植物細胞がセルロースを生成し細胞壁を形成する過程を初観測(Scientists Witness Plant Cells Generate Cellulose and Form Cell Walls for First Time)

ad

2025-03-20 ラトガース大学

ラトガース大学の研究者たちは、植物細胞がセルロースを生成し、細胞壁を形成する過程を初めて直接観察することに成功しました。この研究では、シロイヌナズナのプロトプラスト(細胞壁を除去した細胞)を用い、顕微鏡を通じてセルロース繊維が細胞表面で自己組織化し、複雑なネットワークを形成する様子を可視化しました。この発見は、セルロースの合成と自己組織化が、従来の予想よりも無秩序な分子の動きから秩序ある構造が生じることを示しています。セルロースは地球上で最も豊富なバイオポリマーであり、紙や衣類、食品の増粘剤など、多岐にわたる産業用途があります。この研究成果は、植物のセルロース生合成に関与する遺伝子の解明や、セルロースの産業利用の向上に寄与する可能性があります。

<関連情報>

生きたシロイヌナズナ原形質体における細胞壁再生中のセルロース生合成と集合の時間分解追跡 Time-resolved tracking of cellulose biosynthesis and assembly during cell wall regeneration in live Arabidopsis protoplasts

Hyun Huh, Dharanidaran Jayachandran, Junhong Sun, Mohammad Irfan, […], and Sang-Hyuk Lee
Science Advances  Published:21 Mar 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.ads6312

植物細胞がセルロースを生成し細胞壁を形成する過程を初観測(Scientists Witness Plant Cells Generate Cellulose and Form Cell Walls for First Time)

Abstract

Cellulose, the most abundant polysaccharide on earth composing plant cell walls, is synthesized by coordinated action of multiple enzymes in cellulose synthase complexes embedded within the plasma membrane. Multiple chains of cellulose fibrils form intertwined extracellular matrix networks. It remains largely unknown how newly synthesized cellulose is assembled into an intricate fibril network on cell surfaces. Here, we have established an in vivo time-resolved imaging platform to continuously visualize cellulose biosynthesis and fibril network assembly on Arabidopsis thaliana protoplast surfaces as the primary cell wall regenerates. Our observations provide the basis for a model of cellulose fibril network development in protoplasts driven by an interplay of multiscale dynamics that includes rapid diffusion and coalescence of nascent cellulose fibrils, processive elongation of single fibrils, and cellulose fibrillar network rearrangement during maturation. This study provides fresh insights into the dynamic and mechanistic aspects of cell wall synthesis at the single-cell level.

生物工学一般
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました