Pesquisadores do Boyce Thompson Institute (BTI) estudaram a relação simbiótica entre plantas e fungos micorrízicos arbusculares (AM). A relação envolve troca complexa e crítica de nutrientes. E foi considerada essencial para a sobrevivência do fungo e altamente benéfica para a planta.
O foco do estudo publicado na revista "Science" são duas proteínas, CKL1 e CKL2. Estas proteínas são ativas apenas nas células da raiz que contêm os fungos AM. Elas pertencem a uma família maior de proteínas conhecidas como CKLs. Suas funções na planta ainda não são totalmente compreendidas.
Sergey Ivanov, pesquisador pós-doutorado no BTI e primeiro autor do estudo, explicou que as proteínas CKL1 e CKL2 evoluíram para desempenhar um papel diferente das CDKs, suas proteínas parentes mais próximas. Enquanto as CDKs controlam o ciclo celular da planta e estão localizadas no núcleo da célula, as CKLs estão presas às membranas da célula da raiz, incluindo uma membrana que envolve o fungo.
Os cientistas descobriram que as proteínas CKL são cruciais para a sobrevivência dos fungos dentro das raízes das plantas. Elas desempenham papel fundamental no controle do fluxo de lipídios (gorduras) da planta para o fungo. Este processo é essencial para a nutrição do fungo. Sem essas proteínas, genes-chave que gerenciam a transferência de lipídios não são ativados, deixando os fungos sem alimento.
A pesquisa também revelou uma rede complexa de interações envolvendo várias proteínas receptoras quinases. Uma dessas quinases é conhecida por seu papel em permitir que o fungo AM penetre na camada externa da raiz. Os pesquisadores descobriram que essa mesma quinase adota um novo papel mais profundamente na raiz, onde se associa às proteínas CKL, potencialmente para iniciar o fluxo de lipídios para o fungo.
Curiosamente, enquanto as proteínas CKL são vitais para controlar o fluxo de lipídios, elas não gerenciam todo o caminho simbiótico dos lipídios. Em vez disso, controlam genes responsáveis pelo início e fim desse caminho. Enquanto isso, uma proteína-chave que opera no meio deste caminho, RAM2, é ativada por um regulador diferente, RAM1. Para que a produção de lipídios em larga escala ocorra, ambos os caminhos CKL e RAM1 devem estar ativos.
Maria Harrison, professora no BTI e autora sênior do estudo, comentou que os lipídios são custosos para a planta. Portanto, mecanismos regulatórios duplos podem garantir que o fornecimento de lipídios seja rigorosamente controlado. Isso pode ser uma salvaguarda contra a exploração por patógenos fúngicos.
Harrison também destacou que, em um contexto agrícola, aproveitar essa simbiose natural pode levar a culturas mais eficientes na absorção de nutrientes e mais resilientes a estressores ambientais.
Mais informações em DOI:10.1126/science.ade1124
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