado pelo Phys.org. Tantos genes e tantas cópias de genes deram trabalho à equipe que leu a receita genética do chá.

Novelos de lã e quebra-cabeças dentro de quebra-cabeças

Da mesma forma que não dá pra desenrolar sem cortes um novelo de quilômetros sem sair de uma sala, genomas inteiros são grandes demais para serem sequenciados de uma vez só. Por isso, o novelo de DNA costuma ser cortado em milhares de pedacinhos, que depois são juntados na ordem correta.

Sequências repetidas ajudam a identificar os pontos de colagem do material genético. Mas quando um genoma tem repetições tão abundantes quanto no caso da C. sinensis, a coisa complica e fica mais parecida com a montagem de um quebra-cabeça — só que um quebra-cabeça de milhões de peças, das quais milhares ou dezenas de milhares são repetidas e se aninham umas dentro das outras.

Gao já começa a fazer coletas de amostras para as próximas imagens (e talvez para alguns chás).

Por isso, mesmo com as modernas técnicas de sequenciamento e processamento de dados, a leitura do código genético do chá feita por Gao e sua equipe levou incríveis cinco (cinco!) anos. Isso deve ter exigido não só muita paciência e dedicação mas também inúmeras xícaras de chá (preto? verde? oolong? infelizmente não sabemos). No entanto, engana-se quem pensa que o trabalho terminou e os cientistas chineses agora podem relaxar (com outras xícaras de chá).

Além de confirmar a sequência genética descoberta, Gao pretende novos sequenciamentos, dessa vez de diferentes variedades de Camellia sinensis plantadas ao redor do mundo. “Nós iremos observar a variação no número de cópias de genes para ver se afetam as propriedades do chá, como o sabor”, explica o fitobotânico chinês, que parece incansável na buscar da receita mais precisa possível de chá — a genética.

Referência

rb2_large_gray25En-Hua Xia et. al. The Tea Tree Genome Provides Insights into Tea Flavor and Independent Evolution of Caffeine Biosynthesis. [Genoma do pé de chá esclarece sabor da bebida e a evolução independente de biossíntese de cafeína]. Molecular Plant. Publicado on-line em 01/05/2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.molp.2017.04.002

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