Como as plantas são construídas para serem fortes e responsivas

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Microtúbulos - papel orientador na organização da celulose. Crédito: John Innes Center

As fibras de celulose organizadas permitem que as plantas cresçam, se sustentem e armazenem carbono fixo da atmosfera. A madeira e as fibras alimentares são em grande parte feitas de celulose e o carvão é derivado da celulose sintetizada há milhões de anos.

Os pesquisadores resolveram o antigo mistério de como as plantas controlam o arranjo de suas fibras de celulose.

Estudos anteriores mostraram que os microtúbulos – tubos ocos com um milésimo de diâmetro de cabelo humano – desempenham um papel fundamental na organização da síntese de celulose. Eles fazem isso orientando os complexos de celulose sintase (CSCs) – nanomáquinas que retiram as fibras de celulose enquanto viajam pela membrana celular .

Mas quando os microtúbulos são removidos por drogas, os CSCs continuam a viajar de maneira organizada, sugerindo que outro mecanismo está em jogo.

Neste estudo, que aparece na revista Current Biology , pesquisadores do John Innes Center, descobrem esse mecanismo.

Ao diminuir a velocidade dos microtúbulos no interior das folhas em crescimento, afastando-as e removendo-as completamente em alguns experimentos, elas revelam um sistema que pode guiar de maneira independente os CSCs.

Nesse sistema, os CSCs interagem com as trilhas de celulose deixadas por outros complexos, como formigas seguindo as trilhas químicas deixadas por outras formigas.

Investigações posteriores revelam que esse sistema autônomo pode ser substituído pela orientação de microtúbulos , permitindo que as ‘colunas de formigas’ sejam redirecionadas em resposta a sugestões ambientais e de desenvolvimento.

Juntas, as descobertas revelam que as plantas têm um sistema de orientação duplo para organizar suas fibras de celulose .

O estudo conclui que ter uma orientação dupla pode fornecer um mecanismo geral para garantir uma forte coerência e flexibilidade de resposta a sugestões ambientais e de desenvolvimento, permitindo uma regulação eficaz do crescimento e da força das paredes celulares.

“O mecanismo que descobrimos não foi previsto”, diz o principal autor, Dr. Jordi Chan. “Esperamos que nossas descobertas ajudem os cientistas interessados ​​em como as plantas se constroem e os interessados ​​em aplicar esse conhecimento para produtividade sustentável das culturas e proteção ambiental “.