Uma notícia familiar é que biólogos descobriram o gene para… Mas às vezes a história é mais complicada. Carl Procko e colegas usou ferramentas de edição genética CRISPR para modificar plantas Venus Flytrap pela primeira vez, conforme relatado em Current Biology. Ao alterar os genes desencadeadores do cabelo, eles tiveram como objetivo desvendar como essas plantas carnívoras percebem o toque da presa para fechar suas armadilhas. Compreender a biologia poderia permitir uma melhor compreensão da sinalização em muitas plantas.
As Flytraps de Vênus desenvolveram uma biologia engenhosa para transformar suas folhas em armadilhas para capturar presas de insetos. Os pêlos-gatilho que se projetam das folhas sentem o toque dos insetos que pousam. Isso inicia sinais elétricos que fazem com que os dois lóbulos se fechem ao redor da vítima em uma fração de segundo.
Procko e colegas examinaram dois genes chamados PACTOR-MOSCA 1 e 2. Os genes parecem estar ligados ao Planta carnívora sistema de sinalização. Os cientistas decidiram investigar como os genes contribuem para os sentidos da planta, desativando-os. Usando um método de edição genética, CRISPR-Cas9, eles puderam desativar os genes e ver o que aconteceu com as plantas.
Inicialmente, eles encontraram um pequeno problema. Eles usaram uma pipeta conectada a um micromanipulador. Usando isso, eles poderiam dobrar os fios de cabelo da planta entre 5° e 30°. Eles descobriram que não conseguiam identificar a diferença entre as plantas padrão e os mutantes sem o FLYCATCHER 1. Este resultado foi um problema. Procko e colegas escrevem.
A falta de uma diferença detectável flyc1 folhas mutantes em nosso ensaio baseado em toque áspero podem ser devidas ao desvio dos fios de gatilho serem grandes o suficiente para superar quaisquer defeitos sutis na perda sensorial. Na verdade, o gatilho é extremamente sensível e pode detectar uma deflexão angular de apenas alguns graus. Como tal, para avaliar mais detalhadamente a capacidade da folha de responder à estimulação mecânica, desenvolvemos um novo ensaio baseado em ultrassom. Armadilhas abertas e destacadas foram colocadas com um lóbulo da folha apoiado em gel de ultrassom sobre um transdutor de 2 cm de diâmetro. A estimulação mecânica foi então aplicada na forma de ondas de ultrassom mecânicas pulsadas de aumento de pico de pressão negativa (PNP) até o fechamento da armadilha.
Procko et al. 2023
Os resultados mostraram armadilhas para moscas com genes de cabelo mutantes ainda eram capazes de se fechar quando os insetos pousavam sobre eles. No entanto, eles precisavam de pulsos de ultrassom mais fortes para se fecharem em comparação com as plantas normais. Isso sugere PAPA-MOSCA os genes contribuem, mas não são os únicos responsáveis, pela sensação de toque. Em vez de PAPA-MOSCA sendo os genes os genes para os sinais das armadilhas, parece haver redundância com outros genes não identificados envolvidos. Esta redundância é um enigma, dizem Procko e colegas:
Por que a flytrap de Vênus exigiria vários canais iônicos mecanossensoriais para detecção de toque de presa? Talvez altos níveis de redundância entre canais mecanossensoriais sejam importantes para gerar um sistema sensorial robusto necessário para a captura de presas. Este sistema é importante para apoiar a aquisição de nutrientes nos solos pobres em nutrientes em que a planta cresce. Na verdade, o pêlo do gatilho é extremamente sensível e pode responder à força de presas muito pequenas, como as formigas.
Procko et al. 2023
Estas descobertas não só desvendam a biologia da Venus Flytrap, mas também demonstram o potencial para modificar geneticamente esses carnívoros únicos pela primeira vez usando CRISPR. É improvável que Procko e seus colegas estejam fazendo isso com a intenção de projetar armadilhas para moscas mais eficazes no futuro – a menos que não gostem seriamente dos cientistas do laboratório vizinho. No entanto, o tempo de reação extremo na sinalização da Venus Flytrap torna-a adequada para testar como as plantas reagem ao ambiente.
LEIA O ARTIGO
Procko, C., Wong, WM, Patel, J., Mousavi, SAR, Dabi, T., Duque, M., Baird, L., Chalasani, SH e Chory, J. (2023) “Análise mutacional de canais iônicos mecanossensíveis na planta carnívora Flytrap de Vênus" Current Biology, 33(15), pp. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.06.048.
Capa: Flytrap de Vênus. Imagem: canva.
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