Una comprensión completa de cómo las plantas producen celulosa, que es el componente principal de la mayoría de las paredes de células vegetales utilizadas en diversos materiales artificiales, puede tener implicaciones importantes para su uso en biocombustibles. Investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania han determinado este proceso Los principales pasos en este trabajo, así como las herramientas utilizadas por las células vegetales para fabricar celulosa, incluyen la entrega de componentes clave a las proteínas utilizadas para fabricar celulosa. Un artículo que describe esta investigación fue publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias el 26 de marzo. .
"La celulosa es el biopolímero más abundante del planeta", dijo el Profesor Asociado de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad Estatal de Pensilvania, el autor principal del artículo, Ying Ying. Ocupa el 95% del papel y el 90% del algodón, sus derivados Incluso en emulsionantes para helados. En los últimos 10 años, la celulosa también se considera el componente principal de los biocombustibles. Comprender cómo se sintetiza la celulosa puede permitirnos optimizar su uso como fuente de energía renovable.
La celulosa en muchas necesidades diarias es producida principalmente por plantas. Aunque la celulosa tiene importancia económica, antes de este estudio, los investigadores solo tenían una comprensión básica de cómo las plantas crearon esta rica fuente.
"Sabemos que la celulosa se sintetiza en la membrana plasmática, que rodea las células vegetales dentro de un complejo de proteínas heterogéneas, un conjunto diferente de proteínas, llamado complejo celulosa sintasa", dijo Gu. No se sabe si otras proteínas están involucradas en complejos o cómo las proteínas entran a la membrana plasmática. Para responder a estas preguntas, usamos una combinación de métodos que incluyen imágenes celulares, genética funcional y proteómica para crear una línea de tiempo de eventos, y Identificar las principales proteínas involucradas en la preparación de la síntesis celular.
Los investigadores descubrieron que una proteína llamada proteína 1 que interactúa con la celulosa sintasa (CSI1) interactúa con el complejo de celulosa sintasa antes de la síntesis, y puede ayudar a marcar sitios en la membrana plasmática resultante. También demostraron que CSI1 interactúa con un complejo separado llamado complejo de vesículas que participa en el transporte de sustancias a la membrana plasmática de varias especies y una proteína llamada PATROL 1. Estos componentes pueden contribuir a la síntesis de celulosa. El complejo enzimático se propaga rápidamente a la membrana externa de la célula antes de la síntesis.
"Sabemos que los complejos del quiste están evolutivamente conservados. Su estructura en levaduras y mamíferos no ha cambiado esencialmente. Hemos confirmado su función en las plantas, pero PATROL1 es una proteína específica de la planta. No es lo mismo que cualquier cosa que vemos en los mamíferos o levaduras. Estamos desconcertados por lo que PATROL1 realmente hace y estamos felices de continuar investigando su función.
Debido a que CSI1 interactúa con muchos componentes esenciales para la síntesis de celulosa, el equipo de investigación planea usarlo como una herramienta para dilucidar aún más este importante proceso y su evolución.
'Esperamos que para resolver finalmente sabemos cómo construir una célula de la planta de celulosa, por lo tanto con mayor eficacia que se descompone de nuevo a los biocombustibles', dijo Gu ", que en última instancia, mejorar la eficiencia de la producción de biomasa.
Además de Gu, el equipo de investigación también incluyó la Universidad de California, Riverside Xiaoyu Zhu, el trabajo fue financiado por la National Science Foundation (1121375) Proporcionar apoyo adicional Huck Instituto para la Energía y el Instituto de Investigación del Medio Ambiente y las ciencias de la vida.
