Pela primeira vez, os pesquisadores descobriram o mecanismo que impede que os vírus entrem nas pontas das plantas em crescimento, onde novas células se formam. Esses chamados meristemas ficam nas profundezas da planta e são protegidos de insetos que podem transportar vírus em seu aparelho bucal. Mas há outra razão pela qual os vírus entram tão raramente no meristema – uma barreira molecular que consiste numa família de proteínas chamadas proteínas quinases ativadas por mitogénios, ou MPKs, como mostram os investigadores na revista Science.
“Podemos pensar no meristema como o ‘Santo dos Santos’ numa planta”, diz Detlef Weigel, diretor do Instituto Max Planck de Biologia do Desenvolvimento em Tübingen e líder da equipa de investigação que fez a descoberta. “É o lugar onde todas as novas células e órgãos se formam. É por isso que protegê-lo é tão vital para a planta.”
Os vírus podem entrar na planta através dos estômatos – pequenas aberturas nas folhas que permitem à planta trocar ar com o ambiente – ou através de feridas na planta. Uma vez lá dentro, eles se movem de célula em célula através dos plasmodesmos, pequenos canais que os interligam. No entanto, esses canais não estão presentes entre as células do meristema e o resto da planta, de modo que o vírus não consegue chegar fisicamente ao meristema. Mas à medida que o meristema cresce, ele gera constantemente novas células e, nesse processo, as células meristemáticas nas suas bordas começam a se diferenciar – isto é, a dar origem aos vários tipos de células que constituem os tecidos da planta. E essas células em diferenciação formam plasmodesmos com as células não meristemáticas vizinhas. É aquela zona de diferenciação entre o meristema propriamente dito e o resto da planta que os vírus teriam de atravessar para infectar o meristema.
Em seus experimentos, os pesquisadores contornaram a barreira física que cerca o meristema e forçaram artificialmente a expressão de proteínas do movimento viral nas células-tronco do meristema. Surpreendentemente, porém, os vírus não se espalharam pelas células do meristema. “Se tivéssemos olhado apenas para a presença ou ausência das proteínas do movimento viral, teríamos concluído que os vírus devem ter outro caminho para o meristema”, diz Weigel. “Mas não vimos nenhum sinal do vírus no meristema”.
Análises posteriores mostraram que as proteínas responsáveis por bloquear a propagação dos vírus eram as MPKs. Quando os pesquisadores alteraram geneticamente os genes MPK, os vírus puderam entrar no meristema. Essas proteínas, descobriram os pesquisadores, sinalizam ao sistema imunológico da planta para produzir defesas que restringem o vírus à camada celular diferenciadora adjacente ao meristema. Se as proteínas MPK não estiverem presentes para enviar o sinal, as defesas contra o vírus não são produzidas e o vírus pode se espalhar para o meristema.
A descoberta revela um nível sofisticado de defesa contra vírus que é incorporado à planta desde os primeiros estágios de crescimento. Além disso, o trabalho revelou que os MPKs protetores fazem parte de um sistema maior que controla uma mudança entre manutenção e diferenciação do meristema.
“Ao estudar a função do MPK na proteção dos meristemas, também obtivemos novos insights sobre a regulação do crescimento e desenvolvimento das plantas”, diz Weigel.
