p Os cientistas da Purdue University Natalia Dudareva e Joseph Lynch estão procurando uma maneira de aumentar a produção de fenilalanina em uma planta, um composto importante para a sobrevivência das plantas e usado pelos humanos em sabores, fragrâncias, biocombustíveis, inseticidas e produtos farmacêuticos. Seu trabalho levou à descoberta no ano passado de uma via metabólica até então desconhecida que eles pensaram que poderia ser projetada para permitir que as plantas produzissem mais fenilalanina do que sozinhas. p Uma modificação genética que deveria ter aumentado a produção de fenilalanina levou a uma redução inesperada do composto. Este contratempo, Contudo, iluminou uma conexão oculta entre a biossíntese de fenilalanina e o hormônio vegetal auxina, que tem implicações não apenas para o metabolismo de aminoácidos, mas também nossa compreensão de crescimento e desenvolvimento.

p "Por muitos anos, não sabíamos como as flutuações através dessas vias eram reguladas e interconectadas com hormônios vegetais e outros compostos, "disse Dudareva, um distinto professor de bioquímica e membro do Centro de Biologia Vegetal de Purdue, cujas descobertas foram publicadas em Nature Chemical Biology . "Encontramos uma conversa cruzada com auxina, o que pode explicar por que as plantas não usam essa segunda via e criam grandes quantidades de fenilalanina. "

p As plantas usam fenilalanina como blocos de construção para compostos para atrair polinizadores, para defesa, reprodução, crescimento e desenvolvimento. Embora seja suficiente para esses fins, as quantidades são pequenas para uso humano.

p A produção de fenilalanina ocorre principalmente em plastídios, as pequenas organelas, como os cloroplastos. Mas Dudareva, Lynch, que é um cientista pesquisador de Purdue, e o estudante de pós-graduação Yichun Qian descobriu que as plantas também podem produzir fenilalanina no citoplasma e podem ser capazes de fazer grandes quantidades lá.

p Os cientistas desenvolveram petúnias até a maturidade, e então induziu a produção de uma enzima que aumentaria a produção de fenilalanina no citosol.

p "Funcionou perfeitamente. Obtivemos um aumento de três vezes na síntese de fenilalanina, "Lynch disse.

p Em seguida, eles integraram um gene ao genoma da petúnia que aumentaria a produção da mesma enzima, que deveria ter produzido resultados semelhantes. Em vez de, a produção de fenilalanina aumentou ligeiramente no citosol, mas caiu significativamente nos plastídios. Isso levou a uma diminuição geral na produção de fenilalanina.

p Isso porque tanto a fenilalanina quanto a auxina, um hormônio vegetal necessário para o crescimento da planta, pode usar um composto denominado fenilpiruvato como substrato para a biossíntese. Ao produzir mais fenilalanina no citosol, O fenilpiruvato aumentou nesse compartimento e criou mais auxina.

p Ligeiras variações nos hormônios vegetais podem causar problemas significativos de desenvolvimento. Nesse caso, o aumento da auxina levou à produção de menos plastídios e à queda na produção de fenilalanina.

p "Nossa estratégia para criar mais fenilalanina não funcionará. Nós meio que chegamos a um beco sem saída por causa da conversa cruzada inesperada com auxina, "Lynch disse." Vamos continuar a tentar aumentar a fenilalanina, mas vamos trabalhar através do caminho dos plastídios e tentar superar os gargalos que limitam a produção lá. "

p Dudareva disse que os resultados não mostram apenas como a fenilalanina e a auxina estão ligadas, mas ofereça uma sugestão sobre por que as plantas têm a via citosólica menos usada.

p As plantas provavelmente produzem fenilalanina suficiente por meio da via de plastídios rigidamente regulada e não produzem mais, para não prejudicar o equilíbrio da auxina. Mas quando uma planta é ferida e precisa de mais fenilalanina para defesa ou para curar, a via citosólica pode entrar em ação para fornecer o que é necessário.

p "Parece que o caminho é usado pelas plantas como uma primeira resposta ao estresse ou danos, "Dudareva disse." Isso é importante saber porque inicialmente não estava claro se as plantas usavam essa via para a biossíntese de fenilalanina. "