As plantas de milho que foram irrigadas com o metabólito itaconato cresceram mais (à direita) do que aquelas que não foram irrigadas (à esquerda)
Cientistas descobriram que uma molécula conhecida por defender o sistema imunológico animal, chamada itaconato, também desempenha um papel importante nas plantas. Pesquisadores demonstraram que o itaconato não só existe nas células vegetais, como também estimula ativamente o crescimento, como por exemplo, fazendo com que mudas de milho cresçam mais. Essa surpreendente intersecção entre a biologia vegetal e animal pode revelar novas maneiras naturais de impulsionar a agricultura e até mesmo melhorar a saúde humana.
No reino animal, uma molécula produzida naturalmente, conhecida como itaconato, desempenha um papel importante no sistema imunológico como agente de defesa contra vírus e inflamações. O itaconato é classificado como um metabólito, um composto natural que surge quando os organismos convertem alimentos em energia.
Embora o itaconato seja bem conhecido em animais, sua presença e funções em plantas permanecem em grande parte inexploradas. Biólogos da Universidade da Califórnia em San Diego realizaram a primeira exploração abrangente das funções do itaconato em plantas. Pesquisadores da Escola de Ciências Biológicas, em colaboração com colegas da Universidade Stanford, da Universidade de Pequim, do Instituto Carnegie de Ciências e da Universidade Nacional Autônoma do México, utilizaram técnicas de imagem e medição química não apenas para comprovar a presença do itaconato em plantas, mas também para revelar seu papel significativo no estímulo ao crescimento vegetal.
“Descobrimos que o itaconato é produzido nas plantas, particularmente nas células em crescimento”, disse Jazz Dickinson, autora sênior do estudo e professora assistente do Departamento de Biologia Celular e do Desenvolvimento. “Regar plantas de milho com itaconato fez com que as mudas crescessem mais, o que foi estimulante e nos encorajou a investigar mais a fundo esse metabólito e entender como ele interage com as proteínas vegetais.”
Os resultados do estudo, que foi parcialmente apoiado pelo financiamento da National Science Foundation e dos National Institutes of Health, foram publicados na Science Advances.
O laboratório de Dickinson se concentra no desenvolvimento de plantas, incluindo pesquisas sobre processos relacionados a sistemas radiculares.
Utilizando espectrometria de massa, uma técnica de imagem que revela a composição química dos indivíduos por meio da identificação de moléculas e compostos individuais, os pesquisadores confirmaram que as plantas produzem itaconato. Trabalhando com bioquímicos animais especializados em itaconato, eles descreveram como o itaconato interage com proteínas específicas de plantas em Arabidopsis , um membro da família da mostarda.
Investigando mais profundamente essa dinâmica, os pesquisadores descobriram que o itaconato desempenha múltiplos papéis importantes na fisiologia vegetal. Entre eles, o envolvimento em diversos processos críticos da planta, como o metabolismo primário e a resposta ao estresse relacionado ao oxigênio.
Otimizar os benefícios naturais do itaconato — em vez de produtos químicos derivados sinteticamente — pode ser crucial para maximizar com segurança o crescimento das culturas para sustentar o crescimento das populações globais.
“Essa descoberta pode levar a soluções inspiradas na natureza para melhorar o crescimento de culturas como o milho”, disse Dickinson. “Também esperamos que o desenvolvimento de uma melhor compreensão das conexões entre a biologia vegetal e animal revele novos insights que possam contribuir tanto para a saúde vegetal quanto humana”. O aproveitamento do itaconato natural pode oferecer estratégias sustentáveis para aumentar o rendimento das culturas, com implicações potenciais tanto para a produtividade agrícola quanto para a compreensão biológica mais ampla.
Como os humanos também produzem e usam itaconato, o novo estudo pode oferecer novas informações para entender o papel da molécula no desenvolvimento e crescimento humano.
https://today.ucsd.edu/story/molecule-linked-to-metabolism-found-to-boost-plant-growth
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