Ученые смоделировали метаболизм растений для оптимизации производства масла

Сотрудники Национальной лаборатории Брукхэвен при Министерстве энергетики США создали компьютерную модель, предназначенную для анализа происходящих в рапсовых растениях метаболических процессов, особенно тех, что связаны с образованием в их семенах масла. Целью ученых является поиск способов оптимизации производства растительных масел, которые обладают большим потенциалом в качестве возобновляемых источников топлива и промышленных химикатов.

Новая модель, описание которой появится в двух статьях августовского выпуска журнала Plant Journal (сейчас они доступны в онлайн-версии), возможно, поможет найти способ максимизировать конверсию углерода в биомассу и, таким образом, улучшить производство получаемого из растений биотоплива.

Вот что говорит по этому поводу глава исследования, биолог Йорг Швендер: «Чтобы эффективно использовать все, что могут предложить растения в области альтернативной энергетики… очень важно понять их метаболические процессы и факторы, влияющие на их химический состав». Ученые сконцентрировали внимание на семенах, где образуется и скапливается масло. По их словам, масло представляет собой наиболее энергетически плотную форму биологического хранения солнечного света, а его производство контролируется отчасти с помощью процессов метаболизма, происходящих в семенах.

Одним из способов изучения этих метаболических путей является отслеживание поглощения и выделения одной из форм углерода, известной под названием углерод-13. Но этот способ имеет некоторые ограничения при анализе крупномасштабных метаболических сетей, например, тех, что задействованы в распределении питательных веществ при изменяющихся физиологических условиях.

Чтобы решить эту проблему, ученые создали компьютерную модель крупномасштабной метаболической сети развития зародышей рапса, основанную на информации, полученной из литературы по биохимии, различных баз данных и результатов экспериментов. Модель включает 572 биохимические реакции, которые играют роль в метаболизме семян и образовании масел, а также информацию, касающуюся группировки этих реакций и их взаимодействий.