木质部细胞中不同聚合物的模式。
动植物有许多特征，其中之一就是细胞壁。在植物中，这种结构就像一个骨架，提供支撑和稳定性，也像肌肉一样，它将水从地面转移到最高的树叶和树枝上。负责水分运输的结构是次生细胞壁，NAIST多久德斯塔教授一直在研究它，因为它是由木质部组成的。
“木质部是陆生植物生物量的重要资源。木质部细胞分化的变化对于改善植物生物量资源的策略非常重要。
二级细胞壁由三种聚合物组成，纤维素、半纤维素和木质素。在一项可以在植物细胞中读取的新研究中，Densta的实验室发现木质部细胞突变体中的这三种聚合物有助于相互独立地形成次生细胞壁，从而挑战了当代的植物生长模型。
纤维素和半纤维素之间的相互作用对于赋予细胞壁强度和弹性以向上推动水非常重要。与木质素的相互作用增加了疏水性，从而为推进提供了电荷。20世纪80年代初的研究使科学家认为，次生细胞壁的形成发生在连续的事件中，从细胞表面的纤维素合成开始，然后半纤维素沉积与纤维素结合，最后木质素迁移和聚合。
这些相互作用导致木质部细胞中三种聚合物的明显空间模式。然而，由Demura Laboratory(科学家经常用来研究植物生长的一种小型植物)制造的拟南芥突变体中的木质部细胞显示出一种空间模式，即在不破坏半纤维素或木质素的情况下，纤维素合成被破坏。
“我们突变了纤维素合成酶基因CESA7。这种突变阻止了纤维素的形成。尽管缺乏模式化的纤维素沉积，但我们已经看到了半纤维素和木质素的模式化沉积，”参与该项目的Misato Ohtani博士解释道。
其他研究表明，这种持续的模式可能归因于微管，这种分子几乎在包括人类在内的所有生命中都可以看到，并且负责在细胞中运输物质。
“我们可以破坏半纤维素和木质素的模式，当我们破坏药物的微管时，这表明在二次细胞壁的形成过程中，半纤维素和木质素受到微管的调节，而不是纤维素，”大谷继续说道。
考虑到生物工程植物能够以更高的效率生产资源或承受极端气候变化的持续努力，Demura指出，阐明二次细胞壁等基本植物结构如何发展的机制将有助于科学家实现这些目标。
“确定纤维素、半纤维素和木聚糖的独立性意味着我们可以在不改变植物中另一种的情况下对其进行修饰，”他说。
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