p Pesquisadores do Centro de Pesquisa em Genômica Agrícola (CRAG) descobriram que os membros de uma família de proteínas associada aos relógios internos das plantas agem sequencialmente para limitar o crescimento das plantas até o final da noite. Isso pode ajudar os pesquisadores a entender como as plantas lidam com diferentes tipos de estresse que afetam seu crescimento, como seca ou alta temperatura. p O Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina foi concedido recentemente a três pesquisadores americanos, Corredor, Rosbash e Young, por suas "descobertas de mecanismos moleculares que controlam o ritmo circadiano". Graças à sua pesquisa, sabemos que as moscas da fruta possuem um relógio interno constituído por um conjunto de proteínas celulares cuja quantidade oscila em períodos de 24 horas. Essas oscilações, que são mantidos de forma autônoma, explicar como os organismos vivos adaptam seu ritmo biológico para que seja sincronizado com a rotação da Terra.

p Plantas, como animais, também tem um relógio interno. Na verdade, as primeiras hipóteses sobre a existência de um relógio circadiano nos organismos vivos surgiram com a observação dos movimentos das folhas e flores nas plantas. Por exemplo, as folhas das plantas mimosas fecham à noite e abrem durante o dia. Em 1729, o astrônomo francês Jean Jacques d'Ortous de Mairan colocou uma planta de mimosa no escuro e observou que, apesar da ausência do estímulo de luz, as folhas ainda abriam e fechavam ritmicamente na hora certa do dia.

p Os biólogos moleculares de hoje sabem que os caules de Arabidopsis thaliana se alongam pouco antes do amanhecer, quando os dias são curtos (inverno). Estudos nos últimos anos têm mostrado que este alongamento do caule nas mudas jovens é controlado pelas proteínas PIF, cujo acúmulo celular depende da luz solar. Assim, a luz promove a degradação das proteínas PIF durante o dia. À noite, Contudo, As proteínas PIF se acumulam dentro da célula, e pouco antes do amanhecer, promover o crescimento do caule da planta. Mas por que o pedúnculo jovem só cresce antes do amanhecer e não durante a noite inteira?

p A resposta a essa pergunta veio com um trabalho publicado em 2016 pelo grupo de pesquisa de Elena Monte. Esse estudo descobriu que uma proteína de relógio interno (TOC1 ou PRR1) atua como um portão durante a noite, permitindo que o PIF atue apenas no final da noite. Agora, um novo estudo do mesmo grupo de pesquisa CRAG, publicado esta semana no jornal Biologia Atual , expande esses resultados. Elena Monte, junto com sua equipe e colaboradores, descobriram que outros componentes da mesma família de proteínas do relógio interno, o PRR, agem sequencialmente durante o dia e grande parte da noite para suprimir a ação das proteínas PIF.

p A quantidade das diferentes proteínas PRR (PRR1, PRR5, PRR7 e PRR9) oscila sequencialmente em períodos de 24 horas. No final da noite, a quantidade total de proteínas PRR na célula atinge seu mínimo, permitindo a ação das proteínas PIF, que, devido à ausência de luz, estão em seu pico de concentração máxima. Assim, embora algumas proteínas PIF sejam detectadas durante as horas do dia, eles não podem promover a extensão do caule até o final da noite, quando o portão abre, coincidindo com as condições de umidade ideais para o alongamento.

p "Nossos resultados mostram que a regulação do crescimento das plantas evoluiu nas plantas para abranger a ação sequencial orquestrada dos PRRs. Isso demonstra o papel duplo dos PRRs - como reguladores dos componentes do relógio central e como repressores fisiológicos do crescimento, "explica Elena Monte." Graças a este estudo, aprendemos como o relógio circadiano da planta afeta o crescimento da planta, que é um processo importante a nível agronômico, "acrescenta Guiomar Martín, o primeiro autor da obra, que se encontra no Instituto Gulbenkian de Ciências (Portugal).

p CDF5:um novo gene chave para o crescimento do caule

p No trabalho publicado esta semana em Biologia Atual , os autores realizaram uma análise exaustiva das interações entre as proteínas e o DNA da planta Arabidopsis thaliana. Esta análise revelou que o gene CDF5 induz o crescimento do caule pouco antes do amanhecer. Os pesquisadores demonstraram que a expressão do gene CDF5 é estritamente regulada pela união de proteínas PIF (que promovem sua expressão) e por proteínas de relógio PRR (que impedem sua expressão). Desta maneira, O CDF5 se acumula especificamente durante a fase pré-amanhecer, quando induz o alongamento celular e, consequentemente, a extensão do caule.

p Para verificar a função desses genes e proteínas, os pesquisadores observaram o crescimento de plantas arabidopsis que carregam mutações nesses genes. As plantas que perderam um dos genes da família PRR (PRR7) cresceram mais do que suas contrapartes do tipo selvagem. O mesmo aconteceu em plantas em que os pesquisadores modificaram o gene CDF5 para que pudesse ser expresso durante as 24 horas, independentemente das ações de PIFs e PRRs.