想要实木桌子？直接种一“张”就行了
Science_北京
不惧过往，不畏将来！01-25 12:34
美国麻省理工学院的研究人员阐述了一种在实验室直接培养植物组织的方法。或许在不久的将来，无需砍树、加工，我们便可以直接“种”出一张木桌了。
科学家们在实验室培养植物组织。
近日，美国麻省理工学院（MIT）的研究人员在《清洁生产杂志》上发表论文，阐述了一种在无土、无光照的实验室直接培养植物组织（如木头或纤维）的技术。
新技术与“直接培养一块肉”的理念类似，指出了高效生产生物材料的可行性。虽然该技术仍处于早期开发阶段，但它将来也许能帮助减轻林业和农业的环境负担。
制作一张木桌需要种树、砍伐、运输、加工，整个过程长达数十年。
“几个世纪以来，我们获取木材的方式一直没有改变，非常低效。新研究为我们创造了新机会：如果想要木桌，我们应该直接‘种’一张。”研究领导者、麻省理工学院微系统技术实验室的首席科学家Luis Fernando Velasquez-Garcia说。
在新研究中，科学家们从百日草的叶子中提取了活细胞，在液体培养基中培养，让它们进行代谢和增殖。随后，他们将这些细胞转移到一种凝胶中，并“调整”它们的生长。“在某种意义上，植物细胞与干细胞相似，可以被诱导变成任何东西。”Velasquez-Garcia解释。
研究人员通过改变凝胶中生长素和细胞分裂素的水平，控制了细胞木质素（一种使木材更加坚固的有机聚合物）的产生，最终形成了一种坚硬的木质结构。
论文第一作者、机械工程专业的博士生Ashley Beckwith使用荧光显微镜对最终产品的细胞组成和结构进行了评估。她说：“我们可以直观地评估哪些细胞正在木质化，并测量细胞的增大和延伸。”这一过程证实：植物细胞可用于受控的生产过程，生产针对特定用途的优化材料。
Velasquez-Garcia认为，这项工作是微结构制造和3D打印等增材制造技术的扩展。在这种情况下，植物细胞会在凝胶生长介质的帮助下进行自身打印。与非结构化液体介质不同，凝胶充当了细胞以特定形状生长的支架。
Velasquez-Garcia说：“这个方法不仅调整了材料的属性，也从概念上调整了材料的形状。”因此，他设想，未来真的可以直接“种”出一张不需要木胶黏合的桌子。
但这项技术距离投入市场还有很长一段路要走。康奈尔大学植物生物学家David Stern说：“主要问题是这项技术能否规模化，能否在经济或生命周期上具有竞争力。”Stern还指出，把林业和农业“碎片”引入实验室需要权衡。农业植株能够有效利用太阳能量和自然降雨，而不需要建筑、热量或人造光。
研究人员承认，这些实验室培养的植物组织还处于早期阶段，研究小组将继续进行微调，控制最终材料的属性。
Beckwith预计，大规模培养植物组织将面临诸多挑战，比如：如何促进细胞间的气体交换。该团队希望通过进一步实验来克服这些障碍，并最终为实验室种植产品绘制生产蓝图。
编译：花花
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《清洁生产杂志》
期刊编号：0959-6526
原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/01/210121092825.htm
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