Белок CSI1: новый ключевой игрок в синтезе целлюлозы

Учёные из Института молекулярной физиологии растений Общества Макса Планка (Потсдам, Германия) совместно с коллегами из США открыли ранее неизвестный белок, необходимый для производства целлюлозы — основного компонента клеточной стенки растений.

Контекст и важность

  • Целлюлоза составляет 35–50% сухого веса растений, являясь самым распространённым биополимером на Земле.
  • Она придаёт растениям стабильность, защищает от патогенов и участвует в процессах прорастания семян и созревания плодов.
  • Понимание механизмов синтеза целлюлозы важно для повышения усвояемости кормов для животных и использования растительной биомассы для получения энергии.

Что было известно раньше?

  • Целлюлоза синтезируется на плазматической мембране белковым комплексом.
  • До этого открытия единственным известным компонентом этого комплекса была целлюлозосинтаза (CESA).
  • Генетические исследования показали, что для синтеза первичной клеточной стенки (гибкой, формируется во время роста) необходимы формы CESA1, CESA3 и CESA6, а для вторичной (более толстой и жёсткой) — CESA4, CESA7 и CESA8.

Новое открытие: белок CSI1

Исследователи идентифицировали Cellulose Synthase-Interactive Protein 1 (CSI1), который взаимодействует с целлюлозосинтазами первичной клеточной стенки (CESA1, 3 и 6) и, по-видимому, ассоциирован с комплексом CESA.

Экспериментальное подтверждение роли CSI1:

  • Растения с мутацией, лишающей их способности производить CSI1, синтезируют меньше целлюлозы.
  • У таких мутантов наблюдаются короткие и вздутые корни, а их пыльцевые зёрна спадаются.

Будущие исследования и перспективы

Точная функция CSI1 в синтезе целлюлозы ещё не установлена. Учёные предполагают, что белок может влиять на:

  • Скорость производства целлюлозы.
  • Пространственную ориентацию отдельных целлюлозных фибрилл.

Дальнейшее изучение роли CSI1 углубит понимание биосинтеза клеточных стенок и может открыть пути для практического применения этого знания в сельском хозяйстве и биоэнергетике.

Источник: PNAS, 1 июля 2010 г. (опубликовано онлайн заранее).

2010-07-20