03/07/2020 ( Caderno:
Meio Ambiente )
Andr Julio | Agncia FAPESP Um grupo internacional de pesquisadores desvendou o mecanismo pelo qual a clula que cresce do plen, chamada de tubo polnico, aumenta em at mil vezes de tamanho para alcanar os vulos das flores. O crescimento depende da entrada e sada de prtons, que gera uma atividade eltrica na membrana da clula que a faz crescer. A descoberta abre caminho para compreender desde a produo de sementes nas plantas at o crescimento de fungos e neurnios.
Imagem: Tubo Polnoco da Arabidopsis Thaliana / Daniel Damineli
O trabalho, apoiado pela FAPESP, foi publicado na Nature Communications por pesquisadores do Brasil, Dinamarca, Portugal e Estados Unidos.
Um gro de plen constitudo de uma nica clula. Quando ela entra em contato com o rgo sexual feminino na superfcie da flor, ela cresce numa taxa muitssimo elevada, formando o que chamamos de tubo polnico, at alcanar a base do ovrio da flor e despejar as clulas espermticas. Como isso acontecia era algo muito pouco compreendido at ento, explica Maria Teresa Portes, que realizou a pesquisa durante o seu ps-doutorado na Universidade de Maryland, nos Estados Unidos.
O crescimento do tubo polnico sempre intrigou pesquisadores por conta da sua taxa de crescimento de at mil vezes em relao ao tamanho original, a maior registrada em seres vivos. A espcie usada no estudo foi a Arabidopsis thaliana, herbcea nativa da Europa e sia bastante utilizada como modelo experimental em pesquisas. Da mesma famlia da mostarda, seu tubo polnico cresce at trs milmetros por dia.
Em laboratrio, os pesquisadores produziram variedades mutantes da planta, em que alguns genes so modificados, e descobriram que a inativao de trs genes ao mesmo tempo, de um grupo conhecido como AHA, faz com que o tubo polnico cresa muito pouco.
Nas plantas mutantes, apenas os vulos mais prximos da superfcie foram fecundados, fazendo com que produzissem o equivalente a apenas 5% das sementes que a planta normal produz.
Utilizando uma srie de experimentos, os pesquisadores observaram que as protenas expressas por esses genes funcionam como bombas de prtons, colocando ou retirando essas partculas eltricas do ambiente e tornando o tubo polnico mais ou menos cido. A consequncia a gerao de uma atividade eltrica na membrana da clula, que faz com que ela cresa em direo ao fundo do ovrio da flor.
Queramos entender como a clula consegue organizar esse processo de crescimento. Ento observamos que existe um gradiente inico, em que a distribuio de prtons no homognea. H mais deles na ponta do tubo e menos ao longo do corpo celular. Alm disso, h gradientes de outros elementos, como clcio e actina, diz Daniel Santa Cruz Damineli, outro coautor do estudo, que realiza estgio de ps-doutorado na Faculdade de Medicina da Universidade de So Paulo (FM-USP) com bolsa da FAPESP.
De sementes a neurnios
Dentre as possveis aplicaes, o estudo abre caminho para uma compreenso mais aprofundada de como ocorre a produo de sementes. Com isso, em teoria, futuramente se poderia criar variedades melhoradas de plantas que servem de alimento, como leguminosas e cereais.
No totalmente sabido como o tubo polnico se guia e como ocorre a comunicao entre macho e fmea nas plantas. Por isso, esse um grande tpico de estudo, que culmina na produo de sementes. O desenvolvimento das plantas necessariamente passa por esse mecanismo, que agora estamos comeando a entender melhor, diz Portes.
De forma mais ampla, no entanto, a descoberta traz evidncias para a compreenso de outras clulas que tm o chamado crescimento apical (na ponta), como fungos e neurnios, que comprometido em clulas de cncer.
So fenmenos biologicamente pouco compreendidos, no sentido de como ocorre a orquestrao do crescimento. Agora podemos estud-los melhor, diz Damineli.
O artigo Plasma membrane H+-ATPases sustain pollen tube growth and fertilization pode ser lido em: www.nature.com/articles/s41467-020-16253-1.
Este texto foi originalmente publicado por Agncia FAPESP de acordo com a licena Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original aqui.
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