植物学家研发首个支撑植物细胞生长的人工支架

当一株幼苗从土壤深处钻出来时，它面临着一个挑战：重力的向下推动。为了茁壮成长，植物必须感受到这种力量，然后以更大的力量向上推。可见的生长高度证明幼苗已经战胜了重力的作用。

目前看不到的是植物如何感知力。近日，圣路易斯华盛顿大学的植物生物学家，进行了一项研究，其发现有助于研究机械力，如重力，如何影响植物细胞的形成和生长方式。

研究小组筛选了20多个支架——每个支架由不同的材料组成，具有不同的物理和化学特性。研究人员表示，还发现了一系列的有效性，这对于探究哪些特性对于植物细胞粘附在支架上很有用。因此，可以比较效果不好的支架和效果好的支架之间的特性。

于是，一个模式出现了。带负电的疏水性材料在应对机械压力时产生电荷，创造了最有效的支架，这些特性在植物的细胞壁中也能找到。

有一种材料特别突出。由聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物制成的支架模仿了植物细胞壁的特性和结构。研究人员还发现果胶——一种复杂的、带负电荷的多糖，能形成凝胶，主要负责将植物细胞粘附在支架上。

研究人员表示这些研究结果令人兴奋，因为它揭示了植物细胞粘附在支架上的方式，与它们在植物组织内相互粘附的方式相似。因此，这些支架应该适合在未来构建功能性植物组织。

由于果胶存在于所有陆地植物的细胞壁中，这些支架有望成为一种广泛适用的工具。这种新工具将使科学家们能够在生理相关的环境中，长时间观察细胞。它为未来研究植物细胞如何区分不同的力量，或植物细胞成长的发育线索带来了希望。

题为Plant cell adhesion and growth on artificial fibrous scaffolds as an in vitro model for plant development的相关研究论文发表在《科学进展》(Science Advances)上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：

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