Plantas desenvolvem múltiplas estratégias para modificar instruções genéticas

Pesquisadores da Universidade de Washington em St. Louis descobriram como as plantas desenvolveram múltiplas estratégias para modificar instruções genéticas. O estudo, liderado pela professora de biologia Xuehua Zhong, foca na metilação do DNA. Trata-se de processo que adiciona grupos metil ao DNA, regulando a ativação ou desativação de genes e influenciando características como a resposta das plantas a mudanças ambientais.

A equipe investigou duas enzimas específicas das plantas: CMT3 e CMT2. Ambas pertencem à família das cromometilases (CMT) e são responsáveis por adicionar grupos metil ao DNA.

A CMT3 atua nas sequências de DNA chamadas CHG, enquanto a CMT2 age nas sequências CHH. Apesar de pertencerem à mesma família, essas enzimas evoluíram para desempenhar funções distintas.

Os pesquisadores descobriram que, em algum ponto da evolução, a CMT2 perdeu a capacidade de metilar as sequências CHG devido à ausência de um aminoácido específico, a arginina, que foi substituído por valina. Essa diferença impede que a CMT2 reconheça as sequências CHG, diferenciando sua função da CMT3.

Compreender essas variações evolutivas pode auxiliar no desenvolvimento de técnicas para melhorar a resiliência das plantas a estresses ambientais, como calor ou seca. Ao identificar precisamente como os genes são regulados, é possível inovar em tecnologias para aprimorar culturas agrícolas.

A pesquisa utilizou a planta modelo Arabidopsis thaliana para analisar as funções das enzimas CMT3 e CMT2. A descoberta de que a substituição de um único aminoácido pode alterar a função de uma enzima destaca a complexidade dos mecanismos evolutivos que permitem às plantas adaptar suas respostas genéticas a diferentes condições ambientais.

Mais informações podem ser lidas em doi.org/10.1126/sciadv.adr2222