Как улучшить понимание клеточных стенок растений может удешевить производство биотоплива

Растительные клеточные стенки, составляющие основу биомассы, отличаются сложным, разнообразным и динамичным составом и структурой. Они обладают природной устойчивостью (рекальцитрантностью) к разрушению биологическими или химическими катализаторами. Эта рекальцитрантность считается главным барьером для рентабельного производства целлюлозного биотоплива.

Предварительная обработка (претретинг) биомассы может ослабить структурную целостность клеточных стенок, снижая их рекальцитрантность. Новое исследование проливает свет на то, как именно претретинг вызывает такие модификации в разных типах биомассы.

Цель и метод исследования

Глубокое понимание изменений в компонентах клеточной стенки после претретинга может помочь выявить конкретные структуры, ответственные за рекальцитрантность. Это, в свою очередь, позволит целенаправленно модифицировать их генетически, чтобы упростить производство возобновляемого топлива.

Учёные из BioEnergy Science Center и Great Lakes Bioenergy Research Center (Министерство энергетики США) исследовали образцы различных видов растений с помощью новых экспериментальных подходов к анализу клеточных стенок.

• На часть образцов применили метод предварительной обработки AFEX (аммиачное волокнистое расширение), чтобы изменить состав и архитектуру клеточных стенок.
• Затем изменённые стенки охарактеризовали с помощью гликомного профилирования, чтобы определить изменения, ведущие к снижению рекальцитрантности, и сделать выводы об общей архитектуре клеточных стенок у разных растений.

Ключевой вывод

В целом исследователи обнаружили, что претретинг AFEX вызывает разрыхление и улучшает доступность различных гликанов внутри растительных клеточных стенок. Однако эти эффекты значительно различаются в зависимости от типа биомассы.