Cientistas da Wageningen University & Research e seus colegas japoneses e espanhóis descobriram um botão “liga/desliga” e um “botão de volume” nas plantas que controlam o crescimento das plantas. A aplicação desta descoberta pode ajudar os produtores a conceber novas culturas que sejam, por exemplo, mais resistentes a doenças, secas ou inundações. Suas descobertas foram publicadas na Nature Plants.
A equipe de pesquisadores mostrou que a resposta muito complexa das plantas ao hormônio vegetal auxina pode ser reduzida a um simples modelo de troca. Basicamente, o auxin muda de ‘desligado’ para ‘ligado’. Ao mesmo tempo, um segundo factor compete com este “interruptor” e assim determina o quão sensível cada célula é à hormona. As muitas maneiras pelas quais uma planta responde à auxina, desde a raiz até a floração, são determinadas, por assim dizer, pelo botão liga/desliga e pelo controle de volume.
A pequena molécula de auxina é conhecida por controlar muitos aspectos do crescimento e desenvolvimento das plantas, alterando a atividade de vários genes. As proteínas ARF de ligação ao DNA ligam-se aos genes e os ativam ou desativam. É a auxina que determina se as proteínas ARF estão ativas ou não. A maioria das plantas possui diferentes proteínas ARF, que foram formadas porque múltiplas cópias foram criadas durante a evolução, após o que suas propriedades mudaram. Tudo isso leva a uma rede extremamente complexa de proteínas ARF que podem causar reações diferentes a um hormônio.
A equipe estudou a resposta à auxina no musgo guarda-chuva Marchantia polimorfo. Essa planta possui o sistema de auxinas mais simples e foi descrita anteriormente pelos pesquisadores em publicação no eLife, pelo qual Hirotaka Kato e Sumanth Mutte receberam o Wageningen Research Award em 2019. Nesta nova pesquisa plantas Natureza a equipe aproveita a simplicidade do sistema de reação de Marchantia e mapeou meticulosamente seu funcionamento usando uma combinação de genética e bioquímica de proteínas. Isto revelou o sistema simples de duas proteínas ARF concorrentes que forma a essência do sistema auxina.
Proteína ARF1 em Marchantia – O botão liga/desliga está marcado com uma proteína fluorescente (foto: Shubhajit Das)
“Acreditamos que os nossos resultados mudarão fundamentalmente a forma como os investigadores analisam o funcionamento da importante hormona auxina”, afirma Dolf Weijers, chefe do Laboratório de Bioquímica e líder da equipa de investigação. “Além disso, este grande salto no nosso conhecimento de como as células respondem ao hormônio nos dá oportunidades sem precedentes para influenciar a resposta das culturas ao hormônio no nível celular. A multiplicação, o crescimento das raízes e muitas outras propriedades das plantas dependem da resposta à auxina.”
Durante décadas, acreditou-se que as plantas com flores, incluindo a planta modelo do agrião, usavam um sistema muito complexo de fatores de resposta para fazer as células responderem de maneiras diferentes ao mesmo hormônio. Assim, algumas células crescem, outras se dividem e outras ainda se diferenciam. Acreditava-se também que o mesmo hormônio causava o desenvolvimento das raízes e a floração, dependendo de onde a reação ocorre na planta.
A equipe de pesquisa descreve agora como descobriram um princípio muito simples que está por trás das respostas complexas ao hormônio vegetal auxina. É provável que este mesmo princípio se aplique a outras espécies de plantas que possuem grandes famílias de proteínas ARF. A pesquisa atual nos ensina como as plantas, incluindo as culturas, respondem ao hormônio.
O biólogo experimental Hirotaka Kato, anteriormente na Universidade de Wageningen, agora na Universidade de Kobe, colaborou em sua pesquisa inovadora com colegas do Laboratório de Química e Biofísica de Wageningen, do Alba Synchrotron em Barcelona e da Universidade de Kyoto. A pesquisa foi parcialmente financiada com uma bolsa NWO-VICI concedida a Dolf Weijers em 2015.
A auxina é um importante hormônio vegetal biológico que desempenha um papel crucial no crescimento e desenvolvimento das plantas. Tornou-se
Os hormônios vegetais desempenham um papel crucial no crescimento, desenvolvimento e resposta das plantas ao seu ambiente. Um dos mais importantes
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