เป็นครั้งแรกที่วิดีโอความละเอียดสูงในการแสดงความละเอียดสูงของพืชที่มีชีวิตขนาดเล็กแสดงพวกเขาประกอบผนังเซลล์ป้องกันได้อย่างไรนักวิจัยรายงานวันที่ 21 มีนาคมในความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์- ลำดับภาพให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับวิธีการสร้างโครงสร้างเซลล์นี้ซึ่งอาจนำไปสู่นวัตกรรมในผลิตภัณฑ์ที่ได้จากพืชเช่นเชื้อเพลิงชีวภาพทดแทน
ผนังเซลล์ส่วนใหญ่ทำจากโซ่ของโมเลกุลน้ำตาล “ เซลลูโลสเป็นสารอินทรีย์ที่อุดมสมบูรณ์มากที่สุดในโลก” Bioengineer Shishir Chundawat จากมหาวิทยาลัยรัทเกอร์สใน Piscataway, นิวเจอร์ซีย์กล่าว แต่“ เรายังไม่รู้ว่ามันถูกสังเคราะห์อย่างไร”
นักวิทยาศาสตร์ต้องการที่จะเข้าใจว่าเซลลูโลสไม่เพียงเพราะมันมีประโยชน์สำหรับวัสดุที่มนุษย์สร้างขึ้นหลายชนิดรวมถึงกระดาษและผ้า แต่ยังสามารถแบ่งออกเป็นผลิตภัณฑ์เช่นเชื้อเพลิงชีวภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
Lam, Chundawat และเพื่อนร่วมงานของพวกเขานำเซลล์จากโรงงานArabidopsis thalianaและถอดผนังออกไป เนื่องจากสภาพแวดล้อมบางอย่างอาจเป็นอันตรายต่อเซลล์ทีมจึงใช้กล้องจุลทรรศน์พิเศษที่ลดการสัมผัสกับแสงของเซลล์ให้น้อยลงสร้างระบบระบายความร้อนที่เก็บเซลล์ไว้ที่อุณหภูมิ 18 °เซลเซียสและทำโพรบโมเลกุลที่ติดอยู่กับเซลลูโลสสดโดยไม่รบกวนการสร้างผนัง เซลล์ที่ไม่มีผนังสิบสี่ตัวถูกถ่ายภาพทุก ๆ หกนาทีเป็นเวลาประมาณ 24 ชั่วโมงในขณะที่พวกเขาสร้างอุปสรรคป้องกันของพวกเขา กระบวนการบางอย่างรวดเร็วมากจนเซลล์เพิ่มเติมถูกถ่ายในช่วงเวลา 20 วินาทีเป็นเวลาหนึ่งถึงสองชั่วโมง
นักวิจัยระบุสี่ขั้นตอนของการพัฒนาผนังเซลล์ ก่อนอื่นเอนไซม์ในชั้นนอกของเซลล์ปั๊มเซลลูโลสชิ้นสั้นที่“ ว่ายน้ำรอบ ๆ ” บนพื้นผิวของเซลล์ Lam กล่าว ถัดไปชิ้นส่วนเหล่านั้นเริ่มชนกันและแนบไปด้วยกัน จากนั้นในขณะที่เส้นใยเซลลูโลสยังคงข้นและยาวพวกเขายังเชื่อมโยงกับเส้นใยตั้งฉากเพื่อสร้างตาข่าย ในที่สุดตาข่ายของเซลลูโลสยังคงจัดเรียงตัวเองใหม่และกระชับจนกระทั่งมันกลายเป็นผนังเซลล์ที่แข็งและมีเสถียรภาพ
รายละเอียดเกี่ยวกับขั้นตอนเหล่านี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งแรกที่แสดงให้เห็นว่าเซลลูโลสไม่ได้ผลิตเป็นสายยาวยังคงเป็นปริศนาตั้งแต่ผนังเซลล์ถูกมองผ่านกล้องจุลทรรศน์เป็นครั้งแรกเมื่อกว่า 300 ปีที่แล้ว การศึกษาใหม่คือ“ ก้าวสำคัญไปข้างหน้าในแง่ของการทำความเข้าใจพื้นฐานของชีววิทยาพืช”
