Investigadores do Carnegie Institution for Science e da Universidade de Stanford descobriram um novo mecanismo utilizado pelas plantas para rapidamente ativar as suas defesas contra infeções bacterianas. A descoberta pode inspirar esforços para aumentar a produção das colheitas e combater a fome mundial, considera o Carnegie Institution for Science, em comunicado.
A investigadora Sue Rhee afirmou que “compreender como as plantas respondem a ambientes stressantes é fundamental para desenvolver estratégias para proteger importantes colheitas alimentares e de biocombustíveis de um clima em mudança”.
O trabalho, publicado no eLife, investigou como a produção de um composto de defesa chamada camalexin é ativado ao nível genético. A camalexin, tal como outros metabolitos vegetais, é sintetizada por enzimas que são ativadas pelas plantas, quando estão sob stresse.
O material genético de uma célula codifica as regras para fazer estas enzimas produtoras da camalexin. “Imagine que o genoma de uma célula é uma biblioteca massiva e cada gene é um livro, e cada cromossoma é uma prateleira extremamente grande”, disse a investigadora. “A célula tem diferentes mecanismos para encontrar rapidamente o gene de que necessita neste vasto leque de informação, para que possa ser transcrita e traduzida para fazer a proteína codificada e responder às condições ambientais, incluindo ameaças e stress”, explicou.
Estas estratégias incluem adicionar ou remover tags ou marcas na cromatina – substância constituída por uma molécula de ADN associada a proteínas – que pode melhorar ou inibir a expressão de genes particulares. Por vezes, tanto elementos de ativação como de repressão estão presentes simultaneamente, um fenómeno chamado cromatina bivalente.
A equipa de investigação encontrou um novo tipo de cromatina bivalente a que chamaram de kairostat – kairos (o que significa no momento certo, em grego) e stat (para designar dispositivo – o que mantém o caminho da biossíntese para a camelexin inativa até ao sinal patogénico). As suas conclusões indicam que ambos os elementos são necessários para controlar o tempo adequado da resposta da planta ao stresse externo.
“A camalexin e outros compostos de defesa são muitas vezes muito caros e tóxicos para as plantas produzirem. Portanto, é desvantajoso para as plantas fazer a produção a toda a hora”, disse outra das investigadoras, Kangmei Zhao.
Futuramente, o grupo de trabalho quer caracterizar todas as proteínas envolvidas no estabelecimento e remoção de marcas epigenéticas para identificar mais kairostats e entender melhor o seu papel nas respostas ambientais e outras funções vegetais.