一组研究人员开发出一种新化合物，即一种可快速抑制植物细胞分裂的三芳基甲烷。发现该化合物相对于动物细胞选择性地抑制植物细胞中的细胞分裂。由于植物和动物生物学家以及名古屋大学ITbM的有机化学家之间的合作，该小组成功开发了一种新化合物，即可快速抑制植物细胞分裂的三芳基甲烷。发现该化合物相对于动物细胞选择性地抑制植物细胞中的细胞分裂。具有可逆的细胞抑制特性，这种三芳基甲烷可能是开发可控制植物生长的新农用化学品的潜在候选者。

名古屋大学转化生物分子研究所(ITbM)的Masakazu Nambo博士及其同事在植物和细胞生理学杂志上报道了一系列三芳基甲烷化合物的开发，这些化合物在植物细胞看到它们对细胞分裂的影响。通过活细胞成像，他们能够鉴定出一种新的三芳基甲烷化合物，可迅速抑制植物细胞中的细胞分裂。

他们还发现这种新化合物对动物细胞的细胞分裂没有影响，并且在去除化合物后细胞分裂在植物细胞中重新开始。能够控制植物细胞中的细胞分裂可以有效地控制植物生长。因此，这种新的三芳基甲烷化合物对植物细胞的细胞分裂的选择性和可逆性使其成为农用化学品的良好候选物。

植物生长通过细胞分裂增加细胞数量然后扩增细胞而发生。因此，已经认为如果存在控制植物中细胞分裂的方法，这将导致控制一系列植物物种中的植物生长。尽管过去已经研究了各种能够控制植物细胞分裂的化合物，但是尽管去除了这些化合物，但它们主要导致植物形状的损害或细胞分裂的不可逆抑制。

“作为ITbM跨学科研究计划的一部分，我们决定寻找能够抑制植物细胞分裂而不会对其造成损害的新化合物，”植物生物学家，该研究的负责人Minako Ueda说。“在混合实验室(由不同学科的研究人员组成的特殊实验室)在ITbM，我能够与有机化学家Masakazu Nambo交谈，他建议使用三芳基甲烷化合物抑制植物细胞中的细胞分裂，”她继续说。

“我们在2013年12月报道了一种新的催化反应，即使用钯催化剂从现成的原料中快速合成三芳基甲烷，”有机化学家和本研究的另一位领导人Masakazu Nambo说。“三聚甲烷之前并没有真正用于植物，但是我们能够通过活细胞成像来观察它们对烟草植物细胞的影响。我们大约3年前开始进行这项研究，但我们很幸运能够鉴定出一种三芳基甲烷化合物。可以迅速抑制植物细胞分裂，“他继续说道。

三芳基甲烷是衍生自甲烷(由与其连接的4个氢原子的碳组成的分子)的一组化合物，并且由具有3个芳基(芳环)基团和氢原子的碳原子中心组成。这种结构可以在有机材料中找到，例如染料和荧光探针，以及天然产品。已知一些含有三芳基甲烷部分的化合物具有抗癌特性，并且已经合成了许多新化合物来研究它们的生物活性。

“我们的钯催化顺序芳基化反应非常适用于快速合成各种三芳基甲烷，用于测试它们对植物细胞分裂的影响，”Nambo说。

“我们使用附有荧光探针的烟草植物细胞来观察细胞分裂过程，”Ueda说。“我们将三芳基甲烷化合物添加到培养的细胞中，并通过实时活细胞成像研究是否发生了细胞分裂。”

“通过筛选约200种化合物，我们发现了(3-呋喃基)二苯甲烷(chem7)，它是一种含有2个苯基和呋喃基的三芳基甲烷(含有4个碳原子和氧原子的5元芳环)环组)对植物细胞分裂具有很强的抑制活性，“上田说。当呋喃基部分被其它芳族基团取代时，或当除去一个苯环时，未观察到细胞分裂抑制活性，这表明含有苯和呋喃环的三芳基甲烷结构对于它们的生物活性是必需的。

“虽然我对使用化学家直接合成的化合物没有任何问题，但最初我很惊讶地收到的化合物不一定可溶于我在生物实验中使用的溶剂中，”Ueda说。“测试新化合物令人兴奋，我对合成化合物的速度感到惊讶。产生的化合物的速度比我们在细胞上测试它们的速度要快。”

该小组还测试了chem7是否可以抑制其他植物或其他发育组织中的细胞分裂。通过将chem7应用于模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的幼苗和根，该组发现在两种组织中均观察到细胞分裂的快速抑制。

“我们看到chem7对细胞和组织的形状几乎没有任何影响，因此，表明chem7可以阻止植物细胞中的细胞分裂，但不会对形状造成任何严重损害，”Ueda说。“在动物生物学家的帮助下，我们发现chem7对芽殖酵母和人体细胞没有影响，这表明chem7不会抑制动物细胞的细胞分裂。”

细胞分裂由几个阶段组成，包括细胞实际分裂的M期(M =有丝分裂)，复制DNA的S期和准备分裂(S =合成)和其间的G1 / G2期(G =间隙)。重复这些阶段(细胞周期)导致细胞分裂。为了弄清楚chem7实际上对哪个阶段起作用，Ueda和她的团队使用了两种不同颜色的荧光蛋白来观察拟南芥根中细胞周期的过程。(绿色表示M相，红色表示S和G2相。)

“由于拟南芥的根部含有不同阶段的细胞，因此可以观察到不同的阶段，以绿色和红色显示，”Ueda解释道。“在向根部添加chem7后，我们发现两种颜色都存在，但含有荧光细胞的区域(具有高细胞分裂活性的组织)变小。”

这表明chem7不靶向特定的植物细胞期，但无论相何程度如何都表现出细胞抑制活性。该小组得出结论，chem7能够在任何细胞期快速停止细胞活动，不会对细胞和组织的形状造成严重损害。

此外，当chem7从根部洗去并用chem7处理的培养细胞时，再次观察到细胞分裂，表明chem7的作用不是致命的。

“通过与化学家和生物学家的合作，我们很幸运地发现了一种新的化合物，可以选择性地抑制植物细胞的细胞分裂而不管细胞相，”Ueda和Nambo说。“chem7可迅速阻止细胞分裂和植物生长，而不会对细胞的形状或功能造成严重损害。”

“很高兴能够聚集在一起，与来自不同研究领域的人们讨论研究。我们正在进行进一步的研究，以产生新的化合物，可快速，可逆地控制植物生长，而不会对周围环境中的人类和细菌造成伤害，它们可以作为农用化学品，“他们说。