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Mosca Soldado Negra: Uma Solução para o Desperdício e Energia

A BSF tem um papel importante na gestão de resíduos e na produção de biodiesel.

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BSF: Solução de Resíduo aBSF: Solução de Resíduo aEnergianegras pra energia sustentável.Transformando lixo com moscas soldado
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A Mosca Soldado Negra (BSF) é um tipo de inseto que tem chamado a atenção por conseguir comer uma variedade enorme de lixo orgânico. Isso é importante porque, anualmente, cerca de 880 milhões de toneladas de resíduos orgânicos são gerados no mundo todo. As Larvas da BSF se alimentam desse lixo e, ao fazer isso, viram um produto útil. Agora, essas larvas estão sendo transformadas em ração para animais como peixes, porcos e galinhas. Além disso, o material que sobra do processo de alimentação delas, conhecido como Frass, pode ser usado como fertilizante para ajudar as plantas a crescer.

BSF e Energia Renovável

Com a crescente preocupação em relação às mudanças climáticas, tá rolando uma pressão pra gente trocar os combustíveis fósseis por fontes de energia mais limpas. A mosca soldado negra também pode ajudar nisso. As gorduras retiradas das larvas da BSF podem ser usadas pra produzir Biodiesel. Esse biodiesel pode ser adicionado aos sistemas de combustível já existentes, o que significa que não precisamos construir novas e caras refinarias de combustível. Isso torna a BSF uma solução flexível que pode ajudar na produção de alimentos e nas necessidades energéticas.

Modificação Genética da BSF

Os cientistas estão pesquisando a modificação genética da BSF pra deixá-las ainda mais úteis. Ao introduzir certas mudanças genéticas, as larvas da BSF poderiam potencialmente decompor uma variedade maior de materiais de lixo, limpar poluentes e produzir substâncias valiosas. Estudos anteriores em outro inseto mostraram que isso pode ser feito de forma eficaz. Por exemplo, pesquisadores criaram linhagens de insetos que conseguem degradar produtos químicos prejudiciais encontrados em resíduos industriais.

No caso da BSF, já existem alguns programas de reprodução em andamento. O objetivo é melhorar características como a quantidade de gordura que as larvas produzem, seu tamanho e reduzir componentes que não são benéficos para a ração animal. Também há interesse em otimizar o teor de gordura nessas larvas pra usá-las como fonte de biodiesel.

Desafios Atuais

Apesar das oportunidades promissoras de melhorar a BSF por meio de modificação genética, as ferramentas disponíveis pra esse processo são limitadas. Algumas mudanças genéticas básicas foram feitas, mas apenas alguns estudos foram publicados sobre técnicas avançadas para a BSF. Os métodos usados até agora dependem principalmente de um sistema chamado piggyBac, que se mostrou eficaz em outras espécies de insetos.

Os pesquisadores usaram esse método pra introduzir mudanças genéticas na BSF. Eles também desenvolveram uma forma mais rápida de selecionar modificações genéticas bem-sucedidas, economizando tempo e recursos. Testando no início do desenvolvimento das larvas, os pesquisadores conseguem determinar se as modificações foram bem-sucedidas logo após realizá-las.

Triagem de BSF Transgênica

Pra medir como as mudanças genéticas funcionaram, os pesquisadores usam certos marcadores fluorescentes que aparecem nas larvas. Isso permite que eles vejam facilmente quais larvas têm as características desejadas. Nos testes iniciais, um número significativo de larvas mostrou essa fluorescência, indicando que absorveram as mudanças genéticas.

Quando essas larvas modificadas crescem e se tornam adultas, os pesquisadores continuam acompanhando se essas características podem ser transmitidas pra próxima geração. Isso é essencial pra estabelecer populações estáveis de BSF geneticamente modificadas. Os resultados mostram que a BSF modificada pode produzir descendentes com as mesmas características, o que é promissor pra aplicações futuras.

Direções Futuras

Olhando pro futuro, o objetivo é continuar aprimorando as técnicas usadas pra modificar a BSF. Os pesquisadores querem testar diferentes controles genéticos pra gerenciar como essas características são expressas em várias fases da vida da mosca. Isso pode levar a populações de BSF que são ainda mais eficazes na decomposição de resíduos e na produção de subprodutos valiosos.

Os pesquisadores também estão interessados em entender exatamente onde no genoma da BSF essas modificações ocorrem. Saber disso pode ajudar a evitar consequências negativas e garantir que as mudanças beneficiem tanto a BSF quanto suas aplicações na agricultura e bioenergia.

