Notícia

Proteínas de polaridade moldam poros de ‘respiração’ eficientes em gramíneas

Fonte

Universidade de Berna

Data

sexta-feira, 30 dezembro 2022 14:20

Áreas

Agricultura. Agronomia. Biotecnologia. Ciências Agrárias. Sustentabilidade

As gramíneas têm ‘poros respiratórios’ – chamados estômatos – que se abrem e fecham para regular a absorção de dióxido de carbono para a fotossíntese, por um lado, e a perda de água pela transpiração, por outro. Ao contrário de muitas outras plantas, os estômatos nas gramíneas formam ‘células auxiliares’ laterais. Graças a essas células, os estômatos das gramíneas podem abrir e fechar mais rapidamente, o que otimiza a troca gasosa planta-atmosfera e, assim, economiza água.

Neste sentido, o professor Dr. Michael Raissig, a Dra. Heike Lindner e a doutoranda e coautora Roxane Spiegelhalder, pesquisadores do Instituto de Ciências Vegetais (IPS) da Universidade de Berna, na Suíça, investigaram o desenvolvimento de células auxiliares na grama Brachypodium distachyon. Eles descobriram duas proteínas que se acumulam em lados opostos de uma célula, agindo como uma ‘bússola’ para garantir o correto desenvolvimento das células auxiliares nas gramíneas. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista científica eLife.

Bússola celular para o desenvolvimento de células auxiliares

As células auxiliares são formadas por divisão celular desigual e assimétrica. Nesse processo, uma célula se divide em uma célula pequena, a célula auxiliar e uma célula vizinha maior. Para que essa divisão ocorra na proporção e orientação corretas, a célula precisa de pontos de referência. Esses marcos atuam como pontos de orientação e são dados pelas chamadas proteínas de polaridade, que se acumulam em lados opostos da célula e podem assim definir, por exemplo, esquerda e direita ou superior e inferior. Neste estudo, os pesquisadores da Universidade de Berna descobriram duas proteínas de polaridade que se acumulam em dois lados opostos.

“De certa forma, as duas proteínas agem como uma bússola celular e controlam a orientação da divisão celular e o desenvolvimento de células auxiliares. Descobrimos que as células auxiliares não se formam adequadamente quando uma dessas proteínas está ausente. Isso influencia negativamente a eficiência e troca de gás da grama”, explicou o Dr. Michael Raissig, líder do projeto.

Poros respiratórios das plantas e as mudanças climáticas

“Sempre fico fascinado com o fato de que a falta de uma bússola de célula em um único tipo de célula pode afetar a dinâmica de troca de gás e a eficiência de toda a planta”, disse o professor Michael Raissig. Ele disse que isso é particularmente relevante à luz das mudanças climáticas, que causam períodos de seca mais longos e calor excessivo. As gramíneas desempenham um papel central na segurança alimentar humana; cereais como milho, arroz e trigo são todos gramíneas e juntos fornecem mais da metade das calorias consumidas pelo ser humano. “Portanto, é de extrema importância entender como as plantas ‘respiram’ e como e por que as gramíneas formam poros de ‘respiração’ mais eficientes”, acrescentou o Dr. Raissig.

Embora este estudo se concentre principalmente na biologia do desenvolvimento, essas descobertas podem, no entanto, ser relevantes para melhorar as culturas agrícolas. “Os estômatos são os porteiros celulares entre a folha e o meio ambiente e são os primeiros a responder às mudanças no clima”, disse Roxane Spiegelhalder. Portanto, disse ela, é imperativo entender como e por que as gramíneas formam os ‘porteiros’ mais eficientes para ‘respirar’ de maneira mais eficiente em termos de água. Como e se essas descobertas podem ser transferidas para outras culturas, no entanto, requer mais pesquisas, concluiu Roxane Spiegelhalder.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Berna (em inglês).

Fonte: Universidade de Berna. Imagem: Uma das duas ‘proteínas bússola’ (POLAR, em rosa) orienta a futura divisão celular. Em cinza estão os contornos das células em desenvolvimento. Fonte: Professor Dr. Michael Raissig, Universidade de Berna.

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