Algoritmo de otimização de genómica por inteligência artificial – demonstração de conceito aplicado ao melhoramento animal de precisão do porco alentejano

A operação OptiGenPig tem como ambição revolucionar o melhoramento genético animal ao combinar inteligência artificial com biotecnologia avançada. O projeto centra-se na criação de um algoritmo inovador que permitirá compreender, modelar e aplicar as complexas relações entre variabilidade genética, epistasia e pleiotropia, visando a sua aplicação prática em programas de melhoramento animal de precisão. O caso de estudo escolhido é o porco alentejano, com o objetivo de potenciar o progresso genético em duas características-chave: prolificidade (número de leitões por ninhada) e ritmo de crescimento, garantindo simultaneamente a preservação das qualidades únicas da raça. Objetivos Específicos 1. Desenvolver um genoma de referência específico para o porco alentejano Será produzido um genoma “de novo” a partir da sequenciação de um exemplar padrão da raça, utilizando tecnologias de última geração que permitem a leitura completa e precisa do ADN (T2T – telomere-to-telomere). Este genoma de referência será fundamental para identificar variantes genéticas únicas da raça, apoiar análises comparativas com outras raças e servir de base para a construção de modelos computacionais robustos. 2. Estabelecer as fundações metodológicas de um algoritmo inteligente Será criada a estrutura de um algoritmo de inteligência artificial generativa capaz de modelar a relação entre variabilidade genética e fenótipos complexos. Este algoritmo será projetado para identificar interações epistáticas (entre múltiplos loci) e pleiotrópicas (um único locus com impacto em múltiplos fenótipos), que tradicionalmente dificultam o melhoramento de características com correlações genéticas negativas. A metodologia adotada incorporará dados genéticos, epigenéticos e de expressão genética em diferentes tecidos e fases de desenvolvimento. 3. Aplicar o algoritmo ao melhoramento de precisão O algoritmo será utilizado para gerar previsões de combinações genéticas otimizadas que maximizem simultaneamente a prolificidade e o crescimento do porco alentejano. Esta aplicação prática pretende acelerar o progresso genético da raça em poucas gerações, evitando estratégias tradicionais como cruzamentos entre linhagens especializadas, que implicam mais tempo, custos e complexidade. A abordagem de precisão proposta permitirá ganhos genéticos sem comprometer a qualidade da carne ou outras características valorizadas da raça. 4. Desenvolver uma ferramenta experimental de validação biológica e parametrização Para garantir a viabilidade biológica das previsões do algoritmo, será criada uma plataforma experimental com recurso à edição genética de múltiplos loci usando a tecnologia CRISPR-Cas12iMax. A edição será realizada em fibroblastos fetais de porco alentejano, permitindo testar as combinações genéticas sugeridas pelo algoritmo em contexto laboratorial. Os resultados obtidos servirão para validar, ajustar e refinar o modelo, transformando-o numa ferramenta altamente eficaz para aplicações futuras no melhoramento genético de suínos e potencialmente de outras espécies.