Studier viser hvordan fiber former strukturen til plantens cellevegger

Hemmeligheten bak hvordan fiber former strukturen til plantecellevegger har blitt avslørt, med potensielt omfattende applikasjoner som spenner fra ernæring og helse til landbruk.

Forskere fra University of Queensland og KTH Royal Institute of Technology i Sverige har avdekket mekanikken i hvordan plantecellevegger balanserer styrken og stivheten fra cellulose med sin evne til å strekke og komprimere.

UQ -direktør ved Center for Nutrition and Food Sciences Professor Mike Gidley sa at teamet identifiserte at en familie av celleveggpolymerer - hemicelluloser - spilte en kritisk rolle for å balansere behovet for stivhet med fleksibiliteten til å bøye seg uten å bryte.

Denne oppdagelsen er viktig for å forstå kostfiberegenskaper i ernæring, men også for medisinsk bruk, landbruk og en rekke andre næringer. Planter har ikke skjelett, og strukturene deres kan variere fra myke, diskett gress til den majestetiske arkitekturen til et eukalypt -tre, med de viktigste forskjellene i deres celleveggfiberstrukturer . "

Mike Gidley, Professor og direktør, Senter for ernærings- og matvitenskap, University of Queensland

Mangfoldet av plantestrukturer skyldes de tre kjernebyggesteinene i plantefiber - cellulose, hemicellulose og ligniner - i plantens cellevegger.

"Ligniner gir vanntett i trefiber og cellulose er det stive stillasmaterialet i nesten alle plantetyper, men den mekaniske funksjonen til hemicellulose var noe av et mysterium, "Sa professor Gidley.

Professor Gidley og Dr Deirdre Mikkelsen, i samarbeid med Dr Francisco Vilaplana ved KTHs Wallenberg Wood Science Center, eksperimenterte med to hovedkomponenter av hemicellulose - med dramatisk effekt.

"Vi testet egenskapene til cellulose ved tilsetning av forskjellige proporsjoner av de to komponentene, og fant ut at 'mannans' forbedret kompresjonen mens 'xylans' drastisk øker dens elastisitet, "Dr Mikkelsen sa.

"Vi genererte modifisert cellulosemateriale i laboratoriet som kunne strekkes til det dobbelte av hvilelengden - tilsvarende å se et vått ark som ble strukket til det dobbelte av lengden uten å rive."

Teamet sa at oppdagelsen hadde mange applikasjoner, inkludert i sårpleie og i teksturen av plantefôr.

"Denne informasjonen er også av interesse for tarmmikrobiomforskning for å forstå mer om hvordan planteceller vegger, eller fiber, brytes ned i tarmen, "Professor Gidley sa.

"Kompleks plantefiber er allerede behandlet for applikasjoner med lav verdi, men materialer av høy verdi er vanligvis laget av ren (bakteriell) cellulose.

"Vårt arbeid skaper grunnlaget for en ny cellulosekjemi der xylaner og mannaner tilsettes for å lage kompositter med nyttige egenskaper.

"Dette betyr nye muligheter for å utvikle bedre, miljøvennlige plantebaserte materialer, i tillegg til å velge naturlige plantefibre med ønskelige egenskaper innen landbruk og mat. "

• Studien fremhever behovet for vitenskapelig,
• PPI -bruk er knyttet til dårligere utfall hos pasienter med urotelial kreft behandlet med atezolizumab