O arsênio (As) é um metaloide tóxico cuja contaminação crescente no solo se tornou uma preocupação importante para a saúde pública. No entanto, nanopartículas de dióxido de cério (CeO2 NPs) mostraram potencial para ajudar na fitoestabilização de solos poluídos por metais. Em um experimento em vasos, a toxicidade do As (nas concentrações de 30 e 70 mg por kg de solo) reduziu o crescimento, os pigmentos fotossintéticos, as trocas gasosas, a estabilidade das membranas celulares e o teor relativo de água em plantas de Catharanthus roseus. Além disso, o estresse causado pelo As aumentou os níveis de malondialdeído (MDA), de As e de peróxido de hidrogênio (H2O2) nessas plantas. Por outro lado, a aplicação de CeO2 NPs (80 mg por litro) melhorou significativamente o sistema antioxidante da planta, aumentou o crescimento, a produção de pigmentos fotossintéticos, o teor de prolina e as trocas gasosas, além de regular a expressão de genes relacionados ao estresse (STR, DAT, PRX1 e GS) sob condições de estresse por As. A aplicação foliar de CeO2 NPs reduziu a absorção e o transporte de As do solo para os tecidos da planta. Além disso, o fornecimento externo de CeO2 NPs reduziu em 21,2% o MDA, em 10,2% o H2O2 e diminuiu a absorção de As nos tecidos da parte aérea em 25,3% e nas raízes em 17,7% nas plantas de C. roseus expostas ao maior estresse de As (70 mg/kg). Portanto, as CeO2 NPs mostraram grande potencial para melhorar o crescimento e aliviar a toxicidade do As em plantas de C. roseus.

Os alcaloides indólicos monoterpênicos (MIAs) são uma classe diversa de compostos naturais produzidos por plantas, encontrados em um grupo específico de linhagens dentro do clado Asterid das eudicotiledôneas. Neste estudo, investigamos como genes responsáveis pela produção desses compostos e fatores de transcrição que os regulam são ativados em tipos celulares específicos. Para isso, analisamos duas espécies do clado Asterid que produzem MIAs: Catharanthus roseus, uma espécie bem conhecida e estudada nesse contexto, e Camptotheca acuminata, que pertence a uma linhagem que divergiu cedo dentro do clado Asterid.

A proteína MED25 é uma peça fundamental do complexo mediador, uma estrutura presente em todos os seres vivos que ajuda a controlar a atividade dos genes. Nas plantas, o MED25 regula diversos processos importantes, como a floração, a germinação das sementes, o crescimento celular, as defesas contra pragas e a comunicação entre hormônios vegetais. Ele faz isso principalmente interagindo com outras proteínas que ligam e desligam genes. No entanto, seu papel na produção de substâncias especiais da planta, os metabólitos especializados, ainda não era bem conhecido. O MED25 é essencial para a via de sinalização do jasmonato (JA), um hormônio que estimula a produção desses metabólitos, como os alcaloides indólicos terpenoides (TIAs) na planta Catharanthus roseus (vinca) e os flavonoides em Arabidopsis thaliana. Usando essas duas plantas como modelos, investigamos como o MED25 regula essas duas vias metabólicas diferentes. Ao silenciar o gene CrMED25 em raízes de C. roseus, a expressão dos genes que produzem TIAs mudou bastante e a quantidade desses alcaloides diminuiu. Descobrimos que o CrMED25 interage com CrMYC2 e CrJAZ1, dois reguladores importantes da produção de TIAs. Além disso, o silenciamento do CrMED25 reduziu a atividade dos genes da via dos flavonoides tanto nas raízes quanto nas flores da vinca. Estudos paralelos em Arabidopsis mostraram que a planta mutante sem o gene med25 tinha uma forte redução na atividade dos genes e reguladores dos flavonoides. Testes de interação entre proteínas revelaram que o AtMED25 se liga a GLABRA3 (GL3), MYB12 e MYB111, que são reguladores conhecidos da produção de flavonoides. Essas descobertas mostram que o MED25 é um co-ativador conservado do metabolismo especializado, integrando a sinalização do hormônio JA com os programas genéticos que controlam a produção de alcaloides e flavonoides. Este trabalho revela um papel regulador do MED25 que não era conhecido antes e destaca pontos moleculares importantes para a engenharia de metabólitos vegetais de interesse farmacêutico.