Institucional

Todos os campi

Pesquisadores revelam que receptor NIK1 da membrana de células vegetais pode ser chave para adaptação de plantas às mudanças climáticas

23/05/2025

Um novo estudo do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) em Interações Planta-Praga, sediado na UFV, revela uma conexão molecular entre imunidade antiviral e crescimento de plantas, com implicações terapêuticas para adaptação delas às mudanças climáticas. As descobertas foram publicadas, este mês, na Nature Communications, em um artigo assinado por cientistas da Universidade associados ao INCT.

Como humanos e animais, as plantas desenvolveram mecanismos celulares para perceber as mudanças no meio ambiente, transmitir esta informação para o interior da célula vegetal e ativar mecanismos moleculares de maior adaptação ou tolerância às condições adversas do seu meio. O INCT em Interações Planta-Praga desenvolve pesquisas para elucidação de mecanismos moleculares que ligam a informação captada do meio ambiente com o crescimento de plantas. Estes estudos objetivam melhorar a adaptação das plantas cultivadas na perspectiva de mudanças climáticas, mantendo alta produtividade agrícola e segurança alimentar.

No estudo publicado na Nature Communications, os pesquisadores revelaram um elo molecular que coordena a regulação de fotossíntese e síntese de proteínas, sob estresses bióticos (vírus e bactérias) e abióticos (seca e calor). Este elo molecular percebe diferentes tipos de estresses, ativando uma via de sinalização única que controla os dois promotores de crescimento em plantas, o que o torna um alvo promissor para tolerância delas a estresses múltiplos que frequentemente ocorrem no campo agrícola.

Este fenômeno de supressão de um processo de alto consumo de energia - síntese de proteínas, e de produção de energia - fotossíntese, mediado por diferentes tipos de estresses, é conhecido por biologistas moleculares de plantas há muito tempo, mas o link molecular que coordena a regulação desses processos opostos ainda não era. Os cientistas da UFV descobriram que este circuito de controle de crescimento em plantas sob estresses é derivado de um receptor da membrana de células vegetais, denominado NIK1, inicialmente descrito por sua atividade antiviral.

Um dos autores do artigo, o pesquisador Marco Aurélio Ferreira, explica que o “NIK1 é ativado por diferentes tipos de estresses induzindo a ativação dos repressores de transcrição RPL10 e LIMYB. O complexo RPL1-LIMYB ativado reprime a expressão de genes envolvidos na maquinaria de tradução e no aparato fotossintético, culminando na supressão coordenada de síntese de proteínas e fotossíntese. Este balanço entre o consumo e o gasto de energia induzido por estresses previne a ocorrência de estresse oxidativo excessivo, permitindo, assim, uma melhor adaptação das plantas às condições adversas do meio ambiente”.

De acordo com os pesquisadores, todos os organismos devem perceber e responder às mudanças nas condições de crescimento e aos estímulos ambientais. Durante condições adversas agudas, incluindo choque térmico, seca e ataque de patógenos, as alterações induzidas nos processos celulares que consomem energia devem ser coordenadas com a taxa de processos metabólicos que produzem energia para evitar o acúmulo excessivo de estresse e garantir a sobrevivência celular.

A professora Elizabeth Fontes, do Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, também autora do artigo, afirma que “estes novos estudos estabeleceram que NIK1 forma um ponto central de sinalização celular, integrando os sinais de estresses percebidos por diferentes receptores parceiros para regular crescimento de plantas sob condições de estresses múltiplos (seca, calor, vírus e bactéria)”. Segundo ela, ao elucidar como este circuito de crescimento de plantas regulado por NIK1-RPL10-LIMYB promove melhor recuperação de plantas após estresses prolongados, abre-se uma nova avenida para conseguir melhor desempenho e adaptação das plantas às mudanças climáticas. Pesquisas em continuidade focalizam na identificação de receptores parceiros de NIK1 como alvos potenciais para aquisição de tolerância de plantas a estresses específicos.

O trabalho dos pesquisadores teve o apoio financeiro do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig), e pode ser acessado em www.nature.com/articles. Vale destacar que o INCT em Interações Planta-Praga está sediado no Instituto de Biotecnologia Aplicada à Agropecuária (Bioagro) e é um dos três projetos da UFV que serão homenageados, nesta quarta-feira (28), pela Fapemig, devido ao seu impacto positivo na sociedade.