Como as plantas controlam epigeneticamente os seus ingredientes activos

A equipa de investigação liderada pelo Professor Claude Becker, geneticista da Faculdade de Biologia da LMU, descobriu agora um grupo de genes que é responsável pela síntese de withanolides na cereja da terra (Physalis grisea). O estudo foi efectuado em colaboração com parceiros do Instituto Max Planck de Fisiologia Molecular das Plantas em Golm e da Universidade de Hohenheim e foi recentemente publicado na revista científica PNAS. "No genoma, agrupamentos de genes como o que identificámos albergam os genes que codificam as enzimas de uma via biossintética num espaço muito reduzido", explica Becker. "Estes agrupamentos asseguram a regulação conjunta e a herança destes genes relacionados".

No caso do grupo das withanolidas, a equipa encontrou uma duplicação no genoma. Os dois subagrupamentos resultantes formam duas unidades funcionalmente separadas: Um é ativo exclusivamente nas raízes e o outro apenas nos tecidos vegetais acima do solo. "O que nos surpreendeu foi o facto de a separação espacial e funcional das duas unidades parecer ser regulada epigeneticamente", diz Becker. As duas versões do cluster diferem assim entre si em termos de estrutura local e de modificações químicas do material genético. Os investigadores supõem que esta separação permite à planta construir uma defesa química adaptada nos tecidos acima e abaixo do solo.

Através de análises genómicas comparativas, a equipa também conseguiu mostrar que a duplicação do grupo de genes só ocorreu no grupo das cerejas de bexiga e nos seus parentes próximos, enquanto o próprio grupo é fortemente conservado na família das beladonas, mas está ausente nos géneros do tomate e da batata. "O nosso estudo fornece os primeiros conhecimentos sobre a produção do grupo diversificado e multifuncional das withanolidas, fornecendo assim a base para o desenvolvimento potencial de pesticidas alternativos e de ingredientes farmacêuticos activos", afirma Becker.