Harakati za mimea kwa muda mrefu zimevutia watafiti wengi. Mikunde ni kundi la mimea maarufu kwa kuonyesha miondoko mbalimbali ya majani, ikiwa ni pamoja na “msogeo wa nyctinastic,” ambamo majani hufunguka mchana na kufunga usiku. Misogeo sawa ya mimea inajumuisha miondoko ya rangi ya samawati inayotokana na mwanga na inayoguswa, kama vile mimea nyeti kama vile Mimosa pudica.
Harakati katika miundo ya majani husababishwa na kurudia na kubadilishwa ugani na kusinyaa kwa motor seli, ambazo ni seli katika muundo unaoitwa pulvinus kwenye msingi wa vipeperushi na petioles. Upanuzi na mnyweo wa seli kama huu unaorudiwa na kurudiwa ni nadra sana katika seli za mmea, ambazo zimezungukwa na safu ngumu. ukuta wa seli. Zaidi ya hayo, haieleweki vizuri jinsi seli za magari zinavyoweza kujirudia na kugeuza ugani na mnyweo.
Kuta za seli za mmea zinajumuisha idadi ya mikrofibrili ya selulosi ambayo husinyaa au kupanuka kwa kukabiliana na tofauti za ukolezi wa kiosmotiki kati ya ndani na nje ya seli. Hata hivyo, kiasi cha mabadiliko ambacho kinaweza kusababishwa na anisotropy katika mpangilio wa microfibrils ya selulosi haiwezi kueleza aina kamili ya harakati ya pulvinus.
Timu ya watafiti inayoongozwa na Miyuki Nakata na Taku Demura katika Taasisi ya Sayansi na Teknolojia ya Nara (NAIST) ilikagua sehemu-tofauti za seli za gari la pulvinar kutoka Desmodium paniculatum kwa kutumia hadubini ya leza iliyounganishwa ili kuchunguza utaratibu wa upanuzi wa seli unaojirudia na unaoweza kutenduliwa. Walitambua "mipasuko" ya kipekee ya mduara katika ukuta wa seli za seli za gari ambazo zilikuwa na selulosi kidogo. Miundo hiyo ilihifadhiwa katika familia ndogo mbili za jamii ya mikunde, ikijumuisha soya, kudzu na mimea nyeti.
Baada ya kuhamisha vipande vya tishu kutoka kwa seli za gari la gamba la kunde hadi suluhisho za osmolarity tofauti, mpasuko wa pulvinar uliongezeka kwa upana, ikionyesha utaratibu ambao kupanda kuta za seli inaweza kubadilika kujibu suluhisho za osmolarity tofauti.
Kupitia mchanganyiko wa uchambuzi wa kina wa ukuta wa seli, simuleringar ya kompyuta, na uchunguzi wa mipasuko ya pulvinar katika seli zinazopitia ugani na kubana, mipasuko ya pulvinar iliamuliwa kuwa miundo inayonyumbulika kimitambo ambayo hufunguka na kufungwa wakati wa upanuzi wa seli na kubana.
"Muundo wa kompyuta ulipendekeza kuwa mpasuko wa pulvinar kuwezesha upanuzi wa anisotropiki katika mwelekeo unaoelekea kwenye mpasuo kukiwa na shinikizo la turgor," anasema Miyuki Nakata. Watafiti walilinganisha hatua hiyo na mipasuko au mipasuko iliyonyooka inayotumika katika kirigami, karatasi ya Kijapani, ili kuongeza upanuzi wa karatasi.
Kwa hivyo, timu ya utafiti ilipendekeza kwamba mipasuko hii ya kipekee, ya pulvinar ni miundo ambayo hufanya kazi kuruhusu harakati nyingi za seli za cortical kuliko zingeruhusiwa na microfibrils za kawaida za selulosi kwenye ukuta wa seli.
"Tunatoa dhana kwamba mipasuko ya pulvinar ina jukumu katika harakati za majani kupitia ugeuzaji unaorudiwa na kugeuzwa wa seli za gamba la gamba kwa kushirikiana na mambo mengine ikiwa ni pamoja na mwelekeo wa selulosi, muundo wa ukuta wa seli yenye pectini, jiometri ya seli za gamba la gamba, na ya actin cytoskeleton,” anasema Miyuki Nakata.
Utafiti huo umechapishwa katika jarida Physiolojia ya kupanda.