Клетки тесно взаимодействуют при формировании водопроводящей ткани растений

Растения транспортируют воду по трубчатым структурам, состоящим из мёртвых и пустых клеток в проводящей ткани — ксилеме. В своей докторской диссертации Саша Эскамез приходит к выводу, что разные типы клеток взаимодействуют при построении «водопроводных труб» в ксилеме в большей степени, чем считалось ранее. Это новое понимание можно использовать для модификации и улучшения свойств древесной биомассы.

Ксилема растений (называемая «древесиной» у деревьев и кустарников) — очень важный элемент, поскольку она транспортирует воду от корней к листьям, обеспечивая механическую устойчивость растения. Водопроводящие части ксилемы формируются после того, как определённые клетки «самоуничтожаются» в процессе запрограммированной клеточной смерти. Эти погибшие клетки также опустошаются, оставляя полые клеточные стенки с открытыми концами, формируя таким образом трубчатые структуры.

Саша Эскамез участвовал в открытии, что эти «самоуничтожающиеся» клетки обеспечивают защиту окружающих клеток от потенциального повреждения, связанного с их запрограммированной смертью. В то же время окружающие клетки снабжают «самоуничтожающиеся» клетки молекулами лигнинов, которые способствуют построению прочных клеточных стенок. Укрепление стенок «самоуничтожающихся» клеток лигнинами имеет решающее значение для эффективного транспорта воды. С другой стороны, высокое содержание лигнина затрудняет использование древесной биомассы для различных применений.

Новое понимание степени клеточного сотрудничества во время формирования древесины имеет значение для её качества и химического состава.

«Эти новые знания ценны не только с точки зрения фундаментальных исследований; это также понимание, которое можно использовать для модификации и улучшения свойств древесной биомассы, в частности с целью производства биотоплива второго поколения и биохимикатов», — говорит Саша Эскамез.

Биотопливо второго поколения — это общий термин для биотоплива, производимого из различных видов биомассы, которые не конкурируют с производством продовольственных культур. Таким образом, это тип биотоплива, который в основном можно производить из древесины. Биохимикаты — это химические вещества, полученные путём переработки растительной биомассы.

Эксперименты Саши Эскамеза проводились на модельном растении Arabidopsis thaliana.