Протеомика открывает новые возможности для изучения травы свитчграсс

Чтобы биотопливо нового поколения могло конкурировать с бензином и дизелем, необходимы специальные энергетические культуры. Исследователи из Объединённого института биоэнергетики (JBEI) Министерства энергетики США продемонстрировали потенциал нового союзника в этой работе — протеомики.

В пилотном исследовании под руководством генетика JBEI Бенджамина Швессингера учёные использовали передовые протеомные методы для анализа побегов свитчграсса (Panicum virgatum) — многолетнего злака, считающегося одной из самых перспективных культур для производства биотоплива. Им удалось идентифицировать 1750 уникальных белков.

«Это было пилотное исследование, чтобы проверить, применимы ли эти протеомные инструменты к свитчграссу. Тот факт, что мы смогли идентифицировать такое большое количество белков, показывает, что протеомика будет полезна, когда мы начнём искать белки, которые позволят нам модифицировать свитчграсс для увеличения производства биотоплива», — говорит Бенджамин Швессингер.

Исследователи провели первый протеомный анализ материала свитчграсса, составив профиль протеома его эндомембранной системы из 10-дневных побегов, выращенных в темноте.

«Общее количество идентифицированных нами уникальных белков подчеркивает вклад, который протеомика может обеспечить по мере того, как всё больше растительных геномов становятся общедоступными. Это инструмент, который помогает нам найти иголку в стоге сена. Например, с помощью протеомики мы можем определить четыре наиболее экспрессируемых члена из белкового семейства, состоящего из 60», — объясняет Швессингер.

Контекст и цель:

• Сжигание ископаемого топлива приводит к выбросу почти 9 миллиардов тонн избыточного углерода в атмосферу ежегодно.
• Биотопливо из растительных сахаров — чистая и возобновляемая альтернатива, но его производство должно быть рентабельным.
• Ключевая задача — создать растения, чьи сахара легче извлекать и ферментировать в топливо.

«Растительные клеточные стенки или биомасса дороги в переработке для высвобождения сахаров, но генетические модификации структуры клеточной стенки могут привести к значительному экономическому эффекту на последующих этапах», — отмечает Швессингер.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proteomics в статье «Proteome profile of the endomembrane of developing coleoptiles from switchgrass (Panicum virgatum)». Ведущий автор — учёный JBEI Джименг Лао, соответствующий автор — Бенджамин Швессингер.