Barst in plantenbast

Geschreven door op mrt 7, 2012 in Biobrandstoffen | Laat een reactie achter
Barst in plantenbast

Taaie kost, die planten. Cellulose in de celwanden maakt dat ze zo moeilijk verteerbaar zijn. Maar door cellulose genetisch te veranderen, wordt het afbreken van planten een peulenschil, ontdekten Britse onderzoekers. En planten met zulk aangepast cellulose, zouden efficiënter omgezet kunnen worden in biobrandstof.

Cellulose is een stijfkoppig stofje. Dat moet ook wel. Het is het hoofdbestanddeel van de plantencelwand die planten voor weer, wind en ziekteverwekkers moet behoeden. Zelf maken we ook gretig gebruik van celwanden als bouwmateriaal, in de vorm van timmerhout en katoen. Tegenwoordig staat cellulose ook in de belangstelling vanwege de energie die eruit te winnen valt. Bij de afbraak van cellulose ontstaan suikers die via gisting om te zetten zijn in de biobrandstof ethanol. Maar daar ligt een knelpunt: het taaie cellulose laat zich niet makkelijk afbreken.

Britse wetenschappers van de Universiteit van Kentuckyhebben nu ontdekt dat een genetische aanpassing in het planten-DNA cellulose minder stug maakt. Dat schreven zij deze week in het tijdschriftProceedings of the National Acadamy of Sciences.

Sabotage

Cellulose krijgt zijn onbuigzame structuur door het werk van speciale bouweiwitten die in het celmembraan van plantencellen zitten. Wie weet is de aanmaak van cellulose wel te verstoren via een genetische aanpassing die de bouweiwtten saboteert. Om dat uit te zoeken, gaven de onderzoekers een stofje aan hun planten dat de bouweiwitten verhinderd hun werk te doen. Het effect was zowel met de microscoop als het blote oog te zien: de planten hadden minder cellulose in de celwand, en bleven maar klein.

Maar juist de planten die resistent zijn voor het stofje herbergen interessante informatie. Zulke plantjes hebben blijkbaar al ietwat vreemde bouweiwitten waar het blokkerende stofje geen grip op heeft, was de gedachte. En dat bleek te kloppen. Het DNA van de resistente planten bevatte een genetische verandering in een gen dat codeert voor het maken van een cellulose-bouweiwit. Het resultaat? Planten met minder, en met een minder stevige cellulose-structuur.

Aangepaste gewassen

En waar het natuurlijk om draait: in het lab bleek het cellulose uit de afwijkende planten dertig tot veertig procent efficiënter om te zetten naar glucose. Dat maakt het makkelijker ethanol uit cellulose te maken, zeggen de onderzoekers. Dat klinkt mooi.

Jammer genoeg vertellen ze niet hoe ze dat voor zich zien in de praktijk. Veilig in een hygiënisch lab heeft een klein plantje misschien weinig nadeel van een minder stugge cellulosestructuur. Maar wat betekent het voor biobrandstofgewassen als maïs en wilgen? Die hebben een sterke celwand nodig om niet bij de eerste windvlaag in tweeën te breken. Een puntje van aandacht, maar voor later. Wat de wetenschappers in eerste instantie wilden weten is opgehelderd: het is mogelijk via genetische aanpassingen de structuur van cellulose te veranderen. Toepassingen voorlopig daargelaten.

Bron:

Darby M. Harris e.a. Cellulose microfibril crystallinity is reduced by mutating C-terminal transmembrane region residues CESA1A903V and CESA3T942I of cellulose synthase. Proceedings of the National Academy of Sciences. Online publicatie 28 februari 2012.

Dit nieuwsbericht verscheen 7 maart 2012 op Kennislink

Reageer