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As plantas podem controlar seus próprios microbiomas

Essa descoberta tem o potencial de reformular nossa compreensão da biologia vegetal e das interações entre as plantas e o meio ambiente.

por Redação CPAH

As folhas das plantas podem parecer modestas, mas por trás de suas superfícies brilhantes há uma descoberta surpreendente: elas são revestidas por uma variedade de moléculas de RNA (ácido ribonucleico).

Essa descoberta tem o potencial de reformular nossa compreensão da biologia vegetal e das interações entre as plantas e o meio ambiente.

O estudo foi liderado por Lucía Borniego e Meenu Singla-Rastogi, bolsistas de pós-doutorado na Universidade de Indiana em Bloomington, juntamente com Roger Innes, professor de biologia.

A pesquisa oferece uma nova perspectiva sobre as relações complexas entre plantas e micróbios.b“O que mais nos entusiasma sobre essa descoberta é que ela indica que as plantas podem controlar seus microbiomas, em parte, regulando a expressão genética em micróbios usando interferência de RNA entre reinos, também conhecida como RNAi”, disse Innes. Mas o que isso significa e por que é significativo?

Descoberta revolucionária: RNAs vegetais na superfície das folhas
O RNA, uma molécula frágil, normalmente se degrada rapidamente fora de uma célula, a menos que seja protegido. No entanto, este estudo revela que as plantas secretam RNA viável em suas superfícies foliares, onde ele permanece surpreendentemente estável.

Esta descoberta sugere que o RNA derivado de plantas pode influenciar diretamente as comunidades microbianas nas superfícies das folhas ao se envolver em RNAi entre reinos – um processo pelo qual o RNA de um organismo afeta a expressão genética em outro.

O RNAi entre reinos não é novidade na biologia. Cientistas sabem que organismos podem trocar RNA para regular genes. O que é notável aqui é a ideia de que plantas podem usar esse mecanismo para interagir com micróbios que estão colonizando suas superfícies.

“Só recentemente foi demonstrado que RNAs produzidos por um organismo podem ser absorvidos por outro organismo e então parear bases com RNAs no organismo receptor”, explicou Innes. A interferência de RNA parece ocorrer em quase todos os organismos vivos.

Papel do RNA e dos polissacarídeos nas plantas
A equipe de pesquisa encontrou RNAs abundantes nas superfícies das folhas de Arabidopsis thaliana , uma planta modelo amplamente utilizada em estudos científicos.

Esses RNAs eram estáveis, provavelmente porque formavam condensados ​​com polissacarídeos, como a pectina. Como componente da parede celular vegetal, a pectina parece desempenhar um papel protetor, garantindo que as moléculas de RNA possam persistir fora das células vegetais.

As implicações são profundas. RNA estável em superfícies foliares significa que micróbios que colonizam essas áreas são expostos ao RNA vegetal. Essa exposição pode influenciar a expressão genética microbiana, potencialmente determinando quais espécies microbianas podem prosperar em superfícies foliares.

Essa capacidade de “curar” comunidades microbianas pode impactar a saúde das plantas, a resistência a doenças e o crescimento geral.

Por que isso importa? O quadro geral
As implicações desta pesquisa vão muito além das plantas. “A manipulação de comunidades microbianas pelo RNA ambiental provavelmente está ocorrendo também em nossos próprios intestinos, com o RNA sendo secretado por nossas células epiteliais intestinais”, observou Innes.

Isso significa que compreender as interações entre plantas e micróbios pode lançar luz sobre processos semelhantes em humanos e outros animais.

A conexão não termina aí. Pense na salada que você comeu no almoço. O RNA na superfície dessas folhas verdes pode interagir com seu microbioma intestinal, influenciando sua composição e, potencialmente, sua saúde.

Embora essa hipótese exija mais pesquisas, ela abre possibilidades fascinantes sobre como nossas dietas podem impactar diretamente nossos ecossistemas microbianos.

Aplicações potenciais na agricultura e na medicina
Esta descoberta não é apenas uma curiosidade científica; ela pode ter aplicações no mundo real. Se as plantas podem usar RNA para influenciar comunidades microbianas, os agricultores podem um dia aproveitar essa capacidade para melhorar a saúde das plantações .

Por exemplo, as plantas poderiam ser geneticamente modificadas para secretar RNAs específicos que desencorajam micróbios nocivos ou promovem os benéficos.

Na medicina, entender como o RNA influencia os ecossistemas microbianos pode levar a novas terapias. Imagine usar tratamentos baseados em RNA para modular o microbioma intestinal em pacientes com distúrbios digestivos ou doenças metabólicas.

Embora essas aplicações sejam especulativas, a base estabelecida por este estudo fornece um roteiro para possíveis explorações futuras.

Apelo para mais investigação sobre o RNA vegetal
Embora este estudo forneça insights valiosos, ele também levanta novas questões. Como RNAs específicos influenciam a expressão gênica microbiana? Existem micróbios específicos que são mais suscetíveis à interferência de RNA? E quais fatores ambientais afetam a estabilidade do RNA em superfícies de plantas ?

Além disso, a interação potencial entre RNAs de plantas e o microbioma humano merece um exame mais detalhado. O consumo de plantas revestidas de RNA pode ter efeitos mensuráveis ​​na saúde humana?

Pesquisas futuras precisarão abordar essas questões para desbloquear todo o potencial dessas descobertas.

Uma janela para a complexidade da natureza
Esta descoberta nos lembra da complexidade intrincada da natureza. Da estabilidade do RNA em superfícies de plantas ao seu potencial para moldar comunidades microbianas, o estudo oferece um vislumbre da complexidade de mecanismos genéticos ocultos.

A pesquisa também destaca a interconexão da vida na Terra – como plantas, micróbios e até mesmo humanos estão ligados por interações moleculares que transcendem as fronteiras das espécies.

“É bem possível que o RNA na superfície das folhas, como na salada, possa influenciar nossos próprios microbiomas intestinais”, disse Innes.

Essa ideia nos desafia a repensar nossa relação com as plantas, não apenas como fontes de alimento ou oxigênio, mas como participantes ativos em uma biosfera dinâmica e interconectada.

A pesquisa foi um esforço colaborativo. Além da equipe da Indiana University , os colaboradores incluíram Patricia Baldrich e Blake C. Meyers da University of California Davis , e Madison McGregor do Donald Danforth Plant Science Center .

A natureza interdisciplinar desta pesquisa a torna ainda mais notável. Ao combinar biologia, química e genética molecular, a equipe descobriu uma camada de interação planta-micróbio que permaneceu oculta até agora.

O estudo foi publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences .

Alguns destaques

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