Itaconato identificado como regulador do crescimento em milho

Cientistas descobriram que o itaconato também age nas plantas. O composto, derivado do ciclo de Krebs, atua como um regulador da expressão gênica e modificações proteicas em espécies vegetais. Sua presença endógena foi confirmada em milho e Arabidopsis. A descoberta expande horizontes sobre o metabolismo vegetal.

A aplicação externa de itaconato gerou efeitos divergentes. No milho, estimulou o crescimento da parte aérea. Na Arabidopsis, inibiu a formação e divisão celular nas raízes.

As respostas foram dose-dependentes. Concentrações elevadas suprimiram divisões celulares e o alongamento radicular. Ao usar uma linhagem marcadora de ciclo celular, foi evidente a queda no número de células em divisão ativa após tratamento com o composto.

Itaconato também alterou os níveis de ATP, clorofila e resposta a estresses abiotícos. Em Arabidopsis, reduziu clorofila e níveis de peróxido de hidrogênio. O composto inibiu vias hormonais de citocinina e alterou a sinalização de ácido abscísico. Em interação com estresses por sal e manitol, não houve efeito adicional, indicando sobreposição de mecanismos.

O estudo usou diversas técnicas moleculares. Análises transcriptômicas revelaram centenas de genes alterados. Vias de fotossíntese e resposta oxidativa emergiram como afetadas. Proteínas cruciais, como SDH1-1 e ABA1, mostraram afinidade com o itaconato.

A abordagem quimioproteômica detectou modificações em cisteínas de enzimas do ciclo do carbono e da glicólise. Algumas dessas proteínas também sofrem modificação em macrófagos humanos.

XAL2, fator de transcrição chave no desenvolvimento radicular, teve expressão reduzida. Mutantes para esse gene mostraram resistência ao itaconato. Linhagens com superexpressão exibiram resposta contrária: crescimento radicular aumentou sob itaconato.

Para testar sua produção endógena, os cientistas introduziram o gene IRG1 em Arabidopsis. As plantas resultantes exibiram caules mais altos e maior concentração de itaconato. Curiosamente, essas linhagens apresentaram crescimento favorecido, não suprimido, sugerindo que a origem e o contexto da produção influenciam os efeitos do composto.

O estudo aponta o itaconato como elo entre metabolismo, estresse e regulação hormonal. Sua atuação em vias centrais pode abrir caminho para aplicações agrícolas. Mas ainda faltam pistas sobre o gene que o sintetiza nas plantas.

Mais informações em doi.org/10.1126/sciadv.adt7463