Cellexpansion är en grundläggande process i växttillväxt, vilket gör att växter kan öka i storlek och utveckla olika strukturer. Under cellexpansion blir cellväggen, som fungerar som en stel gräns som omger cellen, lösare, vilket gör att cellen kan absorbera vatten och förstoras.
Forskargruppen, som leds av UMD:s biträdande professor i växtvetenskap, Xin Li, fokuserade på en grupp proteiner som kallas expansiner, kända för att spela en viktig roll i cellexpansion genom att lossa cellväggen. Expansiner utsöndras av cellen och rör sig in i cellväggen, där de bryter ner bindningarna som håller ihop väggens komponenter.
Med hjälp av en kombination av biokemiska, genetiska och avbildningstekniker studerade teamet funktionen av expansins i Arabidopsis thaliana, en liten blommande växt som vanligtvis används som modellorganism inom växtbiologi.
Deras resultat avslöjade att expansiner har en tidigare okarakteriserad förmåga att binda till specifika proteiner i cellväggen. Denna bindning utlöser en kaskad av molekylära händelser, vilket leder till avslappning och uppluckring av cellväggen, vilket gör att cellen kan expandera.
"Våra resultat ger nya insikter i de molekylära mekanismerna för cellexpansion och identifierar expansiner som potentiella mål för att manipulera växttillväxt och utveckling i jordbruks- och trädgårdstillämpningar", säger Xin Li, studiens ledande forskare.
Genom att förstå hur utvidgningar fungerar, kan forskare utveckla nya strategier för att förbättra växternas tillväxt och förbättra skördarna. Denna forskning kan också få konsekvenser för utveckling av nya biobränslen och material från växtbiomassa.
Studien belyser vikten av grundläggande forskning inom växtbiologi och dess potentiella inverkan på jordbruk och bioteknik.
