As plantas, como outros organismos, podem ser severamente afetadas pelo estresse térmico. Para aumentar suas chances de sobrevivência, eles ativam a resposta ao choque térmico, uma via molecular também empregada por células humanas e animais para proteção contra o estresse. Pesquisadores da Universidade Técnica de Munique (TUM) descobriram agora que os hormônios esteróides vegetais podem promover essa resposta nas plantas.
Pode ser difícil lembrar no inverno, mas julho de 2021 foi o mês mais quente já documentado. Nos EUA, a temperatura média foi superior à média de julho em 2,6 graus Fahrenheit, e muitos países do sul da Europa registraram temperaturas acima de 45 graus Celsius, incluindo uma temperatura recorde de 48,8 graus Celsius registrada na costa leste da Sicília na Itália.

Nas últimas décadas, houve um aumento na incidência de ondas de calor com recordes em todo o mundo, e isso é visto como resultado das mudanças climáticas. As ondas de calor têm ocorrido com mais frequência, têm sido mais quentes e duram mais, com consequências graves não apenas para humanos e animais, mas também para plantas. “O estresse térmico pode afetar negativamente as plantas em seus habitats naturais e desestabilizar os ecossistemas, além de reduzir drasticamente as colheitas, ameaçando assim nossa segurança alimentar”, diz Brigitte Poppenberger, Professora de Biotecnologia de Cultivos Hortícolas.

As células ativam uma via de defesa molecular para proteção contra o estresse térmico

Para sobreviver a curtos períodos de estresse térmico, as plantas ativam uma via molecular chamada de resposta ao choque térmico. Essa resposta ao choque térmico (comum a todos os organismos) protege as células dos danos causados ​​pelo estresse proteotóxico, que danifica as proteínas. Esse estresse não é causado apenas pelo calor, mas também pode resultar da exposição a certas toxinas, luz UV ou salinidade do solo.

A resposta ao choque térmico protege as células de várias maneiras, sendo uma delas a produção das chamadas proteínas de choque térmico, que servem como escudos moleculares que protegem as proteínas evitando o dobramento incorreto.

Os brassinosteróides podem aumentar a resistência ao estresse térmico das plantas

As plantas respondem ao estresse térmico ativando fatores de choque térmico e também outros atores moleculares. Em particular, os hormônios como mensageiros químicos estão envolvidos. Entre os hormônios que as plantas produzem estão os brassinosteróides, que regulam principalmente seu crescimento e desenvolvimento. Mas, além de suas propriedades promotoras de crescimento, os brassinosteróides têm outras habilidades interessantes, uma delas é a capacidade de aumentar a resistência ao estresse térmico das plantas, e pesquisadores da TUM descobriram recentemente o que contribui para essa capacidade protetora.

Usando a planta modelo Arabidopsis thaliana, um grupo de pesquisa liderado pela professora Brigitte Poppenberger conseguiu elucidar como um fator de transcrição específico – uma proteína especial responsável por ligar ou desligar certas seções do DNA – é regulado por brassinosteróides. Este fator de transcrição, chamado BES1, pode interagir com fatores de choque térmico, permitindo assim que a informação genética seja direcionada para o aumento da síntese de proteínas de choque térmico.

Quando a atividade do BES1 é aumentada, as plantas se tornam mais resistentes ao estresse térmico e, quando este diminui, tornam-se mais sensíveis a ele. Além disso, o grupo demonstrou que BES1 é ativado por estresse térmico e que essa ativação é estimulada por brassinosteroides.

Aplicações potenciais na agricultura e horticultura

"Estes resultados não são apenas de interesse para os biólogos que tentam expandir nossa compreensão da resposta ao choque térmico, mas também têm potencial para aplicação prática na agricultura e horticultura", diz o Prof. Poppenberger.

Bioestimulantes contendo brassinosteróides estão disponíveis e podem ser testados quanto à sua capacidade de aumentar a resistência ao estresse térmico em plantas. Essas substâncias são produtos naturais aprovados para agricultura orgânica e, portanto, podem ser usados ​​sem problemas. Alternativamente, BES1 pode ser um alvo interessante para abordagens de reprodução. Isso poderia ser usado para criar variedades mais resistentes ao estresse térmico e, assim, fornecer rendimentos mais estáveis ​​no caso de futuras ondas de calor.