Механика клеточной стенки растений указывает путь к выращиванию устойчивых архитектурных форм

Ученые из Корнеллского университета исследуют основы того, как клеточные стенки контролируют рост растений, чтобы в будущем создавать из живых организмов биоразлагаемые материалы заданной формы.

Новое исследование на модельном растении Arabidopsis thaliana, опубликованное в Nature Communications, объединило методы биологии растений и машиностроения. Оно изучило механические свойства первичных клеточных стенок — наружного слоя растительной клетки, участвующего в росте. Исследователи измерили, какое усилие требуется для растяжения стенок и насколько они истончаются при удлинении.

Ключевые выводы:

• Понимание механики клеточной стенки на стадии роста может позволить в будущем "запрограммировать" растения на формирование материалов с желаемой формой и размером, например, биоразлагаемой упаковки.
• Особое внимание уделяется точкам соединения между компонентами клеточной стенки (например, целлюлозными микрофибриллами). Именно эти соединения критически важны для общего механического отклика.
• Исследование также изучило, как механические свойства меняются в зависимости от стадии развития листа (быстрый рост vs замедление), и проанализировало мутант spiral 2, который закручивается по мере роста.

Работа ведется в рамках Междисциплинарного института инженерных живых материалов (ELMI), который объединяет биологов, инженеров и архитекторов для создания новых функциональных и устойчивых материалов из растений, грибов и бактерий.