“Se você não aguenta o calor, saia da cozinha.” Mas e se você for uma planta e isso não for possível? Acontece que eles têm outras opções. Pesquisadores do Japão descobriram que as plantas podem ganhar tolerância ao calor para se adaptar melhor ao estresse térmico futuro, graças a um mecanismo específico de "memória" do estresse térmico.
Em um estudo publicado na Nature Communications, pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia de Nara revelaram que uma família de proteínas que controla pequenos genes de choque térmico permite que as plantas “se lembrem” de como lidar com o estresse térmico.
A mudança climática, especialmente o aquecimento global, é uma ameaça crescente para a agricultura em todo o mundo. Como as plantas não podem se mover para evitar condições adversas, como altas temperaturas potencialmente letais, elas precisam ser capazes de lidar com fatores como o estresse térmico de forma eficaz para sobreviver. Portanto, melhorar a tolerância ao calor das plantas cultivadas é um objetivo importante na agricultura.
“O estresse térmico costuma se repetir e mudar”, diz o principal autor do estudo, Nobutoshi Yamaguchi. “Depois que as plantas passam por um leve estresse térmico, elas se tornam tolerantes e podem se adaptar a mais estresse térmico. Isso é chamado de 'memória' do estresse térmico e foi relatado que está correlacionado a modificações epigenéticas”. As modificações epigenéticas são alterações hereditárias na forma como os genes são expressos e não envolvem alterações nas sequências de DNA subjacentes.
“Queríamos descobrir como as plantas retêm a memória das mudanças ambientais”, explica Toshiro Ito, autor sênior. “Examinamos o papel das proteínas JUMONJI (JMJ) na tolerância à temperatura adquirida em resposta ao calor recorrente dentro de alguns dias”.
Agora, é aqui que o que eles aprenderam se torna complicado para qualquer pessoa sem um conhecimento sólido de química, estrutura genética, epigenética e como tudo funciona junto.
Aqui está a explicação científica do que está acontecendo:
As proteínas JUMONJI são histonas demetilases. As demetilases são enzimas que removem grupos metil de moléculas como proteínas, particularmente histonas, que fornecem suporte estrutural aos cromossomos. A equipe revelou que as plantas são capazes de manter a memória térmica por causa da redução do H3K27me3 (histona H3 lisina 27 trimetilação) em pequenos genes de choque térmico.
Agora, aqui está uma imagem do que está acontecendo que o resto de nós pode entender:
À esquerda, você vê uma planta que foi estressada pelo calor, mas ainda não se aclimatou. Veja os pequenos círculos redondos ligados a cada proteína de choque térmico? Esses são os grupos metil. À direita, você pode ver que a pequena proteína JUMONJI semelhante ao PacMan “comeu” duas dessas proteínas e, no processo, criou um caminho de “memória” para a planta se aclimatar e lidar com o estresse térmico futuro.
E por que nos importamos?
O Sr. Yamaguchi diz:“Descobrimos que essas proteínas são necessárias para a aclimatação ao calor em Arabidopsis thaliana (a planta que eles usaram para seus estudos). Esses resultados, juntamente com estudos futuros, esclarecerão ainda mais os mecanismos de memória e adaptação das plantas”. Ele diz que esta pesquisa será relevante para a pesquisa genética em vários campos, incluindo biologia, bioquímica, ecologia e ciências ambientais e agrícolas, e é aplicável ao estudo de animais e plantas.
Para o resto de nós, significa que, ao compreender esses mecanismos, temos oportunidades de ajudar as plantas a desenvolverem memórias que irão melhorar sua tolerância ao calor para manter o suprimento de alimentos em condições naturais.
Se você quiser ler o artigo completo, pode encontrá-lo aqui:
H3K27me3 demetilases alteram a expressão de HSP22 e HSP17.6C em resposta ao calor recorrente em Arabidopsis Você pode aprender mais sobre
a lata de laboratório do líder do projeto Ito e o trabalho que ele está fazendo aqui .
