Недавнее исследование показало, что используя генномодифицированные растения можно более эффективно преобразовывать биомассу растений в биотопливо.
Специализирующиеся на растениях генетики Сэм Хэйзен из Массачусетского университета Амхерст и Шивон Брэди из университета Калифорнии в Дэвисе, выявили ген, который регулирует толщину стенки клетки путем синтеза трех полимеров, целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина.
Авторы отмечают, что лигнин, самый твердый из полимеров – это «основное препятствие» в извлечении сахара из растительной биомассы, который может использоваться для изготовления биотоплива.
Исследование служит фундаментом для понимания того, как регулируется сложный процесс формирования полимеров – это поможет более эффективно манипулировать им для повышения эффективности производства биотоплива.
Три ключевых компонента найденные в тканях растений известные как ксилемы дают им механическую прочность и водонепроницаемость клеток, которые транспортируют воду. Работая над моделью растения Резуховидка Таля, Хэйзен и Брэди с коллегами изучают, как большое количество взаимосвязанных факторов регулируют толщину стенки клеток и ксилему.
Они также узнали, что каждый ген стенки клетки ксилемы в регулирующей сети связан в среднем с пятью различными факторами транскрипции из 35 различных семейств регуляторных белков. Кроме того, многие транскрипционные факторы образуют большое количество циклов, которые совместно регулируют гены.
Другими словами, вместо серии «on-off» переключателей которые приводят к такому конечному действию, как создание целлюлозы, большинство белков включают регуляторы клеточного цикла и дифференцирования, связывают непосредственно с генами целлюлозы и другими транскрипционными регуляторами. Это дает растениям огромное количество возможных комбинаций, чтобы реагировать и адаптироваться к окружающей среде, например к засухе, отмечают авторы.
Хотя это исследование может помочь ученым определить интерактивные узлы, используемые методы не смогли позволить авторам точно определить, какие типы циклов присутствуют в регуляторной сети ксилемы. Тем не менее, эта работа положила фундамент для дальнейших исследований, которые в будущем позволят исследователям определить способы манипулирования этой сетью и создать культуры для производства биотоплива.
