Investigadores da Universidade de Sheffield identificaram alterações na regulação dos genes que ajudam as plantas a responder melhor a uma nova infeção. No estudo, publicado na revista Nature Communications, a memória imunitária induzida na planta-modelo Arabidopsis thaliana durou até duas semanas.
✍️ Carla Amaro
Depois de recuperarem de uma infeção, as plantas podem ficar mais preparadas para responder a um novo ataque. Uma parte dessa preparação envolve a metilação do ADN, um processo em que pequenas marcas químicas influenciam a atividade dos genes sem alterar a sequência genética. A enzima ROS1 remove algumas dessas marcas e contribui para a formação da chamada memória imunitária epigenética.
Para acompanhar a formação e o desaparecimento dessa memória, a equipa liderada por Adam Hannan Parker e Jurriaan Ton recorreu a um sistema experimental que permite ativar temporariamente a ROS1. Em Arabidopsis thaliana, uma planta-modelo usada em investigação, essa ativação aumentou a capacidade de defesa contra agentes patogénicos que dependem de tecidos vivos da planta para se desenvolverem.
As marcas químicas regressam à medida que a memória se perde
Enquanto a memória imunitária persistiu, os investigadores observaram uma diminuição da metilação nos braços dos cromossomas, incluindo em regiões que regulam genes envolvidos na defesa da planta. À medida que a memória se foi perdendo, essas marcas químicas foram sendo progressivamente repostas.
Nas regiões próximas do centro dos cromossomas, os níveis de metilação mantiveram-se elevados. Estas regiões concentram muitos transposões, segmentos de ADN que podem mudar de posição no genoma e provocar mutações. Os resultados sugerem que a planta mantém mecanismos de silenciamento nessas regiões enquanto conserva, nos braços dos cromossomas, alterações associadas à memória imunitária.
Melhoramento de culturas é uma possibilidade em investigação
A equipa está agora a testar se algumas destas alterações podem passar de uma geração para a seguinte. Segundo Jurriaan Ton, resultados preliminares de uma colaboração com o Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa, no Japão, sugerem que parte da memória epigenética induzida em arroz pode ser transmitida à descendência.
Se essas alterações se revelarem estáveis ao longo de várias gerações, poderão dar aos melhoradores mais margem para selecionar características úteis através de mudanças na forma como os genes são regulados. Além da resistência a doenças, a equipa aponta como possíveis linhas de investigação a tolerância à seca, ao calor e à salinidade, bem como a qualidade nutricional das culturas.
Leia o estudo na Nature Communications
O artigo foi publicado originalmente em CiB – Centro de Informação de Biotecnologia.
