A celulose é o biopolímero mais abundante do planeta e toca intimamente todas as nossas vidas – as roupas que vestimos, a comida que comemos, os prédios em que vivemos. No entanto, não é apenas uma coisa útil para nós. As células vegetais usam arranjos específicos de microfibrilas de celulose (essencialmente minúsculos cabos de celulose) para manter suas células intactas à medida que crescem e para produzir a grande variedade de formatos de células que constroem as plantas. Portanto, obter o arranjo correto das microfibrilas de celulose é bastante importante. Há muito se pensa que as células vegetais organizam microfibrilas de celulose em suas paredes celulares por meio da orientação direcional de complexos de celulose sintase (complexos de proteínas que produzem microfibrilas de celulose) ao longo de microtúbulos próximos à superfície celular. Acontece, porém, que esta não é toda a história. Uma proporção substancial de complexos de celulose sintase se move através da superfície da célula bem longe de quaisquer microtúbulos próximos. Em seu recente artigo em Current Biology, Jordi Chan & Enrico Coen, de Norwich, trabalhando em Arabidopsis, baseie-se nisso para propor um segundo mecanismo de como as plantas controlam a orientação de suas microfibrilas de celulose.
Chan & Cohen observam que cerca de metade dos complexos de celulose sintase que se movem em áreas desprovidas de microtúbulos da superfície celular (denominados complexos autônomos) movem-se inicialmente em linha reta, mas depois mudam repentinamente de direção. Em cerca de 35% desses casos, o complexo autônomo passou a seguir a direção de outro complexo autônomo que havia passado recentemente. Isso indica que os complexos autônomos que se movem separadamente dos microtúbulos podem ser reorientados pela 'trilha' deixada por outro complexo autônomo. Qualquer aspecto dessa 'trilha' capaz de reorientar outros complexos autônomos era claramente estável, pois poderia reorientar outros complexos autônomos por até 19 minutos depois de passar (muito tempo na escala de movimentos subcelulares). Chan & Cohen propõem que é a microfibrila de celulose recentemente colocada por um complexo autônomo que é capaz de reorientar outros complexos autônomos que passam. Consistente com isso, o tratamento com uma droga conhecida por randomizar a arquitetura da parede celular também aumentou a aleatoriedade de trajetórias complexas autônomas.
As plantas podem ter dois métodos para organizar a orientação das microfibrilas de celulose em sua parede celular, um usando microtúbulos na superfície da célula como mecanismo de orientação e outro usando microfibrilas de celulose recentemente depositadas na parede celular como mecanismo de orientação. Para investigar como esses dois mecanismos podem se sobrepor, Chan & Coen monitoraram o que acontecia quando trajetórias complexas autônomas encontravam um microtúbulo. Curiosamente, metade das trajetórias complexas autônomas mudou de direção ao encontrar um microtúbulo e posteriormente seguiu a direção do microtúbulo. Por outro lado, os complexos dirigidos por microtúbulos nunca foram vistos como reorientados ao encontrar uma trilha complexa autônoma. Além disso, descobriu-se que o alinhamento geral das trajetórias complexas autônomas recém-emergidas segue a direção geral dos microtúbulos. A orientação de microtúbulos parece, portanto, quando os mecanismos de orientação colidem e controlam a orientação ampla das microfibrilas de celulose.
A grande questão que surge disso é por que as plantas precisam de dois mecanismos para controlar sua orientação de celulose, particularmente se um parece informar o outro? Bem, como Chan & Cohen apontam, outros organismos também podem ter um sistema dual para organizar suas paredes celulares. Isso foi proposto para algumas bactérias. Se de fato existem sistemas duais para organizar a deposição de fibras da parede celular em vários reinos, então este parece ser um sistema muito bom para se confiar. Chan & Cohen especulam que 'Ter orientação dupla pode, portanto, fornecer um mecanismo geral para garantir uma forte coerência e flexibilidade de resposta, permitindo uma regulação eficaz do crescimento e força das paredes celulares'. Pode ser que o mecanismo de orientação autônoma permita a rápida amplificação das mudanças no arranjo de microfibrilas de celulose estabelecidas por um mecanismo de orientação dominante guiado por microtúbulos. Isso pode ser particularmente útil para permitir respostas rápidas a uma necessidade de alterar o arranjo da parede celular se o transporte de microtúbulos ou alterações na organização de microtúbulos forem limitantes da taxa. Dado que uma proporção substancial de complexos de celulose sintase foi observada em Arabidopsis bem longe dos microtúbulos, esse mecanismo recém-descrito pode ser um dos principais contribuintes para o crescimento das plantas.
