A teoria da evolução de Darwin nos diz que os organismos modernos são superiores aos ancestrais. No entanto, a pesquisa mais recente da Academia Chinesa de Ciências Agrícolas e da Universidade de Agricultura de Anhui apresenta uma conclusão contraintuitiva: uma proteína inseticida Bt antiga "ressuscitada" tem uma capacidade inseticida muito superior à de seus descendentes modernos – é eficaz contra 9 espécies de pragas lepidópteras e também mata mosquitos, enquanto as proteínas modernas Cry2A conseguem controlar apenas 3 a 5 espécies de pragas.

1. O "Dilema de Desenvolvimento" das Proteínas Inseticidas Bt

As proteínas inseticidas da bactéria Bacillus thuringiensis (Bt) são uma tecnologia central no controle verde de pragas agrícolas devido à sua alta especificidade e amigabilidade ambiental, sendo amplamente utilizadas em culturas geneticamente modificadas resistentes a insetos e em biopesticidas. No entanto, o uso prolongado e exclusivo levou ao desenvolvimento de resistência por parte das pragas às proteínas Cry1A predominantes, ameaçando seriamente o desenvolvimento agrícola sustentável.

Descobrir novas proteínas Bt eficientes, de amplo espectro e sem resistência cruzada com as Cry1A tornou-se um objetivo urgente para pesquisadores em todo o mundo. Mas nas últimas décadas, seja através da triagem de novas proteínas a partir de cepas naturais, seja através da engenharia de proteínas para modificar proteínas existentes, nunca foi possível obter uma nova geração de proteínas inseticidas de amplo espectro e alta eficiência comparável às Cry1A, formando um gargalo de pesquisa e desenvolvimento reconhecido pela indústria.

2. Destaques da Inovação: Fazendo Proteínas Antigas "Falarem"

Em março de 2026, a equipe de pesquisa e inovação em genes funcionais de resistência a insetos do Instituto de Proteção Vegetal da Academia Chinesa de Ciências Agrícolas, em colaboração com a Universidade de Agricultura de Anhui, publicou resultados de pesquisa inovadores na revista internacional de alto nível *Science Bulletin* (Fator de Impacto IF=21.1). O estudo aplicou pela primeira vez de forma sistemática a tecnologia de Reconstrução de Sequências Ancestrais (Ancestral Sequence Reconstruction, ASR) ao campo de desenvolvimento de proteínas inseticidas Bt, fornecendo um novo paradigma para superar o dilema mencionado.

Destaque 1: Reconstrução de 7 genes ancestrais, "ressuscitando" proteínas inseticidas antigas

A equipe de pesquisa focou na família de proteínas Cry2, que não apresenta resistência cruzada com as Cry1A. Através de análises filogenéticas, rastrearam a história evolutiva da família Cry2A ao longo de dezenas de milhões de anos, reconstruindo e sintetizando com sucesso 7 genes ancestrais (Anc0 a Anc6), e alcançando sua expressão solúvel em *Escherichia coli*.

Destaque 2: Desafiando a percepção tradicional de que "o moderno é superior ao ancestral"

Os resultados dos ensaios de atividade biológica foram impressionantes: a proteína ancestral Anc0 exibiu uma incrível atividade inseticida de amplo espectro – foi ativa contra 9 espécies de pragas lepidópteras testadas (cobrindo principais pragas agrícolas como Noctuidae, Geometridae, Pyralidae) e também contra o mosquito *Aedes albopictus* (Diptera).

Em contraste, as toxinas modernas Cry2A existentes (como Cry2Ae, Cry2Ah) são eficazes apenas contra 3 a 5 espécies de lepidópteros, com um espectro de hospedeiros significativamente mais restrito. Esta descoberta desafia completamente a percepção evolutiva tradicional de que "as proteínas modernas têm função superior às ancestrais", revelando que as proteínas ancestrais são um "reservatório de proteínas inseticidas de amplo espectro" ainda inexplorado.

Destaque 3: Revelando pela primeira vez o modelo de "evolução oscilatória" das proteínas Cry2A

A equipe de pesquisa analisou ainda mais as mudanças na potência das toxinas Cry2A ao longo do tempo evolutivo, descobrindo pela primeira vez que elas apresentam um modelo de "evolução oscilatória": a toxicidade contra pragas agrícolas-chave como Noctuidae e Geometridae não aumentou linearmente, mas apresentou características não lineares de oscilação "alta eficiência – baixa eficiência – alta eficiência novamente".

A análise de dados indica que essa oscilação pode ter origem na aquisição, pela proteína durante a evolução, de diferentes sítios de ação contra a mesma praga. Esta descoberta central fornece uma perspectiva disruptiva para o manejo moderno da resistência de pragas: ao rastrear a diversidade de sítios-alvo das proteínas ancestrais, projetar novas proteínas inseticidas que reconheçam sítios diferentes, resolvendo fundamentalmente o problema da resistência de pragas que surge com o uso prolongado de proteínas Bt.

Destaque 4: Fornecendo um "mapa de pontos quentes" para a engenharia de proteínas

A pesquisa não apenas "ressuscitou" uma proteína ancestral eficiente e de amplo espectro, mas também, através de alinhamento de sequências e análise estrutural, localizou com precisão os sítios funcionais-chave que determinam a atividade inseticida e os pontos quentes para engenharia, fornecendo um guia preciso para o projeto racional subsequente de proteínas inseticidas ainda melhores.

