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生物学教科书可能是错误的-新发现的植物细胞生长的驱动力与当前的理论相矛

生物学教科书可能是错误的-新发现的植物细胞生长的驱动力与当前的理论相矛

植物细胞的形状和生长可能不像以前认为的那样依赖于细胞内流体压力的增加。相反,一项新的研究表明,细胞壁内微小的果胶纤维的膨胀推动了这些形态变化。

如果这一发现是正确的,那么它将颠覆目前教科书中关于植物细胞扩张的模型,同时它也暗示了类似的生化过程也可能是其他生物细胞生长的基础,包括动物。作者还希望他们的观察能激发出模仿植物细胞壁独特扩张的新型智能材料的发展。

植物的最外层由一种叫做“路面细胞”的网状结构构成,它保护着植物内部特殊细胞的结构和完整性。铺路细胞的细胞壁由多糖、蛋白质和果胶组成,可以根据化学信号在不同的状态之间移动,以支持细胞的形状、大小和分裂。但是,细胞壁成分是如何对这种迷惘样细胞的形成和扩展起作用的,目前还不清楚。

Kalina Haas和他的同事研究了拟南芥子叶(发芽种子的第一片叶子)中铺装细胞的形态形成。他们使用数据声化的方法来感知各种各样的路面细胞形状。利用超分辨率成像技术定位细胞壁中的一种果胶——半乳糖醛酸(HG)多糖,研究人员发现,这些多糖组装成离散的纳米细丝,而不是连接到结构蛋白的交联网络。

虽然显微镜方法不能提供对这些结构的更近的观察,哈斯等人假设汞是多亚基结构,当去甲基化时,从结晶状态转变为膨胀状态,导致壁的膨胀和lobes”在人行道上的细胞。

他们在模拟子叶叶发育和诱导细胞壁果胶成分去甲基化的模型中验证了他们的假设。这改变了植物细胞的形状,尽管没有水合作用和膨压。

同质半乳糖酸果胶纳米丝的膨胀促进了植物表皮细胞的形态发生;Kalina T. Haas, Raymond Wightman, Elliot M. Meyerowitz和Alexis Peaucelle, 2020年2月28日,《科学》。

DOI: 10.1126/science.aaz5103

果胶同质半乳糖南纳米丝的扩张促进植物表皮细胞形态发生;K.T.哈斯;英国剑桥大学的R. Wightman;位于法国巴黎的实验室材料系统的哈斯;位于法国巴黎的UMR 7057分馆;大学的k·t·哈斯;巴黎狄德罗,法国巴黎;迈耶罗维茨(E.M. Meyerowitz)在加州帕萨迪纳的霍华德休斯医学院(Howard Hughes Medical Institute);加州理工学院的E.M. Meyerowitz;A. Peaucelle在法国凡尔赛的Jean-Pierre Bourgin学院;A. Peaucelle at UMR 1318 AgroParisTech in Versailles, France;A. Peaucelle在法国凡尔赛的INRAE;A.波赛尔大学;法国凡尔赛的巴黎-萨克莱。

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