Projektbeschreibung
Entdeckung der Rolle von Xylan in pflanzlicher Biomasse
Eine der am häufigsten vorkommenden biologischen Ressourcen ist pflanzliche Biomasse, die zur Erzeugung von Wärme, Strom und Verkehrskraftstoff genutzt werden kann. Da pflanzliche Biomasse größtenteils aus Zellwänden besteht, kann das Verständnis der Struktur, Zusammensetzung und Architektur dieser Zellwände neue Erkenntnisse zu ihrer Optimierung liefern. Das EU-finanzierte Projekt XYLAN-2.0 leistet einen Beitrag zu diesem Bereich, indem es nun die volle Funktion von Xylan in cellulosehaltigem Material in der sekundären Zellwand untersucht. Die Arbeit des Projekts wird unser Verständnis von Xylan mit dem Ziel erweitern, ein mechanistisches und quantitatives Modell dafür zu entwickeln, wie Xylan den Aufbau von Cellulose moduliert. Die neuen Erkenntnisse werden einen erheblichen Einfluss auf die Verbesserung, Verarbeitung und Anwendung von Biomassepflanzen haben.
Ziel
Plant biomass is an important renewable resource. Elucidating its compositional complexity imposes a fundamental limit to its application. My research shows that cellulose organization in the secondary cell wall is governed by the xylan component far more than currently thought. Determining the full function of xylan in cellulosic material is the challenge addressed by XYLAN-2.0. To address this challenge, I will characterize cellulose fibril agglomeration as it occurs under different conditions involving xylans with known changes in primary structure. Firstly, I will map changes in cellulose fibril patterning in a large number of xylan mutants of the plant Arabidopsis. Secondly, I will systematically investigate nanocellulose:xylan composites made from Arabidopsis wildtype and mutant xylan preparations. Thirdly, I will attempt to produce “recombinant” xylan with well-defined primary structure specifications and use it to produce nanocellulose:xylan composites. These experiments will provide unprecedented insight into the function of xylan and aim to develop a mechanistic and quantitative model for how xylan modulates cellulose agglomeration. These new insights will have an enormous impact on biomass crop improvement, processing and application, particularly on biomass applied for cellulose-based high-performance materials. The experience of my supervisor Prof. Ulvskov in nanocellulose and material science combined with my experience in xylan biochemistry and biosynthesis make an ideal environment for carrying out this project and establishing myself as a leading independent multidisciplinary researcher.
Wissenschaftliches Gebiet
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MSCA-IF-EF-RI - RI – Reintegration panelKoordinator
1165 Kobenhavn
Dänemark