Sådan laver man et træ

Det er oppe i tiden at bygge i træ – træ sparer CO2, er nemt at arbejde med, let at transportere og giver et godt indeklima. Og det er bare nogle af de mange fordele ved træbyggeri.

Men hvordan bliver træ egentlig selv bygget? Det kan et nyt, internationalt studie med forskere fra blandt andet København, Australien, Japan og Holland nu afsløre. Med en genteknologisk metode er det lykkedes holdet – som de første nogensinde – at observere tilblivelsen af vedcellevægge i planter og træer, skriver KU i en pressemeddelelse.

Og med adgang til selve processen står døren nu på klem for, at man fremover kan manipulere sig frem til endnu stærkere og klimaeffektive træer.

Byggeproces i live-udgave

Fordi ved dannes i væv dybt inde i planten, er det svært at observere byggeprocessen, da mikroskoper fungerer bedst på overfladen af et objekt. Derfor tog forskerne et genteknologisk trick i brug. Ved at modificere cellerne med en slags genetisk tænd-sluk-kontakt, kunne forskerne aktivere alle plantens celler til at producere vedcellevægge – også dem på overfladen. Dermed kunne de observere den detaljerede byggeproces i et mikroskop, direkte mens den foregik.

Vedcellevægge består hovedsageligt af cellulose, der bliver produceret af enzymer, der findes på overfladen af alle planteceller. Processen foregår groft sagt ved at små proteinrør – såkaldte mikrotubuli – danner et ordnet arrangement tæt på celleoverfladen. Proteinrørene fungerer som spor, der guider enzymerne til, hvor de skal aflejre byggemateriale til væggen.

”Man kan se byggeprocessen som et togsystem, hvor toget er enzymerne, der bevæger sig fremad, mens de producerer cellulosefibre. Mikrotubili styrer enzymernes retning ligesom togskinner. Under dannelsen af vedcellevæggene ændrer togskinnenettet – altså mikrotubuli – sin struktur fuldstændigt for at kunne danne de mønstrede cellevægge – det er den proces, vi nu kan følge direkte i vores mikroskoper,” forklarer Staffan Persson fra Institut for Plante- og Miljøvidenskab.

Større træer og stærkere byggematerialer

”Vi har nu en bedre forståelse af de mekanismer, som får de her mikrotubili til at omarrangere sig, så mønstrene dannes, og vi kan tilmed simulere byggeprocessen på computer. Næste skridt er at finde måder, der gør det muligt at lave ændringer i systemet – fx at ændre mønstrene,“ siger Staffan Persson.

Førsteforfatter René Schneider tilføjer:

„Ændrer man mønstrene, kan det ændre den måde planten gror på eller distribuerer vand på, som så kan have indflydelse på plantens højde eller biomasse. Hvis man for eksempel kan lave træer, der ophober mere biomasse, kan det potentielt bidrage til at sænke hastigheden for, hvor hurtigt der akkumuleres CO2 i atmosfæren.”

På lidt længere sigt er en af de mest oplagte anvendelsesmuligheder ifølge Staffan Persson at manipulere den biologiske proces til at udvikle stærkere eller nye typer byggematerialer af træ.

„Hvis vi både kan ændre cellevæggenes mønstre og cellevæggenes kemiske komposition, som vi og andre forskere allerede arbejder på, kan vi formentlig ændre træets styrke og porøsitet. Stærkere byggematerialer af træ er ikke kun fordelagtigt for byggebranchen, men også for miljø og klima. De har et mindre CO2-aftryk, længere levetid og kan bruges til flere formål og i nogle tilfælde endda erstatte energitunge materialer som beton,“ siger Staffan Persson, som udover at være plantebiolog har en baggrund som bygningsingeniør.

Den videnskabelige artikel om studiet er netop publiceret i det anerkendte tidsskrift Nature Communications.

Kilde: Københavns Universitet