Открытие белков, синтезирующих ксилан, открывает путь к созданию улучшенных растений
Исследователи из Университета Джорджии обнаружили два белка, играющих критическую роль в формировании ксилана — ключевого полисахарида клеточных стенок растений. Это открытие дает фундаментальные знания для манипулирования растениями в интересах промышленности и сельского хозяйства.
Важность ксилана:
- Ксилан — третий по распространенности гликополимер на Земле после целлюлозы и хитина.
- Он составляет около 30% древесины и является основным компонентом древесины, кормов, биомассы и пищевых волокон.
- Растения, производящие недостаточно ксилана, имеют слабые клеточные стенки, плохо растут и не могут эффективно транспортировать воду.
Суть открытия:
В рамках работы в Центре исследования сложных углеводов (CCRC) и Биоэнергетическом научном центре команда под руководством профессора Уилла Йорка идентифицировала два белка:
IRX 10-L
ESK1/TBL29
Эти белки являются «молекулярными машинами», которые растение использует для непосредственного синтеза ксилана. Ранее в огромном массиве генетических данных было сложно выделить именно те гены, которые напрямую отвечают за сборку таких ключевых полисахаридов.
Практическое значение:
- Биотопливо: Ксилан придает клеточным стенкам прочность и устойчивость к микробам, что затрудняет извлечение сахаров для производства биотоплива. Управление синтезом ксилана может сделать процесс переработки биомассы более эффективным.
- Промышленность: Понимание биосинтеза ксилана открывает путь к экологичному производству полимеров для фармацевтики и других отраслей без использования химических загрязнителей или нефтепродуктов.
- Сельское хозяйство и продукты питания: Ксилан — центральный компонент пищевых волокон в хлебе и крупах, а также критически важен для производства пива.
Как отметила ведущий автор статьи Бриана Урбанович: «Теперь, когда мы знаем белки, участвующие в развитии ксилана, мы можем вносить тщательные, контролируемые изменения в растения, которые в конечном итоге сделают их более полезными».