Como é que as plantas protegem o seu material genético do calor
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O aumento das temperaturas e as ondas de calor mais frequentes estão a ameaçar a fertilidade de culturas importantes. Os investigadores do Departamento de Biologia da Universidade de Hamburgo identificaram agora um mecanismo de proteção crucial contra o stress térmico nas células vegetais - uma base promissora para a criação de variedades resistentes ao clima. O seu estudo foi publicado na revista "Science Advances".
Foto: UHH/Schnittger Nas células do agrião-da-índia formam-se, com o calor, os chamados grânulos de stress, aqui representados por pontos verdes brilhantes. Estes são de importância crucial para a reprodução da planta.
Tal como nos animais e nos seres humanos, a reprodução sexual também desempenha um papel importante em muitas plantas. Estas também produzem células sexuais, os chamados gâmetas. O pólen das flores, por exemplo, contém gâmetas masculinos que se encontram com os gâmetas femininos no ovário durante a polinização. A formação de gâmetas é uma questão complicada porque a planta tem de reduzir a quantidade de material genético que contêm: ao contrário de outras células, os gâmetas contêm apenas um conjunto único de cromossomas em vez de um conjunto duplo. Esta é a condição prévia para a formação de novas células com apenas dois conjuntos de cromossomas - e não quatro - após a fusão dos gâmetas feminino e masculino.
Um ator importante neste processo é a proteína TAM. "A temperaturas normais, estas moléculas de proteína estão dispersas no interior da célula, mas em condições de calor formam pequenos grupos juntamente com outras moléculas, conhecidos como grânulos de stress. É suposto protegerem a célula do calor, mas ainda não se sabe exatamente como funciona", explica o Prof. Dr. Arp Schnittger, do Departamento de Biologia da Universidade de Hamburgo e principal autor do estudo. O estudo foi desenvolvido em colaboração com parceiros da China e do Japão e é a primeira publicação da rede de investigação BIKON, que é financiada pela cidade de Hamburgo.
Para saber mais sobre o papel da proteína TAM e dos grânulos de stress, Schnittger e a sua equipa realizaram experiências com uma planta modelo. Os investigadores combinaram várias proteínas do agrião-da-índia (Arabidopsis thaliana) com uma proteína fluorescente, de modo a que estas proteínas luminescentes pudessem ser observadas com microscópios especiais adequados ao estudo de tecidos.
Numa segunda fase, as proteínas TAM foram geneticamente modificadas. Se já não conseguissem entrar nos grânulos de stress, produziam-se células germinativas defeituosas com um conjunto duplo de cromossomas durante a reprodução. "Este resultado mostra que o transporte das proteínas TAM para os grânulos de stress é crucial para o sucesso da reprodução sob stress térmico", explica o Prof.
Numa segunda série de experiências, os investigadores conseguiram identificar uma região específica da proteína TAM que é responsável pelo transporte para os grânulos de stress e que está ausente noutras proteínas. "Descobrimos, assim, um mecanismo de regulação completamente novo, até então desconhecido, que assegura a reprodução geneticamente estável das plantas sob ação do calor", sublinha o Prof. Os fabricantes de sementes podem utilizar esta descoberta no futuro para criar plantas em que este mecanismo regulador seja particularmente forte.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Alemão pode ser encontrado aqui.
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