Door Gert van Maanen - ILLUSTRATIE: EHSAN FARIDI, INMYWORK STUDIO - 28-03-2025 - Botanie
Verbeelding van cellulose-aanmaak, waarbij enzymcomplexen in het plasmamembraan (groen) cellulose aanmaken dat assembleert tot een netwerk van microfibrillen (bruin).
Het is gelukt om gedurende 24 uur microscopische beelden te maken van de aanmaak van cellulose in levende plantencellen. Een wereldprimeur dankzij onderzoek aan uitgeklede zandraketcellen.
‘Dit werk is de eerste directe visualisatie van hoe cellulose synthetiseert en zichzelf assembleert tot een dicht netwerk van fibrillen op het oppervlak van een plantencel’, claimt biofysicus Sang-Hyuk Lee van de Rutgers University in New Jersey. Hij is laatste auteur van een publicatie die een dynamisch proces in beeld brengt dat nog nooit live is gevolgd: celwandvorming in levende plantencellen (Science Advances, 21 maart).
Een multidisciplinair team werkte zes jaar om de 24 uurs-opnamen van cellulose-afzetting zichtbaar te maken in protoplasten van modelplant Arabidopsis. De celwanden van individuele cellen zijn hiervoor zo verwijderd dat er geen cellulosemoleculen achterblijven die het zicht op celwandvorming belemmeren.
Omdat conventionele microscooptechnieken hooguit wazige beelden opleveren, is gebruik gemaakt van totale-interne-reflectiefluorescentie (TIRF) en microscopen met superresolutie. Die leggen beelden vast van de onderkant van cellen, zonder die te bleken of te doden.
De videobeelden tonen chaotisch ontkiemende filamenten van cellulose die zichzelf geleidelijk assembleren tot een complex netwerk op het buitenste celoppervlak. De cellulose wordt gemaakt door gecoördineerde actie van meerdere enzymcomplexen die zijn ingebed in het plasmamembraan. Het ontstaan van orde uit een ‘chaotische dans van moleculen’ heeft Lee verbaasd: ‘Ik dacht dat plantencellulose op een veel georganiseerderde manier zou worden gemaakt, zoals afgebeeld in klassieke biologieboeken.’