Zrozumieć rolę natury w przyszłości biopaliw
Amerykańsko-holenderska współpraca pozwoliła posunąć naprzód prace nad przetwarzaniem upraw na energię. W ramach projektu badawczego, który opisano w czasopiśmie Nature Cell Biology, pogłębiono wiedzę o celulozie - molekule, z której zbudowana jest ściana komórkowa i która jest kluczem do produkcji wysokoenergetycznych upraw przyszłości. Prace prowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Wageningen, Holandia, oraz z Carnegie Institution for Science w USA finansowane były częściowo w ramach działania "Nowe i pojawiające się nauki i technologie" (NEST) Szóstego Programu Ramowego (6PR) Unii Europejskiej. Wiedza naukowców na temat celulozy, sposobu w jaki powstaje i procesów za tym stojących, jest raczej skąpa. Jednak potencjalna rola tej włóknistej molekuły w opracowaniu odnawialnych biopaliw roślinnych wydaje się znacząca. Z tego też względu amerykańsko-holenderski zespół zajął się nią w swoich badaniach, aby zbliżyć się choćby o krok do nowych źródeł energii. "Celuloza jest najbogatszym źródłem odnawialnych węglowodorów na świecie" - wyjaśnia David Ehrhardt z Wydziału Biologii Roślin Carnegie Institution, współautor artykułu. "Aby zrozumieć, w jaki sposób można zmodyfikować celulozę i jak manipulować rozwojem rośliny w celu poprawy upraw pod względem ich przydatności jako źródło energii, najpierw musimy zrozumieć procesy komórkowe, w których celuloza powstaje i tworzy ścianę komórkową" - dodaje. Jako punkt wyjścia naukowcy wykorzystali wyniki poprzednich badań (również prowadzonych przez zespół profesora Ehrhardta), w których użyto zaawansowanych technik obrazowania w celu zbadania molekuł celulozy u rzodkiewnika. W trakcie tamtych badań grupa opracowała fluorescencyjną wersję enzymu, z którego składają się włókna celulozy (syntaza celulozy) oraz białek mikrotubuli (kanalików). Wyniki pokazały, że istnieje powiązanie pomiędzy syntezą ściany komórkowej a mikrotubulami (włóknami białkowymi) i że powiązanie to decyduje o kształcie komórki. W swoich najnowszych badaniach zespół skoncentrował się na pytaniu, jak pobudzana jest zależność pomiędzy kompleksami syntazy celulozy a mikrotubulami. Naukowcy doszli do wniosku, że sieć białek kryjąca się za celulozą pełni podwójną funkcję: oprócz zapewnienia konstrukcji dla struktury ściany komórkowej, działa także niczym służba ruchu drogowego, kierując odpowiednie molekuły sprzyjające wzrostowi do miejsc, w których są potrzebne. Oznacza to więc, że teraz wiemy już, w jaki sposób enzymy pojawiają się w odpowiednim miejscu w komórce, aby budować celulozę i zapewnić komórkom rośliny prawidłowy kształt. Uzyskane wyniki pomogły naukowcom uzupełnić informacje na temat procesów zachodzących podczas ruchu mikrotubuli, który nazwali "ruchomą bieżnią". Są przekonani, że struktury w komórkach zawierające syntazę celulozy i pozostające w mikrotubulach przez dłuższe okresy stresu, są powiązane z tym procesem i że dopiero po tym, kiedy stres mija, syntaza celulozy podawana jest przez organelle do błony komórkowej.
Kraje
Niderlandy, Stany Zjednoczone