Ученые из университетов Кембриджа и Варвика (Великобритания), под руководством профессора Поля Дюпри (Paul Dupree) совместно разобрались в биохимических основах необычно высокой прочности клеточной стенки растений. Статью об этом, опубликованную в журнале Nature Communications, пересказывает пресс-релиз Кембриджского университета.

Клеточная стенка растения в основном сложена из молекул двух углеводов: целлюлозы и ксилана. Прочное соединение между ними критически важно для прочности всей конструкции. Но эти два полимера имеют совершенно разное строение — длинные, изогнутые молекулы ксилана с прикрепленными по всей их длине отростками из участков других сахаров, совершенно не похожи на толстые и прямые молекулы целлюлозы. Поэтому непонятно, как они могут достаточно надежно соединиться.

«Мы знали, что ответ должен быть элегантным и простым, — объяснил профессор Дюпри. — И он таким и оказался. Мы обнаружили, что целлюлоза заставляет молекулу ксилана разворачиваться и выпрямляться, и благодаря этому две молекулы могут соединиться. Этот механизм выступает в качестве своеобразного «клея», создающего очень прочные структуры».

Эта работа развивает открытие, сделанное тем же научным коллективом семь лет назад при изучении клеточной стенки растения резуховидки (род Arabidopsis): тогда выяснилось, что у содержащегося в ней ксилана все отростки направлены в одну и ту же сторону. Чтобы разобраться в этом лучше, ученые из Кембриджа и Варвика применили метод спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) твердого тела.

Достижение профессора Дюпри с коллегами в перспективе открывает путь к созданию больших и прочных конструкций из дерева — в том числе небоскребов.

Стоит напомнить, что ученые только в уходящем году во всех подробностях разобрались, как именно развивается стенка клетки растения.