Pesquisa de plantas recém -pensada: mecanismos de defesa controlados pela luz descriptografados
Pesquisa de plantas recém -pensada: mecanismos de defesa controlados pela luz descriptografados
No mundo fascinante da pesquisa de plantas, os cientistas fizeram progresso significativo. Em contraste com muitos outros seres vivos, as plantas não conseguem se mudar para outro local em caso de ameaças de predadores ou condições ambientais desfavoráveis. Isso significa que eles tiveram que desenvolver estratégias inovadoras para sobreviver. As conclusões sobre como as plantas reagem a ameaças foram publicadas recentemente por uma equipe da Universidade Julius Maximilians em Würzburg (JMU) e podem revolucionar o básico de nosso conhecimento sobre processos de sinais vegetais.
O papel central do cálcio
Um fator -chave na reação das plantas ao estresse é o cálcio do mensageiro secundário. Alterações no nível de cálcio na célula ativam vários mecanismos de defesa. No entanto, também foi descoberto que as alterações no potencial da membrana, isto é, as superfícies eletricamente carregadas das células, desempenham um papel importante.
Controle inovador de iluminação e rodpsina
Para seu estudo, os pesquisadores trabalharam com plantas de tabaco equipadas com canais de íons especiais que podem ser ativados pela luz. Esse método optogenético, que já revolucionou as neurociências, foi transferido para a pesquisa de plantas. A canalrodopsina, proveniente de algas, é essencial para essa tecnologia e permite manipulações direcionadas dos processos celulares através de raios de luz.
O progresso significativo no uso de rodopsinas do canal foi o resultado de décadas de pesquisa. Há mais de 20 anos, Peter Hegemann, Georg Nagel e Ernst Bamberg lançaram a Fundação para a Optogenética. No presente estudo, os pesquisadores foram capazes de mostrar que a ativação dos canais de cálcio nas plantas do tabaco desempenha um papel decisivo em suas reações de estresse.
Superando desafios técnicos
Em seu trabalho, no entanto, os pesquisadores tiveram que superar alguns desafios técnicos. A princípio, era importante combinar a expressão da canalrodopsina com a produção de retina. A retina, que é obtida principalmente do beta-caroteno em humanos, é necessária para a absorção da luz. As equipes de pesquisa da JMU conseguiram combinar com êxito esse processo em 2021, para que pudessem criar plantas de tabaco com alto teor de retina.Outro detalhe importante foi a fonte de luz usada. Para evitar ativações indesejadas da rodopsina, as plantas tiveram que ser mantidas em câmaras de crescimento especiais com luz LED vermelha. Nessas condições, as plantas mostraram desenvolvimento saudável e permitiram os experimentos precisos necessários para testar o papel do cálcio na resposta ao estresse das plantas.
Conhecimento dos mecanismos de defesa de ervas
A pesquisa mostrou claramente que o estresse hídrico e a detecção de invasores ativam diferentes caminhos de sinal pelas plantas. Nas plantas que usavam os canais de cálcio, nenhum aumento no ácido abscordico do hormônio da planta (ABA) deveria ser determinado após a estimulação optogenética. Por outro lado, as plantas com canais de ânion reagiram com uma reação de defesa, que foi expressa, por exemplo, por folhas murchas.
Outro ponto notável é a liberação de espécies reativas de oxigênio (ERO), que podem ser medidas pelos cientistas. Essas reações fazem parte dos mecanismos de defesa que ativam as plantas contra predadores. A combinação desses achados representa uma etapa importante no processamento de sinais de plantas e abre a porta para mais pesquisas.
No geral, os autores do estudo reconhecem que essas descobertas podem ser apenas o começo de uma nova era na pesquisa de plantas. A possibilidade de usar ferramentas optogenéticas eficazes para analisar os complexos caminhos de sinal das plantas, sem dúvida, terá um impacto em vários campos de pesquisa.
Kommentare (0)