Pesquisadores do Laborata³rio Sainsbury da Universidade de Cambridge (SLCU) e do Departamento de Ciências Vegetais descobriram que o estresse ha­drico desencadeia a atividade de uma familia de genes saltadores ( retrotransposons Rider ), anteriormente conhecidos por contribuir para a forma e a cor das frutas nos tomates. Sua caracterização do Rider , publicada hoje na revista PLOS Genetics , revelou que a familia Rider também estãopresente e potencialmente ativa em outras plantas, incluindo culturas economicamente importantes, como canola, beterraba e quinoa. Isso destaca seu potencial como fonte de novas variações de caracteri­sticas que podem ajudar as plantas a lidar melhor com as condições mais extremas causadas pelasmudanças no clima. 

Essa ampla abunda¢ncia incentiva novas investigações sobre como ele pode ser ativado de maneira controlada ou reativado ou reintroduzido em plantas que atualmente possuem  elementos inativos do Cavaleiro , para que seu potencial de diversificação de caracteri­sticas possa ser recuperado. Tal abordagem tem o potencial de reduzir significativamente o tempo de reprodução em comparação com os manãtodos tradicionais. 

“Os transposons tem potencial para melhorar a colheita. Eles são poderosos impulsionadores da diversidade de caracteri­sticas e, embora tenhamos aproveitado essas caracteri­sticas para melhorar nossas culturas por gerações, agora estamos comea§ando a entender os mecanismos moleculares envolvidos ”, disse o Dr. Matthias Benoit, primeiro autor do artigo, anteriormente na SLCU.

Transposons, mais comumente chamados de genes saltadores, são fragmentos ma³veis de ca³digo de DNA que podem se copiar em novas posições dentro do genoma - o ca³digo genanãtico de um organismo. Eles podem mudar, interromper ou amplificar genes ou não tem nenhum efeito. Descobertos em gra£os de milho pela cientista Barbara McClintock, ganhadora do praªmio Nobel, na década de 1940, são agora os cientistas estãopercebendo que os transposons não são lixo, mas realmente desempenham um papel importante no processo evolutivo e na alteração da expressão gaªnica e nas caracteri­sticas físicas das plantas.

Usar os genes saltadores já presentes nas plantas para gerar novas caracteri­sticas seria um passo significativo em relação a s técnicas tradicionais de melhoramento, possibilitando a criação de novos traa§os em culturas tradicionalmente criadas para produzir formas, cores e tamanhos uniformes para tornar a colheita mais eficiente e maximizar o rendimento. 

 “Em um grande tamanho populacional, como um campo de tomate, no qual os transposons são ativados em cada indiva­duo, esperamos ver diversas novas caracterí­sticas. Ao controlar esse processo de 'mutação aleata³ria' dentro da planta, podemos acelerar esse processo para gerar novos fena³tipos que nem imagina¡vamos ”, afirmou Hajk Drost, da SLCU, co-autor do artigo.

As tecnologias atuais de direcionamento de genes são muito poderosas, mas geralmente requerem alguma compreensão funcional do gene subjacente para produzir resultados aºteis e geralmente direcionam apenas um ou alguns genes. A atividade do transposon éuma ferramenta nativa já presente na planta, que pode ser aproveitada para gerar novos fena³tipos ou resistências e complementar os esforços de direcionamento de genes. O uso de transposons para gerar novas mutações oferece um manãtodo de criação sem transgene que reconhece a legislação atual da UE sobre organismos geneticamente modificados.

"Identificar que a atividade do Cavaleiro édesencadeada pela seca sugere que ela pode criar novas redes reguladoras de genes que ajudariam uma planta a responder a  seca", disse Benoit. “Isso significa que podera­amos aproveitar o Rider para produzir culturas mais adaptadas ao estresse ha­drico, fornecendo resposta a  seca aos genes já presentes nas culturas. Isso éparticularmente significativo em tempos de aquecimento global, onde háuma necessidade urgente de produzir culturas mais resilientes. ”

Este trabalho foi financiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa e pela Fundação de Caridade Gatsby.