Como frutas ou flores produzem determinada coloração ou padrão de cores é uma questão que muitas vezes tem respostas complexas. Também pode parecer uma questão relativamente trivial. Mas não se deixe enganar - Barbara McClintock ganhou o famoso Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1983 por descobrir os transposons enquanto trabalhava no motivo pelo qual os grãos de milho costumam ter padrões de cores em mosaico. Portanto, essas perguntas 'triviais' podem realmente nos dizer muito sobre os mecanismos fundamentais de sustentação da biologia.

Semelhante aos grãos de milho mosaico, Green-Stripe (também conhecido como Green Zebra) é uma característica natural em tomates usados ​​para produzir cultivares de tomate com uma impressionante variedade de cores de frutas. Esse padrão de cores não é apenas atraente para os produtores de tomate e para o público comprador, mas também é considerado mais atraente para as aves espalhadoras de sementes. No entanto, o que causa esse padrão de cor nesses tomates é desconhecido. Em um artigo recente disponível em Acesso Aberto em Novo fitólogo, Genzhong Liu e colegas da China investigar a base genética para a variação de cores de tomates Green-Stripe.

Usando uma série complexa de experimentos genéticos, Liu e seus colegas identificam a presença da característica Green-Stripe em um único locus genético, que eles identificam como um gene chamado TOMATO AGAMOUS-LIKE 1 (TAGL1). TAGL1 codifica um fator de transcrição que já é conhecido por estar envolvido no desenvolvimento de frutos de tomate, mas seu envolvimento na característica Green-Stripe é uma nova descoberta. Surpreendentemente, plantas de tomate com ou sem o traço Green-Stripe não mostram diferença na sequência de codificação do gene TAGL1 ou nas regiões reguladoras imediatamente adjacentes.

Os autores, portanto, levantam a hipótese de que as diferenças entre as plantas com ou sem o traço Green-Stripe podem ser devidas a uma diferença epigenética (uma modificação hereditária reversível do DNA) no gene TAGL1 ou em suas regiões adjacentes. A característica Green-Stripe consiste na coloração irregular da fruta com base em listras verdes e listras verdes claras. Liu e seus colegas descobriram que a modificação epigenética da sequência upstream do gene TAGL1 é maior nas áreas de listras verdes em comparação com as áreas de listras verdes claras. Os autores então mostram que a modificação epigenética aprimorada a montante do TAGL1 regula negativamente sua expressão nas áreas de listras verdes da fruta em relação às áreas de listras verdes claras.

A fim de identificar como a expressão diferencial de TAGL1 em ​​frutas pode levar à variação de cores, Liu e seus colegas investigam que outros tipos de genes também podem ser expressos diferencialmente em padrões semelhantes. Eles descobriram que cerca de 90 genes envolvidos no desenvolvimento do cloroplasto são regulados positivamente em áreas com listras verdes em comparação com áreas verdes claras. Trabalhos adicionais vinculam diretamente a ação do TAGL1 à regulação negativa de alguns desses genes de desenvolvimento do cloroplasto. Assim, em áreas com faixas verdes, a baixa expressão de TAGL1 devido à modificação epigenética permite a expressão de genes de desenvolvimento de cloroplastos, resultando na pigmentação verde tão característica da clorofila. Nas áreas com listras verdes claras, a expressão de TAGL1 é maior devido à modificação epigenética reduzida, que atua diminuindo a expressão dos genes de desenvolvimento do cloroplasto e produz uma cor verde mais clara.

Liu e seus colegas fornecem um bom exemplo de vinculação de uma característica vegetal reconhecível por uma ampla variedade de pessoas a um evento distinto e ao nível do DNA, e fornecem uma ideia do que acontece entre eles. A herdabilidade das características das plantas é um princípio conhecido desde os tempos de Gregor Mendel, mas o conhecimento detalhado das diferentes maneiras pelas quais isso realmente acontece é muito mais recente para nós, apoiado pela agora ampla disponibilidade de técnicas genéticas e moleculares. Por muito tempo pode continuar!