Клетки растений «обвивают» искусственные каркасы в 3D-среде

Ученые впервые создали трехмерные искусственные каркасы для растительных клеток, что позволило наблюдать их поведение и взаимодействие в среде, имитирующей естественную.

Ключевые открытия

• Новая среда: Микроскопические каркасы из полимерных нановолокон («отели для клеток») имитируют внеклеточный матрикс. В этой 3D-среде клетки ведут себя иначе, чем в традиционных «плоских» культурах.
• Неожиданное поведение: Ученые наблюдали, как отдельные растительные клетки прикрепляются и обвивают волокна каркаса, подобно лианам, образуя сложные структуры, ранее не виданные ни в живой ткани, ни в культуре.
• Эволюционная связь: Эта способность прикрепляться и обвивать опоры может быть унаследована от эволюционных предков наземных растений — водных одноклеточных организмов, таких как харофитовые водоросли.

Технологический прорыв

• Адаптация метода: Хотя аналогичные нанокаркасы давно используются для клеток млекопитающих, для растительных клеток эта технология применена впервые.
• Доступная технология: Исследователи использовали недорогой метод массового производства полимерных волокон «shear-spinning» (аналогичный созданию сахарной ваты в наномасштабе), адаптировав его для растений.
• Визуализация: Сочетание каркасов с электронной микроскопией и покадровой съемкой позволило получить высокодетальные 4D-видео внутренних процессов клеток при формировании тканей.

Значение исследования

• Новый инструмент: Метод определяет новый набор техник для изучения взаимодействий клеток с окружающей средой.
• Фундаментальная биология: Позволяет понять, как формируется целое растение, наблюдая за взаимодействием отдельных клеток в контролируемых условиях.
• Перспективы: Может привести к созданию новых биоматериалов и решений для устойчивого производства биомассы. Методы уже применяются для исследования раковых клеток млекопитающих.

Исследование проведено учеными из Sainsbury Laboratory и Department of Materials Science & Metallurgy Кембриджского университета и опубликовано в открытом журнале BMC Plant Biology.