植物學(xué)家研發(fā)首個(gè)支撐植物細(xì)胞生長(zhǎng)的人工支架

當(dāng)一株幼苗從土壤深處鉆出來時(shí)，它面臨著一個(gè)挑戰(zhàn)：重力的向下推動(dòng)。為了茁壯成長(zhǎng)，植物必須感受到這種力量，然后以更大的力量向上推。可見的生長(zhǎng)高度證明幼苗已經(jīng)戰(zhàn)勝了重力的作用。

目前看不到的是植物如何感知力。近日，圣路易斯華盛頓大學(xué)的植物生物學(xué)家，進(jìn)行了一項(xiàng)研究，其發(fā)現(xiàn)有助于研究機(jī)械力，如重力，如何影響植物細(xì)胞的形成和生長(zhǎng)方式。

研究小組篩選了20多個(gè)支架——每個(gè)支架由不同的材料組成，具有不同的物理和化學(xué)特性。研究人員表示，還發(fā)現(xiàn)了一系列的有效性，這對(duì)于探究哪些特性對(duì)于植物細(xì)胞粘附在支架上很有用。因此，可以比較效果不好的支架和效果好的支架之間的特性。

于是，一個(gè)模式出現(xiàn)了。帶負(fù)電的疏水性材料在應(yīng)對(duì)機(jī)械壓力時(shí)產(chǎn)生電荷，創(chuàng)造了最有效的支架，這些特性在植物的細(xì)胞壁中也能找到。

有一種材料特別突出。由聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物制成的支架模仿了植物細(xì)胞壁的特性和結(jié)構(gòu)。研究人員還發(fā)現(xiàn)果膠——一種復(fù)雜的、帶負(fù)電荷的多糖，能形成凝膠，主要負(fù)責(zé)將植物細(xì)胞粘附在支架上。

研究人員表示這些研究結(jié)果令人興奮，因?yàn)樗沂玖酥参锛?xì)胞粘附在支架上的方式，與它們?cè)谥参锝M織內(nèi)相互粘附的方式相似。因此，這些支架應(yīng)該適合在未來構(gòu)建功能性植物組織。

由于果膠存在于所有陸地植物的細(xì)胞壁中，這些支架有望成為一種廣泛適用的工具。這種新工具將使科學(xué)家們能夠在生理相關(guān)的環(huán)境中，長(zhǎng)時(shí)間觀察細(xì)胞。它為未來研究植物細(xì)胞如何區(qū)分不同的力量，或植物細(xì)胞成長(zhǎng)的發(fā)育線索帶來了希望。

題為Plant cell adhesion and growth on artificial fibrous scaffolds as an in vitro model for plant development的相關(guān)研究論文發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)上。

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論文原文：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj1469

標(biāo)簽： 植物學(xué)家 研發(fā) 首個(gè) 支撐