VALÊNCIA, 22 jun. (EUROPA PRESS) -
Uma molécula descoberta no Instituto de Biologia Molecular e Celular das Plantas (CSIC-UPV) “reprograma” as centrais energéticas das plantas para transformá-las em depósitos de vitaminas, proteínas ou gorduras, de acordo com um estudo desse centro, que aponta que as plantas poderiam, assim, “reconverter” seus painéis solares em fábricas de nutrientes “sob demanda”.
O trabalho mostra como uma molécula sintética atua como um “interruptor molecular” para reprogramar os cloroplastos — estruturas celulares que transformam a luz solar em energia por meio da fotossíntese — e convertê-los em reservatórios de vitamina E, proteínas ou gorduras.
Embora desativar a fotossíntese possa parecer prejudicial para as plantas, os resultados, destacados na capa da prestigiosa revista “Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)”, mostram que se trata de um processo “reversível e controlado”, conforme informou a instituição em um comunicado.
A descoberta baseia-se em uma molécula sintética chamada X57, um composto descoberto pela equipe de pesquisa do IBMCP liderada por Manuel Rodríguez Concepción, cientista do CSIC, e Jorge Lozano Juste, professor da UPV. Em um estudo anterior, eles demonstraram que essa molécula chega a “triplicar” a produção de tocoferóis nas plantas, substâncias que, quando ingeridas na alimentação, atuam como vitamina E.
Agora, eles descobriram algo “mais profundo”: ao aplicar o X57 nas plantas, seus cloroplastos deixam de se comportar como centros de produção de energia e mudam de identidade, reprogramando-se “completamente” para se tornarem depósitos celulares de vitamina E.
“A mudança é radical: a célula deixa de priorizar a fotossíntese e redireciona seus recursos para a produção de antioxidantes”, explicou Pablo Pérez Colao, pesquisador do IBMCP e autor principal do trabalho. Este estudo identifica mecanismos moleculares “chave” que explicam a “grande capacidade” de adaptação dos cloroplastos, um processo “fundamental” na biologia das plantas.
“PROCESSO REVERSÍVEL E INOFENSIVO”
A fotossíntese, processo químico pelo qual as plantas geram alimento utilizando a luz solar, é essencial para sua sobrevivência. Suspender esse processo pode parecer contraproducente, mas a metodologia aplicada pelo IBMCP dá início a um processo controlado: “Ao remover a molécula, os cloroplastos recuperam seu estado original e voltam a realizar a fotossíntese normalmente”, destacou Pérez Colao.
Portanto, o objetivo é transformar as plantas em reservatórios de nutrientes em “momentos específicos”, por exemplo, antes das colheitas; e de forma reversível, ou seja, sem prejudicar sua sobrevivência e desenvolvimento.
O X57 atua ligando-se e inibindo diretamente uma enzima chamada SAL1. Isso provoca o acúmulo de uma molécula (PAP) que funciona como um sinal entre os cloroplastos e o núcleo da célula, modulando a expressão gênica. A inibição da SAL1 ativa uma série de mudanças que reduzem os níveis de citocininas (hormônios vegetais) e diminuem a atividade de vários fatores que controlam a formação de cloroplastos.
Isso enfraquece sua identidade e os prepara para se tornarem órgãos de armazenamento. Assim que o X57 é removido, a expressão dos genes relacionados à fotossíntese é restaurada e os cloroplastos voltam a funcionar normalmente.
“Essa reversibilidade torna o X57 uma ferramenta especialmente valiosa para estudar — e, potencialmente, controlar — o funcionamento interno das plantas”, afirmam os pesquisadores. Seu uso como ferramenta de estudo permitiu à equipe do IBMCP descobrir como as plantas são capazes de transformar os cloroplastos em depósitos de carboidratos, proteínas ou gorduras em diferentes órgãos nos quais a fotossíntese já não é necessária, como frutos, sementes ou raízes.
Essas descobertas indicam que as organelas do interior celular das plantas são “muito plásticas” e capazes de alterar totalmente sua função.
APLICAÇÕES NA AGRICULTURA E NA BIOTECNOLOGIA
A descoberta abre caminho para novas estratégias na agricultura e na biotecnologia. O uso do X57 não requer a introdução de alterações genéticas nas plantas, o que o torna uma alternativa “simples e potencialmente aplicável em inúmeras culturas”. Isso permitiria ativar a produção, o armazenamento e a bioacessibilidade de nutrientes nas culturas conforme desejado.
“Além de suas aplicações, o trabalho revela uma capacidade surpreendente das plantas de reconfigurar profundamente as funções de determinados compartimentos celulares, de acordo com suas necessidades ou com as condições ambientais. Um lembrete de que, mesmo em organismos aparentemente simples, a biologia ainda guarda interruptores ocultos”, destacam os membros da equipe de pesquisa.
O trabalho, no qual colaboram universidades dos Estados Unidos (Michigan State University) e da Alemanha (Universität zu Köln), e a empresa galega GalChimia, cujo acervo químico forneceu o composto X57, foi financiado principalmente pelo programa Agroalnext, apoiado pelo Ministério da Ciência, Inovação e Universidades com financiamento do NextGenerationEU da União Europeia e pela Generalitat Valenciana.
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