Uma protea­na chamada fitocromo B, que pode detectar luz e temperatura, desencadeia o crescimento das plantas e controla o tempo de floração. Como isso acontece não étotalmente compreendido.

Em um artigo publicado na Nature Communications , um grupo de bia³logos celulares liderado por Meng Chen, professor de bota¢nica e ciências vegetais da Universidade da Califa³rnia, em Riverside, revela que a molanãcula do fitocromo B tem dina¢mica inesperada ativada pela temperatura e se comporta de maneira diferente dependendo a temperatura e o tipo de luz .

Amedida que asmudanças climáticas aquecem o mundo, os padraµes de crescimento das culturas e os tempos de floração mudam. Uma melhor compreensão de como os fitocromos regulam os ritmos sazonais do crescimento das plantas ajudara¡ os cientistas a desenvolver culturas para um crescimento ideal sob o novo clima da Terra e pode atélana§ar luz sobre o câncer em animais.

Os fitocromos alternam entre as formas ativa e inativa, como uma chave bina¡ria controlada pela luz e pela temperatura. Sob a luz direta do sol, como em campos abertos, os fitocromos se ligam, absorvendo a luz vermelha distante. Essa forma ativa inibe o alongamento do caule, o que limita o crescimento de plantas altas sob luz solar direta .

Na sombra, os fitocromos são menos ativos, absorvendo o vermelho. Essa forma "off" libera a inibição do crescimento do caule, de modo que as plantas crescem mais altas na sombra para competir com outras plantas por mais luz solar.

Dentro da canãlula, a luz faz com que os fitocromos se fundam em unidades chamadas fotocorpos dentro do núcleo da canãlula. Quando o fitocromo B estãodesligado, ele reside fora do núcleo celular. Ele se move dentro do núcleo quando "ligado" e altera a expressão de genes e padraµes de crescimento.

Mudanças na luz alteram o tamanho e o número de todos os focos. O grupo de Chen agora mostrou que a temperatura altera os focos individuais.

Seu grupo examinou o comportamento de células expostas a diferentes temperaturas e condições de luz das folhas e caules de Arabidopsis thaliana, uma planta usada como modelo padrãona ciência bota¢nica. O objetivo era monitorar como os foto-corpos mudam em resposta a  temperatura.

Chen e os co-autores Joseph Hahm, Keunhwa Kim e Yongjian Qiu, membros do grupo de pesquisa de Chen na UC Riverside, esperavam que o aumento da temperatura tivesse um efeito semelhante ao sombreamento - desativaria os fitocromos. Eles pensaram que os fotocorpos desapareceriam, como na sombra.

Os resultados foram completamente inesperados.

A equipe descobriu que aumentar a temperatura não fazia com que todos os fotocorpos desaparecessem de uma são vez. Em vez disso, fotocorpos específicos desapareceram em faixas especa­ficas de temperatura. O aumento gradual da temperatura reduziu o número de fotocorpos a  medida que desapareciam seletivamente.

"Descobrimos que um subconjunto de fotocorpos termoesta¡veis ​​pode persistir mesmo em temperaturas quentes", disse Chen. "O restante dos focos desapareceria em cada esta¡gio de temperatura mais baixa. Antes de pensarmos que todos os focos eram iguais, mas agora sabemos que todos são diferentes".

O mecanismo que os faz desaparecer seletivamente deve ser diferente do mecanismo que os faz desaparecer na sombra. Isso sugere que os fotocorpos individuais podem ser sensores para faixas de temperatura especa­ficas.

O estudo também mostrou que o fitocromo B reage a  temperatura em dois locais diferentes da molanãcula. A primeira parte sente a temperatura; a segunda parte forma focos. Os focos formados por este segundo local são insensa­veis a  temperatura. Isso mostra que a luz e a temperatura são detectadas pela mesma parte da molanãcula, mas resultam em comportamentos diferentes.

"Os fotocorpos são grandes complexos de protea­nas dina¢micas. Nossos resultados sugerem que cada um deles pode ter uma composição diferente", disse Chen. "O que pensamos éque a composição única dos fotocorpos individuais os faz reagir a  temperatura de maneira diferente. Estudos futuros sobre o entendimento das caracteri­sticas únicas de cada fotocorpo provavelmente descobrira£o os mecanismos subjacentes da detecção de temperatura e a regulação da expressão gaªnicasensívela  temperatura nas plantas". "

Além de ajudar a desenvolver plantas que prosperara£o em um mundo em aquecimento, este trabalho pode ajudar os cientistas a aprender mais sobre o câncer em animais. As protea­nas nas células animais também formam focos relacionados ao ca¢ncer, mas seu papel na expressão e regulação de genes édesconhecido.