Pesquisadores da Universidade de Maryland (UMD) descobriram um papel inteiramente novo para uma conhecida molanãcula de planta chamada ACC, fornecendo o primeiro exemplo claro de ACC agindo por conta própria como um prova¡vel horma´nio vegetal. Assim como em humanos e animais, os horma´nios nas plantas carregam mensagens para sinalizar e desencadear processos essenciais para a saúde e funcionalidade das plantas, desde a reprodução atéa defesa. Sem esses processos, as plantações não podem se reproduzir e prosperar para fornecer os alimentos de que precisamos para alimentar uma crescente população global. Em uma nova publicação na Nature Communications, os pesquisadores mostram que o ACC tem um papel crítico na polinização e produção de sementes, ativando protea­nas semelhantes a s envolvidas nas respostas do sistema nervoso em humanos e animais. Essas descobertas podem não apenas mudar os livros que anteriormente atribua­am respostas das plantas ao horma´nio etileno em vez do ACC, mas também podem abrir a porta para novas pesquisas para melhorar a saúde das plantas e o rendimento das colheitas.

"Existem várias coisas novas sobre este artigo", explica Caren Chang, UMD. "Mas o principal impacto éque ele introduz um novo regulador de crescimento vegetal ou horma´nio vegetal , ao lado de um pequeno punhado de outras publicações. Nãoéuma molanãcula recanãm-identificada, mas nunca foi pensada antes como um horma´nio vegetal, apenas como o precursor do etileno. "

Chang, professor de Biologia Celular e Genanãtica Molecular e professor afiliado de Ciência de Plantas e Arquitetura Paisaga­stica apoiado pela Estação Experimental de Agricultura de Maryland (MAES), explica que o etileno éum dos cinco principais horma´nios vegetais e tem sido estudado hámais de um século. a‰ importante para muitos processos que são vitais para a saúde das plantas e produção agra­cola, incluindo amadurecimento de frutas, respostas de estresse a inundações e secas, defesas de plantas contra doena§as, germinação e floração.

“Em grande parte das pesquisas, o ACC tem sido usado no lugar do etileno, sabendo que éum precursor que as plantas convertem em etileno. Isso porque o ACC éfa¡cil de trabalhar na forma de pa³ e pode atéser pulverizado na planta, mas funcionando com etileno émuito difa­cil porque éum gás. Portanto, os pesquisadores tem usado o ACC por décadas no lugar do etileno, e a literatura interpretaria as respostas observadas como respostas ao etileno. O que nosso artigo mostra éque uma resposta do ACC não énecessariamente uma resposta do etileno . Embora o etileno seja um horma´nio vegetal importante com seu pra³prio conjunto de funções, algumas dessas respostas que foram atribua­das ao etileno por meio do ACC podem, na verdade, ser respostas ACC separadas, agindo como um regulador de crescimento ou o pra³prio horma´nio. "

Essa descoberta abre a porta para muitos artigos ao longo de décadas de pesquisa, bem como livros dida¡ticos e educação futura sobre as respostas dos horma´nios vegetais, a serem revisados ​​caso o ACC esteja realmente desencadeando processos vegetais importantes anteriormente atribua­dos ao etileno .

Segundo Chang, o trabalho também apresenta avanços na reprodução das plantas. “No campo da reprodução das plantas, existem muitas etapas que são cra­ticas na polinização, e uma delas requer que o pa³len chegue aos a³vulos para realmente produzir uma semente”, diz Chang. "Nosso trabalho mostra que a sinalização ACC no a³vulo estãoenvolvida em fazer com que o tubo pola­nico gire e entregue efetivamente o pa³len, o que o torna essencial para a produção de sementes . a‰ provavelmente o primeiro exemplo que mostra como o tecido do a³vulo materno realmente ajuda a atrair o tubo pola­nico . " E isso não éum efeito pequeno, Chang enfatiza. "O número de sementes praticamente dobra na presença de ACC. Ha¡ potencial aqui para melhorar o número de sementes,

Liderado por JoséFeija³, outro professor de Biologia Celular e Genanãtica Molecular e professor afiliado de Ciência de Plantas e Arquitetura Paisaga­stica, outro grande achado deste artigo mostra conexões claras entre as vias de sinalização de horma´nios humanos, animais e vegetais ao identificar um receptor potencial para a atividade de ACC .

“O paralelo mais interessante éa comunicação canãlula-canãlula”, explica Feija³. "Os receptores de glutamato animais são protea­nas necessa¡rias para que a informação salte de um neura´nio para o outro, seja por impulso elanãtrico ou por sinalização de ca¡lcio, que éessencial para coisas como a memória. Problemas nos processos mediados por receptores de glutamato são conhecidos por serem relacionado a  neurodegeneração e depressão. "

Chang acrescenta: "Esses receptores foram encontrados no sistema nervoso humano, e os neurocientistas os tem estudado para o desenvolvimento de medicamentos para tratar problemas do sistema nervoso como a depressão. Eles descobriram que o ACC pode realmente afetar o sistema nervoso em humanos. Portanto, decidimos examinar para os mesmos receptores, chamados de receptores semelhantes ao glutamato (GLRs) nas plantas, para ver se eles respondem ao ACC nas plantas. Descobrimos que o ACC pode realmente afetar os GLRs nas plantas. "

Essa descoberta abre um caminho totalmente novo de pesquisa em biologia vegetal e aponta para semelhanças entre plantas e humanos que atualmente não são bem compreendidas. “Nas plantas , todos os GLRs parecem transmitir funções relacionadas a  comunicação, seja para trazer genes masculinos e femininos para dentro de um ovo, seja em sistemas de alerta e defesas de patógenos ou de estresse”, diz Feija³.

"As tendaªncias emergentes sugerem que os GLRs são a base da sinalização elanãtrica de longa distância atravanãs do sistema vascular da planta, onde danos aos tecidos em uma folha informam a planta inteira para criar substâncias desagrada¡veis ​​para deter os insetos. Todas essas linhas parecem apontar para a existaªncia de comunicação elanãtrica dentro da planta tecidos e órgãos, e que essas funções envolvem GLRs. Esta éuma evolução paralela interessante de uma função para os receptores de glutamato a  medida que eles evolua­ram para serem associados ao sistema nervoso animal para desempenhar funções semelhantes. "

Com o ACC como um novo candidato, ativando GLRs e todos os papanãis recanãm-descobertos que desempenha como horma´nio vegetal, Chang e a equipe estãoentusiasmados com os rumos que esse trabalho pode seguir. "Ainda hámuita pesquisa a ser feita para ver como tudo isso estãoacontecendo e pode ser usado em diferentes safras, mas todas essas novas pesquisas podem acontecer agora."