Criação e Cuidado da BSF

Pra essa pesquisa, foi usada a linhagem Dornoch da BSF. Manter a BSF saudável é crucial pra uma reprodução e experimentação bem-sucedidas. As moscas são mantidas em ambientes com controle de temperatura e umidade, garantindo que elas estejam confortáveis e consigam reproduzir de forma eficaz.

As adultas da BSF ficam em gaiolas onde têm acesso a comida e água. Elas são fornecidas com um ambiente adequado pra colocar ovos, que depois são coletados pra testes adicionais. Após os ovos eclodirem, as larvas são cuidadas com dietas especialmente formuladas que promovem um crescimento saudável.

Produzindo Linhagens Transgênicas

O processo de criar modificações genéticas é feito com muito cuidado. Os pesquisadores preparam pequenas agulhas de injeção e misturam os materiais genéticos que serão introduzidos nos ovos. Depois, injetam essa mistura nos ovos logo após serem postos. Esse é um processo delicado que requer precisão pra garantir as melhores chances de sucesso.

Após as injeções, os ovos são monitorados pra ver se sobrevivem e depois pra observar a expressão das características introduzidas. Injeções bem-sucedidas levam ao crescimento de larvas que carregam as mudanças genéticas. Quando as larvas se tornam adultas, os pesquisadores podem observar se as características desejadas foram transmitidas pra próxima geração.

Triando a Descendência Transgênica

Depois que as moscas adultas se acasalam, os pesquisadores coletam seus ovos e os triagem pra verificar a presença das modificações genéticas. Isso é feito pra determinar quantos dos descendentes das moscas modificadas também carregam as características de interesse. Cada ninhada de ovos é examinada em busca das características desejadas, permitindo que os cientistas acompanhem quão eficazes foram suas modificações genéticas.

Usando marcadores fluorescentes, os pesquisadores conseguem ver rapidamente quais ninhadas contêm as características desejadas e quais não. Esse método fornece uma forma eficiente de avaliar o sucesso das linhagens transgênicas antes que elas se tornem adultas.

Conclusão

No geral, o estudo ilustra o potencial das moscas soldado negras pra gerenciar lixo orgânico e produzir energia sustentável. Por meio da modificação genética, esses insetos podem ser ajustados pra melhorar seu desempenho e adaptabilidade. A pesquisa contínua e o desenvolvimento de ferramentas pra criar e triagem de BSF transgênicas estão abrindo caminho pra soluções mais eficazes de gestão de resíduos e produção de biocombustíveis.

À medida que os cientistas continuam aprimorando esses métodos, o futuro parece promissor pro papel da BSF na agricultura e energia. Esses esforços podem levar a inovações que apoiam práticas sustentáveis e ajudam a enfrentar grandes desafios ambientais. Os cientistas estão animados pra expandir suas ferramentas e melhorar as maneiras como podem modificar e utilizar a BSF, tornando-as ainda mais adequadas pra esses papéis vitais.

Fonte original

Título: Rapid generation and screening of transgenic black soldier fly (Hermetia illucens)

Resumo: BackgroundThe black soldier fly (BSF), Hermetia illucens is a widely used, and mass-produced insect that fulfils an important role in both the management of organic waste and as a component of animal feed formulations. They also have significant potential as a platform for converting organic waste into high-value proteins, and lipids for the production of biofuels. Applying synthetic biology to BSF provides even more potential for improvement through the generation of transgenic BSF to enhance animal feed, produce and fine tune high-value industrial biomolecules, and to expand their waste conversion capabilities. ResultsTo enable the rapid generation and screening of transgenic BSF, we utilised microinjections of piggyBac mRNA with donor plasmids. We have found preliminary screening of G0 BSF to identify mosaics for outcrossing can be completed less than 2 weeks after microinjection. Stable transgenic lines were reliably generated with effective transformation rates of 30-33%, and transmission of the transgene could be confirmed 3 days after outcrossing the G0 adults. We also present a protocol for identifying the location of integrated transgenes. ConclusionsThe methods presented here expedite the screening process for BSF transgenesis and further expand the toolkit for BSF synthetic biology.

Autores: Maciej Maselko, C. Pfitzner, K. Tepper, S. Kumar, C. Retief, J. McNab, R. A. Harrell

Última atualização: 2024-02-22 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.21.581498

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.21.581498.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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