Desde a invenção do microscópio, o padrão intrincado e aparentemente bizarro das paredes de pólen tem fascinado cientistas de plantas e historiadores naturais. No entanto, além de ajudar a proteger as células sexuais masculinas em sua jornada de flor em flor, a função do padrão dessas paredes muito fortes permanece um mistério. Além disso, como um molde dessa complexidade, feito com polímero de alta resistência esporopolenina, é montado isoladamente na superfície das células de pólen jovens na antera continua a deixar perplexos os biólogos de células vegetais. A descoberta de um novo gene no arroz – EXINE PATTERN DESIGNER 1 (EPAD1) – pelo Prof. Wanqi Liang e colegas da Shanghai Jiao Tong University, recentemente publicada na Plant Cell, promete ser um passo importante na compreensão de como os padrões da parede do pólen são sintetizados.

Voltando ao século passado, estudos usando microscopia eletrônica de transmissão e a genética revelou dois fatos surpreendentes sobre as paredes do pólen. A primeira é que, embora a arquitetura da parede seja 'projetada' pela jovem célula sexual, a maior parte dos materiais para fazer as paredes vem do cobertor circundante das celas das enfermeiras (o tapetum – do latim para carpete). O segundo fato é que a parede do pólen consiste em 2 componentes, cada um feito por um mecanismo aparentemente diferente; um, o "padrão básico" de cristas e espinhos e, segundo, uma série de "aberturas" através das quais o tubo germinativo do pólen pode emergir na polinização.

Com a entrada da biologia vegetal na era molecular, um número crescente de genes que afetam o desenvolvimento da parede do pólen tem sido descoberto, muitos deles pelo grupo de Xangai. No entanto, a maioria desses genes atua nas células do taptum e afeta a composição e o fluxo dos componentes da parede – e não o padrão em si. O EPAD1 é diferente: ele é ativo apenas nas células germinativas (células sexuais jovens) e afeta o próprio padrão da parede. Descobriu-se que o gene codifica uma proteína "direcionada" à membrana celular e três âncoras (GPI) que podem ajudá-la a se ligar aos lipídios da membrana. Em seu artigo, o grupo de Xangai sugere que o EPAD1 pode estar envolvido no recrutamento e na organização de outras proteínas reguladoras na superfície celular.

O tempo de expressão do gene EPAD1 é particularmente interessante porque ocorre muito cedo no sexo masculino.linha germinalO desenvolvimento ocorre mesmo antes das divisões celulares finais que formam as células de pólen muito jovens. No entanto, seu efeito se manifesta muito mais tarde; como afirma o Prof. Liang: “EPAD1 age muito mais tarde... Acredito que a primexina (parede inicial do pólen) não seja uma estrutura rígida, mas sim um tanto flexível, podendo sofrer transições de fase...”. Isso sugere que uma “impressão fluida” do padrão é estabelecida na membrana celular muito cedo e, posteriormente, pode ser modificada por outros mecanismos de padronização, como aquele que marca as aberturas – uma visão apoiada pelo Prof. Liang, que afirma: “...EPAD1 não contribui para a formação do padrão de abertura. Parece que a abertura... e o(s) padrão(ões) (básico(s)) são controlados por dois sistemas, embora o sinal inicial possa ser o mesmo...”.

Claramente ainda há um longo caminho a percorrer antes de conhecermos a história completa do desenvolvimento da parede de pólen, no entanto, a descoberta do EPAD1 representa um passo importante na jornada. Dois objetivos imediatos importantes são descobrir como a proteína EPAD1 contribui para o padrão e como o padrão de abertura é posteriormente sobreposto no 'padrão de base' original. Claro que os dados da EPAD se aplicam apenas ao arroz; como diz o professor Liang, “mais investigações sobre ortólogos EPAD1 (equivalentes) em outras espécies de gramíneas ajudarão a desvendar os mecanismos pelos quais..(parede de pólen)…o padrão é impresso na membrana plasmática (célula).”