Uma equipa de investigação liderada por Núria Sánchez-Coll, investigadora do CSIC no Centro de Investigação em Genómica Agrícola (CRAG), caracterizou pela primeira vez a função da AtMC3, uma proteína da família das metacaspases envolvida na tolerância à seca na planta modelo Arabidopsis thaliana.

   O trabalho, publicado na revista New Phytologist em colaboração com vários centros de pesquisa e universidades internacionais, destaca a importância do tecido vascular para as plantas enfrentarem as condições adversas associadas à escassez de água e ao estresse osmótico.

   As plantas, como organismos sésseis que não podem se mover como os animais, desenvolveram maneiras de resistir à escassez de água e aos períodos de estresse hídrico. No entanto, o aumento dos eventos de seca devido à crise climática representa uma séria ameaça à produtividade agrícola.

   As plantas dependem de seu sistema vascular conectando órgãos distantes para coordenar uma resposta eficiente à privação de água em todo o organismo. Os principais componentes do tecido vascular são o xilema e o floema, tecidos que transportam internamente fluidos e nutrientes. Enquanto o xilema transporta água e nutrientes das raízes para os caules e folhas, o floema distribui os compostos produzidos nas folhas durante a fotossíntese para o resto da planta.

   Neste trabalho, a equipe de pesquisa do CRAG determinou pela primeira vez que a proteína AtMC3 está localizada exclusivamente na parte do floema. Mais especificamente, o AtMC3 é encontrado em um tipo particular de célula da vasculatura, chamadas de células companheiras, que sustentam metabolicamente as principais células transportadoras do floema, como visto em imagens de microscopia de fluorescência da ponta da raiz.

   Quando a planta enfrenta o estresse hídrico, várias moléculas sinalizadoras são sintetizadas, como o hormônio chamado ácido abscísico (ABA), que são transportadas para todos os tecidos para desencadear uma série de respostas fisiológicas que irão proteger a planta. Neste estudo foi visto que as plantas que não possuem AtMC3 são menos sensíveis ao ABA e, portanto, sua capacidade de lidar com o estresse hídrico diminui. Além disso, níveis alterados da proteína AtMC3 levam ao acúmulo prejudicado de proteínas relacionadas ao estresse, bem como defeitos no desenvolvimento vascular sob condições de estresse. Isso sugere que o AtMC3 desempenha um papel importante na resposta das plantas ao estresse osmótico e aponta para um possível novo papel das células companheiras na detecção desse estresse. Além disso, o estudo aponta que as mudanças associadas ao floema podem desempenhar um papel relevante e se tornar uma ferramenta útil para estudar as respostas das plantas à seca.

   Quando os pesquisadores aumentaram os níveis da proteína AtMC3, as plantas aumentaram sua taxa de sobrevivência em condições de escassez de água, bem como sua capacidade de fotossintetizar, indicando que o AtMC3 sozinho é capaz de conferir um aumento na tolerância à seca. Mais importante, os níveis alterados dessa proteína não causaram alterações prejudiciais no crescimento das plantas, o que "é uma descoberta importante para poder ajustar as respostas iniciais à seca em nível de planta inteira sem afetar o crescimento ou o rendimento". Eugenia Pitsili, primeira autora do estudo e ex-pesquisadora do CRAG, que atualmente é pesquisadora de pós-doutorado no VIB-UGent Center for Plant Systems Biology, na Bélgica.

   O papel de AtMC3 no estresse hídrico está em perfeita concordância com a função descrita em outras proteínas da mesma família, relacionadas a respostas a outros tipos de estresse, como o causado por patógenos ou lesões. Este trabalho abre portas para estudos futuros para determinar o exato mecanismo de ação dessa proteína e assim poder avaliar se ela poderia ter aplicação em culturas de interesse agronômico.

   Compreender os mecanismos específicos de cada tecido vegetal durante o complexo processo de resposta à escassez de água é fundamental para o desenvolvimento de novas ferramentas que traduzam esse conhecimento em aplicações biotecnológicas. Essas novas ferramentas serão cruciais para melhorar o rendimento das culturas no campo em um contexto de crise climática.

*Esta notícia foi publicada pela "Fundação Antama"  e pode ser acessada em seu idioma original através de: https://fundacion-antama.org/identificada-una-proteina-en-plantas-que-confiere-tolerancia-a-la-sequia/