Рост клеточных стенок растений оказался сложнее, чем считалось

Использование атомно-силового микроскопа, позволяющего получать изображения с нанометровым разрешением, позволило наблюдать сложный процесс роста клеточных стенок растений, который ранее описывался как простой.

Исследователи из Университета штата Пенсильвания и Университета Лихай, чья работа опубликована в Nature Plants, смогли впервые увидеть, как ведут себя целлюлозные микрофибриллы (волокна, формирующие клеточную стенку) в гидратированных условиях при растяжении, имитирующем естественный рост.

Ключевые наблюдения:

• Рост клеточной стенки — это не просто следствие её нормальных механических свойств (упругости и пластичности).
• Критическим элементом является процесс ослабления клеточной стенки, который меняет её механическое поведение.
• Микрофибриллы демонстрируют сложное движение, а не просто пассивно перестраиваются по мере роста, как считалось ранее.

Значение открытия:

Рост клеточных стенок — фундаментальный механизм, лежащий в основе роста растений: от маленьких проростков до больших деревьев, расширения листьев (важного для фотосинтеза) и, в конечном итоге, производства всей нашей пищи.

Методология:

Для эксперимента использовалась полоска (30 мм × 5 мм) внешнего слоя луковицы белого лука. Её растягивали с помощью специального устройства, одновременно наблюдая за процессом в атомно-силовом микроскопе, который делал покадровые снимки. Это позволило увидеть движение микрофибрилл на наномолекулярном уровне.

Вывод:

Исследование показывает, что измерения только упругих свойств клеточной стенки дают неполную картину её способности к росту. Для понимания молекулярных основ этого процесса необходимо прямое наблюдение за поведением микрофибрилл при растяжении.