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新发现的驱动植物细胞生长的因子与当前的理论相左

新发现的驱动植物细胞生长的因子与当前的理论相左

新发现的驱动植物细胞生长的因子与当前的理论相左

新发现的驱动植物细胞生长的因子与当前的理论相左(Credit: Kalina T. Haas & Alexis Peaucelle

(神秘的地球uux.cn报道)据EurekAlert!:如同先前所认为的,植物细胞的形状和生长可能并不依赖于细胞内部流体压力的增加或膨胀。相反,一项新的研究显示,细胞壁内微小的果胶细丝的膨胀会驱动这些形态变化。如果属实,这一发现可能会颠覆当前教科书上有关植物细胞扩增的模型;它提示,在其它生物(包括动物)中,类似的生物化学过程也可能是细胞生长的基础。

作者还希望他们的观察为能模仿植物细胞壁独特膨胀的新型智能材料的研发带来灵感。植物的最外层(由拼图样的被称作扁平细胞的片块网组成)可保护内部特化细胞的结构和完整性。扁平细胞壁由多糖、蛋白质和果胶组成,它们可以因应化学线索而在不同状态之间转换,以支持细胞的形状、大小和分裂。但是,尚不清楚细胞壁成分如何促成了拼图样细胞的成形和扩展。

Kalina Haas和同事研究了拟南芥子叶(这是发芽种子出现的第一批叶子)中扁平细胞的形态发生。他们采用数据超声处理方法来感知扁平细胞随声音而变化的各种形状。用超分辨率成像术将聚半乳糖醛酸(HG)多糖回归本位,研究人员发现,这些多糖会组装成不连续的纳米细丝而非与结构蛋白结合的交联网络;HG多糖是细胞壁中的一种果胶。

尽管显微镜法无法对这些结构提供更仔细的观察,但Haas等人假定,HG是多亚基结构,后者在脱甲基时会从其晶体状态转变为膨胀状态,从而导致扁平细胞壁的扩展和“裂片”生长。他们在模型中验证了他们的假设;在这些模型中,他们模拟了子叶中的叶片发育并诱导了细胞壁中果胶成分的去甲基化。尽管没有水合作用和膨胀压力,但这改变了植物细胞的形状。




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