Veja a transferência de gene conhecida de planta para inseto identificada
Uma praga agrícola perniciosa deve parte de seu sucesso a um gene roubado de sua planta hospedeira há milhões de anos. A descoberta, relatada hoje na célula, é o primeiro exemplo conhecido de transferência natural de um gene de uma planta para um inseto. Isso também explica um motivo pelo qual a mosca-branca Bemisia tabaci é tão adepta da mastigação de plantações: o gene que ela roubou das plantas permite que ela neutralize uma toxina que algumas plantas produzem para se defender contra insetos.
Os primeiros trabalhos sugerem que a inibição desse gene pode tornar as moscas brancas vulneráveis à toxina, fornecendo uma rota potencial para o combate à praga. “Isso expõe um mecanismo pelo qual podemos inclinar a balança a favor da planta”, diz Andrew Gloss, que estuda as interações planta-praga na Universidade de Chicago em Illinois. “É um exemplo notável de como o estudo da evolução pode informar novas abordagens para aplicações como proteção de cultivos.”
A
diminuta mosca-branca - que está mais intimamente relacionada aos pulgões do
que às moscas - causa estragos na agricultura em todo o mundo. Bemisia
tabaci está entre as pragas de plantas mais destrutivas: as
moscas-brancas fornecem seiva açucarada de centenas de tipos de plantas, ao
mesmo tempo que excretam uma substância pegajosa e doce chamada melada, que
serve como criadouro de mofo. As moscas-brancas também são vetores de mais
de 100 vírus de plantas patogênicas.
Genes roubados
O
fato de algumas espécies de mosca-branca poderem dever parte de suas proezas
predatórias a genes de outros organismos não é totalmente surpreendente, porque
o roubo genético é comum na corrida armamentista entre as plantas e suas
pragas. Ao longo de milhões de anos, tanto plantas quanto insetos
emprestaram muito dos genomas microbianos, às vezes usando seus genes
recém-adquiridos para desenvolver estratégias defensivas ou ofensivas.
Alguns
insetos, como a broca do café ( Hypothenemus hampei ),
saquearam genes microbianos para extrair mais nutrição das paredes celulares de
plantas difíceis de digerir 2 e um
parente selvagem do trigo roubou um gene fúngico para combater uma doença
fúngica chamado de praga 3 . Mas
as plantas e os insetos não eram conhecidos por roubar uns dos outros antes.
O entomologista Youjun Zhang da Academia Chinesa de Ciências Agrícolas em Pequim e seus colegas estavam vasculhando o genoma de B. tabaci em busca de genes roubados, quando encontraram um que parecia não ter evoluído em outros insetos ou micróbios, mas em plantas.
Um
estudo posterior mostrou que o gene pode transferir um grupo químico para
compostos defensivos chamados glicosídeos fenólicos. Esses compostos são
produzidos por muitas plantas, incluindo tomates, para evitar pragas. Mas
a modificação causada pelo gene da mosca branca tornou os compostos
inofensivos.
Para
testar a hipótese, a equipe projetou plantas de tomate para produzir uma molécula
de RNA de fita dupla capaz de interromper a expressão do gene da mosca-branca. Quase
todas as moscas brancas que posteriormente se alimentaram dessas plantas de
tomate adulteradas morreram.
Esse
resultado sugere um novo meio de atingir as moscas brancas, diz Jonathan
Gershenzon, ecologista químico do Instituto Max Planck de Ecologia Química em
Jena, Alemanha. “Oferece uma enorme chance de ser específico”, diz ele. “Você
poderia manter as moscas brancas longe, mas não prejudicar os insetos
benéficos, como os polinizadores.”
Batalha plantas-pragas
A
transferência de genes entre espécies pode ser difícil de provar, diz o
co-autor do estudo Ted Turlings, ecologista químico da Universidade de
Neuchâtel, na Suíça. Para fazer isso, Zhang, Turlings e seus colegas
analisaram as sequências de genes semelhantes em plantas e determinaram que o
gene da mosca-branca era seu parente evolucionário. A equipe também
realizou análises para mostrar que o gene estava integrado ao genoma da
mosca-branca e não era resultado de amostras contaminantes de DNA de plantas.
Os
resultados foram surpreendentes, mas convincentes, diz Yannick Pauchet,
entomologista molecular também do Instituto Max Planck de Ecologia Química. “De
acordo com os dados que eles fornecem, a transferência horizontal de genes é a
explicação mais parcimoniosa”, diz ele.
Mas
como a mosca branca conseguiu roubar um gene de planta não está claro. Uma
possibilidade, diz Turlings, é que um vírus tenha servido como intermediário,
transportando material genético de uma planta para o genoma da mosca-branca.
Conforme
os pesquisadores sequenciam mais genomas, é possível que eles descubram mais
exemplos de transferência de genes entre plantas e animais, diz Gloss.
“Os insetos que tiram os genes das próprias plantas são apenas a última parte do arsenal que ainda não havíamos encontrado”, diz ele. “Na batalha entre as plantas e suas pragas de insetos ou patógenos, há genes sendo extraídos de toda a árvore da vida.”
Acuña, R. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 109 , 4197–4202 (2012)
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