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科學家首次捕捉植物細胞「自建」細胞壁的動態過程

在生物科技領域的重大突破中,美國羅格斯大學的跨領域研究團隊成功拍攝到植物細胞「現場施工」的珍貴畫面。這項發表於《科學進展》期刊的研究,首次以活體植物細胞連續24小時記錄纖維素合成的動態過程,揭開植物細胞壁形成的奧秘。

這項耗時六年的研究整合了文理學院、工程學院與環境生物科學學院的專業技術,突破性地觀察到阿拉伯芥(擬南芥)原生質體表面,纖維素纖維如何從混亂狀態自組裝成複雜網路。物理天文學系副教授李相赫形容:「就像目睹分子跳完即興舞蹈後,突然整齊列隊的驚奇過程。」

纖維素作為地球上最豐富的生物聚合物,不僅是植物細胞壁的主要建材,更廣泛應用於造紙、紡織、食品增稠劑等產業。研究團隊運用「全內反射螢光顯微鏡」技術,克服傳統顯微鏡成像模糊的限制,成功拍攝細胞「施工現場」的4K高畫質影像。

環境生物科學學院植物生物學系特聘教授林艾瑞克指出:「這項發現如同拿到植物細胞的『建築藍圖』,未來可望培育出抗旱抗病、高效固碳的『超級作物』,甚至最佳化第二代生質燃料的生產效率。」

參與研究的化學生物工程系副教授順希爾·春達瓦特分享,這項研究實現了他兒時的夢想:「中學時收集各種葉片做科學報告,就對植物如何創造如此複雜的結構充滿好奇。」團隊特別開發細菌酵素探針,讓新生纖維素在顯微鏡下「發光」現形。

這項突破性研究不僅改寫教科書對纖維素合成的傳統認知,更為生質材料、醫療創新與永續能源開闢新途徑。正如研究人員所言:「我們終於看見植物王國最基礎卻最神奇的建築工程。」