Um novo estudo em plantas mostra que a capacidade de geração de tecidos dos retinóides também é responsável pelo desenvolvimento adequado das raízes. Se você já plantou uma semente de rabanete, sabe que a primeira coisa que ela faz é desenvolver uma longa raiz vertical. Dê um pouco mais de tempo e ela obterá raízes menores que correm perpendiculares ao caule da planta. Com o tempo, essas raízes laterais se ramificam repetidamente e se espalham, formando uma teia que estabiliza e alimenta a planta.
Essas raízes laterais não surgem aleatoriamente. Eles aparecem e depois se ramificam em intervalos regulares ao longo de um eixo principal, seguindo um ritmo. O que regula e determina o seu desenvolvimento e ritmo não se sabia, até agora.
Em um novo estudo, publicado em 26 de agosto na revista Science , uma equipe de pesquisa liderada por Alexandra Dickinson, professora assistente da University of California, San Diego, e Philip Benfey, o distinto professor de Biologia Paul Kramer na Duke University, identifica o composto que desempenha um papel fundamental no desencadeamento do desenvolvimento das raízes laterais das plantas.
A equipe de pesquisa tinha um bom suspeito: a retina, um tipo de retinóide, parecia servir para o problema.
Em humanos, assim como em todos os animais vertebrados, transformar um óvulo fertilizado em um embrião com um pequeno coração batendo requer que as células-tronco se diferenciem, se especializem e gerem tecidos específicos, como ossos, vasos sanguíneos e um sistema nervoso. Este processo é iniciado e regulado pela retina. Os animais não podem produzir sua própria retina, porém, eles devem ingeri-la de plantas ou de animais que comem plantas.
"Sabemos que as plantas têm a capacidade de produzir este composto, que é muito importante para o desenvolvimento animal, por isso foi muito tentador verificar seu papel no desenvolvimento das plantas também", disse Dickinson, que conduziu este estudo como parte de sua pesquisa de pós-doutorado em Duke.
Para que as plantas possam fazer um bom uso da retina, as moléculas da retina devem formar um tag-team com uma proteína dentro da célula vegetal, em um processo chamado ligação de proteínas. Para testar se a retina estava realmente por trás do desenvolvimento da raiz lateral, Dickinson e sua equipe trataram as mudas com um corante que brilha quando a retina é ligada por uma proteína dentro de uma célula. À medida que a muda cresceu, pontos brilhantes apareceram perto da ponta da raiz principal. Logo depois, uma raiz lateral cresceria desses pontos brilhantes.
O processo se repetia em intervalos regulares à medida que a muda se desenvolvia, mostrando que o crescimento de uma raiz lateral era precedido por um pico na ligação retiniana.
Para confirmar suas descobertas, a equipe aplicou retinal diretamente na raiz primária das plantas. Mudas que receberam reforço retiniano desenvolveram mais raízes laterais do que o normal.
Para ter mais certeza, a equipe aplicou um composto que tornava as plantas incapazes de produzir retina e viu que essas mudas produziam muito poucas raízes laterais.
Eles então aplicaram retinal diretamente na raiz primária dessas mudas e, com certeza, as raízes laterais começaram a se desenvolver onde o retinal foi aplicado.
"Todas as formas como olhamos para esta questão foram muito positivas", disse Benfey.
"Se um embrião fica sem retina durante o seu desenvolvimento, ele terá defeitos de desenvolvimento", disse Benfey. "É surpreendentemente análogo ao que acontece com as plantas e suas raízes laterais."
E as semelhanças não param por aí: as células de um embrião animal dependem de proteínas especiais para agarrar a retina de seus arredores. As plantas produzem seus próprios retinóides, mas ainda precisam de proteínas especiais para ligá-los e ativar os processos de desenvolvimento.
A equipe de pesquisa descobriu que a proteína que as plantas usam para ligar a retina é um doppelganger daquela encontrada nas células animais. Eles são diferentes, mas têm uma estrutura e forma semelhantes.
"É muito emocionante ter encontrado o sinal que desencadeia o desenvolvimento da raiz e a proteína que o liga", disse Benfey.
Plantas e animais vertebrados são organismos muito diferentes, cujos caminhos evolutivos seguiram caminhos separados há mais de 1.500 milhões de anos. Descobrir que ambos usam compostos químicos intimamente relacionados para gerar novos tecidos durante seu desenvolvimento é um exemplo da natureza alcançando independentemente soluções semelhantes para problemas semelhantes em dois organismos muito diferentes, um fenômeno denominado "evolução convergente".
Os retinóides têm vários usos médicos, desde cremes para acne até terapia de câncer. Descobrir as maneiras exatas pelas quais eles regulam o desenvolvimento dos tecidos das raízes das plantas abre um novo conjunto de portas.
"Encontramos um novo caminho que fornece informações às células e as convence a construir um novo órgão em vez de fazer o trabalho que lhes foi atribuído inicialmente", disse Dickinson. "Então, talvez possamos pegar algo das plantas e usá-lo para entender melhor o que está acontecendo nos humanos."
