Revelado um mecanismo que permite às plantas lidar com o stress climático

Num estudo publicado recentemente na revista científica Plant Physiology, uma equipa coordenada por investigadores do BIOPOLIS/CIBIO-InBIO (Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, InBIO Laboratório Associado da Universidade do Porto), ajuda a compreender um mecanismo que permite às plantas responderem ao stress ambiental.

As alterações climáticas têm um impacto enorme na economia, bem-estar e nutrição humana, nomeadamente ao afetar a produção e qualidade dos alimentos. As plantas são as que mais sofrem com estas alterações, uma vez que são organismos "imóveis” e daí constantemente expostos aos fatores ambientais, necessitando de responder com estratégias eficientes que permitam, por exemplo, a captura de mais água em momentos de seca, ou a produção de compostos isoladores para proteger as folhas do calor.

Este estudo revela que uma molécula, chamada "SUMO” e que funciona como um interruptor celular ligando e desligando proteínas, é essencial para manter controlados os níveis de diferentes tipos de compostos químicos que interferem com a resposta das plantas a condições adversas.

Em condições de stresse ambiental, animais e plantas produzem compostos químicos designados espécies reativas de oxigénio (ROS, do inglês), que conduzem ao stresse oxidativo que tanto se fala a nível das dietas.

Por outro lado, a investigação mais recente tem vindo a evidenciar que mais do que apenas moléculas tóxicas para o organismo, estes compostos desempenham muitas funções absolutamente vitais para os seres vivos. "O segredo está em manter a produção de ROS a um nível controlado, evitando o excesso que poderá ser prejudicial ou até mesmo letal para o organismo” revela Herlander Azevedo, investigador do BIOPOLIS-CIBIO e um dos coordenadores do estudo.

"Este mecanismo é muito conservado. Muitas doenças humanas (e.g. neurodegenerativas, cancro) estão associadas ao mau funcionamento deste interruptor, sendo que a nossa investigação contribui para compreender processos que são essenciais em organismos tão diferentes como uma planta e um animal”, salienta Pedro Humberto Castro, também ele coordenador deste estudo.

O maior conhecimento agora alcançado sobre o interruptor SUMO e o controlo dos níveis de espécies reativas de oxigénio em plantas, poderá ser importante para a procura fundamentada de plantas mais tolerantes aos diversos stresses provocados pelas alterações climáticas.

Castro PH, Couto D, Santos MA, Freitas S, Lourenço T, Dias E, Huguet S, Marques da Silva M, Tavares RM, Bejarano ER, Azevedo H (2022) SUMO E3 Ligase SIZ1 connects sumoylation and reactive oxygen species homeostasis processes in Arabidopsis. Plant Physiology 189(2):934–954.
DOI: 10.1093/plphys/kiac085

Imagem 1. As plantas com o SUMO desregulado (imagens inferiores) acumulam mais espécies reativas de oxigénio (da esquerda para a direita: peróxido de hidrogénio, superóxido e oxigénio singleto) relativamente à planta selvagem | Créditos de imagem: Pedro Humberto Castro