Garoto conhece garota. Menino fertiliza menina. Patter de pés minúsculos. Essa é a história da paixão animal. Mas para plantas com flores, é diferente. O pólen encontra o estigma. O pólen germina, forma um longo tubo polínico que cresce no ovário e libera dois espermatozoides no gametófito feminino. E é aí que fica interessante.
Um espermatozoide fertiliza o gametócito para formar o embrião – uma nova planta bebê. A outra se funde com outra célula para formar um núcleo triplóide que se desenvolve no endosperma, um tecido rico em nutrientes que alimenta o embrião em desenvolvimento. Este processo é chamado fertilização dupla, e é assim que todas as plantas com flores produzem sementes. É uma forma complicada de fazer sexo, mas parece funcionar para as angiospermas. Pelo menos, tem feito isso por mais de 200 milhões de anos. Mas e se der errado?
Durante a polinização e o crescimento do tubo polínico, os gametófitos masculinos são expostos a estresse ambiental e agentes mutagênicos, como luz ultravioleta e radiação ionizante. O que acontece se estiverem danificados? O DNA deles pode ser reparado?
Para descobrir, os pesquisadores usaram um feixe de íons de carbono para irradiar o pólen bicelular de Cyrtanthus mackenii e induzir quebras de fita dupla no DNA. A dose de radiação utilizada não teve efeito inibitório no crescimento do tubo polínico, mas o ciclo celular dos grãos de pólen irradiados parou na etapa da metáfase. No entanto, a boa notícia foi que as quebras de DNA de fita dupla no pólen danificado poderiam ser reparadas. Isso é importante quando a luz solar forte incide sobre os grãos de pólen expostos na superfície das anteras, nas costas das abelhas ou sobre um estigma durante a germinação. É uma das razões pelas quais as plantas com flores têm obtido sucesso nos últimos 200 milhões de anos. E agora sabemos um pouco mais sobre como funciona esse processo de reparo essencial.
Abstrato:
Os gametófitos masculinos das plantas são expostos ao estresse ambiental e agentes mutagênicos durante o processo de dupla fertilização e, portanto, precisam reparar o dano no DNA para transmitir a informação genômica para a próxima geração. No entanto, a resposta ao dano do DNA nos gametas masculinos ainda não está clara. No presente estudo, analisamos a resposta ao dano no DNA nas células generativas de Cyrtanthus mackenii durante o crescimento do tubo polínico. Um feixe de íons de carbono, que pode induzir quebras de fita dupla (DSBs) do DNA, foi usado para irradiar o pólen bicelular e, em seguida, os grãos de pólen irradiados foram cultivados em um meio de cultura líquido. Os gametas masculinos foram isolados dos tubos polínicos cultivados e usados para análise de imunofluorescência. Embora efeitos inibitórios no crescimento do tubo polínico não tenham sido observados após a irradiação, a formação de células espermáticas diminuiu significativamente após a irradiação com altas doses. Após irradiação de alta dose, a progressão do ciclo celular de células generativas foi interrompida na metáfase na mitose do pólen II, e focos H2AX fosforilados (γH2AX), um indicador de DSBs, foram detectados na maioria das células interrompidas. No entanto, esses focos não foram detectados em células que já passaram da metáfase. A progressão do ciclo celular em células generativas irradiadas é regulada pelo checkpoint de montagem do fuso, e a modificação das histonas ao redor dos DSBs foi confirmada. Esses resultados indicam que, durante o crescimento do tubo polínico, as células generativas podem reconhecer e gerenciar lesões genômicas usando vias de resposta a danos no DNA. Além disso, o número de células generativas com focos γH2AX diminuiu com o prolongamento da cultura, sugerindo que os DSBs nas células generativas são reparados.
