Desde la invención del microscopio, el patrón intrincado y aparentemente extraño de las paredes de polen ha fascinado a los científicos de plantas e historiadores naturales. Sin embargo, aparte de ayudar a proteger las células sexuales masculinas en su viaje de flor en flor, la función del patrón de estas fuertes paredes sigue siendo un misterio. Además, cómo un patrón de esta complejidad, hecho del polímero altamente resistente esporopollenina, se ensambla de forma aislada en la superficie de las células de polen jóvenes en la antera continúa desconcertando a los biólogos de células vegetales. El descubrimiento de un nuevo gen en el arroz, EXINE PATTERN DESIGNER 1 (EPAD1), por parte del profesor Wanqi Liang y sus colegas de la Universidad Jiao Tong de Shanghái, publicado recientemente en Plant Cell, promete ser un paso importante para comprender cómo se sintetizan los patrones de la pared del polen.
Retrocediendo al siglo pasado, los estudios que utilizan microscopio de transmisión por electrones y la genética reveló dos hechos sorprendentes sobre las paredes de polen. La primera es que, si bien la arquitectura de la pared está 'diseñada' por la célula sexual joven, la mayoría de los materiales para hacer las paredes provienen del manto circundante de las celdas de enfermería (el tapetum, del latín alfombra). El segundo hecho es que la pared de polen consta de 2 componentes, cada uno formado por un mecanismo aparentemente diferente; uno, el 'patrón de suelo' básico de crestas y espinas, y en segundo lugar, una serie de 'aberturas' a través de las cuales el tubo de germen de polen puede emerger durante la polinización.
A medida que la biología vegetal ha entrado en la era molecular, se ha descubierto un número creciente de genes que afectan el desarrollo de la pared polínica, muchos de ellos por el grupo de Shanghái. Sin embargo, la mayoría de estos actúan en las células del taptum y afectan la composición y el flujo de los componentes de la pared, más que el patrón en sí. EPAD1 es diferente: solo está activo en las células germinales (células sexuales jóvenes) y afecta al patrón de la pared. Resulta que el gen codifica una proteína dirigida a la membrana celular y tres anclas (GPI) que podrían ayudarle a unirse a los lípidos de la membrana. En su artículo, el grupo de Shanghái sugiere que EPAD1 podría estar involucrado en el reclutamiento y la organización de otras proteínas reguladoras en la superficie celular.
El momento de la expresión del gen EPAD1 es particularmente emocionante porque ocurre muy temprano en los machos.línea germinalDesarrollo, incluso antes de las divisiones celulares finales que forman las células polínicas muy jóvenes. Sin embargo, su efecto es mucho más tardío; como dice el profesor Liang: «EPAD1 actúa mucho más tarde... Creo que la primexina (pared polínica temprana) no es una estructura rígida, sino algo flexible y puede experimentar una transición de fase...». Esto sugiere que una «huella fluida» del patrón se establece en la membrana celular muy tempranamente, y que posteriormente puede ser modificada por otros mecanismos de formación de patrones, como el que marca las aperturas, una opinión respaldada por el profesor Liang, quien afirma que «EPAD1 no contribuye a la formación del patrón de apertura. Parece que la apertura... y el/los patrón(es) (básico) están controlados por dos sistemas, aunque la señal inicial puede ser la misma...».
Claramente, todavía queda un largo camino por recorrer antes de que conozcamos la historia completa del desarrollo de la pared de polen, sin embargo, el descubrimiento de EPAD1 representa un paso importante en el camino. Dos objetivos inmediatos importantes son descubrir cómo la proteína EPAD1 contribuye al patrón y cómo el patrón de apertura se superpone posteriormente al "patrón de fondo" original. Por supuesto, los datos de EPAD se aplican solo al arroz; como dice el profesor Liang, "más investigaciones sobre los ortólogos (equivalentes) de EPAD1 en otras especies de pastos ayudarán a desentrañar los mecanismos por los cuales... (pared de polen)... el patrón se imprime en la membrana plasmática (celular)".
