Assim como seres humanos e outros animais, as plantas tem horma´nios. Um papel dos horma´nios vegetais éperceber problemas - seja um ataque de inseto, seca ou calor intenso ou frio - e depois sinalizar para o resto da planta responder.

Uma equipe multicaªntrica liderada por pesquisadores atuais e antigos do Salk Institute estãorelatando novos detalhes sobre como as plantas respondem a um horma´nio chamado a¡cido jasma´nico , ou jasmonato. As descobertas, publicadas na Nature Plants em 13 de mara§o de 2020, revelam uma complexa rede de comunicação. Esse conhecimento pode ajudar pesquisadores, como membros da Iniciativa Harnessing Plants Initiative de Salk, a desenvolver culturas mais duras e capazes de suportar ataques, especialmente em uma era de rápidasmudanças climáticas.

"Esta pesquisa nos da¡ uma imagem realmente detalhada de como esse horma´nio, a¡cido jasma´nico, atua em vários na­veis", diz o professor Joseph Ecker, co-autor e investigador do Instituto Manãdico Howard Hughes. "Isso nos permite entender como as informações ambientais e de desenvolvimento são processadas e como isso garante crescimento e desenvolvimento adequados".

A planta usada no estudo foi Arabidopsis thaliana , uma pequena planta com flores da familia da mostarda. Por seu genoma ter sido bem caracterizado, esta planta éum sistema modelo popular. Os cientistas podem pegar o que aprendem em A. thaliana e aplica¡-lo a outras plantas, incluindo as cultivadas para alimentação. O a¡cido jasma´nico éencontrado não apenas em A. thaliana, mas em todo o reino vegetal.

"O a¡cido jasma´nico éparticularmente importante para a resposta de defesa de uma planta contra fungos e insetos", diz o co-primeiro autor Mark Zander, pesquisador da equipe do laboratório de Ecker. "Quera­amos entender com precisão o que acontece depois que o a¡cido jasma´nico épercebido pela planta. Quais genes são ativados e desativados, quais protea­nas são produzidas e quais fatores estãono controle desses processos celulares bem orquestrados?"

Os pesquisadores começam com sementes de plantas cultivadas em placas de Petri. Eles mantiveram as sementes no escuro por três dias para imitar os primeiros dias de vida de uma semente, quando ela ainda estãono subsolo. "Sabemos que esse esta¡gio de crescimento ésuper importante", diz o co-primeiro autor e co-autor Mathew Lewsey, professor associado da Universidade La Trobe, em Melbourne, na Austra¡lia, que trabalhou anteriormente no laboratório de Ecker. Os primeiros dias no solo são um momento desafiador para as mudas, pois elas enfrentam ataques de insetos e fungos. "Se suas sementes não germinarem e emergirem com sucesso do solo, vocênão tera¡ colheita", acrescenta Lewsey.

Apa³s três dias, as plantas foram expostas ao a¡cido jasma´nico. Os pesquisadores então extraa­ram o DNA e as protea­nas das células vegetais e empregaram anticorpos específicos contra suas protea­nas de interesse para capturar a localização gena´mica exata desses reguladores. Usando várias abordagens computacionais, a equipe conseguiu identificar genes importantes para a resposta da planta ao a¡cido jasma´nico e, além disso, para a comunicação cruzada celular com outras vias hormonais da planta.

Dois genes que subiram ao topo em seu grau de importa¢ncia em todo o sistema foram MYC2 e MYC3. Esses genes codificam protea­nas que são fatores de transcrição , o que significa que regulam a atividade de muitos outros genes - ou milhares de outros genes nesse caso.

"No passado, os genes MYC e outros fatores de transcrição foram estudados de maneira muito linear", explica Lewsey. "Os cientistas observam como um gene estãoconectado ao pra³ximo, e ao pra³ximo, e assim por diante. Esse manãtodo éinerentemente lento porque hámuitos genes e muitas conexões. O que fizemos aqui écriar um estrutura pela qual podemos analisar muitos genes ao mesmo tempo ".

"Ao decifrar todas essas redes e sub-redes de genes, isso nos ajuda a entender a arquitetura de todo o sistema", diz Zander. "Agora temos uma imagem muito abrangente de quais genes são ativados e desativados durante a resposta de defesa de uma planta. Com a disponibilidade da edição do gene CRISPR, esses tipos de detalhes podem ser aºteis para a criação de culturas capazes de suportar melhor os ataques de pragas. "

Outro aspecto digno de nota deste trabalho éque todos os dados da pesquisa foram disponibilizados no site da Salk. Os pesquisadores podem usar o site para procurar mais informações sobre os genes que estudam e encontrar maneiras de direciona¡-los.