بهار نیوز - چگونه گیاهان سلولز ایجاد می‌کنند؟

گروه علمی: سلولز ماده اصلی موجود در دیواره‌های سلول گیاهی است و به گیاه کمک می کند تا سفت و قوی بماند. گلوکز گیاه محصول مستقیمی از فتوسنتز است که دی اکسید کربن را از جو می‌گیرد و ذخیره می‌کند.

به گزارش ایسنا، دانستن این موضوع در سطح مولکولی و دریافتن چگونگی تولید سلولز می‌تواند دانشمندان را قادر سازد تا بیوسنتز گیاه را برای تغییر خصوصیات فیزیکی سلولز، بهینه سازی ترسیب کربن یا استخراج انرژی ذخیره شده برای سوخت رسانی به فرآیندهای انسانی اصلاح کنند.ترسیب کربن به روند ذخیره کربن موجود در هوا در خاک و گیاهان گفته می‌شود. این روند با ذخیره کربن از هوا باعث می‌شود که از میزان کربن دی‌اکسید که گازی گلخانه‌ای است ،کاسته شده و به بهبود کیفیت هوا کمک شود. ترسیب کربن به معنای رسوب دادن و تخلیه کربن موجود در جو (آتمسفر) است و به عبارت دیگر، به جذب دی‌اکسیدکربن اضافی جو توسط اندام‌های هوایی و زیرزمینی گیاهان، بقایای گیاهی و جلبک‌ها برای کاهش آثار سوء پدیده گرم شدن زمین اطلاق می‌شود.محققان دانشکده پزشکی دانشگاه ویرجینیا در تحقیقات جدید خود به بررسی این موضوع که گیاهان چگونه این ماده ضروری را ایجاد می‌کنند، پرداخته‌اند.طی این تحقیق محققان ماشین مولکولی را که گیاهان برای بافتن زنجیره سلولز به ساختارهای کابل مانند "میکروفیبریل" (microfibrils) از آن استفاده می‌کنند را مورد بررسی قرار داده‌اند.
این میکروفیبریل‌ها از دیوارهای سلولی گیاهان زمینی پشتیبانی بسیار مهمی می کنند و به آنها اجازه می‌دهد فشار داخل سلول‌های خود را کنترل کنند. این فشار باعث می‌شود گیاهان رو به آسمان/بالا رشد کنند.سلولز از مولکول‌های گلوکز ساخته شده است با این حال طی این مطالعه محققان ماشین‌های مولکولی را که گیاهان از آن استفاده می‌کنند را مورد بررسی قرار دادند.

دانشمندان طرحی از سیستم این ماشین‌ها که گیاهان برای ساخت سلولز و انتقال آن به سطوح سلولی خود استفاده می‌کنند ، ایجاد کردند. این سیستم‌ها با نام "مجتمع سنتاز سلولز"(cellulose synthase complexes) شناخته می‌شوند و در داخل غشای سلولی قرار می‌گیرند تا بتوانند از مرز سلول سلولی عبور کنند.دانشمندان دریافتند که این ماشین‌ها/سیستم‌ها سه زنجیره سلولز با قسمت‌هایی که در داخل سلول قرار دارد را تولید می‌کنند. این ماشین‌ها همچنین پلیمرها را از طریق کانال‌هایی که از مرز سلول عبور می‌کنند به سطح سلول منتقل می‌کنند. این کانال‌ها زنجیره‌های سلولز را به سمت یک نقطه خروج منفرد رها می‌کنند تا آنها را درون"پروتوفیبریل‌ها" که ساختار فیبرلار نازکتری دارند، قرار دهند. پروتوفیبریل‌ها مانند خمیر دندان از یک لوله و به صورت رشته‌ای بیرون می‌آیند و سپس در میکرو فیبریل‌ها جمع آوری می‌شوند تا وظایف اساسی خود را در دیواره سلولی انجام دهند.ماشین‌های تولید سلولز بسیار کوچک هستند به طوریکه به سختی توسط میکروسکوپ نوری معمولی دیده می‌شوند.دانشمندان آنها را با بهره برداری از قدرت میکروسکوپ الکترونی تیتیان کریوس (Titan Krios electron microscope) نقشه برداری کردند و این موضوع دانشمندان را قادر ساخت تا اولین نمای اجمالی از تولید و ایجاد بیشترین بیوپلیمر جهان را ارائه دهند."جوچن زیمر" (Jochen Zimmer) از بخش فیزیولوژی مولکولی و فیزیک بیولوژیکی این دانشگاه گفت: ما در حال حاضر با موضوع تغییر شرایط محیطی مواجه هستیم که به سرعت در حال رخ دادن است و بر کشاورزی و امنیت غذایی در سراسر جهان تأثیر می‌گذارد بنابراین درک چگونگی عملکرد گیاهان در آینده در سطح مولکولی به طور فزاینده‌ای بر سلامت افراد جهان تاثیر خواهد گذاشت.