Pesquisadores da Universidade de Duke fizeram um avanço na compreensão de como certas proteínas bacterianas prejudiciais, conhecidas como AvrE/DspE, causam doenças nas culturas. Essas proteínas foram descobertas como criadoras de canais nas plantas, levando a infecções. No entanto, utilizando previsões de inteligência artificial, a equipe de pesquisa descobriu nanopartículas que podem bloquear esses canais, efetivamente prevenindo que as bactérias causem danos. Essa descoberta tem o potencial de salvar a economia global dos 220 bilhões de dólares perdidos anualmente devido a doenças nas plantas.

Por mais de duas décadas, o biólogo Sheng-Yang He e sua equipe têm estudado as moléculas que os patógenos das plantas usam para causar doenças em diversas culturas. Uma família de proteínas injetadas, AvrE/DspE, tem sido de particular interesse. Essas proteínas foram descobertas por suprimir os sistemas imunológicos das plantas e causarem manchas escuras encharcadas de água nas folhas, indicando infecção. Apesar de sua importância, muitas perguntas sobre como essas proteínas funcionam ficaram sem resposta.

Para lidar com esse problema, os pesquisadores recorreram a um programa de computador chamado AlphaFold2, que utiliza inteligência artificial para prever a forma tridimensional das proteínas. Mapas 3D gerados por computador das proteínas AvrE/DspE revelaram uma forma semelhante a um canudo com um talo cilíndrico. Isso levou os pesquisadores a hipotetizar que essas proteínas podem criar canais para perfurar a membrana celular da planta e ter acesso ao seu interior.

Uma análise mais detalhada mostrou que o núcleo interno da estrutura da proteína tem uma afinidade especial pela água, indicando que poderia criar um canal de água dentro da planta. Para testar essa hipótese, os pesquisadores adicionaram leituras genéticas das proteínas bacterianas a ovos de rã e observaram que os ovos incharam e explodiram quando expostos a uma solução salina diluída.

Para desativar essas proteínas bacterianas, os pesquisadores experimentaram com nanopartículas esféricas minúsculas chamadas dendrímeros de PAMAM. Através do teste de partículas de diferentes tamanhos, eles identificaram uma que poderia potencialmente bloquear a proteína do canal de água produzida pelas bactérias e prevenir a infecção.

Esse avanço tem implicações significativas para a agricultura, pois fornece um método potencial para neutralizar as proteínas bacterianas prejudiciais e prevenir doenças nas plantas. O uso de nanopartículas para bloquear os canais criados por essas proteínas poderia gerar importantes economias e garantir a segurança alimentar global.

Fontes:
-Nature: [URL]