Біоінженери вперше зафільмували формування клітинної стінки рослин

Біоінженери вперше зафільмували збирання волокон целюлози в клітинній стінці рослин. Це вдалося зробити за допомогою флуоресцентної мікроскопії, тобто з використанням барвників, які світяться після опромінення. Науковці сподіваються, що знання про формування целюлози в клітинах допоможе з розвитком нових матеріалів для біомедицини та біопалива, у яких використовують волокна целюлози. Дослідження опублікували в журналі Science Advances.

Як знімали на відео формування волокон целюлози?

Щоб змусити клітини модельної рослини арабідопсиса (Arabidopsis thaliana) утворювати нову клітинну стінку з целюлози, науковці взяли її протопласти — клітини без стінки, які утворюються після поділу материнської. Далі в культуру таких клітин ввели флуоресцентний барвник, здатний зв’язуватися з целюлозою, та за допомогою камери на мікроскопі знімали формування в протопластів клітинної стінки.

Формування волокон целюлози в клітинній стінці однієї клітини. Волокна світяться завдяки флуоресцентному барвнику. Huh et al. / Science Advances, 2025

Загалом дослідникам вдалося зафільмувати збирання волокон целюлози в цілісну клітинну стінку в 14 клітинах, кожну з яких знімали приблизно протягом доби. Як виявилося, у перші 10 годин після початку експерименту целюлоза в клітинній стінці майже не формувалася, а в наступні п’ять годин наставала фаза активного формування молекул целюлози.

Художнє зображення клітинної стінки рослин, яка складається з організованих волокон целюлози (помаранчеві), які кріпляться до мембрани клітини білковими комплексами (зелені). Ehsan Faridi / Inmywork Studio / Chundawat, Lee and Lam Labs

Також дослідники з’ясували, що утворення клітинної стінки починається з хаотично розташованих волокон целюлози, які потім самозбираються в організовану структуру.

• Раніше в дослідженні на мишах за допомогою мікроскопії науковцям уперше вдалося зняти на відео процес овуляції, тобто виходу яйцеклітини з фолікула, в якому вона розвивається.
• Інші відео з мікросвіту, які допомагають науковцям його досліджувати, ми показували в галереї «Невидимі рухи». До неї потрапили людські клітини, заражені коронавірусом, нейрони курчат і спаровування дафній.