A comprehensive chemical and synthetic biology toolkit for investigating plant cellwall interactome

Výzva	Preklenovacie ERC granty
Hlavný riešiteľ	Jozef Mravec
Prijímateľ	Centrum biológie rastlín a biodiverzity SAV
Celkový rozpočet	99 918,00 €
Príspevok poskytovateľa	99 918,00 €
Zdroj financovania	Plán obnovy a odolnosti
Začiatok realizácie	marec 2025
Koniec realizácie	marec 2026

Anotácia

Rastlinná bunková stena je jednou z najkomplexnejších biologických štruktúr v prírode, dôležitou pre biológiu rastlín a zároveň významným trvalo udržateľným zdrojom biomateriálov a bioenergie. Funkcia bunkovej steny je určená jej zložitou architektúrou tvorenou špecifickými interakciami medzi polysacharidmi, (glyko)proteínmi a polyfenolmi. Na rozdiel od biomedicínskej vedy, ktorá je dobre vybavená nástrojmi na štúdium interakcií makromolekúl aj na globálnej úrovni alebo priamo v organizmoch, nedostatok takýchto možností v oblasti výskumu uhľohydrátov a biológie bunkovej steny bráni lepšiemu chápaniu architektúry bunkovej steny a jej dynamiky, ako aj efektívnejšiemu využitiu rastlinnej biomasy. S týmto projektom sa snažím vytvoriť novú komplexnú platformu založenú na implementovaní pokročilých metód in vitro selekcie (fágový displej), chemickom prístupe (klik chémia, tvorba molekulárnych chimér) a syntetickej biológii (kvasinkový povrchový displej a dvoj hybridný systém), ktoré by umožnili komplexné, efektívne vysokovýkonné analýzy makromolekulárnych interakcií na úrovni proteínpolysacharid ako aj polysacharid-polysacharid. Okrem identifikácie a vizualizácie makromolekulárnych prepojení v bunkovej stene budem vyvíjať nové spôsoby, ako kontrolovať alebo umelo vyvolať prepojenia polymérov bunkovej steny na vytvorenie úplne nových štruktúr s novými vlastnosťami. Túto novú súpravu nástrojov použijem na hľadanie doposiaľ neznámych proteínov viažucich sa na hemicelulózy a homogalakturonán. Nakoniec pomocou nových nástrojov objasním mechanizmus rastu koreňových vláskov s a otestujem svoju hypotézu o funkcií dynamiky hemicelulózy. Výsledky povedú k významnému metodologickému a analytickému pokroku v tejto oblasti a prispejú k lepšiemu pochopeniu bunkových stien, čím poskytnú možnosti nových spôsoboch ich bioinžinierstva a pre ich udržateľné priemyselné využitie.