Notícia

Decifrando a proteômica das plantas

Cientistas mapearam cerca de 18.000 proteínas encontradas na planta modelo Arabidopsis thaliana

Will George, Flickr

Fonte

Universidade Tübingen

Data

quarta-feira, 18 março 2020 12:35

Áreas

Biologia. Botânica. Ecologia.

As plantas são essenciais para a vida na terra. Eles fornecem alimento para essencialmente todos os organismos, oxigênio para respiração e regulam o clima do planeta. As proteínas desempenham um papel fundamental no controle de todos os aspectos da vida. Sob a liderança da Universidade Técnica de Munique (TUM), uma equipe de cientistas mapeou cerca de 18.000 de todas as proteínas encontradas na planta modelo Arabidopsis thaliana.

Toda célula de qualquer organismo contém a informação genética completa de um ser vivo, codificada na sequência dos chamados blocos de construção de nucleotídeos do DNA. Mas como uma planta cria tecidos tão diversos quanto uma folha que converte luz em energia química e produz oxigênio, ou uma raiz que absorve nutrientes do solo?

A resposta está no padrão proteico das células do respectivo tecido. As proteínas são os principais agentes moleculares em todas as células. São biocatalisadores, transmitem sinais dentro e entre células, formam a estrutura de uma célula e muito mais.

“Para formar o padrão de proteínas, não é apenas importante quais proteínas estão presentes no tecido, mas também em que quantidades”, explica o Dr. Bernhard Kuster, professor de Proteômica e Bioanalítica da TUM. Por exemplo, as proteínas do mecanismo de fotossíntese são encontradas principalmente nas folhas, mas também nas sementes, mas em níveis mil vezes inferiores.

Plantas de laboratório como modelo para pesquisa básica

A equipe liderada pela Dra. Julia Mergner e pelo Prof. Bernhard Kuster examinou a planta-modelo Arabidopsis thaliana usando métodos bioquímicos e analíticos de alto rendimento para descobrir mais sobre a composição molecular, ou o que seria um “mapa molecular”.

Por 40 anos, essa erva com pequenas flores brancas tem sido o “rato de laboratório” da biologia vegetal. É pequena, geralmente pouco exigente e fácil de cultivar. Essas propriedades abriram o caminho para a sua presença frequente em genética e biologia molecular. O fato de que os conhecimentos da pesquisa básica sobre Arabidopsis geralmente podem ser transferidos para as plantas cultivadas também torna a planta interessante para a pesquisa de melhoramentos em vegetais.

A maioria dos dados foi gerada usando um método chamado cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em tandem, que permite a análise de milhares de proteínas em paralelo em um experimento, e os métodos de bioinformática ajudaram a analisar grandes quantidades de dados.

Arabidopsis: Atlas para a comunidade científica global

“Pela primeira vez, mapeamos de maneira abrangente o proteoma, ou seja, todas as proteínas dos tecidos da planta modelo Arabidopsis. Isso permite novas ideias sobre a complexa biologia das plantas”, explicou o Dr. Bernhard Kuster.

Todos os resultados do trabalho de pesquisa foram resumidos em um atlas virtual que fornece respostas iniciais para as perguntas:

  • Quantos dos aproximadamente 27.000 genes existem na planta como proteínas (> 18.000)?
  • Onde eles estão localizados dentro do organismo (por exemplo, flor, folha ou caule)?
  • Em que quantidades aproximadas as proteínas ocorrem?

Todos os dados estão disponíveis gratuitamente no banco de dados online ProteomicsDB, que já contém um catálogo de proteínas para o proteoma humano, que a mesma equipe da TUM decodificou em 2014.

Os resultados deste estudo foram publicados na revista científica Nature.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Tübingen (em inglês).

Fonte: Antje Karbe, Universidade Tübingen. Imagem: Arabidopsis thaliana. Fonte: Will George, Flickr.

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