想要實木桌子？直接種一“張”就行了_風聞

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美國麻省理工學院的研究人員闡述了一種在實驗室直接培養植物組織的方法。或許在不久的將來，無需砍樹、加工，我們便可以直接“種”出一張木桌了。

                                         科學家們在實驗室培養植物組織。

近日，美國麻省理工學院（MIT）的研究人員在《清潔生產雜誌》上發表論文，闡述了一種在無土、無光照的實驗室直接培養植物組織（如木頭或纖維）的技術。

新技術與“直接培養一塊肉”的理念類似，指出了高效生產生物材料的可行性。雖然該技術仍處於早期開發階段，但它將來也許能幫助減輕林業和農業的環境負擔。

製作一張木桌需要種樹、砍伐、運輸、加工，整個過程長達數十年。

“幾個世紀以來，我們獲取木材的方式一直沒有改變，非常低效。新研究為我們創造了新機會：如果想要木桌，我們應該直接‘種’一張。”研究領導者、麻省理工學院微系統技術實驗室的首席科學家Luis Fernando Velasquez-Garcia説。

在新研究中，科學家們從百日草的葉子中提取了活細胞，在液體培養基中培養，讓它們進行代謝和增殖。隨後，他們將這些細胞轉移到一種凝膠中，並“調整”它們的生長。“在某種意義上，植物細胞與幹細胞相似，可以被誘導變成任何東西。”Velasquez-Garcia解釋。

研究人員通過改變凝膠中生長素和細胞分裂素的水平，控制了細胞木質素（一種使木材更加堅固的有機聚合物）的產生，最終形成了一種堅硬的木質結構。

論文第一作者、機械工程專業的博士生Ashley Beckwith使用熒光顯微鏡對最終產品的細胞組成和結構進行了評估。她説：“我們可以直觀地評估哪些細胞正在木質化，並測量細胞的增大和延伸。”這一過程證實：植物細胞可用於受控的生產過程，生產針對特定用途的優化材料。

Velasquez-Garcia認為，這項工作是微結構製造和3D打印等增材製造技術的擴展。在這種情況下，植物細胞會在凝膠生長介質的幫助下進行自身打印。與非結構化液體介質不同，凝膠充當了細胞以特定形狀生長的支架。

Velasquez-Garcia説：“這個方法不僅調整了材料的屬性，也從概念上調整了材料的形狀。”因此，他設想，未來真的可以直接“種”出一張不需要木膠黏合的桌子。

但這項技術距離投入市場還有很長一段路要走。康奈爾大學植物生物學家David Stern説：“主要問題是這項技術能否規模化，能否在經濟或生命週期上具有競爭力。”Stern還指出，把林業和農業“碎片”引入實驗室需要權衡。農業植株能夠有效利用太陽能量和自然降雨，而不需要建築、熱量或人造光。

研究人員承認，這些實驗室培養的植物組織還處於早期階段，研究小組將繼續進行微調，控制最終材料的屬性。

Beckwith預計，大規模培養植物組織將面臨諸多挑戰，比如：如何促進細胞間的氣體交換。該團隊希望通過進一步實驗來克服這些障礙，並最終為實驗室種植產品繪製生產藍圖。

編譯：花花

審稿：西莫

責編：陳之涵

期刊來源：《清潔生產雜誌》

期刊編號：0959-6526

原文鏈接：

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/01/210121092825.htm

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