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Cientistas do Laboratório Sainsbury da Universidade de Cambridge (SLCU) fizeram uma descoberta inovadora, revelando que fungos simbióticos e patogênicos, apesar de serem parentes distantes, empregam um grupo semelhante de proteínas para manipular e habitar plantas. Esta pesquisa, que comparou proteínas secretadas por esses fungos usando tecnologia avançada de IA, lança luz sobre os mecanismos subjacentes às interações planta-fungo. As descobertas têm implicações significativas para a agricultura e os ecossistemas naturais, uma vez que a compreensão destas ferramentas moleculares pode melhorar as relações potencialmente benéficas entre plantas e fungos, ao mesmo tempo que apresenta riscos de aumento da susceptibilidade a agentes patogénicos.
Sebastian Schornack e sua equipe de pesquisa na SLCU se dedicam a identificar e caracterizar novos efetores de micorrizas arbusculares (AM), que são proteínas secretadas por fungos simbióticos para facilitar sua colonização nas raízes das plantas. Na sua busca para desvendar as estratégias utilizadas por fungos patogénicos e simbióticos, a equipa utilizou o programa de computador AlphaFold2 AI, uma ferramenta poderosa para prever estruturas proteicas. Isto permitiu-lhes comparar as proteínas secretadas por fungos simbióticos e patogênicos, levando à descoberta de um grupo estruturalmente semelhante de proteínas codificadas nos genomas de ambos os tipos de fungos.
As descobertas do estudo têm implicações de longo alcance para a saúde das plantas e a agricultura. Os fungos simbióticos, como os fungos AM, desempenham um papel crucial na absorção de nutrientes, na promoção do crescimento das plantas e na defesa contra patógenos. Por outro lado, fungos patogênicos, como Fusarium oxysporum, são patógenos destrutivos que ameaçam culturas importantes como banana e dendezeiros. A identificação de proteínas compartilhadas, conhecidas como proteínas de domínio duplo de Fusarium oxysporum lycopersici (FOLDs), sugere que essas proteínas contribuem para a capacidade de fungos simbióticos e patogênicos habitarem as plantas com sucesso.
O Dr. Schornack enfatiza que, embora o aumento das relações AM nas culturas possa beneficiar o crescimento das plantas, também pode aumentar a sua vulnerabilidade a agentes patogénicos. Esta descoberta levanta questões sobre a presença e função destas proteínas em fungos simbióticos e as potenciais implicações para as interações planta-micróbio.
Compreender a diversidade e a semelhança dos efetores utilizados tanto pelos simbiontes como pelos patógenos é crucial para desvendar os meandros das interações planta-micróbio. Embora as proteínas efetoras nas relações planta-patógeno sejam relativamente bem estudadas, nosso conhecimento das interações planta-simbionte, como aquelas que envolvem fungos AM, é limitado. Descobrir os vários efetores envolvidos na relação planta-simbionte é o foco principal da pesquisa em andamento da Equipe Schornack.
Esta investigação inovadora foi possível graças ao financiamento da Fundação de Caridade Gatsby, da Royal Society e do Conselho Europeu de Investigação.