Le groupe de recherche du professeur Takeshi Miura et du professeur adjoint Toshiko Imamura de la Graduate School of Medicine de l'Université de Kyushu a collaboré avec l'Université de Tokyo et L-Pixel Co., Ltd. pour élucider le mécanisme par lequel les formes complexes des cellules épidermiques des plantes se forment pour la première fois dans le monde.
Les cellules à la surface des feuilles des plantes dicotylédones forment une structure semblable à un puzzle.De nombreux gènes impliqués dans ce phénomène ont été identifiés, mais le mécanisme par lequel ces interactions forment une forme reste largement inconnu.Le professeur Miura et ses collaborateurs ont commencé une recherche conjointe basée sur l'étude du mécanisme par lequel la ligne de suture du crâne se plie, pensant qu'il y a quelque chose en commun avec le mécanisme de formation de motifs dans la paroi cellulaire des plantes.
Le groupe de recherche a modélisé mathématiquement le circuit moléculaire de synthèse-décomposition de la paroi cellulaire des plantes, et reproduit la formation de courbure de la paroi cellulaire par simulation numérique.Ce modèle s'est avéré être exactement le même que le modèle de formation de courbure de suture du crâne précédemment utilisé par le groupe de l'Université de Kyushu.
En réponse à cela, un groupe expérimental de botanistes de l'Université de Tokyo a mené une expérience pour favoriser la décomposition de la paroi cellulaire et observer le changement de forme, et a vérifié le résultat avec un modèle mathématique pour maintenir la paroi cellulaire à une certaine épaisseur. Nous avons élucidé une partie du mécanisme qui forme une structure courbe.De plus, nous avons prédit que l'angle de la partie à trois volets de la paroi cellulaire au niveau de la jointure des cellules approcherait de 120 degrés avec un modèle mathématique, et l'avons confirmé par vérification à l'aide de la technologie de traitement d'images.
Ainsi, grâce à des recherches interdisciplinaires « super » où les mathématiques s'interposent entre médecine et botanique, nous avons élucidé le mécanisme de mise en forme des cellules végétales qui était complètement inconnu jusqu'à présent.On s'attend à ce que le modèle mathématique obtenu dans cette recherche conduise au développement d'un domaine de recherche sur les plantes, qui est l'élucidation du mécanisme de courbure de la paroi cellulaire.
