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Desvendado mecanismo molecular de desenvolvimento do tomate

MicroRNAs regulam a transformação dos ovários e podem até produzir frutos sem sementes

RODRIGO DE OLIVEIRA ANDRADE | Edição Online 18:00 28 de agosto de 2017

 

Frutos como este conseguiram se desenvolver nas plantas transgênicas de tomateiro mesmo sem a formação de sementes

Mesmo quem que não gosta de tomate dificilmente escapa de seu molho, usado em uma diversidade de receitas. Por ser um ingrediente tão versátil, é também amplamente produzido e estudado. Há alguns anos pesquisadores da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP) investigam os mecanismos moleculares envolvidos no processo de fecundação e frutificação do tomate. Em um estudo publicado este mês na revista The Plant Journal, eles deram mais um passo nessa direção. Sob coordenação do engenheiro agrônomo Fábio Nogueira, o grupo verificou que pequenas moléculas de RNA são fundamentais na transformação do ovário, que fica dentro da flor, em fruto.

Por muito tempo pensou-se que os hormônios vegetais auxina e giberelina seriam os únicos responsáveis por regular a frutificação e a formação das sementes dos frutos. A partir de análises realizadas com uma variedade de tomateiro em miniatura chamada Micro-Tom (ver Pesquisa FAPESP n° 135), os pesquisadores verificaram que o processo é um pouco mais complexo. Uma molécula de microRNA, conhecida como miR159, é também responsável por regular o desenvolvimento dos óvulos e sua transformação em sementes.

O mesmo grupo já havia observado que a produção em excesso de outro microRNA, o miR156, gerava tomates deformados dos quais brotam outros frutos e até mesmo folhas ou flores. Agora, a partir do trabalho de doutorado do biólogo Eder Marques da Silva, da Esalq-USP, eles constataram que o microRNA159 regula o fator de transcrição GAMYB1, o qual pertence a classe de proteínas responsável pelo amadurecimento das células, um processo extremamente complexo, em que diversas vias moleculares interagem e muitas vezes se influenciam mutuamente. Assim, ao agir sobre o GAMYB1, essa molécula de RNA também regula a resposta celular aos hormônios auxina e giberelina nos frutos em desenvolvimento, formando um efeito cascata.

“A principal novidade do estudo é mostrar que o microRNA159 e o GAMYB1 controlam o desenvolvimento dos óvulos e, consequentemente, das sementes dos tomates”, explica Nogueira. Eles também manipularam a atividade desse RNA, gerando tomateiros transgênicos capazes de produzir frutos sem sementes. “Foi uma surpresa verificar que mesmo interrompendo essa cascata molecular e impedindo a formação de sementes, o fruto conseguiu se desenvolver nas plantas de tomateiro modificadas geneticamente”, diz. “Esse achado é importante porque, de modo geral, frutos só se desenvolvem quando produzem sementes.”

Segundo ele, os tomates transgênicos sem sementes que seu grupo desenvolveu têm tamanho e forma similares aos tomates convencionais. “No entanto, ainda estamos avaliando os frutos geneticamente modificados em termos de teor de açúcares totais e outros parâmetros agronomicamente relevantes para verificar se eles têm condições de serem levados ao mercado consumidor”, informa.

Projetos
1.
Avaliação da contribuição da via de regulação do gene SlyGAMYB1 pelo microRNA159 no desenvolvimento de órgãos laterais e formação de frutos em tomateiro Micro-Tom (Solanum lycopersicum) (nº 13/02469-6); Modalidade Bolsa de Doutorado; Pesquisador responsável Fábio Tebaldi Silveira Nogueira (USP); Investimento R$ 118.428,97.
2. Superexpressão do SlyMIR159 altera do desenvolvimento floral e promove formação de frutos partenocárpicos em tomateiro (nº 15/14286-9); Modalidade Bolsa no Exterior — Doutorado; Pesquisador responsável Fábio Tebaldi Silveira Nogueira (USP); Investimento R$ 34.138,08.
3. Estudo funcional de vias reguladas pelos microRNAs miR159 e miR319 durante o desenvolvimento de flores e frutos de tomateiro (nº 15/17892-7); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisador responsável Fábio Tebaldi Silveira Nogueira (USP); Investimento R$ 108.561,05.

Artigo científico
SILVA, E. M. et al. microRNA159-targeted SlGAMYB transcription factors are required for fruit set in tomato. The Plant Journal. ago. 2017.


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