Depuis l'invention du microscope, les motifs complexes et apparemment bizarres des parois polliniques ont fasciné les phytologues et les historiens de la nature. Cependant, en plus d'aider à protéger les cellules sexuelles mâles dans leur voyage de fleur en fleur, la fonction de la structuration de ces parois très solides reste un mystère. De plus, comment un modèle de cette complexité, fabriqué à partir du polymère hautement résistant sporopollénine, est assemblé isolément à la surface des jeunes cellules polliniques de l'anthère continue de laisser perplexe les biologistes des cellules végétales. La découverte d'un nouveau gène dans le riz - EXINE PATTERN DESIGNER 1 (EPAD1) - par le professeur Wanqi Liang et ses collègues de l'Université Jiao Tong de Shanghai, récemment publiée dans Plant Cell, promet d'être une étape importante dans la compréhension de la synthèse des motifs de la paroi pollinique.
En remontant au siècle dernier, des études utilisant La microscopie électronique à transmission et la génétique a révélé deux faits surprenants sur les parois polliniques. La première est que si l'architecture du mur est « conçue » par la jeune cellule sexuelle, la plupart des matériaux de fabrication des murs proviennent de la couverture environnante des cellules nourricières (le tapetum – du latin pour tapis). Le deuxième fait est que la paroi pollinique se compose de 2 composants, chacun fabriqué par un mécanisme apparemment différent ; un, le « motif de base » des crêtes et des épines, et deuxièmement, un certain nombre d'« ouvertures » à travers lesquelles le tube germinatif du pollen peut émerger lors de la pollinisation.
Avec l'avènement de la biologie moléculaire en biologie végétale, un nombre croissant de gènes impliqués dans le développement de la paroi pollinique ont été découverts, notamment par l'équipe de Shanghai. Cependant, la plupart de ces gènes agissent dans les cellules du taptum et modifient la composition et le flux des composants de la paroi, plutôt que sa structure même. EPAD1 est différent : actif uniquement dans les cellules germinales (jeunes cellules sexuelles), il influence directement la structuration de la paroi. Ce gène code pour une protéine adressée à la membrane cellulaire et possédant trois ancres GPI qui facilitent sa liaison aux lipides membranaires. Dans leur article, l'équipe de Shanghai suggère qu'EPAD1 pourrait être impliqué dans le recrutement et l'organisation d'autres protéines régulatrices à la surface cellulaire.
Le moment de l'expression du gène EPAD1 est particulièrement intéressant dans la mesure où il se produit très tôt chez l'homme.lignée germinaleLe développement de l'EPAD1 débute avant même les dernières divisions cellulaires qui forment les très jeunes cellules polliniques. Cependant, son action se fait bien plus tard. Comme l'explique le professeur Liang : « EPAD1 agit beaucoup plus tard… Je pense que la primexine (paroi pollinique précoce) n'est pas une structure rigide, mais plutôt flexible, et qu'elle peut subir une transition de phase… ». Ceci suggère qu'une « empreinte fluide » du motif se forme très tôt dans la membrane cellulaire, et qu'elle peut ensuite être modifiée par d'autres mécanismes de structuration, comme celui qui marque les ouvertures. Cette hypothèse est partagée par le professeur Liang, qui affirme : « EPAD1 ne contribue pas à la formation du motif des ouvertures. Il semble que l'ouverture… et le(s) motif(s) (de base) soient contrôlés par deux systèmes distincts, même si le signal initial est identique… »
Il reste clairement encore un long chemin à parcourir avant de connaître l'histoire complète du développement de la paroi pollinique, mais la découverte d'EPAD1 représente une étape importante sur le chemin. Deux objectifs immédiats importants sont de découvrir comment la protéine EPAD1 contribue au motif et comment le motif d'ouverture est ensuite superposé sur le « motif de base » original. Bien sûr, les données EPAD ne s'appliquent qu'au riz ; comme le dit le professeur Liang, "Des recherches plus approfondies sur les orthologues EPAD1 (équivalents) dans d'autres espèces de graminées aideront à démêler les mécanismes par lesquels... (paroi pollinique)... la structuration est imprimée sur la membrane plasmique (cellulaire)."
