Cientistas revelam como plantas e fungos cooperam em nível molecular

Pesquisadores do Boyce Thompson Institute identificaram como plantas e fungos coordenam, no nível molecular, uma parceria que sustenta cerca de 80% das espécies vegetais do planeta. O estudo detalha quais proteínas interagem dentro das raízes para viabilizar a troca de nutrientes. A descoberta amplia as possibilidades de desenvolver cultivares mais eficientes no uso de fósforo e outros minerais.

A associação entre plantas e fungos do solo existe há cerca de 450 milhões de anos. Os fungos penetram as raízes e fornecem minerais. As plantas retribuem com açúcares e lipídios produzidos na fotossíntese. Apesar da importância agrícola dessa relação, faltavam dados sobre como ela se organiza dentro das células.

A equipe, liderada pela professora Maria Harrison, combinou duas abordagens experimentais. A primeira usa um sistema de triagem em leveduras, acoplado ao sequenciamento de DNA, para mapear interações entre milhares de proteínas. A segunda confirma essas interações diretamente em raízes vivas, por meio de fluorescência, apenas quando as proteínas se conectam fisicamente no local correto da célula.

Os métodos permitiram contornar uma limitação histórica da área. As células onde ocorre a troca entre planta e fungo são raras no tecido radicular. Isso dificultava observar interações específicas entre proteínas. Com as novas ferramentas, os cientistas passaram a identificar parceiros moleculares exatamente onde a simbiose acontece.

Prova de conceito

Como prova de conceito, o grupo analisou a proteína CKL2, essencial para a micorriza arbuscular. A triagem apontou proteínas da família 14-3-3 como principais parceiras da CKL2. Os testes em raízes confirmaram a interação na membrana periarbuscular, região onde ocorre a troca de nutrientes entre os organismos.

Quando os pesquisadores reduziram os níveis das proteínas 14-3-3 nas plantas, a colonização fúngica caiu cerca de 31%. O resultado indica papel direto dessas proteínas na manutenção da simbiose.

Os autores tornaram os recursos experimentais disponíveis para outros laboratórios. A expectativa inclui acelerar estudos sobre proteínas ligadas à nutrição vegetal. O avanço pode apoiar programas de melhoramento voltados à redução do uso de fertilizantes sintéticos, com impacto direto nos custos de produção e no ambiente.

Mais informações em doi.org/10.1111/nph.70832