Ledtråde til, hvordan planter danner nye cellevægge, kunne hjælpe biobrændstoffer, nanoteknologi

Planter skaber cellevægge ved at afsætte cellulose, hemicellulose og pektin på en reguleret måde. Cellulose, hovedbestanddelen af ​​plantecellevægge, bruges til at fremstille produkter som papir, tekstiler og biobrændstoffer, mens hemicellulose og pektin har anvendelser som fødevaretilsætningsstoffer, lægemidler og mere.

Imidlertid er den proces, hvorved planter afsætter cellulose og andre komponenter i cellevæggene, ikke godt forstået. I en ny undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Nature Plants, identificerede forskere ved University of Cambridge og European Molecular Biology Laboratory (EMBL) i Heidelberg, Tyskland, nøgleproteiner involveret i processen.

Forskerne brugte en kombination af genetisk analyse, mikroskopi og biokemi til at studere aflejringen af ​​cellulose og hemicellulose i cellevæggene i Arabidopsis, en lille blomstrende plante, der ofte bruges som modelorganisme i plantebiologi. De identificerede to proteiner, der er essentielle for den korrekte aflejring af cellulose og hemicellulose, kaldet CELLULOSE SYNTHASE-LIKE A3 (CSLA3) og CELLULOSE SYNTHASE-LIKE D4 (CSLD4).

Forskerne fandt ud af, at CSLA3 og CSLD4 er placeret på overfladen af ​​cellevæggen, og at de interagerer med hinanden og danner et kompleks, der er afgørende for aflejringen af ​​cellulose og hemicellulose. De fandt også, at CSLA3-CSLD4-komplekset er reguleret af et lille molekyle kaldet calcium, som er kendt for at være involveret i en række cellulære processer, herunder cellevægssyntese.

Opdagelsen af ​​CSLA3-CSLD4-komplekset giver ny indsigt i processen med cellevægssyntese i planter. Denne viden kan føre til nye måder at forbedre produktionen af ​​biobrændstoffer og andre plantebaserede produkter på, samt nye medicinske behandlinger af sygdomme, der påvirker cellevæggen.

"Vores resultater giver en ny forståelse af de molekylære mekanismer, der ligger til grund for cellevægssyntese i planter," sagde Dr. Hervé Höfte, en medforfatter af undersøgelsen fra University of Cambridge. "Denne viden kan have vigtige konsekvenser for udviklingen af ​​nye biobrændstoffer, plantebaserede materialer og medicinske behandlinger."