Pesquisadores descobriram que o microbioma das plantas desempenha um papel fundamental na regulação do sistema imunológico vegetal. Estudo conduzido por cientistas da Universidade Duke mostrou que o desequilíbrio na comunidade de microrganismos que vivem nas folhas de uma planta chamada Arabidopsis pode comprometer sua capacidade de distinguir micróbios inofensivos de patógenos, ativando de forma inadequada suas defesas. Essa descoberta pode abrir caminho para novas formas de proteger a produção agrícola contra doenças.
O estudo, liderado pelo professor Sheng Yang He, revelou que uma mutação em um gene chamado TIP1 estava relacionada a um excesso de bactérias normalmente inofensivas nas folhas da planta. Isso levou a um comportamento anômalo do sistema imunológico, que passou a atacar as próprias células da planta, resultando em crescimento atrofiado e lesões nas folhas. Mesmo na ausência de patógenos, as plantas com a mutação mostraram ativação de genes de defesa, como se estivessem sob ataque constante.
Esses sintomas são semelhantes a doenças autoimunes, nas quais o sistema imunológico ataca células saudáveis por engano. No caso das plantas, essa reação exagerada pode ser desencadeada por um microbioma desbalanceado. Ao cultivar as plantas mutantes em um ambiente livre de microrganismos, os cientistas perceberam que os problemas autoimunes praticamente desapareceram, confirmando a relação entre o microbioma e a autoimunidade.
A pesquisa sugere que o microbioma das plantas, assim como o dos humanos, desempenha um papel crucial na manutenção da saúde. Em humanos, o desequilíbrio microbiano está relacionado a doenças autoimunes como Crohn e diabetes tipo 1. A descoberta de que plantas também podem sofrer de problemas similares amplia o entendimento sobre a relação entre imunidade e microrganismos em diferentes espécies.
Os cientistas agora buscam entender como o gene TIP1, que codifica uma enzima chamada S-aciltransferase, contribui para esse equilíbrio microbiano. Compreender esse mecanismo pode levar ao desenvolvimento de prebióticos que ajudem a restaurar o microbioma das plantas e reduzir perdas agrícolas causadas por patógenos.
De acordo com a Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO), patógenos em culturas geram prejuízos de cerca de US$ 220 bilhões anualmente. A possibilidade de manipular o microbioma das plantas para prevenir tais perdas é vista como promissora.
O estudo contou com apoio financeiro do Conselho de Ciências Naturais e Engenharia do Canadá, do Instituto Médico Howard Hughes e do Instituto Nacional de Saúde dos Estados Unidos.
As implicações desse estudo vão além da compreensão básica da biologia das plantas. Ele oferece novas ferramentas para melhorar a saúde das plantações e, potencialmente, garantir uma maior segurança alimentar em um mundo que enfrenta desafios crescentes na produção de alimentos.
Mais informações podem ser obtidas em doi.org/10.1038/s41477-024-01779-9
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A Arabidopsis thaliana, também conhecida como arabidopsis, erva-estrelada ou arabidopse-do-tale, é uma pequena planta herbácea que revolucionou o mundo da biologia. Apesar de sua aparência modesta e de não ter grande importância econômica, ela se tornou um dos organismos modelo mais utilizados em pesquisas científicas.
Por que a Arabidopsis é tão importante?
• Genoma pequeno e simples: seu genoma é relativamente pequeno e menos complexo do que o de muitas outras plantas, facilitando o mapeamento e a análise de seus genes.
• Ciclo de vida curto: Arabidopsis completa seu ciclo de vida em poucas semanas, permitindo que os pesquisadores realizem experimentos em um curto período de tempo.
• Produção de muitas sementes: cada planta produz milhares de sementes, o que facilita a geração de grandes populações para estudos genéticos.
• Facilidade de cultivo: é uma planta fácil de cultivar em laboratório, exigindo poucos recursos.
A Arabidopsis tem sido fundamental para avanços em diversas áreas da biologia, incluindo:
• Genética: a identificação e caracterização de genes envolvidos em processos como o desenvolvimento, a floração e a resposta a estresses ambientais.
• Bioquímica: o estudo de vias metabólicas e a identificação de novas enzimas.
• Fisiologia: a compreensão de como as plantas respondem a estímulos externos, como luz, temperatura e patógenos.
• Biologia molecular: o desenvolvimento de novas ferramentas e técnicas para o estudo de genes e proteínas.
Embora Arabidopsis não seja cultivada em larga escala, os conhecimentos obtidos com sua pesquisa têm sido aplicados em culturas de importância econômica, como a soja, o milho e o arroz. A compreensão dos mecanismos genéticos e moleculares que regulam o crescimento, o desenvolvimento e a produção de sementes em Arabidopsis tem contribuído para o desenvolvimento de variedades mais produtivas e resistentes a doenças.
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