Mechano-physical properties of the biopolymer callose: a matrix and a sealant?
Mechano-physical properties of the biopolymer callose: a matrix and a sealant?
批准号:
EP/M027740/1
负责人:
Yoselin Benitez-Alfonso
金额:
$12.55万
依托单位:
依托单位国家:
英国
项目类别:
Research Grant
财政年份:
2015
资助国家:
英国
项目状态:
已结题
起止时间:
2015 至 --
中文摘要
许多可生物降解和可回收材料的制造是基于从植物材料(主要是细胞壁)中提取的天然生物聚合物的性质。纤维素可能是最著名的例子。纤维素纤维的强度和延展性用于造纸、膜技术、纺织品和新型绷带材料的生产。其他植物生物聚合物(如淀粉和果胶)在食品工业中也有重要的应用,如稳定剂、增稠剂、胶凝剂,在药理学中也有重要的应用,如药物输送载体或治疗癌症、降低胆固醇、抗感染和伤口愈合的生物活性剂。显然,天然生物聚合物已经对现代社会产生了积极的影响。随着对其结构、化学和物理性质的进一步了解,新的工业应用(例如开发新型生物材料)仍将出现。在这方面研究较少的一种生物聚合物称为胼胝质。它是一种多糖,存在于植物细胞壁中,含有纤维素,是纸张的主要成分。胼胝质的积累被认为可以封闭细胞壁,形成抵御疾病和其他威胁的防御屏障。它也可以通过与其他细胞壁多糖相互作用而充当基质或支架。我们知道胼胝质对植物很重要,因为改变胼胝质的积累会对生长和发育产生负面影响。为了进一步了解胼胝质的功能,我们将首先确定胼胝质在溶液中以及与纤维素混合物中的物理性质。其次,我们将操纵植物细胞壁中的胼胝质浓度,并检测细胞壁弹性和细胞壁组成的变化。这些分析的结果将表明胼胝质在控制细胞壁的结构和机械性能中的作用,并确定可用于修改纤维素基复合材料或生产新的环境友好型材料的新组件。最后但并非最不重要的是,这项研究将提高我们对细胞壁中胼胝质生物学作用的理解。从长远来看,这些知识可以帮助开发生物技术方法来改变细胞壁特性,旨在改善植物发育和保护免受环境威胁。
英文摘要
The manufacture of many biodegradable and recyclable materials is based on the properties of natural biopolymers extracted from plant material (mainly cell walls). Cellulose is perhaps the most-well known example. The strength and extensibility of cellulose fibres is used in paper manufacturing, membrane technology, textiles and for the production of novel bandage materials. Other plant biopolymers (such as starch and pectins) also have important applications in the food industry, as stabilizers, thickeners, gelation agents and in pharmacology, as carriers for drug delivery or as bioactive agents in the treatment of cancer, cholesterol reduction, infection resistance and wound healing.Clearly natural biopolymers have already made a positive impact on modern societies. With further understanding of their structural, chemical and physical properties, new industrial applications (for example in the development of novel biomaterials) can still emerge.One biopolymer that has been little studied in this respect is called callose. It is a polysaccharide that occurs in plant cell walls with cellulose, the major component of paper. Callose accumulation is believed to seal off cell walls forming a defensive barrier against disease and other threats. It may also act as a matrix or scaffold by interacting with other cell wall polysaccharides. We know callose is important for plants because altered callose accumulation show negative effects in growth and development.To get further insight on how callose functions we will first determine the physical properties of callose in solution and in mixtures with cellulose. Secondly, we will manipulate callose concentration in plant cell walls and detect changes in cell wall elasticity and in cell wall composition. Results from these analyses will indicate the role of callose in controlling the structural and mechanical properties of cell walls and identify new components that could be used to modify cellulose-base composites or to produce new environmentally friendly materials. Last but not least, the research will improve our understanding of the biological role of callose in cell walls. In the long term this knowledge could aid the development of biotechnological approaches to modify cell wall properties aiming to improve plant development and protection against environmental threats.
期刊论文(4)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
DOI:
10.1038/s41467-018-06820-y
发表时间:
2018-10-31
期刊:
Nature communications
影响因子:
16.6
作者:
[Abou-Saleh RH, Hernandez-Gomez MC, Amsbury S, Paniagua C, Bourdon M, Miyashima S, Helariutta Y, Fuller M, Budtova T, Connell SD, Ries ME, Benitez-Alfonso Y]
通讯作者:
Benitez-Alfonso Y
DOI:
10.1016/j.pbi.2015.10.007
发表时间:
2016-02
期刊:
Current opinion in plant biology
影响因子:
9.5
作者:
[Sofía Otero;Y. Helariutta;Yoselin Benitez-Alfonso]
通讯作者:
Sofía Otero;Y. Helariutta;Yoselin Benitez-Alfonso
DOI:
10.1016/j.cub.2018.09.031
发表时间:
2018-11-19
期刊:
CURRENT BIOLOGY
影响因子:
9.2
作者:
[Gaudioso-Pedraza, Rocio, Beck, Martina, de Carvalho-Niebel, Fernanda]
通讯作者:
de Carvalho-Niebel, Fernanda
PDWallMech: Harnessing PlasmoDesma Wall Mechanics for plant biotech and biomaterials
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批准号:MR/T04263X/1
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项目类别:Fellowship
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资助金额:$155.85万
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财政年份:2021
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负责人:Yoselin Benitez-Alfonso
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依托单位:
国内基金
海外基金
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棕色脂肪细胞脂滴与线粒体锚定的功能与机制研究
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批准号:32100557
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项目类别:青年科学基金项目(C类)
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2021
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负责人:崔留娟
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依托单位:
黄病毒组装促进内质网-脂滴互作的调控机制研究
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批准号:92054104
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:83.0万元
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批准年份:2020
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负责人:酒亚明
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依托单位:
磷脂分子参与植物细胞器互作及自噬的调控机制
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批准号:91954206
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:301.0万元
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批准年份:2019
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负责人:薛红卫
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依托单位:
有性生殖过程纤毛与细胞外膜泡细胞器互作网络建立和调控的分子机理
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批准号:91954123
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:76.0万元
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批准年份:2019
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负责人:曹木青
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依托单位:
棕色脂肪细胞脂滴线粒体互作的建立及维持机制研究
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批准号:91954108
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:79.0万元
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批准年份:2019
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负责人:张淑妍
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依托单位:
线粒体-溶酶体互作与iNKT细胞的抗肿瘤功能研究
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批准号:91954122
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:81.0万元
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批准年份:2019
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负责人:白丽
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依托单位:
解析线粒体参与细胞器互作的蛋白网络及分子机制
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批准号:91954120
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:77.0万元
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批准年份:2019
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负责人:杨文
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依托单位:
植物抗逆蛋白NRP介导的早期内体与自噬体互作的机制
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批准号:91954102
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:82.0万元
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批准年份:2019
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负责人:龚清秋
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依托单位:
内质网叶绿体互作及其在植物抗病毒过程中作用
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批准号:91954105
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:71.0万元
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批准年份:2019
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负责人:张晓明
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依托单位:
面向智能电网基础设施Cyber-Physical安全的自治愈基础理论研究
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批准号:61300132
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2013
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负责人:王竹晓
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依托单位: