Proteína que auxilia animais a sobreviver ao inverno pode proteger plantas na seca

O resultado da pesquisa pode ser fundamental em um cenário de mudanças climáticas

Estudo indica que uma proteína que auxilia animais a sobreviver ao inverno também pode permitir o desenvolvimento de culturas de plantas resistentes à seca e às alterações climáticas. A proteína desacopladora 1 (UCP1, na sigla em inglês) pode ser fundamental em um cenário de mudanças climáticas, com aumento de temperaturas globais e alteração do regime de chuvas em determinadas áreas.

Quando a proteína, presente nas mitocôndrias, é superexpressada, isto é, produzida em grande quantidade, ela induz uma série de modificações nas células, levando a um menor acúmulo de formas reativas de oxigênio. Dessa forma, evita danos por oxidação que normalmente ocorrem quando o organismo encontra-se em situações adversas.

Artigo publicado na revista BMC Plant Biology por um grupo de cientistas liderado por Paulo Arruda, pesquisador do Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética da Unicamp, avaliou a ação da proteína em plantas de tabaco.

Os cientistas inseriram o gene correspondente presente na Arabidopsis thaliana(parente da mostarda utilizada como modelo em pesquisas genéticas), o AtUCP1, em células de tabaco. O gene foi modificado de modo que a proteína fosse produzida em grandes quantidades.

As plantas de tabaco geneticamente alteradas que foram cultivadas em condições ambientais normais não apresentaram nenhuma alteração visível no desenvolvimento, em comparação com as plantas não modificadas. Mas as plantas com superexpressão de UCP1 desenvolveram-se melhor do que as plantas-controle (com produção normal da proteína) em condições de estresse ambiental. Segundo os autores, "como não afeta o crescimento nem o desenvolvimento da planta, esse mecanismo pode ser usado para criar linhagens cultivadas mais bem adaptadas às condições de estresse abiótico".

Mecanismo de ação

Em mamíferos em hibernação, a produção da proteína UCP1, ao tornar as mitocôndrias de células de gordura do tecido adiposo marrom menos eficientes, melhora a dissipação da energia na forma de calor, ajudando na manutenção da temperatura corporal durante o inverno.

O inesperado do estudo foi que a superexpressão da proteína levou à alteração de uma ampla gama de genes, e não apenas daqueles diretamente relacionados ao processo de produção de energia. Nas células das plantas modificadas, proteínas que participam da formação de mitocôndrias - são mais de 2 mil delas - eram produzidas em grande quantidade, o que explica o número aumentado das organelas em comparação com as células normais.

Além disso, genes relacionados à resposta ao estresse também tiveram sua expressão afetada: dos 1.071 identificados no estudo, 770 apresentaram expressão aumentada. Vários deles associados a estresse por calor, frio, seca, salinidade e metais pesados. Genes envolvidos em mecanismos antioxidativos também foram encontrados em um nível mais alto nas plantas modificadas, e o resultado foi um menor teor de formas reativas de oxigênio.

Essa variedade de genes superexpressados em função da UCP1 provavelmente é responsável pela melhor capacidade de as plantas modificadas resistirem às situações de estresse.

Roberto Takata/ComCiência/Labjor/DICYT

Fonte: