p Dodder, uma planta parasita que causa grandes danos às safras nos EUA e no mundo todo ano, pode silenciar a expressão de genes nas plantas hospedeiras das quais obtém água e nutrientes. Este regulamento de gene de espécie cruzada, que inclui genes que contribuem para a defesa da planta hospedeira contra parasitas, nunca antes foi vista de uma planta parasita. A compreensão desse sistema pode fornecer aos pesquisadores um método para projetar plantas para serem resistentes ao parasita. Um artigo descrevendo a pesquisa de uma equipe que inclui cientistas da Penn State e da Virginia Tech foi publicado em 4 de janeiro, 2018 no jornal Natureza . p "Dodder é um parasita obrigatório, o que significa que não pode viver por conta própria, "disse Michael J. Axtell, professor de biologia na Penn State e autor do artigo. "Ao contrário da maioria das plantas que obtêm energia por meio da fotossíntese, Dodder drena água e nutrientes de outras plantas, conectando-se ao sistema vascular do hospedeiro usando estruturas chamadas haustórios. Conseguimos mostrar que, além dos nutrientes que fluem para o dodder da planta hospedeira através do haustório, Dodder passa microRNAs em sua planta hospedeira que regulam a expressão dos genes do hospedeiro de uma forma muito direta. "

p MicroRNAs são pedaços muito curtos de ácido nucléico - o material do DNA e do RNA - que podem se ligar a RNAs mensageiros que codificam para proteínas. Esta ligação do microRNA ao RNA mensageiro impede que a proteína seja produzida, seja bloqueando o processo diretamente ou desencadeando outras proteínas que cortam o RNA mensageiro em pedaços menores. Mais importante, os pequenos remanescentes do RNA mensageiro podem, então, funcionar como microRNAs adicionais, ligação a outras cópias do RNA mensageiro, causando mais silenciamento do gene.

p "Dodder parece ativar a expressão desses microRNAs quando entra em contato com a planta hospedeira, "disse James H. Westwood, professor de fitopatologia, fisiologia, e ciência de ervas daninhas na Virginia Tech e outro autor do artigo. "O que foi realmente interessante é que os microRNAs visam especificamente os genes do hospedeiro que estão envolvidos na defesa da planta contra o parasita."

p Quando uma planta é atacada por um parasita, ela inicia uma série de mecanismos de defesa. Em um desses mecanismos, semelhante à coagulação do sangue após um corte, as plantas produzem uma proteína que coagula o fluxo de nutrientes para o local do parasita. MicroRNA de dodder tem como alvo o RNA mensageiro que codifica para esta proteína, o que ajuda a manter o fluxo livre de nutrientes para o parasita. O gene que codifica para esta proteína de coagulação tem uma sequência muito semelhante em muitas espécies de plantas, e os pesquisadores mostraram que o microRNA do dodder tem como alvo as regiões da sequência do gene que são mais conservadas nas plantas. Por causa disso, dodder pode provavelmente silenciar esta proteína de coagulação em, e, portanto, parasitar, uma grande variedade de espécies de plantas.

p Os pesquisadores sequenciaram todos os microRNAs no tecido apenas do parasita, a planta hospedeira sozinha, e uma combinação de dois. Ao comparar os dados de sequenciamento dessas três fontes, eles foram capazes de identificar microRNAs de dodder que entraram no tecido da planta. Eles então mediram a quantidade de RNA mensageiro de genes que foram alvejados pelos microRNAs de dodder e viram que o nível de RNA mensageiro do hospedeiro foi reduzido quando os microRNAs de dodder estavam presentes.

p "Junto com exemplos anteriores de pequena troca de RNA entre fungos e plantas, nossos resultados implicam que esta regulação do gene entre espécies pode ser mais difundida em outras interações planta-parasita, "disse Axtell." Então, com este conhecimento, o sonho é que poderíamos eventualmente usar a tecnologia de edição de genes para editar os locais alvo de microRNA nas plantas hospedeiras, impedindo que os microRNAs se liguem e silenciando esses genes. A resistência de engenharia ao parasita dessa forma poderia reduzir o impacto econômico do parasita nas plantações. "