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As descobertas explicam como as plantas usam o RNA para se defender contra invasores de fungos

Traduzido de Science Daily

Uma nova pesquisa revela uma etapa essencial na busca dos cientistas para criar fungicidas específicos e mais verdes que protegem as plantações de alimentos.

Os cientistas sabem há décadas que as células biológicas fazem estruturas minúsculas e redondas chamadas vesículas extracelulares. No entanto, seu papel crítico na comunicação entre microrganismos invasores e seus hospedeiros só foi reconhecido recentemente.

O geneticista Hailing Jin da UC Riverside e sua equipe descobriram que as plantas usam essas vesículas para lançar moléculas de RNA contra fungos invasores, suprimindo os genes que tornam os fungos perigosos.

“Essas vesículas carregam pouco RNA entre as células, como pequenos cavalos de Tróia com armas escondidas dentro deles”, disse Jin, professor de genética e presidente da Cy Mouradick no Departamento de Patologia Vegetal e Microbiologia. “Eles podem silenciar a expressão de genes de fungos patogênicos.”

O uso de vesículas extracelulares e pequenos RNAs apresenta várias vantagens em relação aos fungicidas convencionais. Eles são mais ecológicos porque são semelhantes aos produtos naturais. Com o tempo, eles se degradam e não deixam nenhum resíduo tóxico no solo. Além disso, explicou Jin, esse método de combate a fungos tem menos probabilidade de produzir patógenos resistentes a medicamentos.

Um ponto crítico para os cientistas na criação desses fungicidas foi descobrir como carregar seus pequenos RNAs desejados em vesículas.

“Nós nos perguntamos como esses pequenos RNAs armados entram nas bolhas”, disse Jin. “Agora, achamos que temos uma resposta.”

Seu laboratório identificou várias proteínas que servem como agentes de ligação, ajudando a selecionar e carregar pequenos RNAs em vesículas. A investigação do laboratório é detalhada em um novo Plantas naturais artigo de revista.

O laboratório de Jin vem trabalhando há vários anos no desenvolvimento de fungicidas de RNA silenciadores de genes. O trabalho em direção a esse objetivo levou à descoberta marcante da equipe em 2013 de que mensagens de RNA de silenciamento de genes podem ser enviadas do patógeno fúngico para a planta hospedeira para suprimir a imunidade do hospedeiro. Mais tarde, a equipe descobriu que pequenos RNAs podem se mover para os dois lados, desde plantas até células patogênicas invasoras.

Em 2018, a equipe descobriu que as vesículas extracelulares eram o principal sistema de entrega desses minúsculos RNAs. Eles observaram que as plantas Arabidopsis secretam vesículas extracelulares em Botrytis cinerea, um fungo que causa a doença do mofo cinzento e destrói milhões de safras a cada ano.

“Este foi o primeiro exemplo de um hospedeiro usando essas vesículas para entregar pequenos RNAs a outro organismo”, disse Jin. “Nós vimos anteriormente o movimento do RNA, mas não sabíamos como o RNA pequeno é selecionado e transportado.”

Agora, ela e seus colegas identificaram várias proteínas de ligação a RNA em Arabidopsis que se ligam a pequenas moléculas específicas de RNA e as carregam em vesículas extracelulares. Isso sugere que as proteínas desempenham um papel importante no carregamento e estabilização de pequenos RNAs nas vesículas. A descoberta pode ajudar a aumentar a carga útil de RNAs silenciadores de genes que os transformam em vesículas e melhorar a eficiência do controle de doenças.

Alguns cientistas se inspiraram na comunicação de RNA em vesículas de plantas para desenvolver terapias humanas. Por exemplo, alguns estão tentando carregar RNA e drogas anticâncer em vesículas extracelulares em frutas ou vegetais, para que as pessoas possam comê-los ou bebê-los. Jin está esperançoso de que a descoberta de seu laboratório possa ajudar nesses esforços.

Fonte da história:

Materiais fornecido por Universidade da Califórnia – Riverside. Original escrito por Jules Bernstein. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.



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