Cientistas do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL) desenvolveram uma tecnologia de biossensor que permite a visualização e o rastreamento em tempo real da atividade do ácido ribonucleico (RNA) dentro de células vegetais vivas. Este método inovador combina uma técnica de splicing molecular com uma proteína marcadora fluorescente.
Esta nova abordagem permite que os pesquisadores detectem e monitorem mudanças no RNA e na expressão gênica em tempo real. Ele fornece uma ferramenta valiosa para aprimorar a bioenergia e as culturas alimentares e identificar modificações indesejadas em plantas, patógenos e pragas. O RNA, uma molécula de sinalização, traduz o código do DNA em componentes funcionais como proteínas, que são cruciais para o crescimento das plantas e a resposta ao estresse.
O biossensor desenvolvido pelo ORNL monitora continuamente os níveis de RNA em plantas vivas, substituindo o método tradicional de coleta, processamento e análise de tecidos. De acordo com Xiaohan Yang, líder do projeto no ORNL, o biossensor oferece "insights em tempo real sobre como as células se reprogramam em nível molecular sob condições ambientais variáveis, como seca ou doença".
O biossensor funciona dividindo um ribozima - uma molécula de RNA que catalisa o splicing de RNA - em duas partes inativas. Essas partes são então anexadas a sequências de RNA guia que se ligam a um alvo de RNA específico dentro da célula vegetal. Quando o RNA guia encontra seu alvo, as partes do ribozima se unem novamente, ativando uma proteína repórter que produz fluorescência visível. Essa fluorescência indica a localização e a abundância do RNA. A funcionalidade do biossensor foi demonstrada pela detecção de um vírus que infecta uma planta de tabaco e pela revelação da atividade gênica em *Arabidopsis*. O sistema pode detectar a atividade gênica de células individuais ao nível do tecido em toda a planta, incluindo folhas, raízes, flores e caules.
Paul Abraham, coautor e gerente da Área de Foco em Ciência de Design e Engenharia de Ecossistemas Seguros (SEED SFA) do DOE, observou a utilidade do biossensor na observação de quando e onde uma planta começa a se reprogramar em resposta a condições como a seca. Jerry Tuskan, coautor e diretor do Centro de Inovação em Bioenergia do DOE, acrescentou que a versatilidade do biossensor se estende da genômica funcional aprimorada a aplicações práticas, como a triagem do desempenho de plantas para a detecção precoce de patógenos ou outras respostas ao estresse.
O trabalho do ORNL visa promover inovações para combustíveis, produtos químicos e materiais domésticos, acessíveis e de base biológica, com base em seu histórico de pesquisa biológica e genética. Paul Langan, diretor associado do laboratório, destacou que a descoberta do RNA mensageiro se originou com biólogos e químicos do ORNL na década de 1950. O projeto recebeu apoio do SEED SFA e do Centro de Inovação em Bioenergia, com financiamento do programa de Pesquisa Biológica e Ambiental do Escritório de Ciência do DOE.