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Quarta-feira, Agosto 10, 2022

As mudanças climáticas quebram os sistemas imunológicos das plantas. Eles podem ser reinicializados?

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Muito deste trabalho foi feito na resistente arabidopsis – “o rato de laboratório de plantas”, como Ele coloca. Existem algumas coisas que o tornam o sujeito de teste perfeito. Uma é que o genoma da humilde erva daninha é bastante curto, parte do motivo pelo qual foi a primeira planta a ser totalmente sequenciada. Outra é a maneira única como seu código pode ser modificado. Para a maioria das plantas, o processo é meticuloso. Novo material genético é introduzido em uma placa de Petri, carregado por bactérias que se infiltram nas células da planta. Uma vez que isso acontece, essas células modificadas devem ser cultivadas e persuadidas em novas raízes e caules. Mas a arabidopsis oferece um atalho. Os biólogos precisam apenas mergulhar as flores da planta em uma solução cheia de bactérias portadoras de genes e as mensagens serão levadas direto para as sementes, que podem ser simplesmente plantadas. No campo meticulosamente lento da botânica, isso está em alta velocidade.

Ainda assim, levou anos para descobrir o que todos aqueles genes produtores de SA faziam em condições perfeitas de estufa. Só então a equipe de He poderia começar a mexer no ambiente para testar o que dá errado. A missão deles: encontrar um gene (ou genes) que controlem qualquer etapa que estava impedindo a produção de SA quando ficou quente. Demorou 10 anos para encontrar a resposta. Eles modificaram gene após gene, infectando as plantas e observando os efeitos. Mas não importa o que eles fizessem, as plantas ainda murchavam por causa da doença. “Você não acreditaria em quantos experimentos fracassados ​​tivemos”, diz ele. Principais pistas, como identificação de laboratório de outra pessoa de genes sensíveis ao calor que afetam a floração e o crescimento, terminou em decepção esmagadora. Gerações de estudantes de pós-graduação mantiveram o projeto em andamento. “Meu trabalho é principalmente ser a líder de torcida deles”, diz ele.

Eventualmente, o laboratório encontrou um vencedor. O gene foi chamado CBP60g, e parecia atuar como um “interruptor mestre” para várias etapas envolvidas na criação de SA. O processo de receber essas instruções genéticas e produzir uma proteína estava sendo sufocado por uma etapa molecular intermediária. A chave era contorná-lo. Os pesquisadores poderiam fazer isso, eles descobriram, introduzindo um novo trecho de código – um “promotor” retirado de um vírus – que forçaria a planta a transcrever o CBP60g e restaurar a linha de montagem SA. Havia outro benefício aparente: a mudança parecia também ajudar a restaurar genes de resistência a doenças menos compreendidos que estavam sendo suprimidos pelo calor.

Desde então, sua equipe começou a testar as modificações genéticas em culturas alimentares como a colza, um primo próximo da arabidopsis. Além das semelhanças genéticas, é uma boa planta para trabalhar, diz ele, porque cresce em climas frios, onde é mais provável que a planta seja afetada pelo aumento das temperaturas. Até agora, a equipe teve sucesso em reativar a resposta imune no laboratório, mas eles precisam fazer testes de campo. Outros candidatos potenciais incluem trigo, soja e batatas.

Dada a onipresença da via SA, não é de surpreender que a correção genética de He funcione amplamente em muitas plantas, diz Marc Nishimura, especialista em imunidade de plantas da Colorado State University, que não esteve envolvido na pesquisa. Mas é apenas uma das muitas vias imunológicas sensíveis ao clima que os biólogos precisam explorar. E há outras variáveis ​​além das ondas de calor que afetarão a imunidade das plantas, aponta ele, como o aumento da umidade ou um calor sustentado que dura toda a estação de crescimento. “Pode não ser a solução perfeita para todas as plantas, mas dá uma ideia geral do que está errado e como você pode corrigi-lo”, diz ele. Ele considera uma vitória usar a ciência básica para decifrar os genes das plantas.

Mas para que tudo isso funcione, os consumidores precisarão aceitar mais ajustes genéticos com seus alimentos. A alternativa, diz Nishimura, é mais perda de safra e mais pesticidas para evitá-la. “À medida que as mudanças climáticas se aceleram, estaremos sob pressão para aprender coisas no laboratório e movê-las para o campo mais rapidamente”, diz ele. “Não consigo ver como vamos fazer isso sem mais aceitação de plantas geneticamente modificadas.”



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