探索一些单一植物细胞如何再生成整株植物的秘密的研究将受益于RIKEN科学家开发的新培养方案。有些植物天生具有非凡的能力，可以从一个既不是精子也不是卵子的细胞中产生全新的植物。但科学家可以将某些植物的某些细胞类型转变为能够转化和再生为新细胞类型的细胞，最终形成一整株植物。

从单个分化细胞创建新植物的配方

然而，他们只是在这方面取得了零星的成功，因为他们缺乏明确的协议来指导这个过程。这样的协议可以更好地理解支持分离细胞转化为植物的分子过程，并对植物育种产生影响。

现在，RIKEN可持续资源科学中心的KeikoSugimoto及其同事已经建立了一个可重复地重新编程“原生质体”细胞以重新进入细胞周期并进行细胞分裂的方案。

原生质体并非天然存在于植物中;相反，它们是在科学家从某些分离的植物细胞中去除细胞壁时形成的，将它们从分化状态转变为分化程度较低的状态——类似于哺乳动物的干细胞。新方案稳定地重新编程源自叶肉细胞的原生质体，使其再生为植物芽。

“很难做到这一点，因为原生质体非常脆弱，因为它们缺乏细胞壁——它们需要足够的压力来启动重新编程，但如果你对它们造成太多伤害，它们就会死亡，”Sugimoto解释说。“我们的系统稳定地诱导了2-5%的原生质体重编程，这将帮助我们开始揭示这一过程的潜在分子机制。”

研究小组发现了植物激素生长素在激活细胞分裂中的关键作用。“一个关键的发现，也是我们最大的惊喜，是原生质体需要制造新的生长素来重新启动细胞分裂，尽管它们是在含有人工合成的生长素的培养基中培养的，”Sugimoto说。

一旦生长素在原生质体中合成，研究人员还确定了一些参与启动细胞分裂的下游基因和分子。

然而，许多问题仍然存在。例如，原生质体重编程与生长素合成的关系有多严格?还涉及哪些其他分子过程?是什么促使分离的成熟细胞转化为分化程度较低的细胞，能够再生整株植物?

“回答这些问题可以让我们从原生质体再生无转基因、基因组编辑的植物，”Sugimoto说。

它也可能对动物产生影响。“植物相对擅长从单个分化细胞再生整个身体，但大多数动物无法做到这一点，”Sugimoto说。“我们希望了解植物细胞如何做到这一点将有助于揭示为什么动物细胞不能。”