Количествено определяне на ролята на механичните напрежения в морфогенезата на растителните клетки е темата, по която работи проекта PlantCellMech. Този проект, финансиран по програма „Хоризонт 2020” ви представяме в 270 брой на рубриката „Агроиновации“, която Agri.bg реализира със съдействието на Институт за агростратегии и иновации.

Специфичната клетъчна и тъканна форма е от съществено значение за поддържането на много биологични функции на живите организми. По време на развитието, създаването на различни форми се изисква фундаментално интегриране на генетични, биохимични и физически механизми.

В растенията твърда пектоцелулозна мрежа капсулира клетките и уравновесява стреса, създаден от тургорното налягане вътре в клетката, като по този начин контролира формата на клетката. Добре установено е, че мрежата от цитоскелетни микротубули играе ключова роля в морфогенезата на растителната клетъчна стена чрез насочване на организацията на нов материал на клетъчната стена. 

Освен това се предполага, че механичните напрежения ориентират микротубулите по тяхната основна посока, като по този начин контролират архитектурата на стените и формата на растителните клетки. Въпреки това, за да се разбере напълно как се оформят растителните клетки и как механичните напрежения влияят на този процес, трябва да се установи количествен подход. Именно този подход използва екипа на европейския проект PlantCellMech.

Този проект се стреми да предостави нови фундаментални знания за ролята на механиката в развитието на растенията в клетъчен мащаб. Вече са налични нови експериментални и образни методи за постигане на тази цел. Екипът от учени комбинира експериментални подходи и механично моделиране, за да проучи количествено как отделните растителни клетки реагират на механични сигнали и как те се интегрират от клетката в промените в генетичната експресия. Предварителни проучвания постигнаха успех в разработването на специално направено устройство за микрокладенци за механично разрушаване на единични растителни клетки. 

Чрез свързване на този подход с механично моделиране и използване на нов софтуер, разработен от екипа в лабораторията Sainsbury, този проект ще доведе до пълно разработване на изчислителен модел на морфогенезата на растителни клетки и тъкани, тъй като те реагират биологично на промените в посоките и количествата на физически стрес. 

Успехът на този проект ще има значително обществено въздействие върху подобряването на разбирането за това как растенията растат и как могат да растат в земеделски условия.

270 брой на рубриката „Агроиновации“, която Agri.bg реализира със съдействието на Институт за агростратегии и иновации е разработена по материали на Европейската комисия и e предоставена като част от информационната кампания „Иновациите – винаги на мода!