Bitki hücreleri, hücre duvarı adı verilen karmaşık bir yapıya sahip koruyucu bir katmanla çevrilidir. Bu duvar, hemiselüloz veya pektin gibi polisakkaritlerle iç içe geçmiş selüloz mikrofibrillerinden oluşur. Bitki hücrelerinin duvarları olmadan nasıl göründüğünü ve duvarlar tamamen bir araya geldiğinde nasıl göründüğünü biliyoruz, ancak duvar inşa etme sürecini hiçbir zaman eylem halinde görmedik. Rutgers Üniversitesi’nde bitki biyoloğu olan Eric Lam, “Başlangıç noktasını ve bitiş noktasını biliyorduk, ancak ikisi arasında ne olduğunu bilmiyorduk” diyor. Kendisi, duvar inşa eden bitki hücrelerini ilk kez eylem halinde yakalayan çalışmanın ortak yazarlarından biri.
Rutgers’da biyolog olan Shishir Chundawat, “Selüloz floresan değildir, bu yüzden onu geleneksel mikroskopi ile göremezsiniz,” diyor. “Bu, geçmişteki en büyük sorunlardan biriydi.” Bunu görebilmenin tek yolu, ona floresan bir işaretleyici takmanızdır. Ne yazık ki, selülozu etiketlemek için tipik olarak kullanılan işaretleyiciler ya diğer bileşiklere bağlıydı ya da bitki hücreleri için toksikti. Kırılganlıkları ve ışığa duyarlılıkları göz önüne alındığında, hücreler toksik işaretleyicilerle de uzun süre hayatta kalamazlardı.
Bu nedenle, Lam’in ekibi kendi özel yapım görüntüleme platformunu geliştirdi. Ekibin duvar inşa etme videosunda başrol oynayan hücreler, lahana ve hardalla aynı aileye ait küçük bir çiçekli bitki olan Arabidopsis’in protoplastlarıydı. Ekip, tercih ettikleri çekim tekniği olarak, bir seferde numunenin yalnızca küçük bir bölümünü aydınlatan ve fototoksisiteyi yönetilebilir seviyelere düşüren toplam iç yansımalı floresan mikroskobu’nu (TIRFM) seçti. Etiketleme için ekip, selüloza yapışan enzim parçalarını canlı hücrelerde kullanılabilen toksik olmayan yeşil floresan işaretleyiciye bağladı.
Kurulum ayrıca her görüntüleme döngüsünden sonra otomatik olarak kapanan programlanabilir bir LED ampul ve hücreleri sabit 18° C’de (64° F) tutan bir sıcaklık kontrol sistemi içeriyordu. Kurulum hazır olduğunda, ekip kurulumu çalıştırdı ve protoplastları 24 saat boyunca orada bıraktı. Lam, “Bu, süreci görmemizi ve gerçekte nasıl çalıştığını anlamamızı sağlayan tüm bileşenlere sahip olmamızı sağladı” diyor.
