Os organismos crescem para se adequar ao espaço e recursos disponíveis em seus ambientes, levando a uma vasta diversidade de tamanhos e formas corporais dentro de uma população da mesma espécie. Quais são os mecanismos genéticos e fisiológicos que determinam o quão grande um organismo pode crescer?
Em insetos e mamíferos, os fatores celulares e moleculares que sustentam o tamanho do corpo estão bem estabelecidos. Mas nas plantas, esse processo intrigou os cientistas por gerações. Como uma planta controla o tamanho para o qual cresce é uma parte fundamental de seus processos de desenvolvimento e afeta sua probabilidade de sucesso em um ambiente específico.

“É crucialmente importante entender como as plantas controlam seu tamanho geral durante o desenvolvimento”, disse Sue Rhee, da Carnegie, que liderou uma equipe de cientistas que investigam esse mistério. “Esse conhecimento pode nos ajudar a melhorar a produtividade agrícola e orientar a tomada de decisões sobre o uso da terra, especialmente porque muitas condições ambientais estão sendo reformuladas pelas mudanças climáticas”.

A equipe Carnegie – a autora principal Flavia Bossi, juntamente com Benjamin Jin, Elena Lazarus, Heather Cartwright e Yanniv Dorone – fez um importante avanço ao responder a essa pergunta de longa data. Suas descobertas são publicadas em Desenvolvimento .

A chave para elucidar esse processo é a mudança de desenvolvimento da proliferação celular – divisão que aumenta o número de células – para a diferenciação celular – especialização em órgãos e tecidos.

A proliferação termina quando todas as células de um órgão se diferenciam. Isso controla o número de células que compõem esse órgão e, por sua vez, a taxa e a duração do crescimento do órgão determinam o tamanho total do corpo da planta.

"Então, o que queríamos saber era como a planta sabe quando sair do estágio de proliferação?" disse Bossi.

Usando uma série de técnicas avançadas de pesquisa, a equipe foi capaz de determinar que um gene anteriormente descaracterizado, chamado CHIQUITA1, juntamente com vários genes semelhantes ao CHIQUITA, desempenha um papel crucial na manutenção do tempo de transição entre proliferação e diferenciação na mostarda. planta Arabidopsis thaliana. Eles descobriram que CHIQUITA1 garante que as células proliferem um certo número de vezes antes de se diferenciar, revelando um passo importante em como o tamanho do corpo da planta é controlado.

Bossi concluiu:"As plantas são fundamentais para muitos aspectos da vida humana - desde o suprimento de alimentos até biocombustíveis, medicamentos, madeira, têxteis e muito mais. Entender como elas se desenvolvem e regulam seu tamanho em resposta às condições ambientais pode nos ajudar a nos preparar para um mundo em aquecimento."

Ao contrário da maioria das pesquisas sobre proliferação celular, este trabalho foi feito no nível da célula individual, e não no nível da população, destacando o quanto ainda há para aprender sobre as regras que regem a biologia das plantas.