3. Conteúdo Técnico: Como a Tecnologia ASR Capacita o Desenvolvimento de Proteínas Bt

A tecnologia de Reconstrução de Sequências Ancestrais é equivalente à "paleobiologia molecular" – comparando sequências de aminoácidos de proteínas existentes, usando modelos evolutivos para inferir a sequência de seu ancestral comum, e sintetizando-a em laboratório para validação funcional.

Esta tecnologia foi aplicada pela primeira vez de forma sistemática no campo das proteínas inseticidas Bt, com as seguintes vantagens centrais:

Superar ótimos locais: A engenharia de proteínas tradicional está limitada a pequenas alterações em proteínas existentes, enquanto a tecnologia ASR pode explorar um espaço de sequências muito maior, descobrindo funções "esquecidas" pela evolução;

Revelar padrões evolutivos: Reconstruindo múltiplos nós intermediários no caminho evolutivo, é possível traçar claramente a história da evolução funcional, fornecendo orientação teórica para o projeto racional;

Identificar sítios-chave: Comparando as diferenças entre sequências ancestrais e modernas, é possível identificar com precisão os aminoácidos-chave que determinam diferenças funcionais.

4. Perspectivas de Aplicação: Injetando Novo Impulso no Controle Verde

1. Uso direto no desenvolvimento de culturas resistentes a insetos e biopesticidas

A proteína ancestral Anc0 pode ser usada diretamente como gene candidato para desenvolver novas culturas geneticamente modificadas resistentes a insetos ou bioinseticidas microbianos. Sua atividade de amplo espectro pode cobrir várias pragas principais, apresentando amplas perspectivas de industrialização.

2. Fornecendo um "arsenal de rotação" para o manejo da resistência

Como Anc0 não apresenta resistência cruzada com as proteínas Cry1A existentes, pode ser usada como "arma de rotação" no manejo da resistência, retardando ou superando a evolução da resistência das pragas às proteínas Bt predominantes.

3. Projetando proteínas para superar a resistência com base no modelo de "evolução oscilatória"

Analisando as mudanças nos sítios de ação das proteínas Cry2A contra a mesma praga em diferentes pontos evolutivos, é possível projetar novas proteínas inseticidas com combinações de sítios de reconhecimento, resolvendo o problema da resistência desde a origem.

4. Expansão para a descoberta de outras proteínas funcionais

Este estudo fornece um exemplo bem-sucedido da aplicação da tecnologia de Reconstrução de Sequências Ancestrais no campo da biotecnologia agrícola, podendo ser expandido para outras famílias de proteínas Bt e até para a descoberta e modificação de outras proteínas funcionais (como proteínas de resistência a doenças, proteínas de tolerância a estresses).

5. Significado Industrial: Abrindo um Novo Paradigma "Arqueológico" no Desenvolvimento de Proteínas Bt

O valor profundo deste estudo está em mudar completamente o paradigma de pesquisa e desenvolvimento de proteínas Bt. No passado, os cientistas agiam como "garimpeiros", buscando arduamente novas proteínas em cepas naturais, ou fazendo pequenos ajustes em proteínas existentes, com resultados limitados. Agora, a tecnologia ASR permite que os cientistas se tornem "arqueólogos", desenterrando tesouros esquecidos da história evolutiva.

Como destacado pelo pesquisador Li Xinhai, do Instituto de Ciências de Cultivos da Academia Chinesa de Ciências Agrícolas, em seu comentário no *Science Bulletin*: "Esta pesquisa supera o gargalo no desenvolvimento de proteínas inseticidas, fornecendo um exemplo bem-sucedido de como a tecnologia ASR capacita a análise da evolução funcional e a modificação racional de proteínas inseticidas Bt, tendo grande importância para promover o controle verde de pragas agrícolas."

Quando as proteínas modernas enfrentam o dilema da resistência, os ancestrais antigos tornam-se a chave para resolver o problema – isto não é apenas uma vitória da tecnologia, mas uma vitória do pensamento evolutivo.

Fonte: Instituto de Proteção Vegetal da Academia Chinesa de Ciências Agrícolas (Equipe de Inovação em Pesquisa e Utilização de Genes Funcionais de Resistência a Insetos); Faculdade de Proteção Vegetal da Universidade de Agricultura de Anhui (Equipe de Inovação em Controle Biológico); Autores: Autor correspondente – Pesquisador Shu Changlong (Instituto de Proteção Vegetal, Academia Chinesa de Ciências Agrícolas); Primeiro autor – Professor Wang Kui (Universidade de Agricultura de Anhui); Colaboradores incluem o Pesquisador Zhang Jie, Professor Cao Haiquan, Professor Liao Min, Professora Cao Beibei, Professor Ben Raymond (Universidade de Exeter, Reino Unido), etc.; Título: Resurrecting the past: ancestral Bacillus thuringiensis pesticidal proteins reveal broad-spectrum insecticidal activity and protein engineering hotspots; Publicado em: Science Bulletin (março de 2026).