Pesquisador investiga metabolismo da cana-de-açúcar

Entender as redes de interações ligadas ao metabolismo da cana-de-açúcar é fundamental para o desenvolvimento da desejada planta mais produtiva do futuro. A plântula – embrião anterior à formação das primeiras folhas – pode ser um modelo útil para estudar a cana com essa abordagem de sistemas biológicos, de acordo com Marcos Buckeridge, do Departamento de Botânica do Instituto de Biociências (IB) da Universidade de São Paulo (USP).

Segundo Buckeridge, o Laboratório de Fisiologia Ecológica de Plantas (Laifeco) do IB-USP, fundado e dirigido por ele, tem realizado, em plântulas, estudos sobre o metabolismo dos carboidratos da cana-de-açúcar.

Ele apresentou um trabalho feito com plântulas e focado no papel da giberelina – um hormônio que estimula o alongamento e a divisão celular nas células de plantas – no metabolismo da cana-de-açúcar. O estudo correspondeu à tese de doutorado da pesquisadora Andrea Brandão, do Laifeco.

Segundo Buckeridge – um dos responsáveis pela seção de Biomassa do BIOEN e um dos coordenadores da área de biologia da Fapesp – a síntese de giberelina é necessária para que a plântula cresça, as células alonguem e a sacarose seja produzida.

– Quando inibimos a síntese do hormônio, a planta não produziu açúcar e a parede não se modificou. Quando aplicamos o hormônio, vimos que uma parte da planta estendeu mais do que a outra, o que é uma alteração importante na parede celular.

O estudo mostra que o modelo pode permitir o entendimento de mecanismos da extensão celular que são muito importantes para que a planta armazene o açúcar ao crescer.

– Essa abordagem também poderá ser importante para desenvolver o etanol celulósico, já que permite estudar os mecanismos de extensão da parede celular. Com esse conhecimento poderemos afrouxar essa parede e viabilizar a produção do etanol – disse.

De acordo com o cientista, o trabalho concluiu não apenas que a giberelina aumenta a quantidade de sacarose na cana e induz a mudanças na parede celular, mas também permitiu demonstrar que as plântulas são um bom modelo para estudar a divisão celular e a abordagem de sistemas biológicos.

– Precisamos muito de um modelo que permita entender melhor a bioquímica da cana-de-açúcar. Pouca gente trabalha com as plântulas, porque é muito difícil conseguir sementes. Mas a grande vantagem é que há um número menor de células, com uma bioquímica menos complicada e uma ótima possibilidade de conhecer a expressão gênica – explicou.

Os mecanismos presentes na plântula são muito parecidos com os que ocorrem na planta inteira.

– Por isso, quisemos lançar a idéia de utilizar a semente e a plântula como modelo para estudar alguns fenômenos de modo a, em seguida, passar ao colmo, à folha e à flor para entender melhor o funcionamento do sistema metabólico – disse.

O estudo, de acordo com Buckeridge, mostrou que o modelo de plântulas pode ajudar a entender a síntese da parede celular. Nessa fase da vida da planta, todo o aparato sintético está funcionando.

– A germinação é um período de intensificação de divisão celular e a giberelina é um indutor de divisão. A plântula é exatamente onde ocorre a síntese da parede, porque quando a célula se divide ela tem que fazer uma parede celular nova – explicou.

Para Buckeridge, ao entender a síntese das paredes celulares, os geneticistas e biólogos moleculares poderão desenvolver plantas com polissacarídeos atualmente inexistentes na cana-de-açúcar, mas que serão introduzidos a fim de facilitar a hidrólise do etanol celulósico.

– No futuro, com a transcriptômica e a metabolômica, com a simples aplicação de giberelina em plântulas poderemos ver como as redes de interação dos sistemas da planta mudam seu padrão de conexão – afirmou.