Växter skapar cellväggar genom att avsätta cellulosa, hemicellulosa och pektin på ett reglerat sätt. Cellulosa, huvudkomponenten i växtcellväggar, används för att tillverka produkter som papper, textilier och biobränslen, medan hemicellulosa och pektin har användningsområden som livsmedelstillsatser, läkemedel och mer.
Processen genom vilken växter avsätter cellulosa och andra komponenter i cellväggarna är dock inte välkänd. I en ny studie, publicerad i tidskriften Nature Plants, identifierade forskare vid University of Cambridge och European Molecular Biology Laboratory (EMBL) i Heidelberg, Tyskland, nyckelproteiner som är involverade i processen.
Forskarna använde en kombination av genetisk analys, mikroskopi och biokemi för att studera avsättningen av cellulosa och hemicellulosa i cellväggarna hos Arabidopsis, en liten blommande växt som ofta används som modellorganism inom växtbiologi. De identifierade två proteiner som är nödvändiga för korrekt avsättning av cellulosa och hemicellulosa, kallade CELLULOSSYNTASLIKA A3 (CSLA3) och CELLULOSSYNTASLIKNANDE D4 (CSLD4).
Forskarna fann att CSLA3 och CSLD4 är belägna på ytan av cellväggen och att de interagerar med varandra för att bilda ett komplex som är väsentligt för avsättningen av cellulosa och hemicellulosa. De fann också att CSLA3-CSLD4-komplexet regleras av en liten molekyl som kallas kalcium, som är känd för att vara involverad i en mängd olika cellulära processer, inklusive cellväggssyntes.
Upptäckten av CSLA3-CSLD4-komplexet ger nya insikter i processen för cellväggssyntes i växter. Denna kunskap kan leda till nya sätt att förbättra produktionen av biobränslen och andra växtbaserade produkter, samt nya medicinska behandlingar för sjukdomar som påverkar cellväggen.
"Våra fynd ger en ny förståelse för de molekylära mekanismerna bakom cellväggssyntesen i växter", säger Dr Hervé Höfte, medförfattare till studien från University of Cambridge. "Denna kunskap kan ha viktiga konsekvenser för utvecklingen av nya biobränslen, växtbaserade material och medicinska behandlingar."
