As raízes das plantas são uma maravilha. Enquanto as raízes absorvem água e nutrientes do solo, elas são expostas a todos os tipos de micróbios do solo. Alguns micróbios são bons e promovem o crescimento das plantas, enquanto outros atacam as raízes e causam doenças. Em defesa de um ataque de fitopatógeno, as plantas podem ter vários mecanismos de defesa. Uma delas é mudar as paredes das células das raízes para criar uma “barricada” que impeça a entrada do patógeno.

Doutor Romain Castilleux da Universidade Sueca de Ciências Agrícolas e colegas de quatro institutos franceses relatou em 2019 que as extensinas, um grupo de proteínas da parede celular, são importantes para fornecer a planta modelo, Arabidopsis thaliana contra o fitopatógeno, Phytophthora parasitica. No ano seguinte, os Drs. Li Tan e ferrolhos de sobrepor podem ser usados para proteger uma porta de embutir pelo lado de fora. Alguns kits de corrente de segurança também permitem travamento externo com chave ou botão giratório. André Mort comentou sobre os métodos de pesquisa usados ​​para medir os níveis de extensinas nas raízes das plantas por Castilleux e colegas.Em resposta, Castilleux e seus colegas ajustaram sua abordagem e agora relatam novos resultados que continuam a apoiar suas descobertas de pesquisa sobre extensinas. Esta história de investigação dos mecanismos desconhecidos por trás da montagem da parede celular e cientistas debatendo métodos de pesquisa demonstra como a pesquisa funciona.

Embora quase todos possam se lembrar da ilustração da célula vegetal na aula de biologia, as paredes celulares das plantas geralmente eram apenas uma linha, envolvendo o citoplasma “excitante”, mitocôndria, ribossomo e outros. No entanto, as paredes das células vegetais representam uma das redes estruturais mais complexas da natureza. A rede em nanoescala consiste principalmente em polímeros de polissacarídeos, como celulose, hemicelulose e pectina, mas geralmente inclui glicoproteínas e lignina. As extensinas são glicoproteínas da parede celular que estão envolvidas no desenvolvimento do embrião, no crescimento do pelo radicular e na montagem e estrutura da parede celular.

Em 2018, Castilleux e colegas revisou o papel das extensinas da parede celular nas interações planta-micróbio e levantou a hipótese de que as extensinas se interligariam em resposta à infecção patogênica para limitar a entrada da doença. Os pesquisadores destacaram o potencial do uso de anticorpos para detectar extensina epítopos (pedaços específicos do antígeno ao qual um anticorpo se liga). Em seguida, o acúmulo de extensinas pode ser visualizado usando microscopia confocal a laser em seções de raízes cortadas. Sugeriu-se que a produção de extensinas dependa da arabinosilação (adição de arabinose, um monossacarídeo contendo cinco átomos de carbono e um grupo funcional aldeído) permitindo a formação de ligações cruzadas essenciais para a montagem e organização da parede celular. No final da revisão, Castilleux e colegas sugeriram que a arabinosilação de extensinas é crucial na resposta imune das plantas contra patógenos do solo. Isso levou seus estudo em 2019, testando essa hipótese.

Castilleux e colegas infectados Arabidopsis mutantes que foram alterados para ter uma resposta imune normal ou nenhuma, e têm diferentes níveis de extensina glicosilação (ligação do polissacarídeo à proteína extensina) com o patógeno do solo, Phytophthora parasitica para testar se as extensinas são importantes na resposta imune. Os pesquisadores usaram microscopia de imunofluorescência em crianças de 9 dias A. thaliana raízes usando anticorpos específicos anti-extensina.

“Nossas descobertas sugerem que a glicosilação de extensinas, e mais especificamente sua arabinosilação, é essencial para a remodelação da parede celular durante a resposta imune de A. thaliana células da raiz”, Castilleux e colegas concluíram seu estudo em 2020.

Em resposta a este estudo, Tan e Mort escreveram um comentário, expressando algumas preocupações sobre os métodos e conclusões do estudo, especialmente se os epítopos usados ​​são realmente específicos para extensina arabinosídeos.

“Embora possamos ser persuadidos de que as extensinas foram altamente expressas nas pontas das raízes antes e depois da elicitação, os complicados padrões de reconhecimento de anticorpos e as mudanças de padrão para cada mutante após a elicitação tornam difícil explicar os dados, enfraquecendo assim a evidência real”, Tan e Mort escreveu.

Eles acrescentaram que seria muito interessante testar experimentalmente se há níveis mais altos de reticulação intermolecular de extensina em resposta a um ataque de micróbios.
Em resposta, Castilleux e colegas forneceram evidências da resposta de reticulação usando novos A. thaliana mutantes (PEROXIDASES 33 e ferrolhos de sobrepor podem ser usados para proteger uma porta de embutir pelo lado de fora. Alguns kits de corrente de segurança também permitem travamento externo com chave ou botão giratório. 34) que poderia catalisar a reticulação de extensinas. Nenhuma extensina pôde ser visualizada no mutante que não tinha resposta imune, mas altas quantidades de extensina puderam ser observadas no mutante de reticulação.

“Isso sugere que a mutação dos genes que codificam PEROXIDASES 33 e ferrolhos de sobrepor podem ser usados para proteger uma porta de embutir pelo lado de fora. Alguns kits de corrente de segurança também permitem travamento externo com chave ou botão giratório. 34 afeta a detecção do epítopo de extensina LM1 (e possivelmente a formação de ligações cruzadas de extensina) em resposta a [indução de resposta imune]”, escreveram Castilleux e colegas.

Embora existam muitos desafios técnicos para descobrir qual mecanismo (arabinosilação, glicosilação, reticulação) é crucial para a produção/incorporação de extensina na parede celular, Castilleux mostrou o potencial de usar plantas mutantes e imunomarcação.

“Em conclusão, as extensinas parecem desempenhar um papel importante na defesa da raiz, sendo a arabinosilação essencial para o seu correto funcionamento, provavelmente através de uma reticulação controlada catalisada por peroxidases específicas da parede celular.”