Cellväggar är stela strukturer som omger växtceller och ger dem styrka och stöd. De består huvudsakligen av cellulosa, ett starkt och hållbart material som också är huvudkomponenten i trä och papper.
Processen för cellväggbildning, känd som cellulosabiosyntes, är komplex och innefattar många steg. Forskare har studerat denna process i årtionden, men det finns fortfarande många saker som vi inte vet.
En av nyckelaktörerna i cellulosabiosyntes är ett protein som kallas cellulosasyntas. Detta protein är ansvarigt för att montera cellulosamolekyler till långa kedjor. Den exakta mekanismen genom vilken cellulosasyntas fungerar är dock fortfarande inte helt klarlagd.
I en ny studie, publicerad i tidskriften Nature Plants, använde forskare från University of Cambridge en kombination av tekniker, inklusive röntgenkristallografi och simuleringar av molekylär dynamik, för att få nya insikter om cellulosasyntasets struktur och funktion.
De fann att cellulosasyntas är ett mycket dynamiskt protein som genomgår konstanta konformationsförändringar. Dessa förändringar gör att proteinet binder till och frigör sockermolekyler, som sedan används för att bygga cellulosakedjor.
Forskarna identifierade också flera viktiga aminosyror som är avgörande för aktiviteten av cellulosasyntas. Dessa aminosyror kan potentiellt bli föremål för läkemedel eller andra kemikalier för att modulera cellulosabiosyntes.
Denna forskning ger nya insikter om de grundläggande mekanismerna för cellväggsbildning i växter. Denna kunskap skulle potentiellt kunna användas för att förbättra produktionen av biobränsle genom att öka mängden cellulosa i växtbiomassa. Det skulle också kunna användas för att utveckla ny nanoteknik baserad på cellulosa, såsom starkare och mer hållbara material.
Dessutom ger studien en bättre förståelse för hur växter reagerar på miljöpåfrestningar, som torka och värme. Denna kunskap kan hjälpa forskare att utveckla nya strategier för att förbättra skörden och motståndskraften mot klimatförändringar.
