Basic Energy Sciences 사무실의 DOE 과학 사무실의 생물학적 시스템 및 합성 생물학 프로그램의 프로그램 관리자 인 Loren Hough는“셀룰로오스가 수송되고 세포벽에서 조립되는 방법은 식물 생물학에서 성배 문제입니다. "이 연구는 셀룰로오스의 빌딩 블록이 식물의 세포벽의 최종 제품에 어떻게 모이는지를 보여줍니다."
셀룰로오스는 포도당이라는 작은 분자로 구성된 장쇄입니다. 큰 미스터리 중 하나는 셀룰로오스가 식물 내에서 그러한 엄격한 형태로 조립되는 이유입니다.
셀룰로오스는 셀룰로오스 신타 제 복합체라고 불리는 식물 세포 내부의 특수 조립 라인에서 생산된다. Nature 저널에 발표 된 새로운 연구에서 중국 과학 아카데미의 Jiyang Li가 이끄는 중국의 연구원들은 냉동 전자 현미경과의 조립 라인을 면밀히 조사했습니다. 이 기기를 통해 연구자들은 셀룰로오스 신타 제와 같은 단백질을 검사 할 수 있으며, 이는 작동 중일 때 단백질이 특정 작업을 수행하는 방법에 대한 세부 사항을 밝혀냅니다.
연구자들은이 냉동 전자 현미경 기술로 연구 할 수있는 셀룰로스 신타 제 효소 복합체를 만들었습니다. 그런 다음 셀룰로오스의 합성에 관여하는 단백질 복합체를 보여주는 상세한 모델을 재구성 할 수 있었다.
연구원들은 헤미 셀룰로스가 식물의 세포벽 내에서 셀룰로오스 생산을 안내하는 접착제처럼 작용한다는 것을 발견했다. 이 연구는 셀룰로오스 사슬의 강력한 매트릭스를 만들기 위해 접착제가 어떻게 결합되어 있는지 밝혀 냈습니다.
Hough는“연구자들은 실제로 셀룰로오스 사슬을 합성하기 때문에 막 횡단 셀룰로오스 신타 제 복합체와 상호 작용하는 헤미 셀룰로오스를 볼 수 있었다”고 말했다.
이 식물 성장 메커니즘을 이해하면 셀룰로오스 섬유가 점점 더 강한 새로운 식물의 개발로 이어질 수 있습니다. 이 개선 된 재료는 바이오 연료, 종이, 직물 및 기타 제품을 만드는 데 사용될 수 있습니다.
Doe Bioenergy Research Center (BRC) 인 BIOENERGY Science Center (BESC)의 이사 인 Michael Himmel은“셀룰로오스는 지구상에서 가장 중요한 재생 가능한 자원 중 하나입니다. “이 연구는 식물에서의 셀룰로오스 생산에 대한 이해의 돌파구입니다. 바이오 연료 및 기타 에너지 관련 응용 분야 에서이 중요한 자원의 활용 가능성에 대해 생각하는 것은 흥미 롭습니다.”
이 연구는 또한 DOE가 지원하는 Agile BioFoundry 프로젝트에 기여합니다. Agile BioFoundry는 새로운 유전자 회로 및 전체 세포를 처음부터 설계, 제작 및 테스트 할 수있는 "민첩한 파운드리"를 개발함으로써 합성 생물학의 국경을 전진시키고 있습니다. Nature에 출판 된 작품은 Agile Foundries의 대표적인 예입니다.
Massachusetts Institute of Technology의 Agile BioFoundry 이사이자 생물 의학 공학 책임자 인 Chris Voigt는“이 연구는 Agile BioFoundry의 오픈 액세스 합성 생물학 플랫폼에 의해 식물 생물학과 관련된 근본적인 발견이 어떻게 가속화 될 수 있는지 보여줍니다.
