2014_10 Richtung im Chip

Pflanzenzellen besitzen eine innere Richtung, womit sie ihre Gestaltung steuern. In einem Gewebe muss die einzelne Zelle diese Richtung so anordnen, dass mechanische Spannungen zwischen den Nachbarn vermieden werden. Seit fast einem Jahrhundert wird darüber gestritten, ob diese Abstimmung auf mechanischem oder auf chemischem Wege geschieht. Um dies zu untersuchen, haben wir nun einfach ein künstliches Pflanzengewebe erzeugt. Dafür wurden Pflanzenzellen durch Abverdau der Zellwand ihrer Richtung beraubt. Sie können dann dazu gebracht warden, eine neue Achse zu bilden. Diese Zellen wurden nun in eine mikrofluidische Plattform eingebaut und mit einem geometrischen Signal konfrontiert, indem wir sie in eine rechteckige, künstliche “Minizelle” eingefügt haben. Wir zeigen, dass diese Zelle ihre Richtung an diese Geometrie anpassen und zwar bevor sie die Wand der künstlichen „Minizelle“ berühren. Sie benutzen dafür Auxin. Auxin wird nach außen gepumpt, um den Raum um die Zelle zu erkunden, ähnlich wie Fledermäuse ihre Umgebung mit Ultraschall erkunden. Das chemische “Echo” von Auxin ermöglicht es der Zelle, ihre Richtung so einzustellen, das später im wachsenden Gewebe die mechanischen Spannungen minimal sind.

108. Zaban B, Liu WW, Jiang X, Nick P (2014) Plant Cells Use Auxin Fluxes to Explore Geometry. Nature Scientific Reports doi:10.1038/srep05852 - pdf