Vendo o interior das plantas em 3D

Vendo o interior das plantas em 3D

O novo PHYTOMap mostra dezenas de genes no tecido vegetal em 3D, o que pode fornecer pistas sobre como as plantas reagem às mudanças climáticas e ajudar os cientistas a melhorar a resiliência das culturas

LA JOLLA—A vida celular dentro de uma planta é tão vibrante quanto a flor. Em cada tecido vegetal – da ponta da raiz à ponta da folha – existem centenas de tipos de células que transmitem informações sobre necessidades funcionais e mudanças ambientais. Agora, uma nova tecnologia desenvolvida pelos cientistas da Salk pode capturar esse mundo interno das plantas em uma resolução sem precedentes, abrindo as portas para a compreensão de como as plantas respondem a um clima em mudança e levando a colheitas mais resistentes.

O método, chamado PHYTOMap, pode capturar tecidos vegetais inteiros (como toda a ponta da raiz), em vez de uma pequena fatia e fornece informações sobre as complexas conversas biológicas entre as células que são difíceis em duas dimensões.

O método foi detalhado em plantas Natureza em 12 de junho de 2023, e os pesquisadores esperam que o PHYTOMap seja rapidamente popularizado pela comunidade científica global.

“O PHYTOMap nos permite examinar dezenas de genes de plantas e ver quais células expressam esses genes, como as células influenciam umas às outras e como a arquitetura do tecido influencia essas células”, diz Salk Professor José Ecker, diretor do Laboratório de Análise Genômica e pesquisador do Howard Hughes Medical Institute. “Podemos então usar essas respostas para melhorar as colheitas, prever as reações das plantas às mudanças climáticas e muito mais.”

As técnicas de imagem existentes podem visualizar apenas um pequeno número de genes em um tipo de tecido vegetal e requerem a alteração da composição genética das plantas (criando linhas transgênicas). O PHYTOMap (abreviação de mapa de expressão gênica baseado em hibridização de plantas) permite que os pesquisadores estudem dezenas de genes simultaneamente sem qualquer manipulação genética demorada da planta.

“O PHYTOMap foi capaz de mapear vários genes específicos de tipo de célula em locais esperados de pontas de raízes em 3D”, diz Tatsuya Nobori, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Ecker. “Agora, podemos usar o PHYTOMap para fazer perguntas mais complexas, como como diferentes tipos de células respondem e reagem uns aos outros e ao seu ambiente?”

Além de poderoso, o PHYTOMap também é acessível – a técnica usada é relativamente padronizada e o custo associado é relativamente mínimo.

“Com o PHYTOMap, poderemos fazer muitas novas perguntas biológicas. Mal posso esperar para usar o método para ver como as plantas interagem com os microorganismos ao redor”, diz Nobori.

“O PHYTOMap torna a visualização de células em tecidos vegetais muito mais fácil – não há necessidade de alterar a composição genética da planta, não há necessidade de sinalizar células com marcadores coloridos”, diz Ecker, que também é presidente do Salk International Council in Genetics. “Estou animado para ver como o PHYTOMap impulsiona os esforços para entender a regulação dos genes das plantas durante o desenvolvimento normal e sob várias condições ambientais, bem como pode informar a otimização da agricultura.”

No futuro, o laboratório Ecker usará o PHYTOMap para entender melhor a regulação das populações de células em vários tecidos vegetais para, eventualmente, projetar culturas mais resistentes às mudanças climáticas.

Outros autores incluem Marina Oliva e Ryan Lister, da University of Western Australia.

O trabalho foi financiado por uma bolsa de estudos de longo prazo do Human Frontiers Science Program (LT000661/2020-L) e pelo Howard Hughes Medical Institute.

Protocolo: Protocols.io
Título: PHYTOMap em pontas de raiz de Arabidopsis
Autores: Tatsuya Nobori, Joseph Ecker
link: https://www.protocols.io/view/phytomap-in-arabidopsis-root-tips-rm7vzbp4xvx1/v1

DOI: 10.1038/s41477-023-01439-4