Wetenschappers hebben nieuwe aanwijzingen ontdekt over hoe planten nieuwe celwanden vormen, kennis die zou kunnen leiden tot nieuwe energiebronnen en medische behandelingen.

Planten creëren celwanden door op gereguleerde wijze cellulose, hemicellulose en pectine af te zetten. Cellulose, het hoofdbestanddeel van de celwanden van planten, wordt gebruikt om producten als papier, textiel en biobrandstoffen te maken, terwijl hemicellulose en pectine worden gebruikt als voedseladditieven, farmaceutische producten en meer.

Het proces waarmee planten cellulose en andere componenten in celwanden afzetten, is echter nog niet goed begrepen. In een nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Plants, identificeerden onderzoekers van de Universiteit van Cambridge en het European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg, Duitsland, de belangrijkste eiwitten die bij het proces betrokken zijn.

De onderzoekers gebruikten een combinatie van genetische analyse, microscopie en biochemie om de afzetting van cellulose en hemicellulose in de celwanden van Arabidopsis te bestuderen, een kleine bloeiende plant die vaak als modelorganisme in de plantenbiologie wordt gebruikt. Ze identificeerden twee eiwitten die essentieel zijn voor de juiste afzetting van cellulose en hemicellulose, genaamd CELLULOSE SYNTHASE-LIKE A3 (CSLA3) en CELLULOSE SYNTHASE-LIKE D4 (CSLD4).

De onderzoekers ontdekten dat CSLA3 en CSLD4 zich op het oppervlak van de celwand bevinden en dat ze met elkaar interageren en een complex vormen dat essentieel is voor de afzetting van cellulose en hemicellulose. Ze ontdekten ook dat het CSLA3-CSLD4-complex wordt gereguleerd door een klein molecuul genaamd calcium, waarvan bekend is dat het betrokken is bij een verscheidenheid aan cellulaire processen, waaronder celwandsynthese.

De ontdekking van het CSLA3-CSLD4-complex levert nieuwe inzichten op in het proces van celwandsynthese in planten. Deze kennis zou kunnen leiden tot nieuwe manieren om de productie van biobrandstoffen en andere plantaardige producten te verbeteren, evenals tot nieuwe medische behandelingen voor ziekten die de celwand aantasten.

"Onze bevindingen bieden een nieuw inzicht in de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan de celwandsynthese in planten", zegt Dr. Hervé Höfte, co-auteur van de studie van de Universiteit van Cambridge. "Deze kennis zou belangrijke implicaties kunnen hebben voor de ontwikkeling van nieuwe biobrandstoffen, plantaardige materialen en medische behandelingen."