Em tempos de guerra, as fábricas se reequipam para atender às necessidades da batalha. As linhas de montagem mudam o curso de transformar peças de carros em metralhadoras, ou de construir máquinas de lavar para motores de aeronaves.
Para ouvir o professor da Duke University, Xinnian Dong, dizer, as plantas também podem mudar da produção em tempo de paz para a de guerra.

Culturas e outras plantas estão frequentemente sob ataque de bactérias, vírus e outros patógenos. Quando uma planta sente uma invasão microbiana, ela faz mudanças radicais na sopa química de proteínas – as moléculas essenciais da vida – dentro de suas células.

Nos últimos anos, Dong e sua equipe vêm montando as peças de como fazem isso. Em um novo estudo publicado na revista Cell , Dong e o primeiro autor Jinlong Wang revelam os principais componentes nas células vegetais que reprogramam sua maquinaria de produção de proteínas para combater doenças.

A cada ano, cerca de 15% do rendimento das colheitas é perdido para doenças bacterianas e fúngicas, custando à economia global cerca de US$ 220 bilhões. As plantas dependem de seu sistema imunológico para ajudá-las a lutar, disse Dong.

Ao contrário dos animais, as plantas não possuem células imunes especializadas que podem viajar pela corrente sanguínea até o local da infecção; cada célula da planta tem que ser capaz de resistir e lutar para se defender, mudando rapidamente para o modo de batalha.

Quando as plantas são atacadas, elas mudam suas prioridades do crescimento para a defesa, então as células começam a sintetizar novas proteínas e suprimem a produção de outras. Então "dentro de duas a três horas as coisas voltam ao normal", disse Dong.

As dezenas de milhares de proteínas feitas nas células fazem muitos trabalhos:catalisando reações, servindo como mensageiros químicos, reconhecendo substâncias estranhas, movendo materiais para dentro e para fora. Para construir uma proteína específica, instruções genéticas no DNA empacotado dentro do núcleo da célula são transcritas em uma molécula mensageira chamada mRNA. Essa fita de mRNA então segue para o citoplasma, onde uma estrutura chamada ribossomo "lê" a mensagem e a traduz em uma proteína.

Em um estudo de 2017, Dong e sua equipe descobriram que, quando uma planta é infectada, certas moléculas de mRNA são traduzidas em proteínas mais rapidamente do que outras. O que essas moléculas de mRNA têm em comum, descobriram os pesquisadores, é uma região na extremidade frontal da fita de RNA com letras recorrentes em seu código genético, onde as bases nucleotídicas adenina e guanina se repetem várias vezes.

No novo estudo, Dong, Wang e colegas mostram como essa região funciona com outras estruturas dentro da célula para ativar a produção de proteínas em "tempo de guerra".

Eles mostraram que quando as plantas detectam um ataque de patógenos, os sinais moleculares que sinalizam o ponto de partida usual para os ribossomos pousarem e lerem o mRNA são removidos, o que impede a célula de produzir suas proteínas típicas de "tempo de paz".

Em vez disso, os ribossomos ignoram o ponto de partida usual para tradução, usando a região de As e Gs recorrentes dentro da molécula de RNA para ancoragem e começam a ler a partir daí.

"Eles basicamente pegam um atalho", disse Dong.

Para as plantas, combater a infecção é um ato de equilíbrio, disse Dong. Alocar mais recursos para a defesa significa que menos está disponível para fotossíntese e outras atividades nos negócios da vida. A produção de muitas proteínas de defesa pode criar danos colaterais:plantas com um sistema imunológico superativo sofrem um crescimento atrofiado.

Ao entender como as plantas atingem esse equilíbrio, disse Dong, os cientistas esperam encontrar novas maneiras de projetar culturas resistentes a doenças sem comprometer o rendimento.

A equipe de Dong fez a maior parte de seus experimentos em uma planta parecida com a mostarda chamada Arabidopsis thaliana. Mas sequências de mRNA semelhantes foram encontradas em outros organismos, incluindo moscas da fruta, camundongos e humanos, para que possam desempenhar um papel mais amplo no controle da síntese de proteínas em plantas e animais, disse Dong. + Explorar mais

A estrutura da proteína vegetal 'pássaro planador' pode levar a melhores colheitas