Descoberta proteína envolvida na resistência do milho à seca
por Agência FAPESP
em 18/05/2020 às 13h07
4 min de leitura
Um grupo de pesquisadoresdoCentro de Pesquisa em Genômica Aplicada às Mudanças Climáticas(GCCRC) descobriu uma proteína envolvida na resposta do milho à seca, ao aumento de temperatura e à invasão por fungos.
O achado abre caminho para o desenvolvimento de plantas mais resistentes e de produtos que diminuam as perdas na produção, nomomento em que as mudanças climáticas globais ameaçam a produtividade das lavouras no mundo. O artigo foipublicadonaBMC Plant Biology.
O GCCRC é um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído pela FAPESP e pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
A nova proteína foi nomeada DRIK1 (quinase inativa responsiva à seca 1, na sigla em inglês). Os pesquisadores encontraram ainda uma molécula sintética que se liga a ela, possibilitando que, futuramente, possam ser produzidasplantas que tenham a atividade da proteína naturalmente reduzida ou mesmo desenvolvidos produtos capazes de inibir a sua ação.
“É uma proteína que, em condições normais, controla mecanismos de desenvolvimento da planta e inibe os genes de resposta ao estresse. Quando ocorre uma seca ou um ataque por patógenos, os níveis da proteína são diminuídos e o milho desencadeia a resposta necessária para controlar os efeitos da seca, do calor ou do ataque de patógenos ”, explicaPaulo Arruda, professor do Instituto de Biologia (IB) da Unicamp e coordenador do GCCRC.
Para chegar à molécula que se liga à proteína, os pesquisadores utilizaram a plataforma desenvolvida noCentro de Química Medicinal(CQMED), outro centro coordenado por Arruda evoltado para a descoberta de alvos moleculares para fármacos, também comapoio da FAPESP.
“No CQMED temos uma plataforma para fazer buscas em bibliotecas de pequenas moléculas, a fim de encontrar inibidores para proteínas específicas. Na saúde humana, isso é importante para desenvolver um novo medicamento que inibe uma proteína quinase envolvida em uma doença, por exemplo. Usamos a mesma plataforma para identificar uma molécula que se liga na proteína quinase da planta e agora podemos estudar como funciona o mecanismo de resposta à seca em que ela está envolvida ”, diz Arruda.
Os pesquisadores fizeram uma varredura em uma biblioteca com 378 compostos que poderiam se ligar à proteína DRIK1 e identificaram uma molécula sintética, denominada ENMD-2076, com essa capacidade. A ideia dos pesquisadores é modificar esse composto de forma que ele possa modular a DRIK1, aumentando ou diminuindo a sua expressão no organismo da planta.
O trabalho teve ainda como autoresBruno Aquino, que realizou estágio de pós-doutorado combolsada FAPESP no IB-Unicamp, Viviane Cristina Heinzen da Silva, que atualmente realiza estágio de pós-doutorado no Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG) da Unicamp, eKatlin Brauer Massirer, coordenadora do CQMED ao lado de Arruda.
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Resposta à seca
Para encontrar a proteína DRIK1, os pesquisadores buscaram, em um banco de dados público, genes relacionados com aresposta àseca em plantas. Um plantio de milho foi realizado em estufa por 15 dias e uma parte das plantas foi regada normalmente durante esse período. A outra parte foi dividida em três grupos, que ficaram 9, 12 ou 14 dias sem irrigação.
Amostras de folhas e raízes tiveram o RNA sequenciado. Os pesquisadores observaram que as plantas submetidas àseca têm uma expressão reduzida da DRIK1, mas os níveis voltam ao normal quando a planta é reidratada.
Informações colhidas no mesmo banco de dados onde foi identificada a família de proteínas àqual a DRIK1 pertence mostraram, ainda, que provavelmente ela tem o mesmo padrão de atividade quando há aumento na temperatura e durante o ataque de pelo menos dois fungos diferentes.
Os pesquisadores analisaram ainda a estrutura tridimensional da proteína e mapearam regiões potencialmente importantes para a função de resposta aos estímulos gerados pelo estresse. Essas regiões, futuramente, podem servir como alvo para compostos que modulem a função da proteína.
O grupo trabalha agora na produção de plantas com o gene que expressa a DRIK1 alterado. A expectativa é obter, futuramente, variedades mais resistentes àseca, como algumas que tenham uma expressão diminuída da proteína e que respondam mais rápido àfalta de água, por exemplo.
“Se conseguirmos uma variedade que, durante uma seca, resista um pouco mais do que as outras, será como ter um seguro genético. Perdas sempre haverá, mas, se for possível diminuí-las, isso já significa toneladas de alimentos sendo salvas ”, afirma Arruda.
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