Gene responsável por acumulação de arsênico em plantas é identificado (12/12/2014)

O arsênio é um elemento químico que pode provocar danos à saúde humana e está associado, inclusive, ao desenvolvimento de câncer. Quando um de seus compostos, a exemplo do arsênico, está presente no solo ou na água, naturalmente as plantas o absorvem e acumulam. Entretanto, os vegetais têm a habilidade de converter o arsênico em arsenito por meio de reações químicas que ocorrem nas raízes.

Essa conversão é a chave para eliminar a toxicidade da substância. Um grupo de cientistas da Universidade de Aberdeen (Reino Unido), da Academia Chinesa de Ciências (China), da Universidade Agrícola de Nanjing (China) e da Universidade Rothamsted (Reino Unido) estudou esse processo e encontrou o gene responsável por ele. O trabalho foi publicado na edição de dezembro da revista científica Public Library of Science (PLOS) Biology.

Por meio da análise do genoma da Arabidopsis thaliana, planta modelo muito usada em estudos científicos e cujo DNA é amplamente conhecido, os pesquisadores identificaram o gene que codifica a enzima responsável pela conversão e o denominaram High Arsenic Content 1 (HAC1). O estudo também revelou que a ausência desse gene fez com que o vegetal acumulasse arsênico em concentrações superiores às normais. Essa descoberta é importante para o processo de melhoramento genético das culturas que agora poderão gerar alimentos ainda mais saudáveis.

Autoridades de saúde asiáticas demonstram preocupação com o elevado nível de arsênico encontrado no arroz produzido por países como Bangladesh, China e India, onde o grão é um alimento básico para a população.

Fonte: PLOS, Dezembro de 2014

A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus

1. Felisa Wolfe-Simon¹,²,*,
2. Jodi Switzer Blum²,
3. Thomas R. Kulp²,
4. Gwyneth W. Gordon³,
5. Shelley E. Hoeft²,
6. Jennifer Pett-Ridge⁴,
7. John F. Stolz⁵,
8. Samuel M. Webb⁶,
9. Peter K. Weber⁴,
10. Paul C. W. Davies¹,⁷,
11. Ariel D. Anbar¹,³,⁸ and
12. Ronald S. Oremland²

+ Author Affiliations

1. ¹NASA Astrobiology Institute, USA.
2. ²U.S. Geological Survey, Menlo Park, CA, USA.
3. ³School of Earth and Space Exploration, Arizona State University, Tempe, AZ, USA.
4. ⁴Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, CA, USA.
5. ⁵Department of Biological Sciences, Duquesne University, Pittsburgh, PA, USA.
6. ⁶Stanford Synchrotron Radiation Lightsource, Menlo Park, CA, USA.
7. ⁷BEYOND: Center for Fundamental Concepts in Science, Arizona State University, Tempe, AZ, USA.
8. ⁸Department of Chemistry and Biochemistry, Arizona State University, Tempe, AZ, USA.

1. *To whom correspondence should be addressed. E-mail: felisawolfesimon@gmail.com

Abstract

Life is mostly composed of the elements carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, sulfur, and phosphorus. Although these six elements make up nucleic acids, proteins, and lipids and thus the bulk of living matter, it is theoretically possible that some other elements in the periodic table could serve the same functions. Here, we describe a bacterium, strain GFAJ-1 of the Halomonadaceae, isolated from Mono Lake, California, which substitutes arsenic for phosphorus to sustain its growth. Our data show evidence for arsenate in macromolecules that normally contain phosphate, most notably nucleic acids and proteins. Exchange of one of the major bioelements may have profound evolutionary and geochemical significance.